1、處汙原理(lǐ)
活性炭吸附法由於前(qián)期投資較低,是目前應用***多的VOCs處理辦法,是通過(guò)活性炭的(de)自然吸附能力吸附(fù)VOCs,當吸附飽和後,活性炭脫附再生或交給(gěi)專業危(wēi)廢公司處理。

活性炭工藝現場(chǎng)示意圖
2、實際應用情況
運用活性炭吸附法進行VOCs處(chù)理的(de)環保公司對其設備的除汙參數,基本上都會提到此類設備(bèi)的除汙效率達到90%以上(shàng),但在實際除汙應用過程中,除汙效率達到90%以上隻是理論值。而且在不同的工作環境下,其除(chú)汙效率(lǜ)遠比這個(gè)理(lǐ)論(lùn)數值(zhí)低。主要原因包括溫度(dù)、工作(zuò)環境濕度、水霧、酸度、灰塵及被吸附氣體之間的相互作用等。例如我國南方(fāng)全年濕度較大,氣溫較(jiào)高,其(qí)活性炭(tàn)實際吸附(fù)量不足實驗室的50%。
3、主要問題
使用活性炭吸附法處理VOCs達標排放實際運(yùn)維費用是十分高(gāo)昂的(de),同時自然吸、脫附(fù)管理難、適(shì)用性受(shòu)多種因(yīn)素影(yǐng)響,不適合含粉塵、水汽、乳狀物等廢氣處理,難穩定環保(bǎo)達標。且大量飽和後的活性炭(tàn)處理更耗費巨大,該方法僅是將汙染物吸附轉(zhuǎn)移,如對飽和後活性炭轉移過(guò)程無嚴格把關跟蹤,則極易造成二次汙染。但因前期投資少,企業自然選用較多,現雖監管(guǎn)難(炭箱內沒有(yǒu)活性炭,活性(xìng)炭設施(shī)過(guò)於簡陋、幾乎不換炭,活性炭選用與實際設(shè)計不符,使用量過少等),但環保部門終會有所行動的,存在著巨大環(huán)保風險。而且容易造假(jiǎ)應付環保管理。(如:炭箱內沒有活(huó)性炭,活性炭設施過於簡陋、幾乎不換炭,活性炭實際工程與設計(jì)不(bú)符,使用量過少等。)

圖為(wéi)廣東某企業僅放少許活性炭並(bìng)長期不更換、造假!
二、低(dī)溫(wēn)等離子(zǐ)體技術
1、處汙原理
低溫等離子廢氣處理設備(bèi)裏的(de)介質阻擋(dǎng)放電過程中,等離子體內部產生(shēng)富含極高化學活性的粒子,如電子、離子、臭氧和激發態分子等。理論上有機廢氣與這些具有較高能量的(de)活性基團發生反應,部分會被裂解,***終轉化為二氧(yǎng)化碳和水等物(wù)質,從(cóng)而達到淨化廢氣的目的。

低(dī)溫(wēn)等離子工藝現場示意圖(tú)
2、實(shí)際應用情況
國內生產的運用低溫等離(lí)子(zǐ)體技術的治汙設備(bèi),製造的環保(bǎo)公司對設備的除汙參數,基本上都會提到這(zhè)類設備的除(chú)汙效率達到80%以上。大量可用(yòng)於VOCs處理的低能量等離(lí)子體設備僅可用於治(zhì)理油煙汙(wū)染,在實際處理工業VOCs過程中,這種低溫等離子體技術設(shè)備對有機廢氣的降解基本無效(xiào)和會生成汙染副產物,其降解效率(lǜ)較(jiào)低,而VOCs的易燃性令其安全性備受關注。
3、主要問題
現大量使用的小(xiǎo)功率低溫等離子體是過去(qù)餐廚行業用於油煙處理的,其不(bú)適合VOCs處理,且(qiě)生成(chéng)副產物和大量的臭氧,會拉弧引燃VOCs等問題。
因為等離子體技術在短時間內對包(bāo)括芳香類化合物的有(yǒu)機廢氣處理效率是很低的,主要是生成中間產物。如采(cǎi)用大功率等離子體在穩定的(de)有機廢氣中,也要在一定的時間內才有(yǒu)處理(lǐ)效果。而(ér)對於工產源源不斷高(gāo)速排(pái)出(chū)的VOCs廢(fèi)氣(qì),其處理效率很低並會次生很多中間副產物,導致VOCs成分更複雜(這(zhè)些副產物的(de)危害性可能更大(dà))、同時(shí)設備運行時會產(chǎn)生(shēng)大量無用臭氧。且有機廢氣絕大部分是易燃、易爆(bào)的化合(hé)物(wù)。等離子體運行時的拉弧極易引爆VOCs,天津爆炸事件已令社會(huì)對其的安全(quán)性質疑(yí),故該(gāi)技術在各地被禁用已日(rì)逐增加。

某企業低溫等離子設備爆炸事故現場
三、光催化氧(yǎng)化
1、處汙原理
光催化廢氣處理設備的技術是利用(yòng)特種紫外線波段,在催化劑的作用下,將氧氣催化生成臭氧和羥基自由(yóu)基及(jí)負氧離子,再將VOCs分子氧化還原的一種(zhǒng)處理方式。

光催化氧化現場示意圖
2、實(shí)際應用情況
大部份應(yīng)用於VOCs處理的UV光(guāng)催(cuī)化處理設備是引用過去除臭殺菌的技術原理,通常采用雙波長紫外光管,將能量主要用(yòng)於轉換臭氧,用普通二氧化鈦材料作為催化劑,雖除(chú)汙效率號稱達到80%以上。實際現在使用(yòng)的UV光(guāng)催化處理VOCs設備的效率均(jun1)較低,在無計算(suàn)技術(shù)的控(kòng)製下,會大量(liàng)生成臭氧和中(zhōng)間副產物。
3、主要問題
在UV光催化氧化技術應用中,包括UV管的波長(zhǎng)、光催化材料、反應時間、相對濕度、灰塵顆粒(lì)物等都是處理VOCs成敗的瓶頸要素。目前普遍認為光催化氧化法(fǎ)能夠將VOCs完全降解生成無毒無害的CO2和H2O等,但是在使用中由於反應時間太短,揮發性有機物在光(guāng)催化氧化反應(yīng)會生成酮、醛(quán)等更惡(è)毒的中間產物和大量(liàng)的臭氧。
近年來工業城鎮造成臭氧超標的其(qí)中因素就是濫(làn)用(yòng)等(děng)離子體和產臭氧的UV光催化氧化設備。由於這兩類設備都是試圖通(tōng)過將空(kōng)氣中的氧轉變成臭氧後通過化學(xué)反應消解工(gōng)業廢氣的技術(shù),但因反應條(tiáo)件的製約,使產生的臭氧轉換成自由基和負氧離子的(de)效率極低,同時因反應(yīng)時間過(guò)短,導致設備產生的大部分臭氧未能實現對VOCs處理而(ér)直接排放(fàng)。

圖為某企業光催(cuī)化氧化法處理工藝形同擺設,燈管壞死無更換
四、生物處(chù)理法
1、處汙原理
利用微生物對廢(fèi)氣中的汙染物進行消化代(dài)謝,實質(zhì)上是一(yī)種(zhǒng)生化分解過程,它通過附著在介質上的活性(xìng)微生物來吸收有機廢氣,將汙染(rǎn)物轉化為無害的水、二氧化碳及其它無機鹽類。

生物(wù)處理法現場示意圖(tú)
2、實際應用情況
以汙染物為微生物的食物來源,生物處理法包括:碳氫氧組(zǔ)成的各類有機物、簡(jiǎn)單有機硫化物、有機氮化物、硫化氫及氨(ān)氣等(děng)無機類(lèi)。要求小氣量、低濃度、排氣連續、廢氣(qì)處理(lǐ)容器大,雖處理過(guò)程比較環保, 但運維複雜、生物補養繁瑣(suǒ)等原因,使生物處(chù)理法形同虛設,因其監管難,故仍(réng)比比皆是。
3、主要問題(tí)
適用(yòng)性較差:僅適用(yòng)於特定的汙染(rǎn)物,且生物細菌易(yì)死亡,對易(yì)溶物和易降解(jiě)汙染(rǎn)物進行處理時,會受到一(yī)定的限製;生物因新陳代謝易堵塞;生物法所用填料(liào)的比(bǐ)表麵積、孔隙率等直接影響反應器的生(shēng)物量以及整個填充床的壓降及填充床是否(fǒu)易堵塞問題;難實現自(zì)動控製;難以提高對各運行參數的控製能力,維護費用高和難(nán)管控故(gù)障;菌種培育(yù)困難:難篩選出***降解各種VOCs氣體的優勢菌(jun1)種(zhǒng);反應場地約束:反應裝置占地麵積大、反應時(shí)間較長。故生物法在應(yīng)用中不乏(fá)擺設的情況。

廣東某企業生物處理法處理現場圖
五、燃燒法
1、處汙原理
燃(rán)燒法分為蓄熱式燃燒技術(RTO)和催化燃(rán)燒技術(RCO)。其原理是通過直接燃燒或者添加催化劑進行低溫燃燒,利用“燒(shāo)”將有機廢氣徹底降解(jiě)為水(shuǐ)和(hé)二氧化碳。

燃燒(shāo)法現場示意圖
2、實際應用
燃(rán)燒法作為(wéi)目前處理效率和(hé)效果相對理想的工藝,雖然它的價格相對(duì)昂貴(guì)且運行(háng)費用不低(dī),但已被大部分專家和部分地市環境主管部門認可,甚至製定為主(zhǔ)要治理工藝。
3、存在(zài)的主要問題
因蓄熱燃燒(RTO)方式的(de)燃燒室內溫度(dù)一般不(bú)低於750度(dù),甚(shèn)至高達1000度,因此,會產生燃料型氮氧化物。氮氧化物按生成機理的不同(tóng)分為三類:熱力型、快速型和燃料型,其(qí)中燃(rán)料型(xíng)占60%-95%。在(zài)生成燃(rán)料型NOx過(guò)程中,首先是含有氮的有機(jī)化合物或空氣中(zhōng)的氮氣經過熱裂(liè)解產生N,CN,HCN和等中間產物基團(tuán),然後再氧化成NOx。經粗算,一套20萬m3/h處理量的蓄熱燃燒(shāo)設備,其氮氧化物排放量約等於一台35t/h的燃煤流(liú)化床鍋爐。
在有機廢氣的催化燃燒(RCO)工藝中,由於采用(yòng)自來水作(zuò)為水噴淋進行預(yù)處理,水中的(de)氯離子及(jí)有機物質自帶的氯離子在催化燃燒室(shì)內(200~500度)極易生成二噁英。而VOCs處理設備上(shàng)均無高溫高溫裝(zhuāng)置用於促使二噁(wù)英的分解,因此(cǐ),氣體在燃燒過程中產生(shēng)的(de)二噁英將直接排放至到大氣。