浅谈城市环境有机废气处理技术及其展望

浅谈城市环境有机废气处理技术及其展望

史伟伟

佛山市沃特测试技术服务有限公司528313

摘要：当前废气处理的难点问题之一是有机废气治理问题。随着国内经济的迅猛发展，众多化工企业不断涌现，由于每年大量的有机废气排放，对我国生态环境造成了严重影响。首先，本文对几种传统的有机废气处理技术做了简要分析，阐述了其应用现状和存在的一定局限性。最后，对于近年来出现的几类新型有机废气处理技术的发展前景进行了一定的展望。

关键词：有机废气；处理技术；展望

引言

随着近几年我们国家经济技术的飞速发展，我国已经成为了一个世界经济大国。随着我国的综合国力逐渐增长，我国的各个行业都有着突飞猛进的发展，但是随着工业的进步环境污染问题就越来越严重，特别是大气污染问题。为了响应国家政策持续化发展，我们不能只顾着眼前的利益而破坏环境，所以从现在起我们必须重视这个问题。我们应该研究更加科学有效的方法来处理这些问题。

一、传统治理技术的相关概念

1.1活性炭吸附法。活性炭吸附法中的吸附剂可分为物理和化学两类，其划分依据是根据固体从液相或气相中吸附掉有害成分。由于疏水键的存在，化学吸附剂可以实现对有机废气的吸附而不会对水产生相同的作用，即利用疏水键，化学吸附剂可以实现有机废气与水的分离，从原料中把污染物去除。其原理是没有充分的时间使吸附剂与固相和气相中的废气进行接触，反应进程达不到一定程度，以致有机污染物在水相中被去除时，化学吸附作用较为明显，但是在去除有机废气中却很少被使用。

因此，物理吸附剂在有机废气的治理中得到广泛的运用，这些材料具有极强的物理吸附性，通常状况下是可用于多种范围的活性炭或沸石。具有传质速率快等优势的材料被用来治理有机废气，因为这样的材料是呈纤维状的，往往比颗粒状和蜂窝状更有优势[1]。

1.2生物处理法。微生物附着在滤料介质中，给定合适的环境，微生物便可以分解废气中的有机成分，作为氮源和碳源分解为无机盐、二氧化碳和水等物质。生物过滤法和生物吸收法组成了生物处理技术，生物过滤法会对有机废气进行降解，当固体介质上的微生物附着、生长时（介构构成固定床层），会吸附通过的有机废气，达到过滤的效果；生物吸收法的本质也是有机废气被微生物分解，当液体和有机废气接触后，液体会吸收有机废气，其原因在于液体中存在微生物的营养配料，以致促进微生物的活性。生物处理技术优点较为明显，在运行费用、设备操作、二次污染等方面具有明显优势。

1.3吸收法。在一般情况下吸收法是指液体吸收法，当吸收剂和有害物质接触并对其吸收时，废气和吸收剂接触非常充分，这样有利于接受过程的进行，进而从吸收剂中去除有机废气，经过处理把吸收剂分离，最后便达到了循环利用吸收剂的效果。在现阶段，吸收原理的运用体现之一是废气处理设备中的喷淋装置。物理吸收剂的理论原理是物质具有相似相容的物理性质（分子结构的一致性是其发挥作用的前提），比如像甲醇、丙酮、醚等易于溶于水的气体可以利用吸收剂水去除之，但是对于结构差异大，不具备相似相容性质的的物质，水便无法起到作用。这时化学吸附法会是一个更好的选择，其主要是通过有机废气与吸附剂上面的基因发生作用。研究者通过对现阶段吸收法在国内外的应用进行试验、总结可以得出结论，不同吸附剂对有机废气的处理时，因吸附剂的种类不同会产生不同的效果，因此当面对不同有机废气时，应选择不同的吸附法。

二、有机废气治理技术现状

1、活性炭吸附的限制。使用活性炭吸附污染物是通过将气相的污染物吸附到活性炭中，从根本上没有解决污染的问题。当污染物中只有一种有机气体时，活性炭的吸附效果较为明显，但当多种有机气体混合在一起，同时存在污染物中时，活性炭的吸附作用便会大幅降低。活性炭吸收污染物一定程度后达到饱和，处理活性炭的方式主要有两种，一是再生，二是废气。再生主要是指提取用过的活性炭中的有效部分，重复使用，但是使用过的活性炭有效部分较少，大部分被损坏，而且在不断再生的过程中它的吸附作用逐渐下降，再次使用产生的尾气会造成二次污染。废弃主要是指把吸附过后的活性炭以填埋或烧掉的方式处理掉，这种方式会造成资源的直接浪费，不利于环境友好型的社会发展。

2、生物法的限制。微生物在高分子材料中进行降解时，如对苯类物质和PAEs进行降解，速度会非常慢，原因是微生物的酶靠近化合物的分子内部是非常困难的，有机物中的复合物分子和聚合物对这种降解作用具有抵抗作用。这些客观条件在很大程度上限制了生物处理法的应用。

3、吸收液吸收效率低。液相吸收法是一种物理或化学转变，把污染物从气相转变到液相，大风量低浓度的有机废气或高浓度有机废气通过气态污染物液相喷淋吸收针的治理效果比较好，但针对低风量低浓度有机废气的治理仍存在一定缺陷。

4、RTO蓄热式焚烧技术的限制。RTO蓄热式焚烧技术采用陶瓷蓄热体，装置重量大，体积大，只能放在室外，要求连续操作，一次性投资费用相对较高，且不能彻底净化处理含硫含氮含卤素的有机物

三、有机废气处理技术展望

随着科学技术的持续发展，不少国家对废气废水的处理技术均进行了深入的研究，并不断开发出更加有效的新技术，下面进行阐述。

3.1生物膜法。人们利用有机生物在自然界中处理废物，特别是通过微生物讲解过程，是一种优异的处理手段，在有机污水处理中，利用生物膜法对其处理已经有100多年的发展历史，然而在工业废气处理中，特别是在有机废气的分解、净化方面存在着一定的局限性。作为有机废气治理研究前沿性课题的生物膜法，理论知识得到认可，虽然在有机废气治理方向还没有被应用于生产实践，但是得到了业界专业人士的一致好评，定位其具有广泛的应用前景。在具有多孔介质的表面进行生物培养，通过对填料层中的有机气体进行降解，转化掉绝大多数被污染的材料，被称为生物膜法，其结果是把有机废气转化为二氧化碳、水和非酸碱性的盐类。

3.2UV光催化技术。有机废气通过高能高臭氧的UV紫外线光束照射能产生裂解，如三甲胺、甲硫氢、二甲二硫及苯乙烯等废气，在高能的紫外线光下，苯、二甲苯中的高分子链可以被降解成二氧化碳和水等低分子类的化合物。此外，细菌的核酸被高能UV光照射后会遭到破坏，遭到破坏的细菌对臭氧氧化失去抵抗能力，以达到完全的脱臭和杀灭细菌的作用。

3.3等离子体技术

这种技术的目标是构建一个等离子体，构建方法一般是以高压放电的模式瞬间生成活性离子。这些活性离子能够使有机废气中的碳氢键和碳碳键发生断裂，从而有效地改善有机废气的污染性，并产生无害的二氧化碳和水，因为此法成本低、技术要求不高，因此正在得到大规模的推广使用。

3.4微波催化氧化技术

有机废气的微波催化氧化技术是由填料吸附／微波解吸技术发展而来，并将一般的热解吸方式转变为微波解吸，降低了能耗、缩短了解吸所需的时间，而且吸附剂反复使用２０次，还可以保持原有吸附能力。国外已经有微波催化氧化技术在有机废气处理中的小规模应用，在中国尚处于研究阶段。与常规加热催化热解技术相比，微波催化氧化技术的优点是催化热解效率高、能耗比较低、吸附剂的损耗小、启动迅速、解吸时间比较短、对环境温度影响小；缺点是对不同的有机废气需要选择不同的吸附剂，而且微波功率、加热时间、载气流量等对微波催化氧化效率都有一定的影响。

结束语

随着现代化发展环境问题愈演愈烈，资源的合理利用以及资源整合提高利用率是我们国家现在最需要关注的问题。不同的废气成分有着不同的处理方法，需要考虑很多问题，所以我们应该根据实际情况研究合适的处理技术，这样才可以将空气污染的影响降到最低。可以将废气进行分解然后进行回收或者将废气进行合理回收再将其溶解到溶剂中进行循环利用，这样都是非常合理的解决方法。所以要找到合适的方法对污染物进行处理是非常环保的做法，也是在一定程度上节约了成本投入，为国家的发展也提供了绵薄之力。

参考文献:

[1]张旭东.工业有机废气污染治理技术及其进展探讨.环境研究与监测，2015.6.

[2]唐运雪.有机废气处理技术及前景展望.湖南有色金属，2015.6.

[3]陈定盛，岑超平，陈志航等.复合吸收技术净化复杂工业有机废气.环境科学，2016.4.