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浅析工业挥发性有机物VOCS污染处理技术

2017-05-30靳海涛

科技风 2017年16期
关键词:处理技术危害

摘 要:随着我国经济的飞速发展,工业生产中产生的污染物越来越多,特别是VOCs污染的危害尤其严重。本文首先介绍了VOCs污染的来源及其危害,进而探讨了几种常见的VOCs污染处理技术,希望能为工业污染的防治提供一定借鉴。

关键词:VOCs污染;危害;处理技术

随着国内工业生产规模的不斷扩大,挥发性有机物(VOCs)污染正在变得越来越严重。对于VOCs,国际上一般给出如下定义:作为有机化合物,在标准大气压下,其沸点低于50~260 ℃、熔点低于室温。它的来源非常广,且类型多样,在石油工业、交通行业等都会形成大量的VOCs污染,不但会给自然生态环境带来很大的影响,还会严重危害人们的生命健康,其具有区域性、混合性的特点;影响区域不会被限制于产生污染的地区,它会借助于空气传播至所在城市的各个角落。当前人们所广泛关注的雾霾,VOCs就是其产生原因之一。

一、VOCs污染的来源及其危害

VOCs 的来源非常广,一般包括两类:天然源、人为源。前者源自于植物的次生反应,是不可控的;后者又包括了工业源、生活源等。据调查发现,国内工业源产生的VOCs较多,占到了其总量的50%。而且,其产生的VOCs类型多样,气味特别,大多数还有奇臭,会产生毒性、及致癌反应,严重的会引发人体出现各种疾病,特别是苯、以及甲醛等物质对人身健康影响最大。

VOCs的危害巨大,除了自身会带来很多的危害,还会形成二次污染。在工业生产较为集中的地区,受到紫外线的直射后,VOCs、NOx和空气中存在的O、O3、OH等会产生某些光化学反应,形成某些严重的光化学污染。此外,在一定的环境下,VOCs还会与某些颗粒物构成二次有机气溶胶(secondary organic aerosols,SOA)。其中产生了大量的致癌物质,还会危害到大气可见度,是产生光化学污染、雾霾等的重要因素。

二、VOCs污染处理技术

VOCs污染的危害如此严重,就需要对其加以有效的控制,可以通过创新生产技术以及优化生产流程来实现,面对日益严重的VOCs污染,当前的处理技术主要包括以下几类。

(一)吸附法

该方法主要是应用吸附技术来吸收VOCs。对吸附性能会产生影响的主要是VOCs的类型、密度、吸附素材的选择等。该方法具有以下特点,应用简便、排污效率较高(能够达到90%)、脱附后还能加以再利用,当前已是处理VOCs污染的重要手段之一。该方法更多的是应用在低浓度的废气处理过程中,如果遇到高浓度的情况,就需要先利用冷凝等技术进行处理,然后再进行吸附处理。

(二)冷凝法

该方法主要是应用加压或降温手段,使得处在气体状态的污染物冷凝从而加以分离,它是利用了VOCs在各种温度下有着不一样的饱和蒸气压这一特点。该方法更多的是应用在高浓度的废气处理过程中,经冷凝处理后仍会残留一定比例的VOCs,这就需要进行再次处理。因为该方法对设备的需求较高,一般会与吸附法或别的处理方法结合起来使用,这样既能够减少去污成本,又能够增强污染处理效率。

(三)吸收法

该方法主要是应用低挥发或不挥发物质来吸收大气中的 VOCs,进而实现去污的目的。对于VOCs的吸收大多是物理作用,对水溶性较高的物质,一般采用水来加以吸收,最后得到的吸收液通过处理还能加以回收;此外,考虑到有机物的相似相溶特性,还会使用沸点较高的柴油等来进行吸收,并对其采取解吸程序,实现回收,而且使的溶剂能够再生,能够循环利用;吸收液也能够被当作危废委托给有资质的单位加以处置。

(四)燃烧法

该方法主要是在高温下对VOCs进行燃烧处理,使其分化为CO2、H2O。一般来说,假如VOCs的浓度非常高,进行燃烧处理后所产生的热能能够维持其分化所必须的温度时,应用燃烧法就较为合理;假如VOCs的浓度并不高,而要求一定的燃料或耗能来对其进行加热处理,所需成本巨大。所以,当VOCs的浓度不高时,为了节省去污成本,增强工业生产效率,又发展出了两种新的处理技术,蓄热式热力焚烧技术(RTO)以及催化燃烧技术(RCO)。

(五)光催化氧化法

该方法主要是在紫外线的直射下,应用一定的催化剂对VOCs进行处理。实践表明,该方法对于低浓度的VOCs更为有效。理想情况下,该方法可以将污染物彻底的分化成CO2和H2O。然而,在实际情况下,其具有以下不足:反应效率较慢、催化剂容易失活且很难固定,对VOCs的处理还会生成醛、酮等物质,形成二次污染,以上不足之处都严重的限制了该方法的推广使用。

(六)生物法

该方法主要是对污染物进行生物处理,经过一定的时间之后,利用微生物将其中的VOCs以及其他污染物分解成CO2和H2O。该方法的优点非常多,应用简单,所需成本较低,不会形成二次污染等,不过因为处理速度较慢,效率不高,更多的被用于低浓度污染物的处理。近些年,随着生物技术的不断发展,生物菌落等的研发工作持续地获得突破,使得该方法有望在VOCs污染的处理过程中获得更为广泛的使用。

三、结语

总的来讲,工业生产中产生的VOCs类型多样,特性各异,形成条件复杂,除了上面介绍的几类VOCs处理技术,业内也在不断研发更加适合自身发展的处理技术,而且也已逐步形成了多种有效的VOCs处理技术。不过,在实际应用过程中,使用一种技术常常不能取得非常理想的效果,这就要求结合多种技术的优点,通过组合工艺来加以处理,不但能够提高去污效率,也能尽可能的减少运行成本。所以,在未来的工作中我们要充分掌握各种技术的特点及其运用条件,针对VOCs的具体情况进行综合分析处理,以获得最为理想的排污效果。

参考文献:

[1]陶宇鹏,陈中明,代茂节,等.挥发性有机物(VOCs)污染治理中吸附技术的相关应用[J].低温与特气, 2015, 33(6):45-50.

作者简介:靳海涛(1984-),男,汉族,河南平顶山人,硕士。

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