谢银花(浙江东亚药业股份有限公司，浙江 台州 317108)

0 引言

VOC废气是一类污染性较强的气体，大量排放将造成大气环境严重污染，间接影响人类生存环境，同时VOC废气中包含的物质大部分都有毒性，若被人体吸入将威胁到人的身体健康，甚至是生命安全，会让人痛苦不堪。因此，无论是出于环保考虑还是国民身体健康考虑，国内医药化工企业要重视VOC废气处理工作，有必要了解对应废气处理技术，再结合实际条件、需求选择对应技术去处理VOC废气，而为了更了解VOC废气处理技术，就有必要展开相关研究。

1 VOC废气的危害性

1.1 环境污染性

在医药化工的生产工作中普遍会使用到脂肪族化合物、卤代烃、芳香族等化学溶剂，这些溶剂在化学物质性质上属于挥发性有机化合物，而在生产末端排放的废气中会夹带大量的此类物质，这时就产生了VOC 废气。VOC 废气的排放使得此类物质对外挥发，大部分借助挥发作用将进入大气环境，促使大气环境被污染，部分功能减弱，甚至丧失部分功能。这种情况下，大气环境受污染后的功能性减弱，势必对人类生存环境造成影响，说明VOC 废气具有比较严重的环境污染性，对全人类而言都是一种危害[1]。

1.2 致病致死率高

VOC 废气中绝大部分物质对于人体而言都是有毒的，如果被吸入就会导致人中毒，或者破坏人的神经，导致人生病或留下终身损伤，诸如VOC废气中的苯类化合物就会导致人体中枢神经损伤，促使人出现神经系统障碍，还会损害人的血液与器官，带来败血症等严重疾病，若情况足够严重，是可能导致人在短时间内死亡的。VOC废气的致病、致死率很高，必须得到妥善处理。

2 VOC废气的处理技术分析

2.1 热破坏法

热破坏法具有两种形式，分别为：(1)直接燃烧处理形式，这种形式的热破坏法是直接用火焰燃烧VOC废气，利用高温破坏VOC物质，或者促使物质改性为无害物质。(2)催化燃烧处理形式，该形式是在直接燃烧处理基础上，在燃烧的同时加入对应催化剂，诸如金属盐或者是金属，这样能让燃烧更加充分，能进一步加快物质的化学反应速度，短时间内可完成废气处理。两种热破坏法形式互有优劣，前者应用简便、容易控制，但处理效果相对较弱，后者处理效果则非常优秀，在适用条件下处理效果可达99%以上，而后者的缺陷就在于应用复杂、难以控制，还因为催化剂的大量消耗与催化剂载体(诸如陶瓷就是常用的催化剂载体，)的使用会带来较大的成本消耗，同时后者催化剂的种类比较少，这一点还有待研究。另外，热破坏法只适用于浓度较低的VOC废气处理中，若浓度较高则不建议使用该方法，而医药化工企业因为有机溶剂使用量比较高，所以VOC废气的浓度较高，这时如果要使用热破坏法来进行废气处理，就必须将该方法作为其他方法的辅助，在过程中热破坏法能够起到的作用是降低VOC废气浓度，可提高后续方法的使用效率与质量，如某医药化工企业就采用了这种方案，先通过热破坏法使VOC废气浓度降低了43%，后通过生物处理法进行了下一步处理，最终排放出的废气中VOC的浓度只有初始值的0.3%，处理效果良好[2]。

2.2 生物处理法

生物处理法在VOC废气处理中主要能够转化CO2、H2O物质，且处理效果可观。生物处理法的应用流程并不复杂，大体可以分为三个步骤：(1)设立蓄水池，将蓄水池作为VOC废气排放点，使得VOC废气排放之处遇水接触，这样VOC废气内的有机污染物质就会在水中迅速溶解；(2)在蓄水池中安防液膜装置，使得VOC废气中溶解的物质会集中到液膜上，借助液膜的渗透性，可以逐渐将这些物质转移到生物膜上，生物膜上的微生物就会逐步吸收这些物质；(3)微生物吸收溶解有机物之后，会通过自身生理代谢促使物质被降解，降解后的物质就是无害的有机物或无机化合物。生物处理法的优点在于处理效果突出、应用步骤简便，缺点在于运维成本高、环境要求严格，同时适用范围比较小，不适用于废气中VOC物质种类过多的条件，因此一般不建议单纯使用生物处理法进行VOC废气处理，可以与其他处理技术结合。同理，医药化工企业的VOC废气就包含了多种VOC物质，因此不可单独使用生物处理法，可以参照上文2.1与热破坏法结合使用，但也可以与其他方法结合。

2.3 吸附法

吸附法的工艺最为简单，主要是在VOC废气排放通路上放置活性炭，活性炭具有细孔结构特征，该特征使得活性炭具有吸附与筛率作用，因此当VOC废气经过通路上活性炭时，废气内的有机挥发物质就会被吸附在活性炭上，这样就完成了VOC废气处理。同时如果需要进一步提高活性炭的处理效果，还可以使用氧化铁、臭氧技术对活性炭进行处理，这能增强活性炭的吸附作用。吸附法的应用具有效果好、效率高、能耗低、安全性高、成本低廉等诸多优势，但缺陷在于为了保障VOC废气能与活性炭完全接触，需要配置较大体积的设备，避免废气在处理前外泄，这会挤占一定的空间，带来一部分额外成本，且每一块活性炭在使用了一段时间之后都需要人工更换，这时更换活性炭的人员要承担较高的安全风险，有可能会吸入残留的VOC废气。在医药化工企业中吸附法可以单独使用，目前也确实有很多企业正在使用该方法，如某企业通过吸附法处理VOC废气，处理效果高达98%，但值得注意的是，因为吸附法的活性碳更换环节有安全风险，所以企业一定要做好防护要求，并予以防护管理。

2.4 液体吸收法

液体吸收法是一种综合性方法，其具有两个处理步骤，分别为：(1)物理性处理，即参照生物处理法中的蓄水池设施，在液体吸收法中也要设置对应的蓄水池，随后将烟气排放到蓄水池中，利用水溶解VOC废气中具有水溶性的挥发性有机物，溶解后的物质将被回收，随即进行解析，去除掉水中有害物质即可，其中水就是吸收剂；(2)化学性处理，即因为VOC废气中有一部分挥发性物质不具备水溶性，或者水溶性极差，所以利用水作为吸收剂难以处理此类物质，这时就要通过化学处理方法进行清除，例如使用溶剂促使不溶于水的挥发性有机物发生化学反应，改性成为无害物质或者直接挥发。液体吸收法的优点在于适用面广，在物理方法与化学方法的相互作用下，基本上VOC废气中任何挥发性有机物都可以被处理，且处理效果可观，但该处理方法的缺陷也非常明显，即成本高、工艺复杂、工序繁琐、效率偏低。另外，液体吸收法在一定程度上可以实现物质的循环利用，这一表现主要体现在物理性处理环节，即因为水吸收了部分有害物，而部分有害物通过回收、加工可以应用于其他领域，所以该方法开发了VOC废气的循环利用价值，这是该方法的特点。液体吸收法同样可以在医药化工企业中使用，其回收得来的物质不仅能够再次应用到医药产品生产中，还能供给到其他行业，给医药化工企业带来经济收益，而因为医药化工企业VOC废气内的物质较多，所以单独使用液体吸收法往往会导致工序更加繁琐，甚至要利用回路反复处理，面对这种情况还是建议医药化工企业将液体吸收法与其他方法结合来使用，而液体吸收法可以在结合关系中占主导地位。

2.5 氧化法

氧化法也具有两种形式，分别为：(1)催化氧化，即催化氧化就是通过催化剂作用，使得VOC废气中的挥发性有机物氧化。可以看出催化氧化的核心在于催化剂，在应用中需要慎重选择催化剂，目前该方法中常用催化剂可以分为贵金属催化剂、非贵金属催化剂两类，其中后者因为成本较低，所以应用的比较多，但使用中需要对催化剂进行特殊处理，诸如MnO2就是非贵金属催化剂，应用之前需要先与一定比例的粘合剂混合，这样是为了避免此类催化剂在废气处理中中毒而丧失活性。在催化剂正确使用的情况下，催化氧化方法能够彻底对VOC废气进行处理；(2)热氧化法，即该方法主要利用相关热力设备让VOC废气氧化，相关热力设备中比较常见的有气体焚烧炉等，应用中利用天然气等助燃气提高温度，随后进行二段燃烧，前一段为混合燃烧，目的是让催化剂与挥发性有机物质充分混合，第二段为最终焚烧，能够去除废气中的有害物质。氧化法的使用优点在处理效果好，缺点在于成本高、适用范围取决于催化剂种类，且能耗较大。氧化法可单独应用于医药化工企业的VOC废气处理中，但企业必须考虑自身经济条件，原因在于医药化工企业VOC废气浓度高、有机物质种类多，若使用氧化法就需要使用大量、多种催化剂，且过程中存在较大的催化剂损耗，因此医药化工企业使用氧化法需要承担的成本比其他行业更高，这一点必须慎重考虑。

3 结语

综上，VOC废气危害性较高，因此医药化工企业必须进行严格处理。采用文中提出的五项处理技术，医药化工企业可以根据实际需求进行技术选型，选择处理效果高，且企业本身可以承担的处理技术即可。