近年來大氣污染問題日漸突出，嚴(yán)重影響著自然環(huán)境、生態(tài)氣候以及人們的身體健康。目前已知的大氣污染物約有100余種，其中揮發(fā)性有機化合物作為引起PM2.5和光化學(xué)污染的主要“元兇”，其治理工作得到廣泛關(guān)注。隨著國家對于大氣污染防治監(jiān)管力度的不斷加大，許多高污染有機廢氣排放行業(yè)的發(fā)展也受到制約。由此，尋找合理的有機廢氣處理方法、發(fā)展高效的有機廢氣處理技術(shù)對于環(huán)境保護(hù)以及經(jīng)濟發(fā)展都將有著重要意義。
1、有機廢氣的成分、來源及危害
UV光氧催化凈化設(shè)備揮發(fā)性有機廢氣的成分主要包括脂肪烴、芳香烴、鹵代烴、醇、醛、酮、酯、醚、酚、胺、腈、羧酸等，主要來源于石化、制藥、印刷、涂裝、噴漆、皮革加工、化纖生產(chǎn)、塑料加工等涉及使用大量有機溶劑的行業(yè)的生產(chǎn)過程排放。
有機廢氣成分復(fù)雜，易燃、易爆并帶有一定毒性，不僅會污染大氣環(huán)境，生成光化學(xué)煙霧，破壞臭氧層，還會通過呼吸和皮膚吸收進(jìn)入人體，刺激人的呼吸系統(tǒng)，影響人的神經(jīng)系統(tǒng)和造血系統(tǒng)，損害肝、脾等器官，引起中毒、致癌甚至死亡。
2、有機廢氣處理技術(shù)
目前針對有機廢氣治理已發(fā)展出多項處理技術(shù)，根據(jù)處理原理，大體上可將這些技術(shù)分為兩類：一類是回收法，即通過單純改變有機物的溫度、壓力等物理特性或采用選擇性吸附劑等對其進(jìn)行分離回收；另一類是消除法，即利用化學(xué)或生物反應(yīng)，在一定條件下將有機物氧化分解為無毒或低毒產(chǎn)物。
2.1回收法
回收法主要包括吸附法、吸收法、冷凝法和膜分離法。
2.1.1吸附法
吸附法利用具有多孔結(jié)構(gòu)的吸附劑選擇性地吸附有機廢氣中的污染物，多用于低濃度、高通量有機廢氣的處理。應(yīng)用吸附法時，吸附劑的選擇是關(guān)鍵。常用的吸附劑包括活性炭、沸石、氧化鋁、硅膠和一些高分子材料，光氧催化設(shè)備其中活性炭由于具有較好的選擇性、發(fā)達(dá)的孔結(jié)構(gòu)、較大的比表面積、良好的機械強度、理想的生物相容性和化學(xué)穩(wěn)定性等特點而成為目前應(yīng)用最多的有機廢氣吸附材料。利用活性炭吸附法可有效吸附廢氣中的芳香烴、脂肪烴、鹵代烴、醇、酮、醚、酯等物質(zhì)，為提高活性炭的吸附性能，可采用酸、堿等對其進(jìn)行改性。此外，吸附劑的形狀、結(jié)構(gòu)對于吸附性能也會產(chǎn)生一定影響。研究發(fā)現(xiàn)，纖維狀活性炭對于廢氣中苯的吸附能力要比一般的活性炭高1倍~10倍，吸附效果更好。
吸附法工藝成熟，去除效率高，設(shè)備簡單且能耗較低，因此，被廣泛用于有機廢氣的處理。但吸附法運行成本較高，吸附材料吸附容量有限且再生困難，重復(fù)使用后吸附效果下降明顯，易失活且失活后的吸附劑的處理也存在一定問題。
2.1.2吸收法
吸收法主要指的是液體吸收法，采用低揮發(fā)或不揮發(fā)性的液體吸收劑對有機廢氣中的有害物質(zhì)進(jìn)行吸收，從而對廢氣進(jìn)行處理。根據(jù)吸收原理的不同，液體吸收法可分為物理吸收法和化學(xué)吸收法。前者利用物質(zhì)的相似相容原理，通過吸收劑選擇性地吸收與其性質(zhì)相似的有害氣體從而達(dá)到凈化目的；后者則是通過吸收劑與有機廢氣之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而實現(xiàn)凈化廢氣、分離污染物的目的。針對不同成分的有機廢氣，選擇合適的吸收劑十分重要。肖瀟等對比研究了幾種有機廢氣吸收液(二乙基輕胺、聚乙二醇400、硅油、食用油、廢機油、0#柴油)對甲苯廢氣的吸收效果，發(fā)現(xiàn)在相同實驗條件下，二乙基輕胺對甲苯的吸收效果最好，而聚乙二醇和硅油最差。近年來利用環(huán)糊精的水溶液作為有機鹵化物的吸收劑也取得了理想效果。
液體吸收法具有投資成本少、運行成本低、操作簡單等優(yōu)勢，適用于高濃度有機廢氣的處理，應(yīng)用時需對吸收劑進(jìn)行后期處理，過程復(fù)雜且成本較高，同時還易產(chǎn)生二次污染，使得該法的應(yīng)用受到限制。
2.1.3冷凝法
冷凝法通過降低系統(tǒng)溫度或提高系統(tǒng)壓力使有機污染物冷凝，繼而從廢氣中直接分離出來，光氧凈化器適用于高濃度、高沸點有機廢氣的處理。由于加壓設(shè)備較多且比較昂貴，因此，一般采用降溫方式進(jìn)行冷凝。該法操作簡單、投資成本少、經(jīng)濟效益高，但單采用冷凝法處理后的廢氣仍含有較高濃度的污染物，因此，在實際應(yīng)用中常將其與其他方法，如吸附法、催化燃燒法等進(jìn)行聯(lián)用，有利于降低有機負(fù)荷、運行條件及成本，分離回收有機廢氣中的部分成分，實現(xiàn)資源利用。
2.1.4膜分離法
膜分離法利用有機物分子與空氣通過高分子膜的溶解擴散速度不同而對有機廢氣中的污染物進(jìn)行分離，常用的膜分離工藝包括：蒸汽滲透法、氣體膜分離法以及膜基吸收法。膜分離法適用于低通量、高濃度有機廢氣的處理，具有操作簡單、高效低耗、無二次污染等優(yōu)點，同時利用膜分離法還可實現(xiàn)對脂肪烴、芳香烴、氯代烴、酮、醛、酚、腈、醇、胺、酸等有機化合物的回收。盡管膜分離法的廢氣處理效果較好，但膜的通量較小且在使用過程中易被污染，設(shè)備投資和運行成本都較高。
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