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(jī)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(duì)于大氣污染防治監(jiān)管力度的不斷加大，許多高污染有機(jī)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(jī)廢氣處理方法、發(fā)展高效的有機(jī)廢氣處理技術(shù)對(duì)于環(huán)境保護(hù)以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展都將有著重要意義。
1、有機(jī)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(jī)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(jī)溶劑的行業(yè)的生產(chǎn)過程排放。
有機(jī)廢氣成分復(fù)雜，易燃、易爆并帶有一定毒性，不僅會(huì)污染大氣環(huán)境，生成光化學(xué)煙霧，破壞臭氧層，還會(huì)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(jī)廢氣處理技術(shù)
目前針對(duì)有機(jī)廢氣治理已發(fā)展出多項(xiàng)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(jī)物的溫度、壓力等物理特性或采用選擇性吸附劑等對(duì)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(jī)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(jī)廢氣中的污染物，多用于低濃度、高通量有機(jī)廢氣的處理。應(yīng)用吸附法時(shí)，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(jī)械強(qiáng)度、理想的生物相容性和化學(xué)穩(wěn)定性等特點(diǎn)而成為目前應(yīng)用最多的有機(jī)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(duì)其進(jìn)行改性。此外，吸附劑的形狀、結(jié)構(gòu)對(duì)于吸附性能也會(huì)產(chǎn)生一定影響。研究發(fā)現(xiàn)，纖維狀活性炭對(duì)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(jī)廢氣的處理。但吸附法運(yùn)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(duì)有機(jī)廢氣中的有害物質(zhì)進(jìn)行吸收，從而對(duì)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(jī)廢氣之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)凈化廢氣、分離污染物的目的。針對(duì)不同成分的有機(jī)廢氣，選擇合適的吸收劑十分重要。肖瀟等對(duì)比研究了幾種有機(jī)廢氣吸收液(二乙基輕胺、聚乙二醇400、硅油、食用油、廢機(jī)油、0#柴油)對(duì)甲苯廢氣的吸收效果，發(fā)現(xiàn)在相同實(shí)驗(yàn)條件下，二乙基輕胺對(duì)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(jī)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(yùn)行成本低、操作簡單等優(yōu)勢(shì)，適用于高濃度有機(jī)廢氣的處理，應(yīng)用時(shí)需對(duì)吸收劑進(jìn)行后期處理，過程復(fù)雜且成本較高，同時(shí)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(jī)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(diǎn)有機(jī)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(jì)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(shí)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(jī)負(fù)荷、運(yùn)行條件及成本，分離回收有機(jī)廢氣中的部分成分，實(shí)現(xiàn)資源利用。
2.1.4膜分離法
膜分離法利用有機(jī)物分子與空氣通過高分子膜的溶解擴(kuò)散速度不同而對(duì)有機(jī)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(jī)廢氣的處理，具有操作簡單、高效低耗、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)利用膜分離法還可實(shí)現(xiàn)對(duì)脂肪烴、芳香烴、氯代烴、酮、醛、酚、腈、醇、胺、酸等有機(jī)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(yùn)行成本都較高。
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