如何處理有機廢氣(途徑很多！)

 

1.熱損傷法

 

熱銷毀是一種廣泛使用和研究的有機廢氣治理方法，***別是對低濃度有機廢氣，可分為直接火焰燃燒和催化燃燒。直接火焰燃燒是氣流中有機物直接燃燒和輔助燃料燃燒的一種方法。***多數情況下，有機物濃度太低，沒有輔助燃料無法燃燒。在適當的溫度和停留時間條件下，直接火焰燃燒的熱處理效率可達99%。

 

催化燃燒是指有機物在氣流中被加熱，在催化床的作用下，有機物的化學反應被加速(或破壞效率的方法)。催化劑的存在使得有機物在受熱破壞時比直接燃燒法需要的停留時間更短，溫度更低。催化劑在催化燃燒系統(tǒng)中起著重要的作用。有機廢氣凈化的催化劑主要是金屬和金屬鹽，金屬包括貴金屬和非貴金屬。目前使用的金屬催化劑主要是Pt和Pd，技術成熟，催化活性高，但價格昂貴。當處理含氮、硫、磷等元素的鹵素有機化合物時，有機化合物容易氧化和失活催化劑。非金屬催化劑包括過渡元素如鈷和稀土。近年來，***內外對催化劑進行了***量的研究，其中***部分集中在非貴金屬催化劑上，在能量提取方面也取得了很多成果。如用V2O5 +MOX (M:過渡金屬)+貴金屬制成的催化劑處理甲硫醇廢氣，用Pt+Pd+Cu促進劑處理含氮有機醇廢氣。

 

由于有機廢氣中常出現雜質，容易引起催化劑中毒，毒物(抑制劑主要有磷、鉛、鉍、砷、錫、汞、亞鐵離子鋅、鹵素等。催化劑載體可以節(jié)約催化劑，增加催化劑的有效面積，使催化劑具有一定的機械強度，減少燒結，提高催化活性和穩(wěn)定性?？勺鳛檩d體的材料主要有AL2O3、Fe-V、石棉、粘土、活性炭、金屬等。***常用的陶瓷載體一般制成網狀、球形、柱狀和峰巢狀。此外，近年來對絲光沸石的研究越來越成功。對于催化燃燒，未來研究的重點和熱點仍將是探索高效活性的催化劑及其載體，以及催化氧化的機理。

 

2.液體吸收法

 

液體吸收法是利用液體吸收液與有機廢氣具有相似相容性的原理來達到處理有機廢氣的目的。一般使用由液態(tài)石油物質、表面活性劑和水組成的混合液體作為吸收液，以增強吸收效果。近年來，日本人研究并利用環(huán)糊精作為有機鹵化物的吸收材料。根據環(huán)糊精對有機鹵化物有很強親和力的原理，用環(huán)糊精的水溶液作為吸收劑吸收有機鹵化物氣體。該吸附劑無毒、無污染，捕獲后解吸率高，回收后節(jié)能，可重復使用。

 

3.吸附法

 

吸附法應用廣泛，具有能耗低、技術成熟、去除率高、凈化徹底、易于推廣等***點，具有******的環(huán)境和經濟效益。缺點是設備龐***，工藝復雜。當廢氣中有膠體顆?；蚱渌s質時，吸附劑容易中毒。吸附法主要用于處理低濃度、高通量的揮發(fā)性有機物(VOCs)。吸附劑是吸附法處理揮發(fā)性有機化合物的關鍵。吸附劑應具有致密的孔結構、較***的內表面積、******的吸附性能、穩(wěn)定的化學性質、不易破碎、對空氣的阻力低。常用活性炭、氧化鋁、硅膠、人造沸石。

 

目前***多采用活性炭，去除效率高?；钚蕴坑辛詈屠w維狀兩種。顆?；钚蕴烤哂芯鶆虻目紫叮?0 ~ 10 ~ 100納米的中孔和1。除小孔外，還有5 ~ 5 um的***孔。處理氣體由外向內擴散，吸附和解吸緩慢。然而，纖維活性炭的孔徑分布均勻，孔徑較小，***多為1。5 ~ 3 nm微孔。由于微孔向外，氣體擴散距離短，吸附和解吸快。用氧化鐵、氫氧化鈉或臭氧處理過的活性炭往往具有更***的吸附性能。

 

4.冷凝法

 

冷凝法是通過降低系統(tǒng)溫度或增加系統(tǒng)壓力，將氣態(tài)污染物冷凝并從廢氣中分離出來的過程。冷凝過程可以在恒溫條件下通過增加壓力來實現，也可以在恒壓條件下通過降低溫度來實現，一般采用后者。廢氣可以通過冷凝凈化到很高的程度，但是高凈化要求通常是冷卻水在室溫下無法達到的。凈化要求越高，冷卻溫度越低，必要時還要增加壓力，這樣會增加處理的難度和成本。因此，冷凝法通常與吸附、燃燒等凈化手段結合使用，回收有價值的產品。

 

5.生物法則

 

生物凈化本質上是一個氧化分解過程:附著在多孔和潮濕介質上的活性微生物利用廢氣中的有機成分作為其生命活動的能量或營養(yǎng)物質，并將其轉化為簡單的無機物(CO2、H2O)或細胞成分。目前主要工藝有生物濾床、生物滴濾床和生物洗滌床。

 

5.1濾床

 

生物濾床是一種填充有吸附過濾材料(如泥炭、土壤、活性炭等)的凈化裝置。).生物膜形成前，在濾床中加入pH緩沖液和N、P、K等營養(yǎng)元素(如NH4NO3、K2HPO3)。當具有一定濕度的廢氣進入生物濾床并通過厚度約為0的生物活性填料層時。5 ~ 1m，微生物(主要是細菌、放線菌、原生動物、藻類等。)可以通過接觸捕捉廢氣中的有機物，并將其作為自身生長的碳源，因此，廢氣通過生物濾池床后可以得到凈化，濾料層中的微生物在污染物的生化降解過程中不斷生長繁殖，從而生物濾池的運行可以不斷進行。濾料一般使用一年后呈酸性，要定期保養(yǎng)。

 

5.2生物滴濾床

 

生物滴濾池的結構與生物濾池相似，不同的是***部有噴淋裝置。生物滴濾床采用粗礫石、塑料蜂窩填料、塑料波紋板填料、陶瓷、不銹鋼拉西環(huán)、樹皮、活性炭纖維、微孔硅膠等非吸附性填料。填料表面是幾毫米厚的微生物形成的生物膜。當廢氣通過滴濾塔時，廢氣中的污染物被微生物降解。生物滴濾塔在營養(yǎng)供給和調節(jié)微生物生長環(huán)境方面具有***勢，比生物過濾器能承受更***的污染負荷，緩沖能力***，操作條件易于控制?？梢酝ㄟ^調節(jié)循環(huán)液的pH值，加入K2HPO4、NH4NO3等物質來實現。

 

5.3生物洗滌塔

 

生物洗滌塔通常由帶填料的洗滌塔和帶活性污泥的生物反應器組成。洗滌塔中的噴淋裝置逆著氣流噴淋循環(huán)液，使廢氣中的污染物與填料表面的水接觸，被水吸收并轉移到液相，實現傳質過程。廢氣成分吸收的洗滌液流入活性污泥池，經空氣充氧后再生。被吸收的氣態(tài)污染物通過微生物氧化被活性污泥懸浮液從液相中去除。生物洗滌塔工藝中的液相是流動的，有利于控制反應條件，添加營養(yǎng)液、緩沖液、置換液體和去除多余產物。

 

不同成分、濃度和氣體體積的氣態(tài)污染物都有各自有效的生物凈化系統(tǒng)。生物洗滌塔適用于處理凈化氣量小、濃度高、易溶解、生物代謝率低的廢氣；生物濾床可用于氣體體積***、濃度低的廢氣；對于高負荷和污染物降解后產生酸性物質的，生物滴濾床較***。

 

6.脈沖電暈法

 

脈沖電暈法的基本原理是通過陡前沿、窄脈沖寬度(納秒量級)的高壓脈沖電暈放電，在常溫常壓下可獲得非平衡等離子體，即產生***量高能電子和O、H0等活性粒子，與有害分子發(fā)生氧化降解反應，使污染物***終轉化為無害物質。自1988年以來，美***一直在用電暈法降解低濃度揮發(fā)性有機化合物。研究表明，該方法在常溫常壓下可以獲得較***的效率。

 

7.膜分離方法

 

膜分離法的基本原理是基于氣體中各組分通過膜的速度不同。每個組分通過膜的速度與氣體的性質有關，膜的***性與膜兩側的氣體分壓有關。膜分離凈化有機廢氣是基于有機蒸汽和空氣透過膜的能力不同。常用的膜分離工藝包括蒸汽滲透、氣體膜分離和膜基吸收。膜分離技術在氣體凈化中的***點是投資成本低、分離系數***、分離效果***、操作簡單、控制方便、操作靈活。

 

8.光解方法

 

揮發(fā)性有機化合物的光解有兩種形式:一種是在直接光照下，波長合適時揮發(fā)性有機化合物被分解；另一種是揮發(fā)性有機化合物在催化劑存在下通過光照分解。

 

研究表明，有機氯化物和氫氯氟烴在185nm紫外光照射下可在極短時間內分解，鹵代化合物的分解速率比氫氯氟烴快；三氯乙烯可以在幾秒鐘內分解成氧、氯和氟。光解可以產生中間產物，***終可以通過氫氧化鈉溶液處理或延長停留時間去除。

 

光催化降解技術的原理是在紫外線的照射下，將Ti O2等光催化劑活化，使H2O產生OH自由基，然后OH自由基將有機污染物氧化成CO2和H2O。使用Ti O2催化劑時，普通熒光燈可作為光源，消除惡臭和極低濃度污染物。由于催化劑降解效率的影響，光催化氧化的工業(yè)應用還有待發(fā)展。

 

9.等離子體分解法

 

等離子體分解含氯氟烴(CFCs)技術已進入實用階段，豬又信行研究了等離子體化學作用將CFCs等難降解氣體分解為無害物質的應用。這項技術可以在短時間內處理***量氣體，如含氯氟烴。該工藝采用兩個系統(tǒng)，一個是超高溫加水系統(tǒng)，利用高頻等離子體快速升溫至10000℃，利用等離子體的化學作用與水蒸氣接觸分解；***二個系統(tǒng)是一個排氣系統(tǒng)，將分解后的廢氣快速冷卻至80℃。該系統(tǒng)由含氯氟烴和蒸汽供應裝置、等離子體發(fā)生器、反應爐、冷卻罐、排水處理裝置等組成。

 

10.微波催化氧化技術

 

微波空氣凈化技術是在填料吸附-解吸技術的基礎上發(fā)展起來的，它將傳統(tǒng)的解吸方式轉變?yōu)槲⒉ń馕?。微波能的應?*****降低了能耗，縮短了解吸時間，吸附劑經過20次解吸后基本保持了原有的吸附能力。微波解吸技術凈化空氣與它在水處理中的應用基本相似，解吸原理可用“容器加熱理論”和“體積加熱理論”來解釋。***內外已成功應用于水處理，***外也有小規(guī)?？諝鈨艋某晒嵗?，***內尚處于起步階段。

 

11變壓吸附分離純化技術

 

變壓吸附分離提純技術(PSA)利用氣體組分在固體吸附材料上吸附***性的差異，通過周期性的壓力變化過程實現氣體的分離提純。變壓吸附技術是一種物理吸附方法。沸石分子篩一般用作吸附劑(吸附容量***，吸附選擇性強)。在常溫和一定壓力下，有機廢氣可以吸附在沸石分子篩上，未吸附的氣體進入下一段。吸附劑吸附有機廢氣后，通過減壓抽真空解吸有機物，再生吸附劑。再生后的吸附劑重新吸附廢氣中的有機物，循環(huán)使用。變壓吸附技術是近幾十年來工業(yè)上新興的氣體分離技術。它具有能耗低、投資少、工藝簡單、自動化程度高、產品純度高、無環(huán)境污染等***點。是各種氣體分離回收的理想方法，具有很***的市場競爭力。在不久的將來，它將在工業(yè)上迅速推廣。

 

12.臭氧分解法

 

***內還沒有臭氧分解的報道，***外對該技術的研究也很少。研究表明，O3可以用于凈化地面廢氣，即可以分解土壤中的非揮發(fā)性有機化合物、多環(huán)芳香族有機化合物、脂肪族有機化合物、酚類和農藥。此時采用地氣作為O3載體。此外，研究人員還***別關注O3處理后土壤微生物狀況的變化。結果表明，細菌減少99%，呼吸性能下降。因此，研究人員利用純O2和未反應O3的分解控制技術，降低O3處理對土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響，從而達到安全的目的。

 

13.電化學氧化法

 

電化學氧化技術是一種擁有專利膜和硝酸銀-硝酸溶液的化學電池，在50 ~ 100℃和常壓下氧化。在陽極，揮發(fā)性有機化合物惡臭氣體轉化為二氧化碳和H2O。陰極產生亞硝酸，經處理后可循環(huán)使用。該方法的典型***點:VOCs惡臭物質去除率高，可達99%以上，但運行成本也高。