工業有機廢氣污染治理技術的研究

工業生産過(guò)程中,由于采用的燃料大多是能(néng)源型燃料,在生産過(guò)程中會(huì)産生大量的有機廢氣,這(zhè)些有機廢氣如果不經(jīng)加工處理直接排放,就(jiù)會(huì)對(duì)人體健康帶來嚴重危害。我國(guó)對(duì)于工業有機廢氣的污染治理經(jīng)曆了一個漫長(cháng)時(shí)期,在這(zhè)一過(guò)程中也形成(chéng)了多種(zhǒng)形式的治理技術和方法,由于有機廢氣的成(chéng)分構成(chéng)較爲多樣化和複雜化,在具體的治理方法選擇上還(hái)有所側重點,根據國(guó)家的工業類型分布,采取相适應的處理技術,把有機廢氣污染杜絕在源頭上,同時(shí)工業生産者也要加快生産技術的改造升級,提高能(néng)源的利用效率。

1 工業有機廢氣污染的危害

工業有機廢氣污染主要指的是以有機化合物(VOCs)爲主的揮發(fā)性氣體。在化工生産過(guò)程中,許多産品的生産工藝都(dōu)會(huì)導緻大量的有機化合物的排放,而這(zhè)些有機化合物對(duì)生物和環境會(huì)造成(chéng)許多傷害。【有機廢氣處理】

(1)對(duì)人體健康的危害:有機化合物(VOCs)可引發(fā)一系列光化學(xué)反應,在陽光照射條件下,VOCs可與Nox和空氣中的其他物質發(fā)生反應,生成(chéng)的臭氧可轉化爲光化學(xué)煙霧,這(zhè)些光化學(xué)煙霧會(huì)對(duì)人體的呼吸系統和眼睛造成(chéng)影響,引發(fā)不适。同時(shí),VOCs還(hái)具有強烈的刺激性氣味,當空氣中VOCs濃度過(guò)高的時(shí)候,人體便會(huì)出現不适症狀,一些有毒的VOCs如芳香烴等釋放到空氣中還(hái)會(huì)引發(fā)腫瘤病變和其他重疾。如制鞋工藝中的“三苯”可引發(fā)中毒死亡;塗料溶劑中揮發(fā)的甲苯和二甲苯等有毒氣體也是危害人們健康的重要污染源。

(2)對(duì)植物造成(chéng)的危害:工業廢氣中的光化學(xué)煙霧和二氧化硫、氟化物等有機化合物對(duì)植物也會(huì)造成(chéng)十分嚴重的危害,可導緻植物枯黃落葉,甚至造成(chéng)農作物減産,同時(shí),還(hái)會(huì)對(duì)植物的光合作用造成(chéng)影響。

(3)對(duì)全球氣候環境的危害:工業有機廢氣污染是引發(fā)大氣污染的主要原因,這(zhè)些有機廢氣化合物(VOCs)對(duì)大氣環境的污染是全球性的。工業有機廢氣對(duì)環境的破壞主要表現爲三個方面(miàn):①造成(chéng)臭氧層的破壞;②工業廢氣中有機化合物(VOCs)會(huì)導緻酸雨,影響植物生長(cháng)并造成(chéng)農作物減産,腐蝕建築物等;③工業廢氣會(huì)導緻全球氣候變暖和冰川融化,對(duì)生态環境造成(chéng)嚴重破壞。

2 常見工業有機廢氣污染的成(chéng)因

工業中排放的有機廢氣主要來源于石油、化工、農藥等行業,具有排放數量巨大、含有的污染物種(zhǒng)類多、環境污染性嚴重等特點,主要包含含氮氣體污染物、含硫氣體污染物、碳類氧化物以及碳氫有機氣體污染物。【廢氣處理】

2.1含氮有機氣體污染物

大氣中對(duì)環境有影響的含N污染物主要是NO和NO:。NO和NO:是對(duì)流層中危害最大的兩(liǎng)種(zhǒng)氮的氧化物。NO:主要來自化石燃料的燃燒,汽車、飛機及各類動力機械的燃燒過(guò)程。NO的天然來源有閃電、森林或草原火災、大氣中氨的氧化及土壤中微生物的硝化作用等。這(zhè)些氮類氧化物經(jīng)過(guò)光照、雷電等反應形成(chéng)複雜的含氮有機污染氣體,這(zhè)些含氮有機污染氣體會(huì)嚴重破壞空氣中氣體組成(chéng)比例,造成(chéng)巨大的環境污染。

2.2含硫含硫氣體污染物

大氣污染物中的含硫化合物包括硫化氫、二氧化硫、三氧化琉、硫酸、亞硫酸鹽、硫酸鹽和有機硫氣溶膠。含硫類氣體污染物主要來源于金屬冶煉過(guò)程中,含硫礦物質分解以及燃燒。含硫類無機非金屬氧化物在強光、高溫的作用下與空氣中的有機廢氣發(fā)生化學(xué)反應形成(chéng)污染更大的烷烴、烯烴等烴類硫取代物。【廢氣處理】

2.3碳氫有機氣體污染物

碳氫化合物統稱烴類,是指由碳和氫兩(liǎng)種(zhǒng)原子組成(chéng)的各種(zhǒng)有機化合物,碳氫化合物主要來自天然源。在大氣污染中較重要的碳氯化合物有四類:烷烴、烯烴、芳香烴、含氧烴。表面(miàn)上在城市中烴類對(duì)人類健康未造成(chéng)明顯的直接危害,但是在污染的大氣中它們是形成(chéng)危害人類健康的光化學(xué)煙霧的主要成(chéng)分,尤其是在汽車尾氣發(fā)放中,未完全燃燒的烷烴有機廢氣逸散到大氣中,破壞臭氧層,帶來嚴重的環境問題。

3 工業有機廢氣污染治理技術的應用現狀

綜上,筆者對(duì)廢氣污染的來源及影響進(jìn)行了分析,就(jiù)目前來看,常見的有機廢氣治理技術包括,催化燃燒法,吸附法,液體吸收法,微生物降解法等等,筆者將(jiāng)從這(zhè)幾個方面(miàn)來展開(kāi)闡述。

3.1催化燃燒法

燃燒法是目前工業有機廢氣污染治理過(guò)程中使用最多的有機廢氣處理方法。其化學(xué)本質是通過(guò)添加催化劑,讓工業有機廢氣在點火的情況下發(fā)生燃燒和分解反應,經(jīng)過(guò)一些列複雜的化學(xué)反應,最終生成(chéng)對(duì)空氣無污染的水和二氧化碳排放到空氣中。然而在實際運用中,由于工業有機廢氣成(chéng)分複雜,甚至會(huì)含有一些重金屬粉末,如鉛、鉻、汞等重金屬,這(zhè)些重金屬往往會(huì)影響催化劑的使用效果,造成(chéng)的催化燃燒不完全。同時(shí)催化燃燒法對(duì)于燃燒的裝置設備要求較高,這(zhè)些設備要耐高溫耐氧化以及抗幹擾能(néng)力強,、設備制造成(chéng)本以及維護費用依舊高昂。【催化燃燒】

3.2吸附法

吸附法是指通過(guò)吸附材料將(jiāng)有機廢氣吸附在吸附體上,進(jìn)而起(qǐ)到吸附有機廢氣的作用。吸附法要求吸附體有較大的相對(duì)表面(miàn)積,密集分布的小孔和疏松分布的整體結構,同時(shí)吸附體要耐高溫、耐水、耐腐蝕、耐酸堿以及穩定的物理和化學(xué)性質,同時(shí)媳婦體本身要具有一定的剛度和柔韌性,不易破碎。與其他工業有機廢氣污染治理技術相比,吸附法具有處理廢氣效率高、幹淨清潔以及環保安全等優點,缺點是設備龐大,吸附流程緩慢複雜,容易因爲吸附空氣中的水蒸汽而失效。

3.3液體吸收法

這(zhè)種(zhǒng)治理技術的原理是實現有機廢氣中的有害成(chéng)分與吸收劑的融合,經(jīng)過(guò)融合後(hòu)廢氣中的有害成(chéng)分就(jiù)會(huì)被(bèi)排出。按照吸收的作用原理差異,我們可以將(jiāng)這(zhè)種(zhǒng)技術進(jìn)一步劃分爲物理吸收法和化學(xué)吸收法兩(liǎng)種(zhǒng)形式。前者物理吸收法是在物理原理利用下,依據物質相似相容原理,將(jiāng)和吸收劑成(chéng)分相似的有害氣體溶解在吸收劑中,進(jìn)而減少了有毒成(chéng)分的含量,實現淨化治理的目的,但是,這(zhè)種(zhǒng)吸收方法對(duì)于那些水溶解性不是很好(hǎo)的有機廢氣來說(shuō),效果不是很理想;後(hòu)者化學(xué)吸收技術則是通過(guò)吸收劑和廢氣中的有害成(chéng)分發(fā)生化學(xué)反應,在化學(xué)反應的作用下來去除有害成(chéng)分,實現淨化治理目的。【VOC有機廢氣處理】

3.4微生物降解法

微生物法在污水處理工程應用中,工藝已相當成(chéng)熟.有機廢氣的生物淨化技術是從脫臭開(kāi)始的。近年來,德國(guó)、荷蘭、日本等國(guó)已逐漸將(jiāng)該法應用于工業有機廢氣的治理中,國(guó)内在這(zhè)方面(miàn)的研究較少,目前尚未廣泛應用于工程實踐中.它的主要原理是通過(guò)篩選培養出對(duì)有機廢氣成(chéng)分具有特别降解作用的微生物,固定附著(zhe)在多孔性介質填料表面(miàn),廢氣在填料床層中進(jìn)行生物處理,揮發(fā)性有機污染物被(bèi)吸附在細孔中,經(jīng)過(guò)微生物的作用得到降解,生成(chéng)H20和中性鹽等物質。微生物淨化法的主要優點是流程和設備較簡單,一般不消耗有用原材料,運行能(néng)耗和費用較低、安全可靠、無二次污染,由于生化反應速率較低,因此設備體積較大.按照工作介質的不同,微生物降解法可分爲微生物懸浮液法、活性污泥法、生物膜法等.廢氣的生物淨化設備可分爲兩(liǎng)類:生物吸收裝置和生物過(guò)濾裝置.相對(duì)而言,吸收裝置比較适合于處理低濃度、大流量廢氣;過(guò)濾裝置比較适合于處理高濃度、小流量廢氣.生物過(guò)濾器開(kāi)始多以構築物形式(生物濾池)出現,近年來還(hái)發(fā)展了集約化的生物濾箱。典型的微生物降解流程如圖1所示:

4 有機廢氣污染治理技術應用的策略

4.1明确大氣污染的重點

首先,政府要在城市發(fā)展規劃方案上指出,要對(duì)工業“三廢”治理予以重點關注,尤其是有機廢氣的污染治理,嚴格要求和控制工業單位的有機廢氣排放量,進(jìn)一步強化工業廢氣治理工作;其次,實施工業點源廢氣專項整治計劃,并綜合多種(zhǒng)措施,對(duì)存在的污染大氣行爲進(jìn)行嚴厲打擊,包括聯合執法、實時(shí)通報以及挂牌督促等措施。【VOC有機廢氣處理】

4.2對(duì)現有治理技術進(jìn)行創新完善

科學(xué)技術的廣泛普及爲工業有機廢氣污染治理注入了新的活力,并且在科技的支持下,治理效果和水平也越來越高,當前較爲常用的有機廢氣污染治理技術主要有活性炭吸附技術、催化燃燒技術、酸堿中和技術等等,這(zhè)些技術的實際應用效果是非常好(hǎo)的,但是,都(dōu)或多或少的存在著(zhe)應用方面(miàn)的缺陷,因此,加強新技術的研究和創新,提高有機廢氣治理的針對(duì)性和強制性,對(duì)有機廢氣成(chéng)分構成(chéng)進(jìn)行嚴格準确測定,進(jìn)而制定一套完整健全的廢棄治理技術體系,此外,對(duì)于廢棄處理塔的設計也要采用新的過(guò)濾淨化系統,對(duì)廢棄排放進(jìn)行逐層逐級淨化,把有害物質及時(shí)去除。

4.3加大政策的引導和宣傳力度

對(duì)于傳統工業制造進(jìn)行改造升級,注重從源頭上進(jìn)行嚴格把控,粗放型的生産模式要進(jìn)行轉變,積極引導企業實現生産轉型,實行新的生産方式和能(néng)源利用形式,重視治理設備的技術升級,與此同時(shí),還(hái)要進(jìn)一步加強對(duì)環保法律法規的宣傳,把環境保護意識向(xiàng)大衆灌輸,并在實際落實中提高公衆參與的熱情。【有機廢氣處理】

5 結語

目前,工業有機廢氣污染治理工作備受重視。該項工作實施難度比較大、專業性強、成(chéng)本高,對(duì)專業領域技術人員提出了非常高的要求。相關領域研究者、從業者要依據工業有機廢氣污染情況、來源和類型,提出具體、有效的治理技術,明确具體工作實施過(guò)程中的各類注意事(shì)項,將(jiāng)空氣污染降到最低,實現環保要求。