VOCs的回收及处理技术大盘点-第3页-北极星大气网

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(2)气体放电

气体放电产生等离子体主要分为以下几种形式：辉光放电、电晕放电、介质阻挡放电、频射放电、微波放电，而研究较为活跃的是脉冲电晕放电产生等离子体。该法的等离子体产生机理与电子束辐照法基本一致，它是在2个不均匀的电极之间叠加一个脉冲电压，由于脉冲电压的上升前沿极陡，峰宽较窄(纳秒级)，在极短的脉冲时间内，在电晕极周围发生激烈、高频率的脉冲电晕放电，产生大量的高能电子和O、OH等活性粒子，对有害物质进行氧化、降解，最终将其转化为无害物。与电子束辐照法相比，该法避免了电子加速器的使用，也无须辐射屏蔽，增强了技术的安全性和实用性。但对脉冲电晕放电法处理VOCs的研究，目前大多停留在实验室阶段，一般的处理试验装置和工艺流程如图5所示

国内外的研究表明，脉冲电晕放电法治理VOCs是一种很有前途的方法，与常规技术相比具有工艺简单、能耗低、流程短、可操作性好的特点，特别是在节能方面有很大的潜力，应用范围也比较广泛，但由于它的反应过程复杂，受到许多外在因素的影响，放电过程中有可能会产生聚合反应，生成聚合物，并会生成少量不完全产物C0等，因此需要进一步研究完善。

3光催化降解技术

近年来，光催化降解技术去除低浓度VOCs已接近商业化使用阶段。研究结果表明，许多VOCs均可在常温常压下光催化分解，包括脂肪烃、醇、醛、卤代烃、芳烃及杂原子有机物等，因此，该技术有着较高的开发价值和广阔的应用，己成为VOCS处理技术中一个活跃的研究方向。

光催化降解VOCs的基本原理是在特定波长光照射下，光催化剂被活化，使H20生成-OH，然后-OH将VOCs氧化成CO2、H2O和无机物质。由于气相中具有较高的分子扩散和质量传递速率及较易进行的链反应，光催化剂对一些气相反应的光效率接近甚至超过水相反应。日本的田中启一和山口伸一郎等对利用紫外线光分解气态有机物作了研究，结果表明，在气体情况下，有机氯化物和氟氯碳在185nm紫外光照射下，进行气相光解，2种物质都能在极短的时间内分解，而且有机卤化物的分解速度大于氟氯碳；三氯乙烯几秒钟内即能分解成最终产物CO2、Cl2、F2及光气等；光分解产生的醋酸等中间产物可通过碱液处理或延长滞留时间等手段最终去除。

光分解VOCS主要有2种形式：一种是直接光照，在波长合适时，VOCs分解；另一种是催化剂存在下，光照气态VOCs使之分解。常用的金属氧化物光催化剂有：Fe203、W03、Cr203、ZnO、ZrO、Ti02等。由于Ti02的化学性质稳定、催化活性高且无毒价廉、货源充足，成为目前试验研究中最常用的光催化剂之一。

光催化降解技术主要适用于低浓度(小于1000ppm)、气量小的VOCs的处理。其优点是反应过程快速高效、能耗低、无二次污染，但仍存在一些缺陷，如光催化反应量子产率比较低，催化剂对激发源特征波长要求苛刻，且当污染物浓度高时，需要很大的催化面积而使得其与其他方法相比变得不经济。

4微生物净化技术

微生物净化法是近年来发展起来的分解VOCs的一种方法，该技术已在德国、荷兰得到规模化应用，有机物去除率大都在90％以上。该方法净化VOCs过程的实质是附着在滤料介质中的微生物，在适宜的环境条件下，利用VOCs作为炭源和能源，维持其生命活动，并将有机物转化为简单的无机物(CO2、H2O)或细胞组成物质的过程。微生物净化法处理VOCs一般要经历3个步骤：

(1)VOCs同水接触并溶解于水中(即由气膜扩散进入液膜)；

(2)溶解于液膜中的VOCS在浓度差的推动下进一步扩散到生物膜，进而被其中的微生物捕获并吸收；

(3)进入微生物体内的VOCs在其自身的代谢过程中作为能源和营养物质被分解，经生物化学反应最终转化成为无害的化合物。

根据微生物在VOCs处理过程中存在的形式，可将处理方法分为生物洗涤法(悬浮态)和生物过滤法(固着态)。生物洗涤法即微生物及其营养物配料存在于液相中，气相中的有机物通过与悬浮液接触后转移到液相，从而被微生物降解，其典型形式有鼓泡塔、喷淋塔及穿孔塔等生物洗涤塔。生物过滤法是微生物附着生长于固体介质(填料)表面，VOCs通过由固体介质构成的固定塔层(填料层)时，被吸附、吸收，最终被微生物降解。其典型的形式有土壤、堆肥、填料等材料构成的生物过滤塔。生物滴滤塔则同时有悬浮态和固着态的特性。

微生物净化法一般用于处理低浓度VOCs。其主要优点是流程和设备较简单，一般不消耗有用原材料，运行能耗和费用较低、安全可靠、较少形成二次污染。但由于生化反应速率较低，使设备体积较大，且有压力损失，对温度和湿度变化敏感。表1表明了以上处理技术的优劣。

总结与展望

随着工业的飞速发展和城市化进程的加快，公众对生活环境、工作环境质量的要求越来越高，VOCs由于其高危害性也越来越受到重视，根据其物理和化学性质，选择不同方法来处理，不仅可以减轻环境污染，还会取得一定的经济效益。因此，VOCs的回收与处理技术将日趋活跃，应用前景非常广阔。

中国对VOCs的治理与管理相对较弱，但随着大气污染的日益严重和国家管理力度的加大，对VOCs排放的限制也日益严格。环保部在2013年发布《挥发性有机物(VOCs)污染防治技术政策》，在2014年出版了重点行业VOCs控制技术指南，主要涉及源头削减技术、工艺过程控制技术、末端治理技术等细分领域。随着环保法规的逐步健全，建立完善的控制管理办法，厂家采取相关的控制措施，会有效降低大气中的VOCs浓度，对提高人们的健康水平有深远的意义。

原标题：废气处理 | VOC的回收及处理技术大盘点

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