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2VOCs排放治理技术

为解决VOCs直接排放造成的大气污染问题，许多物理、化学和生物治理技术得到了广泛研究，这些技术可大致分为两大类———回收技术和销毁技术(图2)。回收技术是通过改变一定工艺过程的温度、压力等物理条件使VOCs富集和分离，但采用此类方法并未使VOCs得到最终治理，需对富集、分离出的VOCs优先进行回收利用，对于无利用价值的采取进一步无害化处理。降解技术是通过化学或生物技术使VOCs转化为CO2、H2O以及HCl等无毒或毒性较小的无机物，VOCs得以最终处理，但设备投资、运行及后期维护费用一般较高。

2.1吸附技术

吸附技术是利用有较大比表面积的固体吸附剂将废气中的VOCs捕获，从而使有害成分从气体中分离出来，当吸附达到饱和后采用水蒸气或热风等作为脱附剂，将吸附剂表面的VOCs脱附并加以回收。

吸附法是目前工业VOCs治理的主流技术之一，其关键是吸附剂、吸附设备和工艺、再生介质、后处理工艺等。活性炭由于对有机物的吸附具有广谱性，因此在治理大流量、低浓度、成分复杂的VOCs废气时，常作为一级净化工艺与其他工艺联用，对有机废气进行富集和浓缩，如“吸附浓缩+催化燃烧”联合处理技术，目前最为常见的工业用吸附剂以颗粒活性炭、蜂窝状活性炭以及活性炭纤维为主。此外，由于分子筛在热气流再生时安全性能优于活性炭，当对低浓度有机废气进行吸附浓缩再生时，国外目前普遍采用疏水性分子筛取代活性炭。

2.2吸收技术

吸收技术是利用有机物“相似相溶”原理，采用低挥发或不挥发的吸收剂与废气直接接触而将VOCs转移到吸收液中，实现污染物的分离净化。

吸收过程按机制可分为物理吸收和化学吸收，吸收效果主要取决于吸收剂性能和吸收装置的结构特征。吸收剂应具备较大的溶解度、对设备无腐蚀、挥发性低、无毒、化学性稳定、价格便宜且来源广等特性，通常为液体类物质，主要为液体石油类物质、表面活性剂和水组成的混合液等。吸收装置主要为喷淋塔、填充塔、各类洗涤器、气泡塔、筛板塔等。

2.3冷凝技术

冷凝技术是利用气态污染物具有不同的饱和蒸气压，通过降低温度或加大压力，使VOCs冷凝成液滴而从气体中分离出来，借助不同的冷凝温度实现污染物的逐步分离。

冷凝法对有机物的沸点和挥发性提出了较为严格的要求，一般要求进料为沸点高、挥发性低的高浓度有机物。冷凝效果主要取决于冷凝装置的制冷级数和冷凝介质的选择。冷凝介质主要为冷水、冷冻盐水和液氮;冷凝装置由两个或两个以上的单级制冷系统组合而成，冷凝温度一般按预冷、机械制冷、液氮制冷等步骤实现，制冷级数越多，回收率越高，耗能也愈大，在高浓度、单组分且有回收价值的VOCs处理上具有很大优势，在净化废气的同时能实现回收利用。该工艺目前在国内外高浓度油气回收方面应用比较普遍，其中，美国EdwardsEngineering公司是冷凝法油气回收装置生产工艺的典型代表。

2.4膜分离技术

膜分离技术利用不同气体分子通过高分子膜的溶解扩散速度不同，在一定压力下实现分离目的。膜两侧气体的分压差是膜分离的驱动力，可通过压缩进气或在膜渗透侧用真空泵来实现，因此，膜分离过程常常与冷凝或压缩过程集成。

膜分离技术目前正处于积极开发阶段，其中，德国的GKSS公司、美国的MTR公司和日本的日东电工成功地实现了膜技术回收废气中VOCs的工业化生产，但其主要工业治理对象为汽油蒸汽、乙烷、氯乙烯等单体，且治理的风量较小。膜分离的关键在于膜材料的选择，目前以硅橡胶膜、中空纤维膜应用较多。常见VOCs废气治理的膜分离工艺主要有蒸汽渗透、气体膜分离和膜接触器等。

2.5燃烧治理技术

燃烧技术即利用VOCs容易燃烧的性质，将其在足够高的温度、过量空气、高温湍流的条件下，燃烧生成CO2和H2O等，主要包括直接燃烧和催化燃烧。

2.5.1直接燃烧技术

直接燃烧技术根据热量的回收方式，可分为直接焚烧法和蓄热焚烧法。直接焚烧法即将有机废气加热到一定温度下(800℃左右)，使其完全氧化分解，生成CO2和H2O等。蓄热焚烧法即将燃烧尾气中的热量蓄积，用于加热待处理废气，节能效果明显，此方法的去除效率可达99%以上，但燃烧不完全时容易产生氮氧化物，造成二次污染，该法适用于汽车、家电等烤漆行业高温和高浓度的有机废气治理。

2.5.2催化燃烧技术

催化燃烧技术通过在燃烧系统中添加催化剂，使可燃性的VOCs在催化剂表面发生非均相氧化反应，于300～500℃左右将VOCs催化氧化分解为CO2和H2O等。催化燃烧较热力焚烧温度低，可以显著降低设备运行费用，但当废气中含有能够引起催化剂中毒的硫、卤素有机化合物时，不宜采用催化燃烧法。

2.6光催化降解技术

光催化降解技术在特定电磁波的紫外光照射下，产生氧化力极强的自由基。当空气旋流进入滤网，即进入光催化反应腔时，自由基与有机挥发气体直接进行化学反应，将其氧化、分解为CO2和H2O等。

光催化的净化速率取决于所使用的催化剂和光源的性能，目前使用的催化剂主要为TiO2光催化剂。紫外光光源对VOCs的净化效果最佳，如185，254，365nm波长的紫外光，尤其在苯系物的净化中，短波紫外光(如185，254nm)更具优势[22]。理论上，光催化氧化过程能够将污染物彻底降解为CO2和H2O等无毒物质，但反应速率慢、光子效率低等缺点制约了其在实际中的应用。在对多组分VOCs废气进行降解时，不完全的反应会产生醛、酮、酸和酯等中间产物，造成二次污染。

2.7生物降解技术

生物降解技术即将含VOCs的废气经传质过程(气液接触表面或生物膜)进入微生物悬液或生物膜中，在好氧条件下利用高效降解菌种将废气中的VOCs降解为CO2和H2O等。

生物法净化VOCs废气的关键在于微生物的驯化及高效降解菌的培养。目前研究出的生物菌种对有机物的消化具有很强的专一性，只能处理包括醇类、醛类、酮类、酯类、单环芳烃以及氨和硫化氢等单组分且易生物降解的有机化合物，其对单一VOCs去除能力的大小顺序为:醇、醛、酮等含氧烃类>BTEX等单环芳香烃>卤代烃，对单组分单环芳烃去除能力的大小顺序为:甲苯>苯>乙苯或二甲苯>氯苯或二氯苯。在处理混合组分的VOCs时，由于各组分间存在的竞争和抑制作用会出现降解歧视现象，因此，生物法治理有机废气的普适性较差。

2.8等离子技术

等离子技术通过陡峭、脉冲窄的高压电晕在常温下产生大量的高能电子或高能电子激发产生O和˙OH等活性粒子，各种活性粒子与VOCs发生化学反应，破坏其分子中的C—C、CC或C—H等化学键，使碳氢化合物氧化分解成CO2和H2O。

低温等离子技术治理混合有机废气时，由于分子量不同，将不同化学键打开需要的能量不同。当功率较低时，放电所产生的活性粒子能量不足，一些大分子物质只是被击碎，形成一些小分子化合物，并没有被彻底氧化，其对有机化合物的净化效率较低。目前低温等离子技术对混合有机废气进行治理时的作用机制研究不够充分，主要应用于除臭、除异味等废气浓度很低的场合。

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原标题：木家具硝基漆涂饰车间VOC 排放治理

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