随着工业排放的废气对环境造成的影响不断加重,治理有机废气成为解决环境问题的重要环节。近几年随着科技的发展,科研单位对如何治理有机废气展开了深入的研究,其成果逐渐被应用到实际操作中去,市场上已经有了多种能有效治理废气的技术和设备。
1传统治理技术的相关概念
1.1生物处理法
所谓生物处理法就是利用滤料介质中微生物分解有机废气中的有机成分,光氧催化净化设备将其分解为无害或少污染物质的方法,在适宜的生存环境下,由废气提供碳源和氮源,分解出水、无机盐、二氧化碳及生物质等物质。生物法分为生物吸收法和生物过滤法,其中生物吸收法中,微生物以及营养物等配料都安置在液体中,有机废气中的有机物在与悬浮液接触之后被转移到液体中区,从而被其降解;生物过滤法是说微生物就生存在固体之上,有机废气在通过固体的介质形成的固体床层时被其吸附,最终被附着在介质上的微生物降解。生物处理法运行设备简单,耗费费用低,不容易形成二次污染,是非常优秀的废气处理法。
1.2活性炭吸附法
活性炭吸附法中的吸附剂根据固体从气相或液相中吸附掉有害成分的吸附原理分为物理和化学两个类别。化学吸附剂是通过其疏水键产生吸附作用,去掉其中的有机污染物。因为在气固两相中有机废气不能与吸附剂进行有效时间的接触,化学反应来不及完成,达不到有效的吸附效果,使得化学吸附更适合去除水相中的有机污染物,很少被应用于有机废气的去除。因此,有机废气的治理一般是采用物理吸附剂,这些材料通常是孔状结构的活性炭或沸石等,它们物理吸附能力强,可适用多种范围。选择材料治理有机废气时一般选择纤维状的材料,因为它的材料传质速率快,比蜂窝状和颗粒状的材料更具优势。
1.3氧化法
一般采用氧化法处理VOCs等有有害有害且无须回收的挥发性有机废气。氧化法是将该废气与氧气产生反应,生成二氧化碳和水。采取以下两种方法可以促进该氧化反应顺利进行:①催化氧化:常温下且压力一定的情况下,以Pt、Pd、Ni等金属材料作为催化剂,以空气、臭氧或氧气等作为氧化剂,废气中含有的有机成分会产生氧化反应,催化剂会使起燃温度达到250~300摄氏度。该方法的关键核心是其高效氧化剂。②加热:对废气加热,使其中的VOCs达到反应所需温度,又称作热氧化法。最近几年,整体式的催化剂因其比粒状催化剂更好的传热性、传质性和压降性,已经成为了研究重点。UV光氧催化设备在催化剂中,活性组分是根本性的物质,如Cu、Pb、Pt等;而助催化剂能够提高主催化剂的活性及选择性,能够使催化剂的耐热性提高,也能提高催化剂的寿命。
1.4其他方法
液体吸收法普遍使用有一种叫做水喷淋装置的废气处理设备。该方法是指让废气接触吸收剂,并将其中的有害成分吸收。解吸后,有害组分就会被回收或除去,吸收剂就能再生,不断的被重复利用。该方法中的吸收过程有物理和化学两种。物理方法依据相似相溶这一原理,利用最常用的吸收剂,将溶解在水中的丙酮、醚、甲醛等有机溶剂气体和微溶在水中的烟、灰尘、漆雾等物质除去。但这种方法不能除去无法被水吸收的具有较差水溶性的三苯物质。而化学吸收能够使有机废气与吸收剂上的活性基团发生化学反应,从而产生吸收作用。
2传统技术存在的限制
2.1生物法的限制
微生物对苯类物质和PAEs进行降解时,有机物中的聚合物及复合物分子能够抵抗这种降解作用,微生物中的酶无法靠近化合物分子内部,也无法破坏其中敏感的反应键,因此在降解这类有机污染物的时候速度非常慢,大大限制了生物处理法的应用范围。
2.2活性炭吸附的限制
使用活性炭进行吸附作用实质就是将气相的污染物固定到活性炭中,没有能够根本解除污染。如果有机废气中的污染物是多种气态共存,活性炭的吸附作用将会大幅降低,远远不及气态污染物仅有一种时的效率。吸附了污染物的活性炭饱和之后,处置方式通常有两种,分别是废弃和再生。废弃就是指将已用过的活性炭直接填埋或者烧掉,但这种方法会造成资源上的浪费。再生就是指反复使用活性炭,但再生使用的活性炭往往损失较多的有效部分,它的吸附作用随着不断再生而不断下降,再生使用后残余的尾气会造成二次污染。
2.3氧化法的限制
对有机废气催化其氧化反应时,有不少气体所需的催化剂及条件比较苛刻。有些要求高空、高温且需要用高水蒸气来分压,因此光氧等离子一体设备对其催化剂的选择就一定要慎重,必须要选择活性高、热稳定性和水热稳定性都很高的催化剂,并且能够抗中有害。满足这些要求的比较常用的有Pd、Rh、Pt、Au等贵金属,但贵金属普遍价格高昂,并且易烧结,使催化氧化的方法成本大增。
2.4其他方法的限制
液相吸收就是将气相的污染物物理转移到液相,或化学转变到液相。液相吸收法中对气态污染物使用的喷淋吸收仅对高浓度或低浓度大风量的有机废气效果较好,对低风量且低浓度废气吸收效率非常低,有待提高。另外,研究证明,这四种方法中生物法和活性炭法耗费资金较低,以生物法最低,而氧化法因其昂贵的催化剂耗费成本最高,不利于投资运行。
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