挥发性有机化合物处理技术知识点

一、挥发性有机化合物处理意义

VOCs具有毒性、刺激性及致畸致癌作用，其中苯、甲苯、二甲苯、甲醛等对人体健康的危害最大，长期接触会使人患上贫血症与白血病，还会损害肝肾功能，引发神经中枢病变。当VOCs积聚到一定的浓度后，便会对吸入者口鼻等黏膜造成损伤，同时还可能损伤人体的心肺等重要器官，造成器官功能衰竭造成失眠、烦躁、痴呆等神经障碍。除此之外，挥发性性有机物的大量积聚还会造成空气中可吸入颗粒物的超标，进一步危害人体健康。部分VOCs可破坏臭氧层，臭氧层的破坏使到达地面的紫外线辐射量增加，对人类皮肤、眼睛及免疫系统有较大的危害。

随着国家《十三五规划》、《气十条》、《打赢蓝天保卫战三年行动计划》等环保规划的深入实施，国家和地方针对各行业的挥发性有机废气均出台了严格的排放标准；积极、有效地开展废气治理工作，不仅关乎居民的身心健康，也是完成国家大气污染物总量减排任务的必要环节。

二、挥发性有机化合物处理技术

VOCs处理的几种技术主要包括回收、销毁及联合治理技术。

1回收技术及应用

(1)冷凝法

冷凝法是将VOCs冷却至有机物露点温度之下，使VOCs冷凝为液滴，然后直接分离VOCs，实现回收。冷凝法需要较高气压冷凝器，为提升冷凝回收效果，需要较低温度，或较高压力，增加VOCs处理设备成本。因此，冷凝法主要应用于对VOCs回收率要求不高场合，以及组分简单、浓度高、排放量小的VOCs有机污染物（如有机溶剂行业）。

(2)吸收法

吸收法是利用VOCs挥发性有机物中组分在吸收剂中溶解度的不同，从而达到分离净化VOCs挥发性有机物的一种处理工艺。目前，吸收法处理VOCs挥发性有机物常用的吸收剂包括水型复合吸收剂、矿物油类吸收剂、高沸点有机溶剂和离子液体吸收剂。吸收法处理VOCs挥发性有机物具有吸收率高，能耗低，工艺成熟稳定，但不足之处是需要进行除尘和除湿预处理，应用成本较高。

(3)膜分离法

膜分离法在压力推动下VOCs组分透过膜的速率的差异，将不同气体选择性透过，从而达到分离的预期效果。膜分离法处理VOCs有机污染物主要应用于风量小、温度低、浓度高的VOCs废气处理，效率高，无二次污染，回收效益高。但通量较小，处理效率较低，设备投资大，目前，主要应用于化工行业中烯烃、烷烃的回收领域。

(4)吸附法

吸附法是利用吸附剂，将VOCs挥发性有机物有针对性吸附，达到净化效果。目前，常用到的吸附剂包括活性炭、分子筛、流水硅胶和高分子吸附材料。吸附法主要应用于处理低浓度VOCs挥发性有机物废气处理，且对安全保障措施要求较高，一次性投入较大。目前，主要应用于喷漆、印刷、电子及胶粘剂等工业生产领域中VOCs挥发性有机物治理。

2 销毁技术及应用

(1)生物法

生物法处理VOCs有机污染物，以VOCs作为碳源、氮源，利用微生物进行新陈代谢，从而将VOCs有机污染物降解为二氧化碳、水等小分子。生物法处理VOCs具有安全性高，易操作，效率高等优势，不足之处是占地面积大、微生物驯化及培养难度大、易堵塞，受气候环境影响。

(2)光催化降解法

借助紫外线或光催化剂处理VOCs废气，因此，光催化法又分为紫外光降解法和光催化氧化法。前者，主要是利用紫外光高能照射，降解VOCs；后者则需要借助光催化剂，实现氧化VOCs。常见的光催化剂有WO₃、Fe₂O₃、ZnO、TiO₂等等，光催化降解法处理VOCs具有效率高、无污染等优势，但不足之处是难固定，易失活。

(3)低温等离子技术 

利用高压电场中的介质放电过程中所产生的高能电子轰击VOCs，击穿VOCs气体，从而使VOCs有机污染物发生电离、解离、激发及氧化还原等反应，产生电子、离子、原子及自由基等混合体。应用低温等离子技术处理VOCs，利用高能电子、自由基等高能量活性集团，并使其与VOCs废气中污染物产生作用，生成二氧化碳和水，实现净化效果。但尚处于研发试验阶段，净化率低，效果不稳定。

(4)催化燃烧法

包括直接燃烧法、蓄热燃烧法、催化燃烧法和蓄热催化燃烧法等，就是利用高温将VOCs加热至着火温度，从而将VOCs有机物氧化为二氧化碳和水。鉴于VOCs有机污染物浓度低、风量大，应选择不同燃烧工艺处理效果不同。

3联合技术及应用

(1)冷凝+吸收工艺

针对VOCs有机污染物排放存在较大波动的工况，而选用冷凝+吸收组合处理工艺。当前，该工艺在处理高浓度有机污染物方面得到了较好的应用效果。先利用冷凝降低VOCs有机污染物浓度，并对其进行降温，再通过吸收工段达到预处理效果。冷凝+吸收工艺具有安全性高、稳定可靠，易管理等特点，能显著提升VOCs回收效率。

(2)喷淋洗涤+催化氧化工艺

该组合工艺主要用以处理水溶性有机废气及含酸碱性物质气体。先利用酸洗、水洗或碱洗等喷淋洗涤，使VOCs有机污染物净化达标，将有机物转移至水相，废水通过催化氧化反应去除废水中有机物。该工艺具有运行费用低、技术稳定，适用多组分、低浓度VOCs有机废气处理。

(3)复合生物酶+活性炭吸附

该组合工艺利用高效复合生物酶催化及活性炭吸附联合工艺特点，达到降解VOCs有机污染物效果。复合生物酶+活性炭吸附工艺联合应用，有效减少活性炭用量，减少装置体积，改善单一活性炭吸附工艺占地面积大等弊端。

(4)吸附+燃烧工艺

吸附+燃烧组合工艺主要用以处理低浓度有机废气，该工艺先是利用吸附浓缩，提升有机污染废气度，然后再对其进行燃烧处理。该组合工艺能够有效降低后期燃烧费用。