一般来说,对VOCs环境污染的控制可以从源头预防,全过程控制,末端治理三个层面入手。前者主要以原料替代、工艺技术改进和管理创新等方式完成;后者则以自然环境本身的VOC治理为重点。由于VOCs的种类繁多,不同类型VOCs之间的有机化学特性差异很大,排放标准也很复杂(浓度值、排风量、温度、环境湿度、细颗粒物等),所以单一的解决技术难以达到令人满意的实际效果,在具体的工程项目中往往选择综合的技术治理。目前普遍采用的VOCs控制系统有冷凝、消化吸收、吸气、超低温等离子技术、光催化反应、加热焚烧、催化燃烧等。
在高浓度(>5000ppm)VOCs治理中,这种方法是普遍存在的。它的技术原理是:利用VOCs饱和蒸汽压随温度变化,降低系统软件温度或提高系统软件的工作压力,将处于蒸汽状态的空气污染物冷凝并与有机废气分离。该方法利用率为70-85%,所获得的VOCs可作为清洁有机溶剂,替代然料应用,从而节省产品成本。该法案不适合处理低熔点、低浓度和极易发生缩聚反应的VOC。另外,疑点分析法一般不单独使用,只作为高浓度VOCs的预备方法。
将VOCs有机废气引入液体吸附剂中,借助于气、液两相浓度差值,实现VOCs由液相向高效液相的迁移。一般消化吸收装置有填料塔、洗涤塔等,实际选型时应根据VOCs的供气量及理化特性确定。例如,填料塔适合处理不易消化和吸收的气泡,不适用于气高效液相中含有较多固体悬浮固体的场所;而洗涤塔适合用于消化吸收速度快且含有少量固体悬浮固体的气泡有机废气。采用消吸法处理VOCs中浓度值(500~5000ppm)的适当VOCs,高效率达95~98%。
吸附法是一种解决VOCs问题的通用技术方法,它适用于中等和低浓度(<500ppm)VOCs。利用活性碳、碳沸石、氧化铝微粉、硅橡胶等吸附剂与VOCs的相互作用,使VOCs吸附在吸附剂的表面,从而达到有机废气处理的目的。在吸收剂抽吸达到饱和状态后,可采用提温或降压的方法进行再造,完成吸收剂的循环利用。经过分析,认为需要按照冷凝、消化吸收、催化燃烧、高温焚烧等处理工艺进行进一步治理。通用的吸引设备有固定床反应器,移动床,循环流化床和转轴。
超低温等离子体技术利用另一静电场效应引起的高功率电子器件与N2、02、H2O等非弹性碰撞,形成具有强氧化性的?OH、?O等氧自由基,将VOCs分子结构的空气中氧化成CO2、H2O等物质,从而完成VOCs的去除。该方法适用于处理浓度低的汽体,溶解效率高达90%以上,动能利用率高。其缺点为溶解空气污染物不完全,C02选择性低。为了克服上述缺点,该法经常与金属催化剂结合,产生等离子技术——催化反应技术。
用标准金属触媒表面层产生的电子元件在阳光的直接照射下,通过空穴,VOCs分子结构直接或间接地被氧化去除。目前最常用的金属催化剂是TiO2,其原因是其可靠性高,催化剂活性好,价格低廉,易于获得。该法案去除VOCs反映了温和的标准,对VOCs分子结构的选择性较低,其缺陷是溶解过程中会产生多种正中间物质。该法律适用于低浓度VOCs治理,适用于室内空气过滤,适用于室内空气过滤。
加热式燃烧法,说白了就是把高浓度的工业废气直接排入空气中02,把C02和H20完全氧化,可以分为直接燃烧和储热焚烧(RTO),适用于高浓度VOCs治理;对于低浓度VOCs,运行能耗明显提高。此外,由于炉温较高(>700摄氏度),在这一温区内,空气污染物的分子结构有可能根据高温液相产生二恶英,形成供热NCG,造成二次污染。
催燃又名“无火焰点燃”,它利用金属催化剂的催化作用,在低温下高效率地脱除VOCs,被认为是最具市场前景的技术之一。与加热燃烧相比,该法运行温度低(300~50度),运行能耗小,启动快,而且不易造成二次污染。根据有机废气加热方法的不同,催化燃烧可分为基本催化燃烧和储热催化燃烧(RCO)o适用于中、低浓度的VOCs治理,解决实际效果可与加热燃烧相媲美,具体工程净化效率高达97%以上(《催化燃烧法有机废气治理工程技术规范》(HJ2027-2013))o特别指出,进入催化燃烧设备的VOCs有机废气中不得含有导致催化剂中毒的化学物质(如S、As、Pb等),否则需要先用催眠等方法将其清除。
这说明治理VOCs的加工工艺多种多样,方式也各有优劣。选择加工工艺时要结合自身具体情况,遵循完善可靠、技术精湛、经济实用的标准,并考虑到环保节能、安全、实际操作简便等因素。