第一,消化吸收技术。
消吸技术采用自喷式清洗方法,VOCs气泡与吸收剂反向直接接触,利用物理相溶的基本原理进行融解消化吸收,或与吸收剂产生化学反应立即进行选择性消吸,促使VOCs获得合理的消吸工艺。
吸收剂的性质、机械设备的构造和实际的操作规范是决定该技术整治效果的关键因素。常以物理性能稳定、VOCs溶解性强、饱和蒸汽压低、熔点高的液体有机溶剂作为吸收剂,如柴油机、汽油、车用汽油、水等。一般的消化吸收装置有洗涤塔、填料塔,消化吸收装置本身的摩擦阻力和气体压力对实际消化吸收效果有一定的影响,Ozturk等al在泡罩塔内用废弃食用油作吸收剂对苯、二甲苯、四氯化碳和乙醇进行吸附试验,去除高效率分别为90%、90%、80%和70%,并验证VOCs水流量与总排量相等时,污泥负荷降低。如Majumdar等㈤利用甲基硅油作为吸收剂,对VOCs进行持续消化吸收加工,明确了VOC去除的高效程度,即进料空气流速和吸收剂(甲基硅油)流量的涵数,整个过程成功去除了95%的VOCs。岑超公平闻利用散堆填料塔设备,以三聚磷酸钠作为吸收剂,进行含二甲苯VOCs消化吸收实验,验证了吸收剂三聚磷酸钠浓度值对实际消化吸收效果有很大的危害,较适宜浓度值为5%?10%,扩大高宽比可提高消化率?至88%?93%。
这种技术生产流程简单,成本低,可用于处理具有收购使用价值的VOCs气泡,但对机械设备的防腐要求高,吸收剂难以处理,而且容易造成二次污染,因此限制了这种技术的市场推广和应用。
(2)吸收技术。
利用固体吸附剂的多孔材料,将VOCs气体分子扩散到吸附剂的孔隙度处,进行吸附分离,从而完成VOCs的洁净QI。吸附性是VOCs治理技术在投资中应用最多的一种,也是现阶段使用较为普遍的“解吸技术”。
不同类型的吸附剂由于吸附性能和选择性存在很大差异,选择吸附剂对判断吸附VOCs的实际效果至关重要。目前市场上销售的吸附剂主要有活性碳、活性炭纤维、氧化铝微粉、碳沸石等。许伟等网详细介绍了活性碳吸附VOCs的四种处理方法,即直流变压器吸附、变温吸附、变温■直流变压器吸附和变电器吸附,着重指出活性碳的表面物性、VOCs有机废气含量、VOCs熔点、吸附模型直径等物理特性,以及吸附操作规范等,这些都会对活性碳吸附VOCs的实际效果产生严重影响。对活性炭纤维吸附收购VOCs,李守信等旳选择,利用率达92%~98%。活化碳孔结构丰富,物美价廉,在吸附采取技术中得到广泛应用,但也存在着易燃、易回潮、吸附量小等困难。近年来,对吸附剂进行改性材料的自主创新,出现了活性炭布a”,活性碳衍化(SiC),以及将铜、钻、银等过渡元素加载到活性碳介质中作为吸附剂进行VOCs的吸附作为解决方案[63]OSerrano等阴选热流程序流程解析(TPD)技术,对VOCs的吸附实际效果进行了科学研究,发现碳分子筛具有更强的疏水性、选择性吸附性、耐热性等特点,比活性碳吸附效果更好。总的来说,吸附技术具有极好的合理性,加工工艺简单易行,吸附覆盖面广,基本适用于所有领域,但是吸附达到饱和后的解决吸附困难系数,容易造成固体废物的产生。
三、冷凝工艺。
凝结技术是利用VOCs中有害成分的凝结,根据减温或变压使VOCs中有害成分凝结而表现出不同温度和工作压力下不同饱和蒸压的特性。
凝结技术主要是用于气体凝结的获取。以1966年Moragne^65]为开端,发明了相对可靠的获得燃气VOCs冷凝技术的专利权。到1997年10月,将近400家英国EDWARDS公司收购了用于气体凝结的设备,并将这些设备投入到世界各国资金的工业生产中。2003年,中国自主研发了一种冷凝法VOCs收购设备,采用三级冷凝,最低温达到零下75℃,开创了中国冷凝法VOCs收购技术的先河⑹]。2004年,青岛市一家公司首次将凝结技术应用于中国燃气,清洁率达到92%,这项技术逐渐在中国各个燃气解决领域赢得了青睐。在中国冷凝技术不断改进和发展的趋势下,李亚平等发明了VOCs冷凝浓度较高的氨制冷装置,该装置利用操纵液氯挥发的工作压力达到冷凝设定温度,比以往冷凝技术更完善,在超低温条件下不易出现起霜、堵管等现象。
凝结技术具有清洗率高,操作简便,无二次污染等优点,一般用于解决高浓度、高熔点、低挥发性且有回收利用价值的VOCs废水。由于解决低浓度VOCs问题需要较高的工作压力或较低的温度,能源消耗、工程投资和机械设备费用和运行费用都增加,因此该技术一般与其它治理技术协同应用,作为前期治理工艺来解决VOCso问题。
(4)膜分离技术。
膜法分选技术是一项解决VOCs问题的新技术,利用膜具有选择性透过性,将VOCs作为分离物质,在外力作用下,VOCs可选择性地通过膜与空气进行分选。
目前膜分离技术仍处于设计阶段,日本国的日东电器厂、英国的MTR企业、西班牙的GKSS企业均在此阶段取得了成功,将膜分离技术应用于VOCs有机废气的工业化生产,并取得了良好的效果29]。在海外和中国,膜的生产和制造水平还无法达到,而制作成本太高,限制了它在中国的应用推广。近年来,中国在膜材料的选择和产品研发方面做了大量的科研工作。膜料主要分为无机膜和有机膜,应用较多的是高分子材料硫化橡胶态有机膜㈤]。通过对多组分VOCs混合物和有机废气采用POMS复合袋法进行了分离研究,结果表明,该树脂吸附的高效率与膜两侧压力差和VOCs水流率有关,而具有不同特异性特性的薄型膜原料对VOCs树脂的吸附效率在1000~5000Mg/m3之间,实际效果较好,对二甲苯和乙酸丁酯的吸附树脂的吸附率达到80%。本工艺具有高效、节能、无二次污染等优点,具有良好的应用前景。