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分析有机废气新型处理技术应用的研究进展

2019-06-09 18:15:32

空气是人们赖以生存的自然资源,而在人类生产活动过程中,排放出了大量的废气,这些废气给环境造成了严重的污染,进而使我国的空气质量不断下降,甚至近些年来还出现了大范围的雾霆天气,而这也开始引起各国的重视,并纷纷落实相应措施来对有机废气的排放进行控制。我国也于2010年将vocs作为空气污染的主要污染物进行重点控制。本文对近些年来我国城市污染中的有机废气污染现状进行分析,并对有机废气新型处理技术应用的研究现状进行了探讨。

有机废气中含有大量的挥发性有机化合物(vocs),这些挥发性有机化合物中常见的物质包括二甲 苯、乙苯、甲醛、对一二甲 苯、芳香多元酸、乙醛、三酮类化合物、脂肪二元酸等众多物质。这些挥发性有机化合物的主要来源为两种,一种是人们生活过程中的建筑装饰、服务干洗及餐饮等行业形成的。另一种是人们在生产活动过程中,如提炼油脂、化工行业、工业清洗等形成的。并且随着人们生产生活活动的日益频繁,也使这些有机废气的排放量不断增长。据相关数据统计,我国所排放出的有机废气浓度高达美国的五至十五倍以上,这不仅给空气环境带来严重污染,也造成了大量的资源浪费。

我国对有机废气的处理时间较早,自上世纪80年代开始,我国就已将吸附法与催化法应用到有机废气处理当中。经过几十年的发展至今,我国在有机废气处理技术及处理设备方面又相继取得了的成就,吸附法、催化法、膜分离法等这些传统的处理方法也相继被应用到工业有机废气的处理当中。不过这些传统的废气处理方法已经难以满足人们对空气质量的要求,探索出一些具备环保的新型有机废气处理技术已经成为未来的研究趋势。

1低温等离子有机废气处理技术

低温等离子有机废气处理技术是一种新型的处理技术,它又被称为非平衡等离子体技术,它对有机废气的净化原理是通过外加电场来产生大量高能粒子,然后利用这些高能粒子和废气中的污染物分子生成复杂的物理一化学反应,以此对有机废气中的污染物进行降解,使其成为无害物质,从而实现对有机废气的净化。低温等离子有机废气处理技术的主要处理方法包括介质阻挡法、沿面放电法、电晕法及电子束照射法等。这种新型处理技术的优点在于净化效率高、依赖性小。季学李等人通过采用等离子反应器来对含有甲 苯、对苯等化合污染物的有机废气的处理效果进行了实验,并通过对气体人口的质量浓度、流量与脉冲频率的观察来分析这种方法的处理效率,实验结果证明,脉冲频率越高,则等离子反应器对有机废气的处理效果就越好,而气体人口质量浓度与气体流量的增大会使处理效果降低。李坚等人则通过等离子体变频低温器采用回归正交设计方法来对有机废气中的甲 苯有机化合物进行了实验,结果表明,其对甲 苯的理论降解率较高值为86.64%。李依丽等人则利用较佳工艺通过等离子反应器来对有机废气进行处理,处理结果表明,对有机废气中甲 苯污染物的去除率高达97%左右,而对苯的去除率为92.6%。此外,低温等离子有机废气处理技术还能应用于对餐饮业油烟、GFC(氟氯烃)的降解及哈隆物质的处理等。

2光催化有机废气处理技术

光催化有机废气处理技术是通过催化剂来利用光的催化活性进行处理的,光催化有机废气处理技术的原理为利用光能对空气中的VOCs气体分子进行催化,使其与光产生氧 化还原反应,以此实现对VOCs气体的分 解,使其分 解为无机小分子物质、二氧 化碳与水分。具有自然光源的室内环境,并采用纳米晶体来对甲醛质量浓度为1毫克每立方米的甲醛废气进行光催化降解,经过8个半小时左右的催化,浓度检测结果能够符合民用一类建筑标准。林涛等人则对光催化纳米晶体的苯降解性能进行了实验,实验结果表明纯Ti0光催化纳米晶体对苯的降解效率要远远低于Bi1ZTiOZOlTiOZ,其处理效率相差两倍之多。Hyun研究了空气中的温度、分子氧及湿度等参数在光催化技术对甲 苯废气降解效率的影响,研究结果表明,当空气的湿度越高、氧气越浓,则光催化技术的净化效率就越高,当空气温度达到45摄氏度时,光催化技术的净化效果为较佳。刘淑娟则利用自制的光催化系统对甲醛气体降解中的Ti0活性碳纤维负载进行了测试,结果表明,通过紫外线的加强,并采用PH为5的Ti0溶胶来作为催化剂,能够实现对甲醛的净化,一个小时左右,其甲醛降解率就能达到68%左右,并且随着降解时间的增加,其降解率就越高,并较终达到94.59%。当前,光催化降解技术正向着的催化剂性能与催化设备的方向研发,光氧废气处理器在应用过程中,经常将光催化降解技术与其他有机废气处理技术进行联合使用,以此达到较佳处理效果。

3生物降解有机废气处理技术

生物降解有机废气处理技术的原理是通过微生物自身的代谢活动将废气中的有机化合污染物进行分 解,使其成为二氧 化碳、水分及相应的细胞组成物。目前,使用较广泛的生物降解处理方法主要包括生物洗涤法、膜生物反应器法、生物过滤法等。早在上世纪60年年代,这项处理技术就已经开始被西方应用,如今是得到了大规模应用,而我国在生物降解处理技术方面的研究相对较晚。据相关数据统计,在21世纪初,欧洲等国便先后投人了7500台生物处理设备来对有机废气进行处理。在研究进展方面,黄若华等人通过对玻璃生物膜填料塔中放人不同的填料来研究甲 苯废气的处理效果,研究结果表明,在不同填料中以海藻石的甲 苯废气处理效果好,10天的时间,其净化率就高达99%,并且处理时间要比其他填料的处理时间缩短三分之一。孙佩石等人则对动力学模型的相关系数进行了研究并利用生物滴滤塔对苯乙稀废气进行了净化,净化效率高达90%以上。生物降解有机废气处理技术的优点在于对操作条件及环境的要求相对较低,并且能够降低处理成本,节约能源损耗,不会产生二次污染,因此应用前景十分广阔。

4超重力有机废气处理技术

超重力有机废气处理技术的原理是通过填料转子的高速旋转来形成离心力,以此实现对超重力环境的模拟,从而使处于超重力环境中的有机废气被切割成液滴、液丝等形式。该处理技术具备设备体积较小、传质效率高、工艺流程简单、节约成本等应用优点。超重力技术于上世纪80年代被发明出来随后开始被英国、美国、我国等广泛应用。

随着人们对空气质量要求的不断提高,在空气治理方面的法律法规必将得到不断完善,采用具备投资少、效率高、工艺简单、成本低的新型有机废气处理技术,必将成为空气治理的研发重点。而这些新型废气处理技术在不久的将来,也势必会得到广泛的应用。


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