VOCs對大氣污染的影響主要包括臭氧污染、細顆粒物污染,有害空氣污染物污染和臭味污染。多數 VOCs 具有特殊的氣味,部分含還原態氮或硫的VOCs物質氣味濃烈,且VOCs具有揮發性高的特點,易造成臭味污染。
VOCs是一個具有復雜成分的、種類眾多、性質不同等諸多特性的物質,在傳統的凈化方式中,往往面臨這不經濟和不能達到標準的問題。為此,用不同單元處理技術的優勢,采用處理方式的組合方法,不但能夠減少凈化的經濟費用,還能達到排放要求。所以,運用兩種或者是多種工藝的組合工藝得到了快速發展。
VOCs廢氣是一種揮發性有機化合物廢氣,VOCs廢氣處理的處理技術包括蓄熱燃燒法、光催化法、活性碳吸附法、吸收法、冷凝法、生物處理法等等。浩瑞成環保依據廢氣的風量與濃度參數,結合處理效率、治理設備投入等情況選用較為適宜的處理工藝技術。
水溶性低——活性炭吸附、生物濾床、光催化氧化
水溶性高——生物洗滌塔、生物滴濾塔
不具回收價值——催化燃燒、蓄熱燃燒
具回收價值——水溶性低的采取活性炭吸附脫附;水溶性高的采取洗滌塔。
不具回收價值——催化燃燒、蓄熱燃燒;
具回收價值——冷凝回收
技術的簡要概括:現在在處理低濃度、大風量的VOCs污染物中,傳統的方式具有設備投資大、成本高、效率低等問題,因此,出現了一種對傳統技術改造的一種新型工藝,這項工藝采用了吸附分離的大風量工業廢氣中的VOCs進行分離壓縮,對濃縮后的高濃度、小風量的工業廢氣再進行燃燒法進行再分解凈化的方式,統稱為吸附分離濃縮+燃燒分解凈化法,具體的工作方式如下;用具有蜂窩狀結構的的吸附轉輪安裝在冷卻、吸附、再生的三個分區的殼體中,冷卻、再生、吸附的三個區分別是冷卻空氣、再生空氣、處理空氣的風道相互鏈接,在這三個殼體中,馬達每個小時會以3-8轉速慢慢回轉。
有機廢氣中的吸附法主要適用于低濃度、高通量有機廢氣?,F階段,這種有機廢氣的處理方法已經相當成熟,能量消耗比較小,但是處理效率卻非常高,而且可以徹底凈化有害有機廢氣。實踐證明,這種處理方法值得推廣應用。
但是這種方法也存在一定缺陷,它需要的設備體積比較龐大,而且工藝流程比較復雜;如果廢氣中有大量雜質,則容易導致工作人員中毒。所以,使用此方法處理廢氣的關鍵在于吸附劑。當前,采用吸附法處理有機廢氣,多使用活性炭,主要是因為活性炭細孔結構比較好,吸附性比較強。
此外,經過氧化鐵或臭氧處理,活性炭的吸附性能將會更好,有機廢氣的處理將會更加安全和有效。
從處理的基本原理上講,采用生物處理方法處理有機廢氣,是使用微生物的生理過程把有機廢氣中的有害物質轉化為簡單的無機物,比如CO2、H2O和其它簡單無機物等。這是一種無害的有機廢氣處理方式。
一般情況下,一個完整的生物處理有機廢氣過程包括3個基本步驟:a)有機廢氣中的有機污染物首先與水接觸,在水中可以迅速溶解;b)在液膜中溶解的有機物,在液態濃度低的情況下,可以逐步擴散到生物膜中,進而被附著在生物膜上的微生物吸收;c)被微生物吸收的有機廢氣,在其自身生理代謝過程中,將會被降解,最終轉化為對環境沒有損害的化合物質。
變壓吸附分離與凈化技術是利用氣體組分可吸附在固體材料上的特性,在有機廢氣與分離凈化裝置中,氣體的壓力會出現一定的變化,通過這種壓力變化來處理有機廢氣[6]。
PSA技術主要應用的是物理法,通過物理法來實現有機廢氣的凈化,使用材料主要是沸石分子篩。沸石分子篩,在吸附選擇性和吸附量兩方面有一定優勢。在一定溫度和壓力下,這種沸石分子篩可以吸附有機廢氣中的有機成分,然后把剩余氣體輸送到下個環節中。在吸附有機廢氣后,通過一定工序將其轉化,保持并提高吸附劑的再生能力,進而可讓吸附劑再次投入使用,然后重復上步驟工序,循環反復,直到有機廢氣得到凈化。
近年來,該技術開始在工業生產中應用,對于氣體分離有良好效果。該技術的主要優勢有:能源消耗少、成本比較低、工序操作自動化及分離凈化后混合物純度比較高、環境污染小等。使用該技術對于回收和處理有一定價值的氣體效果良好,市場發展前景廣闊,成為未來有機廢氣處理技術的發展方向。
對于有毒、有害,而且不需要回收的VOC,熱氧化法是最適合的處理技術和方法。氧化法的基本原理:VOC與O2發生氧化反應,生成CO2和H2O,化學方程式如下:
從化學反應方程式上看,該氧化反應和化學上的燃燒過程相類似,但其由于VOC濃度比較低,在化學反應中不會產生肉眼可見的火焰。一般情況下,氧化法通過兩種方法可確保氧化反應的順利進行:a)加熱。使含有VOC的有機廢氣達到反應溫度;b)使用催化劑。如果溫度比較低,則氧化反應可在催化劑表面進行。
一般情況下是指氣體焚燒爐。這種氣體焚燒爐由助燃劑、混合區和燃燒室三部分組成。其中,助燃劑,比如天然氣、石油等,是輔助燃料,在燃燒過程中,焚燒爐內產生的熱混合區可對VOC廢氣預熱,預熱后便可為有機廢氣的處理提供足夠空間、時間,最終實現有機廢氣的無害化處理。
此法綜合了吸附法及催化燃燒設備法的優點,采用新型吸附材料(蜂窩狀活性炭)吸附,在接近飲和后引入熱空氣進行脫附、解析,脫附后廢氣引入催化燃燒床無焰燃燒,將其徹底凈化,熱氣體在系統中循環使用,大大降低能耗。本法具有運行穩定可靠、投資省、運行成本低、維修方便等特點,適用于大風量、低濃度的廢氣治理,是目前國內治理有機廢氣較成熟、實用的方法。
把廢氣加熱經催化燃燒轉化成無害無臭的二氧化碳和水;本法起燃溫度低、節能、凈化率高、操作方便、占地面積少、投資投資較大,適用于高溫或高濃度的有機廢氣。
納米微電解凈化技術采用納米級加工的壓電性材料,在具有一定濕度的情況下,可以通過微電解電場產生納米微電解材料的電性吸附并釋放出大量羥基負離子對氣體中的需氧類污染物進行凈化,不僅可以去除空氣中大部分有機物,而且還能分析如氨氮、硫化氫等無機臭氣。
使用蓄熱式熱力氧化爐RTO進行處理有機廢氣,可以達到高效節能的雙重效果。適合處理有機廢氣的范圍廣,處理效率高。RTO設備目前已經廣泛用于涂布、印刷、噴涂、醫藥等行業。
VOCs廢氣治理全過程解決方案的流程包括:VOCs污染排放環節排查、VOCs監測體系及總量估算、全過程VOCs治理方案編制、生產工藝源頭控制措施、定制化末端VOCs治理技術方案、治理效果評估及減排量評估。其中,污染環節排查和全過程梳理控制是工業企業VOCs整治的關鍵。通過現場排查儲罐、裝卸料、設備泄漏、工藝廢氣、無組織排放、廢水收集和處理系統、冷卻水、燃燒廢氣、事故排放等污染環節,逐一排查污染環節,開展VOCs從源頭到末端的全過程梳理工作,全流程控制VOCs污染。
VOCs種類繁多,來源也十分廣泛,成分復雜,常見的有烴類、醇類、醚類、酯類等。加油站、裝修、餐飲、干洗、噴涂、化工等生產或使用有機溶劑的行業都會產生VOsC排放。即使同一物質,由于風量不同、濃度不同,所需技術路線也不一樣。這也決定了沒有一種技術可以解決所有的VOCs問題。VOCs廢氣處理方法有數十種,其原理主要有回收有價值溶劑的回收技術和分解VOCs分子的破壞技術兩大類,實際應用中更多是采用組合式技術。比如:采用濃縮和燃燒結合的技術治理低濃度大風量廢氣,減少裝置投資;采用催化燃燒(CO)或蓄熱式燃燒(RTO)技術實現低能耗下VOCs的徹底處理;根據VOCs自身溶解度、沸點等特性選擇變溫吸附或變壓吸附進行溶劑的回收,具體如何選擇取決于客戶生產線的工況。
(1)鼓勵企業自行開展VOCs監測,并及時主動向當地環保行政主管部門報送監測結果。
(2)企業應建立健全VOCs治理設施的運行維護規程和臺帳等日常管理制度,并根據工藝要求定期對各類設備、電氣、自控儀表等進行檢修維護,確保設施的穩定運行。
(3)當采用吸附回收(濃縮)、催化燃燒、熱力焚燒、等離子體等方法進行末端治理時,應編制本單位事故火災、爆炸等應急救援預案,配備應急救援人員和器材,并開展應急演練。
室內空氣中揮發性有機化合物濃度過高時很容易引起急性中毒,輕者會出現頭痛、頭暈、咳嗽、惡心、嘔吐、或呈酩醉狀;重者會出現肝中毒甚至很快昏迷,有的還可能有生命危險。長期居住在揮發性有機化合物污染的室內,可引起慢性中毒,損害肝臟和神經系統、引起全身無力、瞌睡、皮膚瘙癢等。
有的還可能引起內分泌失調、影響性功能;苯和二甲苯還能損害系統,以至引發白血病。揮發性有機化合物對兒童健康的影響:經國外醫學研究在證實,生活在揮發性有機化合物污染環境中的妊婦,造成胎兒畸形的幾率遠遠高于常人,并且有可能對孩子今后的智力發育造成影響。同時,室內空氣中的揮發性有機化合物是造成兒童神經系統、血液系統、兒童后天疾患的重要原因。
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