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生物法凈化VOC廢氣是近年來發(fā)展起來的空氣污染控制技術(shù),它比傳統(tǒng)工藝投資少,運行費用低,操作簡單,應(yīng)用范圍廣,是最有希望替代燃燒法和吸附凈化法的新技術(shù)。
VOC廢氣的生物法凈化實質(zhì)上是利用微生物的生命活動將廢氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變成簡單的無機物( 如CO2和H2O) 及細(xì)胞物質(zhì)等,主要工藝有生物洗滌法、生物過濾法和生物滴濾法三種有機廢氣生物處理是一項新的技術(shù),由于反應(yīng)器涉及到氣/ 液/固相傳質(zhì)及生化降解過程, 影響因素多而復(fù)雜,有關(guān)的理論研究及實際應(yīng)用還不夠深入、廣泛,許多問題需要進(jìn)一步探討和研究,主要包括建立準(zhǔn)確的反應(yīng)動力學(xué)模式;填料特性以及如何克服 顆粒物在濾床中積累造成的堵塞; 動態(tài)負(fù)荷(濃度和廢氣流量波動較大) 的調(diào)控; 最適工藝參數(shù)的確定;高濃度有機廢氣的治理;適合于特定有機物降解的細(xì)菌種類和接種方法等。
VOC廢氣是一種揮發(fā)性有機化合物廢氣,VOC廢氣處理的控制技術(shù)包括燃燒法、光催化法、活性碳吸附法、吸收法、冷凝法、生物處理法等。對VOC廢氣的治理,有多種處理技術(shù)可供使用。下面將介紹幾中常用對的VOC廢氣處理技術(shù):
1、吸附法
吸附法利用某些具有吸附能力的物質(zhì)如活性炭、硅膠、沸石分子篩、活性氧化鋁等具有多孔材料吸附有害成分而達(dá)到消除有害污染的目的。微孔和介孔材料已被廣泛應(yīng)用于吸附過程。然而,在實踐中遇到的最常見的多孔材料(如活性炭,硅膠和分子篩)的一些缺點,如低的吸附能力,易燃性,并有與再生有關(guān)的其他問題。因此,人們一直專注新型多孔材料的吸附能力,快速反應(yīng)動力學(xué)和高可逆性。吸附法的優(yōu)點在于去除效率高、能耗低、工藝成熟、脫附后溶劑可回收。缺點在于是設(shè)備龐大,流程復(fù)雜,投資后運行費用較高且有二次污染產(chǎn)生,當(dāng)廢氣中有膠粒物質(zhì)或其他雜質(zhì)時,吸附劑易中毒。
吸附法其吸附效果主要取決于吸附劑性質(zhì)、氣相污染物種和吸附系統(tǒng)工藝條件(如操作溫度、濕度等因素),因而吸附法的關(guān)鍵問題就在于對吸附劑的選擇。吸附劑要具有密集的細(xì)孔結(jié)構(gòu),內(nèi)表面積大,吸附性能好,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,耐酸堿,耐水,耐高溫高壓,不易破碎,對空氣阻力小。常用的吸附劑主要有活性炭(顆粒狀和纖維狀)、活性氧化鋁、硅膠、人工沸石等。
吸附法與其它凈化方法的集成技術(shù)治理眾多行業(yè)的有機廢氣,在國內(nèi)得到了推廣應(yīng)用。如采用液體吸附和活性炭吸附法聯(lián)合處理高濃度可回收苯乙烯廢氣;采用吸附法和催化燃燒法聯(lián)合處理丙酮廢氣等。吸附法與其它凈化方法聯(lián)用后不僅避免了兩種方法各自的缺點,而且具有吸附效率高,無二次污染等特點。
2、溶劑吸收法
以液體溶劑作為吸收劑,使廢氣中的有害成分被液體吸收,從而達(dá)到凈化的目的,其吸收過程是根據(jù)有機物相似相溶原理,常采用沸點較高、蒸氣壓較低的柴油、煤油作為溶劑,使 VOC 從氣相轉(zhuǎn)移到液相中,然后對吸收液進(jìn)行解吸處理,回收其中的 VOC,同時使溶劑得以再生。該法不僅能消除氣態(tài)污染物,還能回收一些有用的物質(zhì),可用來處理氣體流量一般為 3000~15 000 m3/h、濃度為 0.05%~0.5%(體積分?jǐn)?shù))的VOC,去除率可達(dá)到 95%~98%。
該法的優(yōu)點在于對處理大風(fēng)量、常溫、低濃度有機廢氣比較有效且費用低,而且能將污染物轉(zhuǎn)化為有用產(chǎn)品。但溶劑吸收法仍有不足之處,由于吸收劑后處理投資大,對有機成分選擇性大,易出現(xiàn)二次污染。因而在處理VOC時需要選擇多種不同溶劑分別進(jìn)行吸收,較大增加了成本與技術(shù)復(fù)雜性。另外,有機物在吸收劑中的溶解度、有機廢氣的濃度、吸收器的結(jié)構(gòu)形式,如填料塔、噴淋塔,液氣比、溫度等操作參數(shù)等均為吸收法的影響因素,任何一項發(fā)生改變將或多或少影響到吸收法效用。