VOC废气治理工程的优化技术方案

VOC废气治理工程的优化技术方案

邵梅玲   谢鑫源  孙琛

浙江深澜环境工程有限公司,浙江省 绍兴市312351

摘要：近年来，随着工业产业的快速发展，工业经济在国民经济中的地位越来越重要。工业发展过程中产生的VOC废气不仅造成空气污染，还会给人们的身心健康带来不利影响。在此基础上，介绍了VOC废气治理的常用技术。结合VOC废气治理的工程实例，说明了VOC废气治理的技术发展方向，设计了VOC废气治理的优化方案。

关键词:挥发性有机化合物废气；废气处理；技术

工业生产中会产生VOC废气，挥发性强，易污染大气环境。虽然政府部门和社会单位都认识到控制VOC废气的重要性和必要性，但近80%的企业在工业生产中没有配备废气处理设备，导致VOC废气控制不力。相关单位必须更加重视VOC废气治理，通过引进新技术提高废气治理效果。

1VOC废气治理常用技术

1.1溶液吸收技术

VOC废气不仅是挥发性的，而且是可溶性的。根据VOC废气的溶解度，可以采用溶液吸收技术对废气进行处理。工厂在生产时，VOC废气中的有害物质可以在微生物的作用下通过代谢转化为无害物质，被溶液吸收后排放的废气不会构成毒性威胁，处理后的VOC废气不会影响大气和人身安全。在日常生产生活中，VOC废气的溶液吸收技术较为常见。但是，由于溶液吸收技术需要大量的水，当溶液吸收废气中的有害物质时，会浪费资源。因此，溶液吸收技术只适用于小型企业的废气处理，不适用于发展规模较大的中大型企业[1]。

1.2冷凝控制技术

与溶液吸收技术的局限性相比，冷凝处理技术是最常见的VOC废气处理技术。冷凝处理技术的原理是不同温度下有机物饱和度不同。通过冷凝，可以改变VOC废气中的有机物含量。提取VOC废气中的有机物后，可以净化VOC废气，减少VOC废气中的有毒物质。此时排入大气的VOC废气污染会小一些。同时，在浓缩提取有机物时，提取的有机物可以重复利用，与溶液吸收技术相比，是一种资源节约型的处理技术。由于冷凝处理技术操作方便、高效，可普遍应用于一般VOC废气处理。但需要注意的是，比如鞭炮等高风险行业，这类行业排放的废气比较特殊，通过冷凝处理技术很难提取有机物，费时费力，但收效甚微。因此，冷凝处理技术不适合这种高危废气的分离和处理。

2VOC废气处理工程实例分析

2.1工程实例概述

家具涂装是家具厂的基础工艺，也是家具厂产生VOC废气的主要来源。当家具生产企业忽视废气处理，随意排放VOC废气时，VOC废气可能会污染周围的大气环境。由于家具厂产生的VOC废气中苯含量严重超标，VOC废气不仅会对周边生态环境造成威胁，还会影响厂内员工和周边居民的身心健康。家具生产企业必须创新家具涂装工艺，有效控制家具涂装过程中产生的VOC废气，减少VOC废气对工人和周围人群的伤害。

2.2项目产生的废气的性质

家具厂的VOC废气中含有过量的苯，此外还有非甲烷总烃等颗粒物。

(1)家具厂排放的VOC废气中含有有机化合物，直接排放会损害人的呼吸系统。因此，家具厂必须对VOC废气进行净化后才能排放。

(2)家具厂家在涂装时一般选择溶剂型涂料。这种涂料便于家具厂家喷涂不同的颜色和色调，但其有机物浓度较大，对人的呼吸系统影响较大。家具厂家净化时可以选择活性炭进行吸附。

(3)单纯用活性炭吸附处理家具厂VOC废气是不够的，需要用水溶液法和喷雾法实现综合治理。必要时也可采用植物吸收剂吸收VOC废气中的有毒物质，避免有毒物质挥发到空气中造成污染。

2.3工程废气处理工艺设计

在处理过程中还应针对不同类型的VOC废气选择不同的处理工艺。因此，在设计工程废气的处理工艺前，应综合分析废气的浓度和成分，了解有哪些方法适合处理这类废气。在废气处理过程中，还应避免VOC废气处理造成的二次污染。分析认为，家具厂的VOC废气如果用活性炭吸附，不一定能彻底处理废气，而且VOC废气处理过程中的能耗比较高，会增加家具厂的成本压力。相比活性炭吸附，湿洗工艺更符合家具厂涂装阶段工程废气的处理。

3VOC废气处理技术发展方向

3.1生物转化技术

生物转化技术作为一种新的VOC废气处理技术，是我国VOC废气处理的新突破。生物转化技术是利用生物分子实现有害物质向无害物质的转化。由于生物转化技术成本低，大规模VOC废气可以通过简单操作统一处理。同时，转化后的无害物质不仅不会污染大气，对个体造成身心伤害，还可以实现有毒物质的二次利用，符合我国提倡的低碳经济理念，生物转化技术成为废气处理的新方向[3]。

3.2光解技术

光解技术利用光分解废气，实现VOC废气的有效处理。光解技术的原理是VOC废气中的有毒物质在光的分解作用下，利用催化剂可以有效分解。其中，半导体材料是常见的催化剂。借助半导体材料，企业推动VOC废气的光解处理。由于半导体材料催化作用强，成本投入少，所以利用半导体材料催化光解废气的企业普及面比较广。随着技术的不断创新，半导体材料作为关键技术的原始催化剂，可以在企业VOC废气治理中发挥重要作用，但随着科研人员对催化剂研究的不断加大，人们开始尝试使用纳米材料作为催化剂。与半导体材料相比，纳米材料更加节能环保，可以充分分解VOC废气。纳米材料成为光解技术的新催化剂体，基于纳米材料的废气处理进入了一个新阶段。

4VOC废气处理的优化设计

4.1选择新的治理技术

结合以上分析，家具生产企业在涂装过程中容易产生VOC废气。目前湿洗工艺基本可以满足VOC废气处理的要求，但结合VOC废气的组成和特点，生物分子转化技术更符合家具生产企业对VOC废气处理的要求。一方面，生物分子转换技术不需要购买吸收剂、引风机等相关设备，因此成本投入相对较低，生物分子转换技术风险较小，无需考虑高温安全隐患。另一方面，生物分子转化技术可以实现有毒物质的二次利用，与低碳经济、节能环保的理念相契合。因此，选择新的处理技术是生物分子转换技术。

4.2新治理技术的应用

生物分子转化技术的原理是利用生物分子的生命活动将有害物质转化为无害物质，产生的二氧化碳和水可以重复利用。利用生物分子转化技术处理VOC废气时，主要有三个步骤:①通过VOC废气与水的接触，将VOC废气中的有毒物质溶解在水中，类似于溶液吸收技术。(2)有机成分溶解后，根据有机成分的浓度差，有机成分从水膜转移到生物膜上，被生物膜中的生物分子吸收。③生物分子吸收后分解转化为无害物质。生物分子转化技术包括生物洗涤法和生物过滤法。

生物洗涤方法包括吸收室和再生池。常规的湿法洗涤工艺是通过喷水来达到治理废气的效果，而生物洗涤原理是通过喷射生物循环液来吸收有毒物质，喷射出来的废气流入再生池实现充氧再生。生物洗涤法可以有效利用有毒物质，将有毒物质变为可用物质，属于变废为宝的废气处理方法。但由于生物洗涤法耗时长，再生能力有限，不适合常规的VOC废气处理。

生物过滤法是通过生物滤池和生物滤塔来达到废气处理的目的。在生物滤池中，VOC废气作为一种有机废气，可以通过生物分子转化为可用的无害物质。所以生物滤池的原理是VOC废气进入生物滤池后，通过生物分子的生命活动分解有毒物质。净化后的气体无毒无害，不会影响大气环境或人体健康。生物滤池需要配备填料层，包括木屑、活性炭等吸附材料。管理者需要在生物滤池的填料层保持良好的温度和湿度，培养微生物群落，通过生物分子的生命活动实现分解和循环利用。一般来说，生物过滤法可采用上流式或下流式，无论采用哪种方式，都要考虑和选择合适的过滤材料。

5结束语

工业的快速发展带来了很高的经济效益，但也造成了环境污染。相关部门需要更加重视VOC废气治理工程，通过技术优化有效治理VOC废气。除了传统的溶液吸收技术、低凝点处理技术和高温燃烧技术外，VOC废气处理技术还应包括生物转化技术、光解技术和萃取分离技术。今后，应根据VOC废气治理的需要，选择和应用合适的治理技术。

参考文献

[1]李丽.VOC废气治理工程技术方案探究[J].低碳世界,2017(21):17-18.

[2]张先波,杨春蕾.VOC废气治理工程技术方案研究[J].化工管理,2019(8):58-59.

[3]王捷,许年冰,周惠红.VOC废气治理工程技术方案研究[J].化工设计通讯,2019,45(8):239-240.