关键词：VOC 回收技术 处理技术
一、概述
VOC是挥发性有机化合物(volatile organic compounds）的英文缩写。一般情况下，环保意义上的VOC，是指活泼的那一类挥发性有机物，即会产生危害的那一类挥发性有机物。非常明显，从环保意义上说，挥发和参加大气光化学反应这两点是十分重要的。[1]
二、VOC的危害[2]
VOC种类众多，其对人类和环境的危害主要有以下几个方面：
（1）大多数VOC都具有刺激性气味或臭味，可引起人们味觉上的不快，严重时甚至会影响正常的生活。
（2）VOC成分复杂，具有渗透、挥发及脂溶等特性，可导致人体出现诸多不适症状。长期接触会危害人体健康。
（3）VOC多半具有光化学反应性，光照下，VOC会与大气中的NOx发生化学反应，形成二次污染物（如O3）。
（4）VOC还会在特定条件下和大气中的颗粒物形成二次有机气溶胶（SOA），SOA中含有多种致癌、致畸和致突变性的有机化合物。
（5）某些VOC易燃，这些物质的排放浓度较高时如果遇到静电火花或其他火源，容易引起火灾。
（6）部分VOC可破坏臭氧层。当其受到来自太阳的紫外辐射时，可发生光化学反应，对臭氧层中的臭氧进行催化破坏。臭氧层破坏会对人类皮肤、眼睛及免疫系统有较大的危害。
三、VOC的回收和处理技术
大多数VOC具有经济价值，需进行回收；部分有机废气会造成二次污染或无法消除，难以达到排放环保要求，只能将其在排放前进行处理。[3]
3.1 VOC的回收技术
3.1.1 冷凝法
冷凝法是目前公认的最简单的回收方法，这是一种利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸气压性质，将VOC温度降低到有机物的沸点以下，使有机物冷凝成液滴，从而分离的技术。该技术所需设备和操作条件均比较简单。通常该技术仅用于VOC含量高、气体量较小的有机废气的回收处理。
3.1.2 吸附法
吸附法已广泛应用于多个需净化空气的领域。吸附法去除VOC的原理是利用比表面积非常大的粒状吸附剂的多孔结构，将VOC分子吸附在固体表面，从而使VOC吸附在孔内，使气体得到净化。
吸附法又分为固定床吸附法、流动床吸附法和浓缩轮吸附法。
3.1.3 吸收法
吸收技术是一种成熟的化工单元操作过程，适合于大气量、中等浓度的VOC废气的处理。吸收技术通过液体吸收剂与废气直接接触，使VOC进入到吸收剂中。该方法可用于回收有用成分，但吸收剂难以选取，吸收范围有限，而且吸收后的吸收溶液需进一步处理，有可能造成二次污染，费用也较高。
3.1.4 膜分离
膜分离法具有流程简单，回收率高，能耗低，无二次污染等优点。它是采用对有机物具有选择性渗透的高分子膜，在一定压力下使VOC渗透而达到分离的目的。当VOC气体进入膜分离系统后，膜选择性地让VOC气体通过而被富集。选择此种方法可以分离90%的VOC。
膜分离法最好用于高浓度、小流量和有较高回收价值的有机溶剂的回收，但其设备投资较高。
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3.2 处理技术
3.2.1 燃烧法[2][5]
对于成分复杂、高浓度的VOC，现在应用较多的方法是燃烧法。
目前实际使用的燃烧方式有直接燃烧和催化燃烧。直接燃烧是把VOC中可燃的有机物组分当作燃料在气流中直接燃烧，温度一般在1100℃左右。该法只适用于净化有机物组分燃烧时热值较高的VOC。催化燃烧是在催化剂的辅助下，在150～600℃时使VOC中的有机物可燃组分氧化分解成CO2和H2O。但催化剂容易中毒，使催化燃烧受到一定限制。
燃烧法具有装置简单、效率高、投资小、操作简单、处理彻底、消除恶臭、污染小等优点，但由于VOC燃烧氧化的最终产物是CO2、H2O等，因而使用这种方法不能回收到有用的物质。
3.2.2 低温等离子体技术
等离子体净化技术是一种效率高、能耗低、适用范围广的污染物净化技术。它是利用高能电子射线激活、电离、裂解VOC中各组分，从而发生氧化等一系列复杂化学反应，将有害物转化为CO2和H2O的一种处理技术。该法的优点是理论上净化效果优良，净化范围比较广，对低浓度VOC的降解效率高；但该法目前只停留在理论及实验室阶段，尚不能推广应用。
3.2.3 光催化降解技术[6]
光催化降解VOC的基本原理是在一定波长光辐射下，催化剂将吸附在其上光催化表面的大部分有机污染物彻底氧化为CO2和H2O等无害物质。
光分解VOC主要有2种形式：一种是直接光照，在波长合适时，VOC分解；另一种是在催化剂存在下，光照气态VOC使之分解。
光催化降解技术主要适于处理低浓度、气量小的VOC。其具有反应过程快速高效、能耗低、无二次污染等优点，但仍存在一些缺陷，如光催化反应量子产率比较低，催化剂对激发源特征波长要求苛刻。
3.2.4 微生物净化技术
微生物净化法是近年来发展起来的分解VOC的一种方法，该技术已在国外得到规模化应用，有机物去除率高达90%以上。该方法净化VOC的实质是附着在滤料介质中的微生物，在耗氧的条件下将废气中的有害物质转化为简单的无机物。
微生物净化法一般用于处理低浓度VOC。其操作简单，投资和运行成本比较低，没有二次污染。生物法的缺点在于净化效率十分缓慢，微生物对有机物分解具有选择性，而且对过程的控制十分有限。
3.2.5 膜分离技术
膜分离技术是指借助于外界能量或浓度差的推动，通过特定膜的渗透作用，实现对两组分或多组分混合的液体或气体的分离、分级、提纯以及浓缩富集的技术。
四、结论
本文通过对VOC特性的分析，发现VOC对人类及环境的影响十分重大，因此VOC废气治理技术的兴起和不断进步改善有非常重要的意义。文中介绍的所有回收和处理技术都具有其优点和不足，在加强VOC排放控制的技术选择中，应充分了解VOC废气所处的实际条件，通过有针对性的甄别，才能找到一种适于VOC废气处理、且效果良好的技术，才能将环境污染危害降到最低，为人类创造一个良好的生存空间。[7]
参考文献
[1]朱立和.药包印刷企业VOCs治理的理论与实践[J].印刷技术,2017,(09):11-13.
[2]赵琳,张英锋,李荣焕,马子川.VOC的危害及回收与处理技术[J].化学教育,2015,36(16):1-6.
[3]原帅,曾毅夫,叶明强,刘胜强.工业有机废气吸附技术的特点及应用[J].中国环保产业,2016,(02):50-52.
[4]张小苑.VOC的危害及回收与处理技术[J].绿色环保建材,2017,(09):247-248.
[5]李博鑫,王兵,侯鑫成,隋国哲,李金龙.气态挥发性有机化合物去除方法的研究进展[J].化学工程师,2018,32(10),48-50+27.
[6]李月.关于VOC的排放以及控制措施探讨[J].环境与发展,2018,30(09),65-66.
[7]杨会玲.我国VOC废气治理的现状及展望[J].化工管理,2017,(16):135.
论文作者:孙钰
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年19期
论文发表时间:2019/11/13
标签：技术论文; 废气论文; 有机物论文; 组分论文; 较高论文; 分解论文; 挥发性论文; 《工程管理前沿》2019年19期论文;