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摘要：VOC废气的形成受很多因素影响，这些影响因素存在于人们生活的方方面面。工业的迅速发展为我国带来了巨大的经济实力提升，同时，工业废气也成为了大气污染的最大产生源头。VOC废气不仅影响人们的生活和生产，还严重破坏生态环境，VOC废气治理迫在眉睫。本文从我国大气环境及污染现状出发，探讨VOC废气处理技术相关研究，为学者参考尽微薄之力。
关键词：VOC废气；处理技术；研究
随着生产力的不断提高，工业化生产不仅促进了社会的迅速发展，还使人们的生活质量有了极大的提高，但是，在工业化带来巨大好处的同时，其坏处也随之而来，比如雾霾对人类身体健康的影响。VOC的排放量与雾霾的严重程度有很紧密的联系，因此我们必须重视VOC废气的处理，削减VOC的总排放量，保证空气质量及人们生存环境健康。
1 VOC废气产生的危害
VOC废气与传统的工业废气有着很多不同点，传统废气通常是一些固体颗粒或者带有轻微气味的物理性废气，化学性质不活泼，相对容易治理，而VOC废气中存在很多活泼的挥发性有机化合物。这些有机化合物未经处理直接排放大气中，不仅会对周围环境造成危害，而且会对附近居民的身体健康造成危害。空气中VOC浓度过高时会导致人体急性中毒，患者会出现头痛、头晕、咳嗽、恶心、呕吐等症状，长期居住在VOC浓度超标的环境中，人体会慢性中毒，皮肤、呼吸系统、神经系统等会遭受严重损害。
在工业生产中，有机溶剂被广泛应用，用于溶解不溶于水的有机化合物（如油脂、橡胶等）。有机溶剂在常温下为液态，有较大的挥发性，多数对人体具有一定的毒性，其毒性包括神经毒性、血液毒性、肝肾毒性等。有机溶剂挥发后，可经由皮肤、呼吸道进入人体，引发皮肤、呼吸系统，甚至神经系统的疾病。比如常被当作溶剂使用的苯，挥发到空气中后会直接通过呼吸系统进入到人体，引发急、慢性中毒。由呼吸系统进入人体从而对人体造成的伤害的途径是最直接也最迅速的，必须引起重视。
VOC废气进入人体后，会对血液及造血器官造成危害。当VOC达到一定剂量时会抑制人体骨髓造血功能，首先是白细胞数量减少，然后是血小板减少，最后是红细胞减少，最终发展成为全血细胞减少。情况严重时可导致白血病。VOC废气除了对皮肤、呼吸系统和血液造成危害，还会对人体肝脏、肾脏、中枢神经等造成损害。
总的来说，VOC废气对环境和人体有极大的危害。因此，应大力发展VOC废气的治理技术，从而控制VOC废气的排放总量，达到保护环境和保障人身体健康的目的。
2 VOC废气的处理技术研究
2.1吸附法
吸附法是应用最早、最广泛的一种VOC处理方法，其原理是利用吸附剂的多孔结构，将VOC分子捕获并阻隔在吸附剂中。吸附法发展时间长、技术成熟，具有处理效果好、效率高等特点，尤其是对大风量、低浓度的VOC废气，具有良好的处理效果。
虽然吸附法具有多种优点，但也存在不少缺点。其一，吸附剂的吸附量有限，为延长使用周期，需在吸附床中装填大量吸附剂，导致处理设备体积大，一次性投资高；其一，吸附剂吸附饱和后，需对其进行脱附再生恢复其吸附能力，脱附再生设备工艺复杂，且脱附后的VOC未必具有回收价值；其三，吸附法是一种物理处理方法，只是将VOC从空气中转移到吸附剂中，并没有从根本上消除VOC。目前吸附法多作为预处理工艺，后续需设置其它工艺用于消除VOC。
2.2液体吸收法
液体吸收法采用液体溶剂作为吸收剂，使之与VOC废气充分接触，吸收废气中的有害成分，达到净化的目的。其原理是有机物相似相溶，先使有害成分从气相转移到液相，再对吸收液进行解吸，回收VOC。常用的溶剂有柴油、煤油等。吸收剂可以重复利用，这点在成本上存在一定优势。
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液体吸收法适合处理大风量、低浓度的VOC废气，处理效率高、费用较低。但该方法的缺点也很明显，包括需要后续处理工艺、溶剂对VOC成分的选择性大、处理过程容易出现二次污染等。此外，处理多种VOC成分时需要选择多种液体溶剂分别进行吸收，提高了技术难度，也增加了投资和运行成本。
2.3热破坏法
热破坏法是指将VOC废气进行直接燃烧，或利用催化剂辅助燃烧，使VOC废气迅速被氧化、分解为CO2和H2O等无害的小分子化合物，从而使其不再具有危害性的一种方法。
热破坏法一般分为直接燃烧和催化燃烧两种方式。直接燃烧的净化效率高，不需要预处理，对于高浓度VOC废气有较好的处理效果，但其缺点有处理温度高（一般在600℃以上）、能耗大、造价高、处理大风量低浓度的VOC废气能耗太高等。催化燃烧法借助催化剂（如钯、铂等贵金属）来替代火焰，操作温度较低（一般为250℃~500℃）。具有能耗少，设备尺寸较小，运行费用低、造价较低等优点。对低浓度VOC废气的处理效果比较好。当然，催化燃烧法也存在缺点，包括催化剂成本高且使用寿命有限制，成分复杂的废气需要进行预处理等。目前我国在催化燃烧法的研究上已取得了一定的成果。
2.4生物处理法
生物处理法的原理是利用微生物的新陈代谢，将VOC废气中的有机物在微生物体内进行转化，转化后最终产物为CO2和H2O等无害的小分子无机物。生物处理法是一种无害的处理方法，具有运行成本低、无二次污染等优点，对低浓度废气具有较好的处理效果。但是设备占地面积大、对VOC成分具有处理选择性、处理效率不高、系统启动时间长等缺点，限制了生物处理法的推广应用。目前，生物处理法在废水处理、食品加工、饲料生产等行业有较多的应用。
2.5冷凝回收法
当环境温度低于有机物的露点时，有机物就会从气态转为液态。VOC废气中各种组分的露点差别非常大，利用这个特点，可以通过降低温度分离出各种有机物，对有回收利用价值的有机物进行回收。这种方法分离效果好，但是需要制造高压低温的环境，处理设备造价高、运行费用也很高，操作难度也比较大。冷凝回收法针对组分少、浓度高、回收利用价值高的VOC废气具有较高的性价比。
2.6等离子法
在绝对温度大于零的所有气体中，均存在一定的电离现象。利用电场作用，离子发生器产生大量α粒子，α粒子与空气中的氧分子碰撞产生具有强氧化性的正负氧离子，能迅速氧化、分解废气分子，例如VOC、硫化氢、氨、甲硫醇等，最终产物为CO2和H2O等无害的小分子化合物。等离子法对于中小风量、浓度低的VOC废气具有较好的处理效果，但因其存在的火灾风险，在工业应用上受到了一定的限制。
2.7变压吸附分离和净化处理技术
变压吸附创始于20世纪60年代，最初用于制氧，80年代以来随着具有高吸附性能的沸石分子筛的开发利用，变压吸附技术得到了很好的发展。变压吸附分离和净化处理技术一种物理方法，其原理是利用固体材料的孔隙对气体分子进行截留吸附，再利用压力的变化对废气各成分进行分离、脱附、回收。该技术具有极好的吸附分离的效果，分离产物纯度较高，具有较高的回收价值，并且具有运行成本低、操作简单等优点。目前较广泛采用的吸附材料是沸石分子筛，此材料具有强大的吸附能力，并且在吸附选择性方面具有优势。随着我国工业的不断发展，变压吸附分离和净化技术逐渐被广泛应用到工业废气治理中，该技术对于有价格高、具有回收价值的气体有很广阔的市场前景。
3 总结
在科学技术发展日新月异的现代社会，自然环境的保护显得越来越重要。VOC废气的处理技术在经过数十年的发展中取得了长足的进步，呈现多方向发展。科学先进的VOC废气处理技术能够有效降低对环境的污染，对保护环境、改善人类生存环境、可持续发展具有重大意义。
参考文献
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[2]邱成良，戴立峰.关于VOC废气处理技术的相关思考[J].区域治理，2018，（2）：65.
[3]胡瑞.VOC废气处理技术的相关思考[J].中国化工贸易，2017，（21）：78.
论文作者:张佳娜
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/29
标签：废气论文; 技术论文; 吸附剂论文; 有机物论文; 呼吸系统论文; 人体论文; 成分论文; 《建筑学研究前沿》2018年第36期论文;