摘要：挥发性有机化合物（VOCs）是造成大气污染的主要物质之一。本文分析了树脂厂有机废气的处理技术。
关键词：挥发性有机物；废气处理；紫外光降解
有机废气的大量排放不仅对环境造成严重污染，而且影响了人类正常生活及危害人的健康，人体长期接触、吸入或食入将会引起神经系统紊乱、头晕、呕吐等症状，严重时引起昏迷、抽搐甚至死亡。因此，高效的有机废气处理技术具有现实意义。
一、有机废气的概述
1、主要构成。甲醛、苯、甲苯、二甲苯等苯系物、丙酮丁酮、乙酸乙酯、油污、糠醛、苯乙烯、丙烯酸、树脂、添加剂、漆雾及一些含碳氢氧的有机气体等，有机废气的处理主要是指对这些废气的处理，处理过后的一些物质还能被循环利用，非常环保。
2、特点。有机废气通常都具有容易燃烧和爆炸、有毒害、不能在水里溶解、能溶解在有机溶剂里面、处理困难程度大的特点。
二、现有废气处理技术比较
1、冷凝法。冷凝法是利用不同物质在不同温度下具有不同饱和蒸汽压这一性质，采用降低系统温度或提高系统压力的方式使处于气状态的VOCs冷凝，并从混合的气体中脱离出来。冷凝法适用于回收浓度大于25g/m3的有机废气，在一定的温度下，VOCs的原始浓度越大，其脱除率越高。它不适宜处理低浓度的有机气体（由其当VOCs的原始浓度低于25mg/m3时），常用于配合其他处理方式，作为净化高浓度废气的前处理，以降低有机负荷，回收有机物。
2、等离子体法。等离子体被称为是除固态、液态和气态后的物质的第四种状态，它是由大量的电子、离子等带电粒子和原子、激发态分子及光子等中性粒子组成，虽然等离子体内部有带电粒子，但从整体上来看，正、负电荷相等，其带电量为零。采用热等离子体技术对有机废气进行处理，热等离子体中除有相当数量的电子与离子外，还有大量的原子、分子和自由基等中性粒子存在，粒子间的相互作用频繁；能量越大，温度越高，粒子的运动越激烈。由于有从外电场获取能量的电子、离子和处于激发态的原子、自由基等中性粒子存在，热等离子体在打破部分稳定化合物的化学键方面比冷等离子体更有效。热等离子体温度在2000～5000℃时，能提供一个能量集中、温度很高的反应环境，可大幅度提高化学反应速率，彻底清除工艺过程中产生的污染物。其有较广泛的适用性和操作简单，适合于处理低浓度、剧毒剧臭的有害气体，弥补了其他技术无法处理的空白。但单独的低温等离子体技术在处理有害气体时还是有其欠缺的地方，如不能完全彻底地把有害气体转化为无害气体，副产物较多；且在氧等离子体下产生大量的臭氧；能耗较高；脱除效率较低等。对设备要求高；操作条件复杂。
3、生物法。生物净化就是通常所说的一种氧化的过程：生物净化依附在活性微生物及潮湿介质上的有机物质作为人们生命的能源进行及时的转化，它一般将其转化为无机物（CO2、H2O）或常见的细胞物质。其设备简单、操作方便；投资少、运行费用低；二次污染小，可处理含不同性质组分的混合气体等。常规的生物治理技术有生物过滤床、生物洗涤床和生物滴滤床三种形式。
4、紫外光降解法。紫外光催化技术是利用高能高臭氧UV紫外线光束照射并裂解有机废气的分子链结构，使有机或无机高分子化合物分子链，在高能紫外线光束照射下，降解转变成低分子化合物，如CO2、H20等。同时，利用高能UV光束裂解有机废气中细菌的分子键，破坏细菌的核酸（DNA），再通过臭氧进行氧化反应，彻底达到脱臭和杀菌的目的。该技术目前常用的催化剂是无毒无害、来源广且催化活性高的TiO2。适用于处理含氨、三甲胺、硫化氢、甲硫氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳、硫化物、苯乙烯、苯、甲苯、二甲苯及其它VOCs等。
三、紫外-生物降解联合法
紫外-生物降解联合法是将紫外光降解工艺和生物降解工艺联合起来，对有机废气进行处理的新技术。紫外-生物降解联合工艺，处理有机废气的性能显著优于单一生物处理工艺，也比单一紫外光降解工艺具有显著优势。紫外单元有效削弱了冲击负荷对后续生物单元的影响，紫外单元产生的臭氧延缓了生物单元生物量的积累，减小了填料层的压损。同时，紫外单元有效降低了生物单元排放的生物气溶胶浓度。另外，生物单元可有效去除紫外光降解产物，降低了紫外单元尾气的急性生物毒性和臭氧浓度，从而降低单一紫外光降解技术带来的健康风险。紫外单元去除一部分甲苯，减小了冲击负荷对生物单元的影响，保证了生物过滤塔的稳定运行。紫外光降解产物导致了生物过滤单元填料层pH的小幅下降。紫外单元产生的臭氧减小了生物单元生物膜厚度和胞外多聚物（EPS）含量，改变了生物膜特性。紫外单元延缓了生物单元生物量的积累，增加了填料层比表面积，改善了生物过滤单元填料层的结构特性。紫外单元改变了生物过滤微生物的代谢特性和群落结构存在显著差异。
四、树脂厂有机废气处理
1、有机废气理化性质。树脂厂挥发性有机废气包括：有机溶剂，主要有苯乙烯、甲苯、二甲苯、四氢呋喃、乙酸丁酯等。有机溶剂极易挥发，从而形成有机废气，其特点为无色、极具刺激性，随空气的流动而扩散于人气中，能通过人体呼吸或直接作用人体，对人体的呼吸系统、血液、心肺、肝脏、黏膜、眼睛、神经等造成伤害，也会通过皮肤直接伤害人们。
2、有机废气处理工艺
1）处理工艺的选定。根据有机废气的特点及环保要求，拟采用紫外-生物降解联合工艺。
2）工艺流程框图
3）工艺说明。树脂厂生产车间废气产生量为80000m3/h，排放方式为间歇排放，引风机的运行时间累计为6h，废气处理装置的设计流量为80000m3/h。取设计流速为15m/s。
4）设计参数
①风管。风管管径=风量/风速，采用镀锌薄钢板矩形风管。为了便于管理和调节，管网系统不宜过大，吸气点不宜太多。在进行配管时，主要考虑的问题是要实现各分支管间的压力平衡．以保证各吸气点达到设计风量，从而实现控制污染物扩散的目的。
②风机风量。在确定管网风量的基础上，考虑到设备、管道的漏风，选用风机的风量应大于管网计算测定的风量。
③风机风压。考虑到风机性能波动、管网阻力计算的误差，选用风机的风压应大于管网计算的风压。
④排气简。排气简的出口风速为20m/s，排气简的高度为25m，排气筒的内径D=0.4m。
⑤有机废气处理装置。紫外单元的设计有效容积约为100m3，考虑将紫外单元与生物单元做成整体箱体反应器。要考虑紫外灯管的检修及设备的防腐等问题。生物降解单元的设计有效容积约为240m3，与紫外单元合并建造。内部布置有填料、喷淋系统和紫外灯管。生物降解单元内部的填料采用高效、低阻的复合填料。在生物降解工艺的启动过程中，向生物降解单元投加高效的异味物质降解微生物，该微生物采用高效降解菌菌液。在生物降解单元运行过程中，需定期补充一定量的营养液，营养液由离心泵泵入填料层。另外，由于微生物的新陈代谢作用，每天会产生一定量的剩余菌体。因生物处理单元的去除负倚低，并在装置运行的16h中，有4h的时间没有有机气体进入，因此这些剩余菌体会在紫外产生的臭氧作用及好氧生物作用下被进一步降解，从而保证装置可长期不排泥运行。
3、运行效果。树脂厂生产车间排出的总挥发性有机物（TVOC）在200mg/m3的浓度水平波动，经过紫外单元处理后，浓度降至120mg/m3以下。经过生物单元处理后，浓度可保持在40mg/m3以下，达到《大气污染物综合排放标准》和《大气污染物排放限值》主要VOCS物质的排放浓度要求。
五、结语
树脂厂所用的原料、溶剂，有些具有一定的毒性，可能引起中毒或职业病。在生产过程中产生一定的废气污染物，对周围大气环境造成一定污染，还会对周围居民生活造成困扰。
参考文献：
[1]唐兰.热等离子体技术在树脂废气处理中的应用[J].环境工程，2016（12）．
[2]刘超.挥发性有机废气生物处理技术研究进展[J].环境工程，2016（04）．
[3]王灿.工业有机废气紫外-生物联合处理技术研究与工程实践[M].北京：化学工业出版社，2014．
论文作者:梁海松1,程月2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/22
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