摘要：时下，社会进步带动石油化工、生产加工等行业发展，但是其发展也导致大气问题逐渐严重，中低浓度含颗粒污染物废气严重。中低浓度含颗粒污染物废气影响人们正常生产生活的可持续发展，科研上对其治理技术研究较多，但是单一治理技术具有片面性，需采用组合技术实施全面治理。笔者就“预处理+光催化，结合吸附净化”组合治理工艺及新技术开发进行分析，通过实际应用论述其优势，为中低浓度含颗粒污染物的有效治理提供解决措施，以供参考。
关键词：中低浓度；含颗粒污染物；废气；组合治理；工艺
工业废气不合理排放导致“雾霾”越来越严重， 石油、印刷、橡胶制品等产业大量排放VOCs，加剧环境污染[1]。在研究治理VOCs的方法中，分析了中低浓度废气自身特点，中低浓度废气波动较大、风量小，可采取“活性炭吸附”、“光催化”等治理措施，但是其单一措施存在一定缺陷，经分析，采取吸附方式吸附剂容易饱和，更换难度大、成本高，若废气含有苯乙烯，活性炭吸附会发生聚合反应，活性炭饱和迅速，高浓度废气处理效率不高。光催化方式寿命较短，实际净化率低，较低浓度废气治理效果不明显。
1.组合治理工艺
中低浓度含颗粒污染物废气由颗粒物+废气组成，需先对废气做预处理，去除颗粒污染物、漆雾之后对废气进行净化处理。
1.1预处理技术
干式过滤及湿式洗涤都属于预处理技术：干式过滤是利用重力、离心力、分子间力等物理力作用，实现对污染物滤除，采用科学过滤材料对污染物进行物理拦截；湿式洗涤是对颗粒污染物有针对性的去除，通过预处理洗涤后，废气实际湿度较大，对进一步净化有一定影响，若下一步采用活性炭吸附净化，湿度较大将影响吸附性能，需在活性炭前端增加气雾分离器。废气不同净化工艺的优劣也受预处理技术影响较大[2]。因此，预处理技术需考虑废气性质、成份、后续处理等多方面因素，再选择合适处理工艺。
1.2组合工艺介绍
对不同废气治理技术充份比对分析，采用“过滤棉预处理+光催化氧化结合吸附深度净化”方式可实现综合性优化。采取光催化氧化技术，在一定波长照射下，受激生产电子空穴，空穴分解氧化剂，表面吸附水产生氢氧自由基，电子将氧气还原为活性离子氧，将催化剂表面污染物去除。通过光解催化氧化和碳吸附方式相结合，组成净化工艺，能够满足光催化及吸附协同性综合净化效果，实际净化反应快、效率高，降低净化成本。采用“过滤棉预处理+光催化氧化结合吸附深度净化”技术，充分发挥了光催化氧化及其设备简便优势，净化后二次污染如臭氧排放极少，且设备维护无需大量资金投入，但缺陷在于占地面积相对较大。
1.3工艺流程
具体工艺流程如图1所示。
图2 组合治理装置内部结构示意图
2.原理结构分析
由图1可得，采用组合性废气治理，不同段结构及原理如下：
2.1均流预处理
在均流预处理中，可充分发挥过滤棉优势，对污染物吸附拦截，经均流板适当均流之后，将其均匀布置在组合净化装置当中。
2.2光催化净化
光催化净化需高强度紫外线支持，以紫外线光束为光源，光触媒为催化剂，将废气中有机废气进行氧化分解，实现对有机物的有效净化。
2.3吸附净化
吸附净化是对废气实际浓度在国家排放标准以上的废气进行净化的处理，以吸附材料过滤废气，实现吸附净化，紫外线光催化中，未能够分解的气体在吸附净化阶段被吸附，使中低浓度含颗粒污染物废气的排放符合国家标准，以减少大气污染。吸附以活性炭吸附支撑，自身吸附容量大，实际孔径分布较广，可适应不同废气的吸附，具有广泛实用价值。吸附上选择蜂窝状活性炭作为工艺材料，其床层阻力较低，且动力学性能良好。 此外，一些无机成份与有机成份可用于强化吸附，加入活性炭脱硫剂、甲醛吸附剂等，可大量提高吸附效率。
3.组合工艺优势分析
采用“过滤棉预处理+光催化氧化结合吸附深度净化”的组合净化工艺，具有节构紧凑、净化效率高、应用灵活，成本消耗较少等多方面优势：该组合净化工艺中，颗粒物处理、光催化净化及吸附净化处于一体，对不同程度的废气可优化处理，中低浓度含颗粒物废气净化效率较高；整体组合工艺由三大模块组成，各个环节设备维护及更换更加便捷，减轻后期维护上的成本投入；不同箱体之间以法兰连接；提前对废气浓度及风量进行分析，可根据需求适当增加模块，广泛应用不同区域、工业、废气的处理中，应用范围广阔；通过对该组合净化工艺光催化氧化的出口废气浓度进行检测，灵活启闭吸附净化内容，实现废气达标排放的基础上，降低净化成本，具有推广意义。
4.新技术开发分析
4.1沸石转轮吸附浓缩技术
中低浓度含颗粒污染物废气颗粒物含量种类多、成份复杂，性质不一等，采用单一性的净化技术不能满足治理要求。可采用多种治理技术，积极借鉴先进技术，形成综合性净化治理系统，提高治理效率，降低净化设备成本投入。在中低浓度含颗粒污染物废气治理中，沸石转轮吸附浓缩技术主要针对有机废气进行治理，以“沸石转轮吸附浓缩+焚烧”、“沸石转轮吸附浓缩+冷凝回收”方式，实现对大风量VOCs的针对性治理。吸附浓缩属于新时期废气治理中的有效措施，其投入成本较高，在大型企业排污治理中有较大推广价值。
采用沸石转轮吸附浓缩技术，其具有显著优势：（1）采用沸石为主要吸附剂，可靠性和稳定性高，在热气流产生后，不会发生着火事件。（2）以沸石为吸附剂，再生温度较低，实际运行成本大大下降。（3）在有机高浓度废气污染治理中，先以温水、低温水等对废气进行冷凝处理，处理完成后对尾气进行吸附，再催化燃烧，降低治理成本，同时避免处理后装置面临较强工作压力。对于低浓度废气而言，对其进行回收中，可采用吸附浓缩方式，转化成高浓度废气，将其导入到冷凝设备中回收处理。冷凝技术是将废气降温，降温至VOCs的成份露点，使其能够凝结为液态，加以回收。
对配套热力焚烧技术而言，其系统收集率达到95%，操作风量广泛，系统具有弹性。采用热处理技术，其温度最高在900℃，可焚烧大量废物，且不会有NOx产生，焚烧效率高达90%以上，材料消耗较少，能效高。例如，在汽车制造中的废气排放上，其80-90%废气于流平室等排放，余下废气大多在烘干室排放。有机废气属于中低浓度废气，伴随有颗粒污染物，通过“沸石转轮吸附浓缩+焚烧”技术，有机废气经RTO处理后排放到空气中，有机废气分解率达到90%，达标排放，有效控制废气排放。
4.2生物法治理技术
生物法治理早在废气除臭中有广泛应用，时下，对有机污染物废气治理的研究深入分析，采用生物法治理有机污染物废气，其设备设施简单，净化成本较低，不存在二次污染现象。但是，采用生物法进行废气治理措施，其污染物降解速度缓慢，在低浓度废气治理中展现出优势。生物菌种可以消化多种有机物，在易生物降解的有机物废气治理中采用生物法净化，具有实践性意义。
4.3等离子体技术
等离子体技术也属于新兴治理技术一种，建设等离子体场，将活性物种离子、电子、激发态原子等集中起来，通过活性物种将废气中污染物分解成小物质 ，进一步处理。通过活性物种及臭氧产生反应，在低浓度颗粒污染物废气治理上有广泛应用价值，可对室内空气实现良好净化。等离子体技术净化处理效率较高，能源消耗低，值得推广。采用等离子体技术，其动力消耗极低，其需要净化工作时，开启设备即可工作，无需预热，设备装置占地小，具有良好的抗颗粒物干扰能力，后期维护较简便，尤其是低温等离子技术，其对除臭有良好效果，可在橡胶加工、食品加工等废气排放中深入应用。
5.结束语
综上所述，对中低浓度含颗粒污染物废气组合治理工艺分析，从组合治理工艺理念出发，对“预处理+光催化，结合吸附净化”组合治理工艺、“沸石转轮吸附浓缩+焚烧”组合治理工艺、生物法治理技术、等离子体技术等进行分析，为中低浓度含颗粒污染物废气的优化治理提供有力参考。
参考文献:
[1]侍伟. 环境影响评价中喷涂废气污染物的治理研究[J]. 资源节约与环保, 2017(11):42-42.
[2]徐波, 崔灵丰, 皇甫铮,等. 低浓度、大风量有机废气治理工艺应用研究[J]. 化工时刊, 2016(3):39-41.
[3]潘如彬. 石油化工企业废气污染治理与控制技术措施研究[J]. 科技创新与应用, 2017(17):123-123.
论文作者:胡家乐
论文发表刊物:《防护工程》2019年第7期
论文发表时间:2019/7/1
标签：废气论文; 污染物论文; 组合论文; 技术论文; 颗粒论文; 工艺论文; 低浓度论文; 《防护工程》2019年第7期论文;