基于環保視覺下的廢氣處理方法研究

山東碧宇環保工程有限公司 何玲，李騰寶

VOC廢氣是一種有著極強污染性的有機氣體，如果不經過處理就直接排放到大氣當中，不僅會對大氣環境造成污染，還會對人類的身體健康和生命安全產生威脅。而要想對VOC廢氣進行妥善的處理，使其達到相應的排放標準，為我國工業領域的可持續發展提供保證，就必須要充分意識到VOC廢氣處理的必要性，了解我國VOC廢氣的來源，然后綜合考慮各方面的因素選擇科學合理的廢氣處理技術。

一、環保視覺下VOC廢氣的處理必要性

VOC是一種有機化合物，具有較強的揮發性。作為一種有機溶劑，VOC在工業生產中有著廣泛的應用。但是，也因為VOC的揮發性，所以在工業生產中會對周圍的生態環境產生嚴重的污染，對人類的身體健康和生命安全產生嚴重的威脅。在工業領域，VOC是一種非常重要的生產原材料。同時，又在醫藥化工產品制造領域、電子制造領域、印刷品制造領域以及家具制造領域有著廣泛的應用。

站在環保角度分析，VOC廢氣在進入大氣環境之后，不僅會對大氣環境產生污染，還會使大氣環境喪失部分功能。而大氣環境是人類賴以生存的環境，如果大氣環境的功能受到影響，那么也會對人類的生存與發展產生威脅。所以，必須要對VOC廢氣進行妥善的處理。

站在人類角度分析，VOC廢氣中的很多成分都是有毒的。如果VOC廢氣進入人體，就會對人體的神經產生破壞，使人體出現中毒癥狀，感染疾病或者留下終身無法修復的損傷。例如，苯類化合物就是VOC廢氣中的一種成分。這種成分在進入人體后會直接損害人體的中樞神經、血液和器官，使人出現神經系統障礙、敗血癥等疾病，甚至在短時間內面臨死亡的威脅[1]。換句話說，VOC廢氣對于人體的致病率和致死率非常高，必須要得到妥善的處理。

二、VOC廢氣的排放來源

我國是一個典型的制造大國，每年排放的VOC廢氣量居世界首位，所以我國自然環境和國民身體健康受到VOC廢氣的影響也最為嚴重。VOC廢氣的排放來源主要包含室內和室外兩種來源。在室內，天然氣燃燒、地暖、吸煙以及烹飪等產生的煙霧中，均存在著VOC廢氣[2]。另外，家用電器、建筑材料以及人體正常呼吸所排出的廢氣中，也含有VOC廢氣。在室外，以下幾大行業是VOC廢氣的主要來源：第一，水處理行業中的沼氣池、垃圾池和污水處理廠；第二，紡織品行業的鞋膠和衣物柔順劑中；第三，玩具行業中的涂改液和香味玩具；第四，家具裝飾材料中的涂料、油漆以及膠粘劑等；第五，各種內燃機運行中使用的燃煤和燃油等；第六，汽車配件材料，例如膠水、油漆以及有機溶劑等；第七，焦油煉化、煤礦、石油開采與加工以及天然氣開采與利用等。

通過分析VOC廢氣的排放來源，可以明確VOC廢氣的排放具有一定的不確定性，這也對相應處理技術的應用提出了更加苛刻的要求。目前，我國針對VOC廢氣的治理，主要集中在廢氣處理方面[3]。據統計，2020年，在山東和江蘇工業生產中，排放了150萬噸VOC廢氣，占比全國VOC廢氣總排放量的21%，河南和湖北等地排放的VOC廢氣量為70萬噸，占比全國VOC廢氣總排放量的20%。由此可見，VOC廢氣的排放有著鮮明的地域性特點。針對VOC廢氣的處理，也應當使用差異性的處理技術。

三、環保視覺下VOC廢氣處理技術

（一）熱破壞法

所謂熱破壞法，指的是對VOC廢氣進行直接或輔助燃燒，或者利用催化劑使VOC廢氣發生快速化學反應，將其轉化為不具有危害性或者危害性較小的氣體的處理技術。這種處理技術僅適用于VOC廢氣濃度低的情況。在實際應用中，熱破壞法可以細分為兩種類型。一種是直接火焰燃燒法，如圖1所示。這種VOC廢氣處理方法對于VOC廢氣的熱處理效率較高，可以達到99%。另一種是催化燃燒法，指的是在催化床層的作用下，使VOC廢氣在短時間內完成化學反應。與第一種熱破壞法相比，這種熱破壞法消耗的時間成本更低，缺點是對催化劑的依賴性比較強。如果沒有催化劑，那么催化燃燒法將不能發揮出任何作用。目前，金屬和金屬鹽是最常用的兩種催化劑。雖然這兩種催化劑的應用效果較好，應用技術也相對成熟，但是應用成本卻非常高。所以，業內人士一直在研究能夠替代這兩種催化劑的物體。另外，在催化VOC廢氣發生化學反應的過程中，為了保證催化劑的活性和穩定性，還必須要有相應的載體。例如，陶瓷就是最為常用的催化劑載體。

圖1 催化燃燒流程示意圖

（二）吸附法

針對濃度低、通量高的VOC廢氣，可以選擇吸附法進行處理。目前，吸附法在VOC廢氣處理中的應用已經非常成熟，整個處理過程不僅不會造成過多的能量消耗，還可以獲得非常理想的處理效果，并保證處理效率。雖然這種處理技術值得大力推廣，但是也暴露出了一定的缺陷。即這種處理技術的應用需要使用到體積極為龐大的處理設備，且整個工藝流程具有較高的復雜性。如果VOC廢氣中含有較多的雜質，工作人員還面臨著中毒的威脅[4]。針對吸附法的應用，關鍵在于吸附劑的選擇。目前，活性炭由于具有較好的細孔結構，所以是最主要的吸附劑。而且，對活性炭進行氧化鐵處理或臭氧處理后，其吸附效果還會進一步增強，進而為VOC廢氣的處理安全性與有效性提供保障。

（三）生物處理法

利用生物處理法對VOC廢氣進行處理，指的是借助微生物的生理過程，將VOC廢氣中的有害物質轉化為CO2、H2O等無害的物質，如圖2所示。通常情況下，利用生物處理法對VOC廢氣進行處理，主要包含以下三個步驟。第一步，先將VOC廢氣中的污染物與水接觸，使其快速溶解到水中。第二步，有機物在液膜中溶解，液態下的有機物濃度較低，就會向生物膜處擴散，而生物膜上的微生物就會趁機吸收這些有機物。第三步，有機廢氣被微生物吸收之后，就會在微生物的生理代謝中被降解，并形成無害的化合物。

圖2 微生物凈化VOC廢氣的原理圖

（四）變壓吸附分離與凈化技術

對氣體組分可吸附在固體材料上的特性加以利用，將VOC廢氣注入有機廢氣與分離凈化裝置中，氣體受到的壓力就會產生變化。根據這一變化來達到VOC廢氣的處理效果，就是變壓吸附分離與凈化技術的應用原理。這種VOC廢氣處理方法的本質還是物理作用，即利用沸石分子篩等材料，對VOC廢氣進行凈化處理。這種沸石分子篩在特定的溫度和壓力環境中，可以對VOC廢氣中的有機成分進行有效的吸附，并將其余氣體輸送到下一個環節[5]。被沸石分子篩吸附的有機廢氣，可以借助特定的工序轉化為具有較高再生能力的吸附劑，進而再次投入到VOC廢氣的處理工藝當中，直至VOC廢氣被徹底凈化。

目前，這種技術已經在工業生產中得到廣泛的應用，并在氣體分離方面表現出突出的優勢。與其他技術相比，這種VOC廢氣處理技術的應用，產生的能耗更少、成本更低，處理后的氣體的純度更高，對周圍環境的污染更小。

（五）液體吸收法

所謂液體吸收法，其實就是一種綜合性的VOC廢氣處理方法。利用這種方法對VOC廢氣進行處理，需要經過兩個步驟。第一步，物理性處理，即借鑒生物處理法中的蓄水池設施，設置一個專用于液體吸收工序的蓄水池，然后將煙氣排放到這一蓄水池中，先將VOC廢氣中能夠溶于水的揮發性有機物進行溶解。這些被溶解的揮發性有機物就會成功地被回收、解析，轉化為無害的物質。第二步，化學性處理，即針對VOC廢氣中不溶于水的揮發性物質，就可以使用特定溶劑，使其發生化學反應，進而轉化為無害的物質。

與其他VOC廢氣處理方法相比，液體吸收法的應用適用范圍更加廣泛，且可以通過物理法與化學法的結合對VOC廢氣中所有具有揮發性的有機物進行徹底的處理[6]。但是，液體吸收法的應用成本過高、應用工藝過于復雜、煩瑣，針對VOC廢氣的處理效率偏低也是制約其發展的主要因素。

另外，液體吸收法的應用，還可以讓物質的循環利用成為課程。即在物理性處理環節中，水可以吸收VOC廢氣中的部分有害物質，而這些有害物質經過回收和加工，就可以再次應用到其他生產領域當中，發揮相應的作用。所以，液體吸收法對VOC廢氣的循環利用價值進行了挖掘。

四、環保視覺下VOC廢氣的處理效率提高策略

（一）引進高素質人才

要想提高VOC廢氣的處理效率，還需要將更多的高素質人才引進到VOC廢氣處理的具體工作當中。因為VOC廢氣的來源具有一定的復雜性和多樣性，整個VOC廢氣處理過程也存在著很多不確定因素。如果沒有高素質人才進行親自操作，或者在旁全程監督和指導，那么VOC廢氣的處理效率將會大打折扣。所以，非常有必要引進大量高素質人才，利用人才優勢實現VOC廢氣處理水平的提升。首先，工業企業也要對VOC廢氣處理人員的薪資福利進行調整，提高VOC廢氣處理人員的薪資水平激發VOC廢氣處理人員參與VOC廢氣處理工作的積極性與主動性[7]。其次，工業企業需要在企業內部進行系統的培訓，將各種不同的VOC廢氣處理方法的應用原理、應用技巧以及應用注意事項講解給VOC廢氣處理人員，然后對企業現有的VOC廢氣處理技術進行創新和優化，從整體上提高VOC廢氣處理效率。最后，在實際的VOC廢氣處理工作當中，也要結合VOC廢氣的關鍵處理環節，進行人才的培養，引導其通過技術升級、技術改造等方式實現VOC廢氣處理效率的全面提升。

（二）加強VOC廢氣排放量的控制

據統計，我國工業生產活動中產生的VOC廢氣排放量呈逐年上升趨勢。在這種形勢下，只有對現階段的VOC廢氣處理技術進行優化和革新，才能夠有效減少VOC廢氣對周邊環境的影響。首先，工業企業需要在實際工作中充分意識到VOC廢氣處理的重要性，并明確自身在VOC廢氣處理中應當承擔的責任與義務。然后結合企業內部的實際情況進行科學的布局，用以減少工業生產過程中VOC廢氣的排放，進而為企業的現代化發展打好基礎。其次，工業企業需要對當地政府部門出臺的VOC廢氣處理要求和VOC廢氣處理標準予以深入的研究，然后按照相關要求和標準對企業內部現有的VOC廢氣處理技術進行創新和優化。并在相關法律法規的約束下，強化自身的VOC廢氣處理意識，主動與當地的環境保護工作進行對接，為企業的生態化發展打好基礎。再次，工業企業需要在實際生產過程中，對現有的生產模式進行優化和改造，加強VOC廢氣排放量的控制[8]。例如，可以將太陽能和生物能等能源應用到工業生產環節當中，替代煤炭資源?；蛘呓柚兌容^高的能源控制VOC廢氣的排放量和工業生產的成本投入。最后，工業企業還需要積極主動地學習和借鑒其他VOC廢氣處理方面的先進技術和經驗，然后將其應用到自身VOC廢氣處理環節當中，通過VOC廢氣處理工藝運行機制的優化和管理模式的創新，提高VOC廢氣處理的規范性與標準性，減少VOC廢氣處理中出現的問題，為企業的與時俱進提供保障。

綜上所述，VOC廢氣是一種污染性較強的污染物質，會對大氣環境產生嚴重的污染，對人類的身體健康和生命安全產生嚴重的威脅，必須要對其進行妥善的處理，才能夠將其排放到大氣環境當中。由于不同的VOC廢氣處理技術有著不同的優勢和劣勢。所以，要想保證VOC廢氣處理的最終效果，不僅要根據實際情況科學選擇處理技術，還需要引進高素質人才、加強對VOC廢氣排放量的控制，從總體上實現VOC廢氣處理水平的提高。