【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 如蒸餾、精餾等后續(xù)裝置。在 VOC 廢氣的凈化中，吸附法常與其他方法聯(lián)合使用，特別是當(dāng)經(jīng)吸附后未達(dá)到排放要求時(shí)，或現(xiàn)將有機(jī)廢氣濃縮，然后再用燃燒氧化法做最后凈化。 吸收法 吸收法處理有機(jī)廢氣主要利用有機(jī)廢氣能與大部分油類物質(zhì)互溶的特點(diǎn)，用高沸點(diǎn)、 低蒸汽壓的油類作為吸收劑來(lái)吸收廢氣中的有機(jī)物，再利用有機(jī)分子和吸收劑物理性質(zhì)的差異進(jìn)行分離的控制技術(shù)。吸收效果主要取決于吸收劑的吸收性能和吸收設(shè)備的結(jié)構(gòu)形式。吸收 7 系統(tǒng)一般由吸收、解吸兩大部分組成。吸收設(shè)備的選擇原則是：氣液接觸面積大，阻力小，易操作，運(yùn)行穩(wěn)定等。常用的吸收設(shè)備是填料塔 、板式塔、湍球塔、噴灑塔、降膜塔、文丘里洗滌器等 。 對(duì)于有機(jī)廢氣凈化而言，選擇合適的吸收劑極為重要，對(duì)吸收劑的要求是： ① 具有較大的溶解度 ， 而且對(duì)吸收質(zhì)有較高的選擇性 ； ② 蒸汽壓要盡可能低 ， 避免二次污染 ； ③ 吸收劑要便于使用 ， 再生 ； ④ 具有良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性 ； ⑤ 能耐水解作用 ， 不易氧化 ； ⑥ 著火點(diǎn)溫度高 ； ⑦ 毒性低 ， 不腐蝕設(shè)備 ； ⑧ 價(jià)格便宜 。 吸收法適合處理高濕度、易溶性 、小到中等流量 廢氣，去除效率高，但是存在投資 較 大， 用于吸收劑循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)的操作費(fèi)用較高， 設(shè)計(jì)較難 ， 吸收劑易產(chǎn)生二次污染等缺點(diǎn) 。 目前 ，吸收法常用于含無(wú)機(jī)污染物的凈化，如含 HCl、 SO NOx 和 NH3 等廢氣的凈化吸收，用于有機(jī)廢物的凈化則很少 。 冷凝法 從蒸汽狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w狀態(tài)的過(guò)程稱為冷凝 。 冷凝法的原理是 ：根據(jù)物質(zhì)在不同溫度下具有不同飽和蒸汽壓的性質(zhì) ， 借降溫或升壓 ，使廢氣中有機(jī)組分的分壓等于該溫度下的飽和蒸汽壓 ， 則有機(jī)組分冷凝成液體從而從氣相中分離出來(lái) 。 冷凝法是用來(lái)分離氣體中可冷凝的組分，目前主要用于回收廢氣中有價(jià)值的溶劑，而不是單獨(dú)通過(guò)冷凝法來(lái)達(dá)到廢氣排放的限制。若 8 要通過(guò)冷凝法來(lái)凈化有機(jī)廢氣并 達(dá)到符合規(guī)定的限制，則要求冷卻溫度很低。例如：甲醇需要小于 80℃，而二氯甲烷則要求小于 100℃，這樣操作費(fèi)很高，極不經(jīng)濟(jì)。因此，在有機(jī)廢氣凈化中，冷凝法主要是回收溶劑，并作為廢氣凈化的一道預(yù)處理工序。 只有當(dāng)廢氣處理量較小而可冷凝物質(zhì)的濃度相對(duì)較高時(shí)，才可用冷凝法。如果用水或空氣作為冷凝劑，一般是不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的，必須作為進(jìn)一步凈化；而在廢氣處理量大、濃度低的有機(jī)廢氣凈化情況下，通常冷凝法與其他方法（如吸附、燃燒氧化）聯(lián)合使用，冷凝法僅作為凈化過(guò)程前的預(yù)處理工序，借以降低后續(xù)氣體凈化裝置的投資和操作費(fèi) 用。 膜分離法 膜分離法是一種新的高效分離法，其中心部分為膜元件。膜分離技術(shù)的基本原理是：氣體中各組分透過(guò)膜的速度不同，每種組分透過(guò)膜的速度與該氣體的性質(zhì)、膜的特性與膜兩邊的氣體分壓有關(guān)。膜分離法凈化有機(jī)廢氣是根據(jù)有機(jī)蒸汽和空氣透過(guò)膜的能力不同，而將二者分開(kāi)的。它由兩個(gè)步驟組成：首先，壓縮和冷凝有機(jī)廢氣，壓縮后的混合物進(jìn)入冷凝器中冷卻，冷凝下來(lái)的液態(tài)有機(jī)廢氣即可回收，而未冷凝的部分通過(guò)膜分離單元分成兩股物流。滲透物流含大部分有機(jī)物，返回壓縮進(jìn)口；未透過(guò)的為除去了有機(jī)物的物流，從系統(tǒng)排出，為了保證滲透過(guò) 程的進(jìn)行，膜的進(jìn)料側(cè)壓力要高于滲透后物流的壓力。 膜分離法常用來(lái)回收脂肪族和芳香族碳?xì)浠衔?，如丁烷、三氯乙烯、丙酮、甲醇、環(huán)氧乙烷等。它用于氣體凈化上的優(yōu)點(diǎn)是投資費(fèi)用低，分離因子大，分離效果好（即凈化效果好）；由于過(guò)程中不發(fā)生相變，相變能量，操作簡(jiǎn)單，控制方便，操作彈性大，無(wú)二次污染。 9 生物法 生物法凈化是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種高新的有機(jī)廢氣凈化技術(shù)。 利用生物法處理?yè)]發(fā)性有機(jī)廢氣的原理是利用馴化后的單一或者混合微生物在新陳代謝過(guò)程中以污染物作為碳源和 氮源，將各種有機(jī)化合物和某些無(wú)機(jī)物進(jìn)行生物降解，最終分解成 H2O 和 CO2，從而有效去除工業(yè)廢氣中的有機(jī)污染物。處理過(guò)程一般可以分為以下 3 步：（ 1）污染物由氣相到液相的傳質(zhì)過(guò)程；（ 2）通過(guò)擴(kuò)散和對(duì)流，污染物從液膜表面擴(kuò)散到生物膜中；（ 3）微生物將污染物轉(zhuǎn)化為生物物質(zhì)、新陳代謝副產(chǎn)物以及二氧化碳和水。生物法凈化技術(shù)具有設(shè)備簡(jiǎn)單、運(yùn)行費(fèi)用低、較少形成二次污染等優(yōu)點(diǎn)，尤其是在處理低濃度、生物可降解性好的有機(jī)廢氣。例如酯類、醇類等具有明顯的去除效果，對(duì)于含苯、甲苯、二甲苯等有機(jī)廢氣，微生物經(jīng)過(guò)馴化后也可達(dá)到較高的處理效率，而對(duì)于一些有生物毒性的有機(jī)廢氣如鹵代烴類，生物凈化法并不適合。 常見(jiàn)的生物處理工藝包括生物過(guò)濾法、生物滴濾法、生物洗滌法、膜生物反應(yīng)器和轉(zhuǎn)盤生物過(guò)濾反應(yīng)器法。目前，在有機(jī)廢氣處理方面，膜生物反應(yīng)器和轉(zhuǎn)盤式生物過(guò)濾反應(yīng)器還只限于實(shí) 驗(yàn)室研究階段。 ? 生物洗滌法 生物洗滌法是利用由微生物、營(yíng)養(yǎng)物和水組成的微生物吸收液處理廢氣，適合于吸收可溶性氣態(tài)物。吸收了廢氣的微生物混合液再進(jìn)行好氧處理，去除液體中吸收的污染物，經(jīng)處理后的吸收液再重復(fù)使用。在生物洗滌法中，微生物及其營(yíng)養(yǎng)物配料存在于液體中，氣體中的污染物通過(guò)與懸浮液的接觸轉(zhuǎn)移到液體中，從而被微生物降解。 生物洗滌法通常由吸收塔和一個(gè)再生池組成，洗滌液從吸收室頂部噴淋而下，廢氣中有機(jī)氣體和氧氣在這個(gè)過(guò)程中傳入液相。吸收了 10 有機(jī)廢氣的洗滌液再進(jìn)入再生池（活性污泥池）中，洗滌液中的有機(jī)廢氣在循環(huán)池 被活性污泥降解，再生后的洗滌液循環(huán)使用。目前，常用的洗滌設(shè)備為噴淋塔，也可以采用多孔板式塔和鼓泡塔。一般地，若氣相傳質(zhì)阻力較大可用多孔板式塔；反之，液相傳質(zhì)阻力較大時(shí)則用鼓泡法。 由于生物洗滌法的循環(huán)洗滌液需要采用活性污泥法來(lái)再生，所以，在通常情況下，循環(huán)洗滌液主要是水，因此該方法只適用于水溶性較好的有機(jī)廢氣，如乙醇、乙醚等，對(duì)于難溶性的揮發(fā)性有機(jī)廢氣，該法不適用。 ? 生物過(guò)濾法 生物過(guò)濾法是生物膜法中的一種，是目前研究最多、工藝最為成熟、實(shí)際應(yīng)用最廣泛的脫臭方法。含有有機(jī)廢氣的混合氣體首先經(jīng)過(guò)預(yù)處理裝置以去 除廢氣中的顆粒物，同時(shí)進(jìn)行降溫和增濕，然后經(jīng)過(guò)氣體分布器進(jìn)入填充具有吸附性潮濕濾料（如泥炭、土壤、堆肥等物質(zhì)）的生物過(guò)濾器。填料含有一定的水分及養(yǎng)分，填料表面生長(zhǎng)著各種微生物。當(dāng)廢氣進(jìn)入濾床時(shí)，廢氣中的污染物從氣相主題擴(kuò)散到填料介質(zhì)外層的水膜而被介質(zhì)吸收，同時(shí)氧氣也由氣相進(jìn)入水膜，最終填料中的微生物將廢氣中污染物生化降解，使一部分合成轉(zhuǎn)化為生物量，其余分解轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水和無(wú)機(jī)鹽。 傳統(tǒng)生物過(guò)濾方法在實(shí)際應(yīng)用中存在以下一些問(wèn)題：（ 1）反映條件如 pH值、營(yíng)養(yǎng)等不易控制；（ 2）填料降解需要更新、酸化導(dǎo)致 pH升 高、負(fù)荷過(guò)高發(fā)生堵塞、廢氣濕度使得填料干化等；（ 3）水溶性差的化合物處理效率低。 ? 生物滴濾法 生物滴濾法是依靠生長(zhǎng)在惰性載體填料（一般采用碎石、塑料顆 11 粒、碳素纖維或陶瓷等）上的微生物來(lái)處理污染物質(zhì)的系統(tǒng)。生物滴濾法采用的填料之間空隙較大，填料表面是微生物形成的幾毫米厚的生物膜，填料的比表面積為 100300m2/m3。其凈化有機(jī)廢氣的基本原理是氣液固三膜理論（如下圖所示），氣態(tài)污染物與氧氣溶解進(jìn)入液相，再進(jìn)一步與填料上的微生物反應(yīng)，微生物利用有機(jī)污染物作為碳源，代謝為本身的細(xì)胞物質(zhì)或者轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水等， 排出的二氧化碳等代謝產(chǎn)物按照逆向排出。 生物滴濾法三膜原理 圖 由于載體的存在，微生物的生物量增大，氣液接觸效率高，可以達(dá)到高效去除目的。同時(shí)，濾料層的空隙較大，允許有比生物濾床更多的微生物量生長(zhǎng)而不致于出現(xiàn)填料堵塞的情況，從而可以承受更大的污染負(fù)荷，即使中斷較長(zhǎng)時(shí)間的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供給，系統(tǒng)仍保持很高的去除率。由于生物滴濾塔通常由不含生物質(zhì)的惰性填料構(gòu)成，其頂部設(shè)有噴淋裝置用以控制填料層的濕度，同時(shí)還能通過(guò)向噴淋液中加入營(yíng)養(yǎng)鹽和緩沖物質(zhì)創(chuàng)造適宜微生物生長(zhǎng)繁殖的環(huán)境，因此具有凈化效率高、操作彈性較強(qiáng) 等特點(diǎn)，適合處理污染負(fù)荷相對(duì)較高的非親水性有機(jī)廢氣污染物，也適合處理鹵代烴類降解過(guò)程產(chǎn)酸的污染物。 根據(jù)目前經(jīng)驗(yàn)，生物法比較適合低濃度（有機(jī)碳）的有機(jī)廢氣，因?yàn)檩^高的濃度要求裝置的尺寸非常大。目前主要用于處理帶強(qiáng)烈臭 12 味的氣體，例如處理來(lái)自堆肥工廠、垃圾場(chǎng)、飼養(yǎng)場(chǎng)、污水處理裝置和食品加工廠等產(chǎn)生的臭氣。 燃燒法 燃燒法是基于廢氣中有機(jī)化合物可以燃燒氧化的特性 ， 其目的是 ：通過(guò)燃燒將廢氣中可氧化的組分轉(zhuǎn)化為 CO2 和 H2O 無(wú)害物質(zhì) ，其反應(yīng)過(guò)程為： CnHm +(n + m4)O2 催化劑→ nCO2 + m4 H2O +熱量 但處理含氯和含硫的有機(jī)化合物時(shí)，燃燒產(chǎn)物中有 HCl 或 SO2，需要對(duì)燃燒氣體進(jìn)一步處理。 燃燒法主要分為三種類型 ， 即直接燃燒 、熱力燃燒和催化燃燒 。 ? 直接燃燒法 直接燃燒是將有機(jī)廢氣作為燃料來(lái)燃燒 ， 通常適用于廢氣中所含可燃物的濃度非常高 ， 其濃度一般高于爆炸濃度上限 。 而且它具有相應(yīng)高的燃燒熱值 ， 即不要添加輔助染料也能維持燃燒所需的溫度