1、1,揮發(fā)性有機物污染治理技術(shù)進展,概念定義,揮發(fā)性有機物 VOC=Volatile Organic Compounds 中文：揮發(fā)性有機物，是指常溫狀態(tài)下容易揮發(fā)的有機化合物 多樣的VOCs定義,2,含VOCs產(chǎn)品,3,常見VOCs治理技術(shù),溶劑吸收法(物理吸收/化學(xué)吸附) 吸附法(界面吸附作用) 熱破壞法(燃燒反應(yīng)) 生物法(生物降解作用) 低溫等離子體技術(shù)(氧化反應(yīng)) 微波催化氧化技術(shù)(氧化反應(yīng)) 半導(dǎo)體光催化技術(shù)(氧化反應(yīng)) 臭氧分解法(氧化反應(yīng)),4,溶劑吸收法,溶劑吸收法采用低揮發(fā)或不揮發(fā)性溶劑對VOCs 進行吸收，在利用VOCs 分子和吸收劑物理性質(zhì)的差異進行分離。吸收效果主要取決

2、于吸收劑的吸收性能和吸收設(shè)備的結(jié)構(gòu)特征。在環(huán)境工程中，吸收法是控制大氣污染的重要手段之一。該方法是以液體溶劑作為吸收劑，使廢氣中的有害成分被液體吸收，從而達到凈化的! 其吸收過程是氣相和液相之間進行氣體分子擴散或者是湍流擴散進行物質(zhì)轉(zhuǎn)移。由于吸收法治理氣態(tài)污染物技術(shù)成熟，設(shè)計及操作經(jīng)驗豐富，適用性強，對處理大風(fēng)量、常溫、低濃度有機廢氣比較有效且費用低，而且能將污染物轉(zhuǎn)化為有用產(chǎn)品，不足在于吸收劑后處理投資大，對有機成分選擇性大，易出現(xiàn)二次污染。影響吸收效率的因素主要有:有機物在吸收劑，卜的溶解度;有機廢氣的濃度;吸收器的結(jié)構(gòu)形式，如填料塔、噴淋塔;液氣比、溫度等操作參數(shù)。,5,東洋紡織株式會社

3、,6,東洋紡織株式會社,7,鳥巢式溶劑回收裝置,該裝置的主要特征: 1)采用活性碳纖維吸付方式。 2)吸附回收率可以達到99%以上。 3)吸付后的排氣可以達到5ppm以下。 4)根據(jù)溶劑種類配備專用活性碳纖維。 5)該設(shè)備在中國軟包裝行業(yè), 電池膜制造行業(yè)已發(fā)揮效益。 6)設(shè)備24時間使用時約1年多就可收回投資成本。,8,吸附法,在處理有機廢氣的方法中，吸附法也是控制大氣污染的重要手段之一，被廣泛應(yīng)用于低濃度、高通量的VOCs處理。吸附法是利用某些具有吸附能力的物質(zhì)如活性炭、硅膠、沸石分子篩、活性縱化鋁等吸附有害成分而達到消除有害污染的目的。與其他方法相比，其優(yōu)點是去除效率高、能耗低、工藝成熟

4、、脫附后溶劑可回收等;其主要缺點是設(shè)備龐大，流程復(fù)雜，投資后運行費用較高住有二次污染產(chǎn)生，當廢氣中有膠粒物質(zhì)或其他雜質(zhì)時，吸附劑易中毒。其吸附效果主要取決于吸附劑性質(zhì)、氣相污染物種和吸附系統(tǒng)工藝條件(如操作溫度、濕度、壓力等因素)。目前活性炭是應(yīng)用最廣的吸附劑,9,東莞市長禾環(huán)保科技有限公司,10,吸附-脫附-催化燃燒工藝,吸附工藝：適合低濃度情況，需要提供能量進行脫附再生，脫附出來的高濃度污染物需要進行再處理。 燃燒工藝：適合高濃度情況，合適的設(shè)計工藝可以在只需要補充少量能源情況下維持燃燒，并且可以產(chǎn)生富裕能量，可以徹底分解污染物，催化燃燒的運行費用更低。,熱破壞法,熱破壞法是目前應(yīng)用比較廣

5、泛也是研究較多的VOCs處理方法，可以分為直接燃燒法、催化燃燒法和濃縮燃燒法。其破壞機理是氧化、熱裂解和熱分解，從而達到治理VOCs的日的。適合小風(fēng)址,高濃度，連續(xù)排放的場合。其優(yōu)點是設(shè)備簡單，投資少，操作方便，占地而積少，可以回收利用熱能，凈化徹底;催化燃燒，起燃溫度低;其缺點是有燃燒爆炸危險，熱力燃燒需消耗燃料，不能回收溶劑，催化燃燒的催化劑成本高.還存在中毒和壽命問題。,11,源晟環(huán)境科技有限公司,12,蓄熱式焚化處理設(shè)備 RTO,13,電漿觸媒臭氧凈化設(shè)備SD-濕式,14,利用高能量電脈波沖擊氧分子，使氧分子中連接鍵斷裂而游離 成氧原子，氧原子再和氧分子結(jié)合形成臭氧分子。廢氣多屬于高水

6、溶 性的成分，對於廢氣中有機溶劑(VOC)與異臭味，利用洗滌法將成份由 氣相轉(zhuǎn)化成液相，讓臭氧與污染物直接反應(yīng)，在反應(yīng)槽內(nèi)停留一定時間，使污染物與臭氧進行氧化，分 解成CO2、水或無害物。臭氧不但非常有效地可去除水中與空氣中的有機物質(zhì)，最重要的是，它不會和這些有機物質(zhì)起綜合反應(yīng)，同時具有不殘留、不會造成環(huán)境污染等優(yōu)點，且會自動回復(fù)成氧氣不殘留。,15,觸媒式焚化處理設(shè)備 CTO,16,觸媒式焚化處理設(shè)備是一種由觸媒與空氣接觸，使廢氣中的可燃性物質(zhì)產(chǎn)生氧化反應(yīng)，無臭無害。相對于將可燃物質(zhì)加熱到著火點（700800）來產(chǎn)生氧化反應(yīng)的直接燃燒式 ，觸媒式焚化處理設(shè)備可以在起火點以下的低溫狀態(tài)（250

7、350）下產(chǎn)生氧化反應(yīng)，因 此預(yù)熱的燃料費只需直接燃燒式的三分之一。另外觸媒式焚化處理設(shè)備內(nèi)建有熱交換器，可以節(jié)省燃料費。,生物法,17,生物法是利用微生物的新陳代謝過程對多種有機物和某些無機物進行生物降解，生成CO2和H2O，進而有效去除工業(yè)廢氣中的污染物質(zhì)。生物法具有設(shè)備簡單，運行維護費用低，無二次污染等優(yōu)點，但對成分復(fù)雜的廢氣或難以降解的VOC，去除效果較差。體積大和停留時間長是生物法的主要問題。 有機廢氣的生物處理工藝流程圖,生物法原理,生化法處理有機廢氣的機理至今仍然沒有統(tǒng)一的理論，普遍接受傳統(tǒng)的基于氣體吸收雙膜理論荷蘭學(xué)者提出的吸收一生物膜理論。一般要經(jīng)歷3個步驟:1)廢氣中的有機

8、污染物首先同水接觸并溶解于水中(即由氣膜擴散進人液膜);2)溶解于液膜中的有機物成分在濃度差的推動下進一步擴散到生物膜，進而被其中的微生物捕獲并吸收;3)進人微生物體內(nèi)的有機污染物在其自身的代謝過程中被作為能源和營養(yǎng)物質(zhì)被分解，經(jīng)生物化學(xué)反應(yīng)最終轉(zhuǎn)化成為無害的化合物,18,生物法處理工藝比較,目前廢氣的生物處理方法主要有以下三種: 生物吸收法 生物過濾池 生物滴池塔(床) 生物過濾法是一種目前應(yīng)用較廣泛的廢氣處理法。,19,生物過濾法,生物濾池是生物過濾法中研究最早的工藝類型，工藝設(shè)備已基本成熟。生物濾池的發(fā)展大致經(jīng)歷的第1階段是生物濾池，它由布氣管上覆蓋土壤構(gòu)成，主要用于去除臭氣，但由于布氣

9、不均勻、布氣系統(tǒng)易堵塞和濾床易干化等問題，造成系統(tǒng)運行不穩(wěn)定。第2個階段是敞開式生物濾池，目前得到廣泛應(yīng)用，濾池由混凝土構(gòu)成，建于地面上。由混凝土板或塊構(gòu)成布氣一濾料支撐系統(tǒng)。濾料一般由堆肥、泥炭、木屑和惰性顆粒等混合而成?；旌蠟V料減輕了濾層的壓實且布氣效果較好.但運行一段時間后，仍然有氣體阻力增加和溝流現(xiàn)象出現(xiàn)。該系統(tǒng)也可用于臭氣脫除。大部分生物濾池的處理效率在90%以上加。臭氣通過生物活性填料床時，從氣相轉(zhuǎn)移到附著在坑料床中的徽生物細胞，進被氧化分解。,20,生物過濾法工藝,臭氣通過生物活性填料床時，從氣相轉(zhuǎn)移到附著在坑料床中的微生物細胞，進而被氧化分解。生物濾池處理臭氣的工藝流程如圖所示

10、。,21,生物吸收法,生物洗滌器是生物吸收法的主要設(shè)備，一般由臭氣吸 收和懸浮液再生兩個階段組成.分別由吸收設(shè)備和再生反應(yīng)器來完成。工藝如圖所示，臭氣吸收段的工藝過程為臭氣從吸收設(shè)備底部進入，向上流動與頂部噴淋向下流動的生物懸浮液在填料床中相互接觸，經(jīng)傳質(zhì)過程進入液相，再進入微生物細胞內(nèi)或經(jīng)微生物分泌的胞外腳作用分解，凈化后的氣體從吸收設(shè)備頂部排出，吸收設(shè)備常采用噴淋塔或鼓泡塔。,22,生物滴濾法,在生物吸收法基礎(chǔ)上進行改進，集合了生物過濾法和生物吸收法優(yōu) 點。滴濾塔所用的填料易于掛膜、不易堵塞、比表面積大。進氣方式分為水氣逆向、同向兩種，且廢氣預(yù)先除塵，溫度，PH值條件與生物濾池相近.在生物

11、滴濾塔中存在一個連續(xù)流動的水相.整個傳質(zhì)過程涉及氣、液、固3相，通過回流水可以控制滴濾池水相的PH值，可在回流水中N,P物質(zhì)，為微生物提供營養(yǎng)元素。生物滴濾塔的反應(yīng)條件(pH值、濕度等)易于控制，而生物滋池中PH值的控制則主要通過在裝填料時加入適當?shù)墓腆w緩沖劑來完成。一旦緩沖劑耗盡，則需更新或再生池料,23,山東派力迪環(huán)保工程公司,24,低溫等離子體技術(shù),低溫等離子體技術(shù)基本原理是在電場的加速作用下，經(jīng)過電子碰撞過后的氣體分子,形成了具有高活性的粒子,這些活性粒子就對VOCs 分子進行氧化、降解反應(yīng),從而最終將有毒有害污染物轉(zhuǎn)化為CO2 、H2O 等無毒無害物質(zhì),25,等離子體反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意,

12、綠深環(huán)境工程有限公司,26,光催化氧化法,光催化氧化法對VOCS 降解率可達到9095。該技術(shù)是指在 一定波長光照下，利用催化劑的光催化活性，使吸附劑在其表面的VOCS 發(fā)生氧化還原反應(yīng)，最終將有機物氧化成CO2、H2O 及無機小分子物質(zhì)。光催化氧化具有選擇性，反應(yīng)條件溫和，催化劑無毒，能耗低，操作簡便，價格相對較低，無副產(chǎn)物生成，使用后的催化劑可用物理和化學(xué)方法再生后循環(huán)使用，對幾乎所有污染物均具凈化能力等優(yōu)點。,27,光催化氧化原理圖,28,TiO2光解催化氧化設(shè)備能高效去除揮發(fā)性有機物（VOC）、無機物、硫化氫、氨氣、硫醇類等主要污染物，以及各種惡臭味，脫臭效率最高可達99%以上,寧波諾

13、倍立光電科技有限公司,29,總結(jié),在有機廢氣治理技術(shù)中，吸收和吸附技術(shù)雖然較為成熟和成型，但由于其處理設(shè)備容量有限，吸附劑需要再生等問題使得應(yīng)用受到限制。光催化氧化技術(shù)作為近年發(fā)展起來的新研究領(lǐng)域，由于存在設(shè)備成本較高和處理對象較單一等問題，尚處于實驗室研究階段，但通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新和開發(fā)，該技術(shù)也將會走進有機廢氣處理的實用化行列。催化燃燒技術(shù)不僅可以處理低、高濃度的有機廢氣，而且設(shè)備簡單，投資少，操作方便，凈化徹底，因此是目前應(yīng)用最廣泛的、經(jīng)濟有效的處理技術(shù)。目前該技術(shù)正以研制新型催化劑，如何防止催化劑因非VOCs 物質(zhì)造成的失活和重金屬造成的中毒作為研究方向。,30,生物處理技術(shù)因其耗能低、運轉(zhuǎn)費用便宜，較少形成二次污染，適用于不同規(guī)模的各類中、低濃度有機廢氣的處理，目前正受到各國的重視，工業(yè)應(yīng)用實例和應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷地擴大，是一種