生物法处理VOCs废气的研究进展

生物法处理VOCs废气的研究进展

陈慧李传艳

1、杭州天川环保科技有限公司浙江杭州310011；

2、杭州康利维环保科技有限公司浙江杭州311400

摘要：目前，大气污染防控以及环境保护，已经成为全球性的关注焦点，尤其是近年来雾霾天气对人们的影响非常的大，从源头上有效防控VOCs，迫在眉睫。本文现对国内VOCs废气排放现状进行分析，并在此基础上就VOCs废气生物法处理方法研究进展，谈一下个人的观点和认识，以供参考。

关键词：VOCs废气；生物处理法；现状；研究进展

VOCs废气是一种挥发性有机化合物，实际上就是人类以及生物代谢所排放的挥发性有机化合物总称，同时也是雾霾形成的一个非常主要原因。VOCs废气来源非常的多，其中主要是有机溶剂挥发所致，比如汽车涂装、印刷涂布以及喷漆等；含有苯以及甲苯和二、三氯乙烯等物质，对大气污染非常严重，吸入人体以后，会对人的眼睛以及呼吸管道等产生强烈的刺激，轻则头疼、恶心，重则危及人的生命。

一、目前国内VOCs废气排放情况概述

随着对VOCs废气人为排放研究的不断深入，专家和学者们对国内VOCs废气

排放情况作出了总结。目前国内VOCs废气排放源比较复杂，上述清单编制依然处于初级阶段，有待进一步健全和完善。就人为排放源而言，相对于汽车尾气以及家具喷漆等，工业生产中的VOCs废气排放量更大，而且种类繁多。统计数据显示，江苏、山东以及浙江和广东等省份的工业生产过程中，VOCs废气排放量最大，排放总量合计占全国VOCs废气排放量的38.5％；其次是河南、湖北、辽宁、四川以及上海和福建省市，VOCs废气合计排放量占全国的28.7％。从分布地区来看，我国东部、北部以及南部等省市是工业VOCs废气的主要排放地区，东南、东北等地区和省市的工业VOCs废气排放量相对较少。就VOCs废气而言，行业标准甚少，实践中不能以综合排放标准作为指标，否则就会表现出较大的局限性，比如一些重点行业的污染物根本体现不出来，而且排放限值也无法有效满足治理需要。基于此，以各行业排放标准为中心的VOCs废气排放标准体系编制是非常重要和有必要的，不仅可以有效限制机废气的排放，而且也是可持续社会经济发展的体系建设的必然要求。

二、当前VOCs废气常用处理技术和方法

目前国内各行业在治理VOCs废气时，主要采用两种方法，即传统处理法与生物技术。其中，前者主要是通过吸收过滤以及燃烧分离对VOCs废气进行处理，

末端位置采取提纯法进行处理，从而实现资源的有效循环应用。比如，冷凝法、燃烧法以及吸收法和吸附法等。后者则主要是指膜分离技术等，即通过微生物的作用，将有毒害物质有效的分解掉，比如生物洗涤塔、滴滤塔以及过滤塔等技术和方法。

1、传统技术方法

第一，冷凝法。该种技术方法，主要是以有机气体的性质为基础，通过气体温度的降低，使有机蒸汽过饱和，然后液化，净化回收；经活性炭吸附，或者选择对废气有机物溶解度较大的溶剂对气体中的有机质进行吸附，从而实现VOCs废气的有效处理。实践中，该种技术方法主要应用在高浓度以及小气体量和低温条件下，比如轻质油品等石油化工生产以及转储运过程中，该技术应用效果非常显著。需要注意的是，冷凝法不能用于低浓度废气的处理，通常用于高浓度废气的处理，在有机负荷降低以及有机物的回收方面，有良好的应用效果。比如，焦化厂沥青烟回收和污染消除；炼油厂尾气回收油，燃烧净化等。该技术方法，只能用于废气的一级处理，后期需要与其他技术方法结合使用。

第二，吸收法。该种技术方法，主要采用溶剂对VOCs废气进行吸附，并且根据废气的物理性质，针对性的选择吸附剂。一般而言，低浓度以及高压低温条件下，更适于采用该种方法处理VOCs废气，实践中常用的吸收剂主要煤油、柴油等。该技术方法，主要应用于油漆、涂装等生产加工行业或领域。

第三，吸附法。该技术工艺，主要用于高浓度、低温高压废气的处理，基本上能够对有机废气进程彻底的处理。然而，该工艺也有其不足之处，比如，设备规模庞大，工艺流程复杂，耗资大且有二次污染。

第四，燃烧法。通过对VOCs废气中的可燃部分燃烧，达到气体净化之目的。

一般而言，化工、绝缘材料以及喷漆等行业的VOCs废气处理时，多采用燃烧法进行净化。以直接燃烧法为例，其主要是基于废气的可燃性质，直接用火焰进行燃烧。该种技术方法操作简单，而且投资相对较小，实践中多用于浓度相对较高、风量相对较小的VOCs废气处理，对安全性要求非常的高。

2、新兴技术方法

第一，膜分离技术。该种新兴的技术工艺，主要是基于高分子膜的应用，在一定的压力条件下渗透废气，从而将VOCs废气中的有机质分离出来。现代化工生产过程中产生的VOCs废气进入膜分离系统，通过膜的选择作用，只有VOCs废气通过，其他的气体隔离在另一侧；已收集的废气通入冷凝回收系统之中，循环利用有机溶剂。现代石油化工、食品加工以及药品生产行业中，该种技术方法应用非常的广泛。在环境问题日渐严峻的时代背景下，膜分离技术工艺的应用和发展前景良好。这主要是因为从膜分离系统出来的有机溶剂、被净化达标的大气清洁能源，不会产生二次污染。

第二，生物处理技术。VOCs废气生物处理法，主要是基于微生物的作用，将有机废气中的有害有毒物质通过生理降解，使其变成水、二氧化碳等有机物。基于其反应机理，针对易被生物降解的VOCs废气，因需对微生物进行培养，降解速率非常的慢，所以实践中多应用于低浓度VOCs废气的处理。值得一提的是，生物洗涤塔以及滴滤塔和过滤塔的应用效果比较好。以生物洗涤塔为例，其主要包括两部分，一是吸收，二是生物降解，工艺流程如下图所示。

如上图所示，循环液从吸收室顶端位置喷淋而下，使VOCs废气中的有机物进入液相，这属于传质过程。在此过程中，有机生物被吸收以后，悬浮液进入再生反应器，充氧再生；上述被吸收的VOCs废气有机物在微生物的作用下，被再生池内的生物悬浮液去除掉。该技术工艺中常用活性污泥悬浮液，只是处理以后的再生时间相对较长一些。因吸收以及再生时间不同，所以生物悬浮液再生需在同一反应器内完成，还是另设反应器，主要决定于悬浮液活性技巧再生能力。如图1所示，气相传质速率超过生化反应速率时，该种技术方法更利于VOCs废气中的有机物降解。比如，日本某污水处理厂引入了这一系统用于VOCs废气中的臭气去除，结果有效率高达98％。这说明，在现代生产行业中，采用生物法处理VOCs废气的效果非常的显著，而且研究也得以深化。

结束语

综上所述，较之于传统的VOCs废气处理技术工艺，生物技术的应用效果更好一些，而且具有投资小、安全可靠以及无二次污染等优点。然而，实践中若想在现代工业生产过程中广泛的应用，仍需进一步深入的研究，解决好现代工业生产中的废气处理关键技术。比如，难降解VOCs废气处理能力的提高，高浓度废气降解效率提高以及针对性微生物菌种的培养等。实践中可以看到，因VOCs废气的组成非常的复杂，而且各种类型的VOCs废气有机物属性差距非常的大，所以高浓度的废气暂时尚无理想的处理方法。为此，基于现阶段国内各行业、各领域排放的VOCs废气性质和浓度特征，为提高废气中的有机物去除率，建议采用组合方法进行技术耦合。

参考文献：

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[2]徐校良.挥发性有机废气吸附+催化燃烧净化技术[J].中国环保产业，2016（06）.

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