UV光解净化设备处理非甲烷总烃废气的实例研究

UV光解净化设备处理非甲烷总烃废气的实例研究

袁金秀 1 徐钦军 2

1. 潍坊科技学院 山东寿光 262700 2. 寿光清源水务有限公司 山东寿光 262700

摘要：本文选取三家防水卷材企业对UV光解净化设备处理非甲烷总烃废气的去除率进行研究。研究表明相似条件下三家企业的UV光解净化设备对非甲烷总烃的去除率分别为28.81%、39.98%和22.97%，去除率在20%--40%左右。

关键字：UV光解；非甲烷总烃；去除率

1 引言

防水卷材作为一种建材产品，在工程防水中起着尤为关键的作用。在生产防水卷材时会产生多种有害气体，其中非甲烷总烃作为一类有机污染物，被严格限制排放。非甲烷总烃通常是指除甲烷以外的所有可挥发的碳氢化合物（其中主要有C₂-C₈，或C₂-C₁₂），可致使人体的免疫系统失调，对中枢神经和消化系统产生影响，甚至损伤肝脏及造血系统。同时非甲烷总烃经过光照射后可产生光化学烟雾，造成二次危害。

UV光解净化设备近几年成为处理有机废气的新宠，近年来广泛的被用于处理有机废气和臭气，^[1][2][3]具有投入少运行成本低、设备运行及维护简单、稳定性好、无其他污染等诸多优点，在防水卷材行业废气处理之中同样备受青睐。但是，目前UV光解净化设备在实际应用中没有具体的行业规范，市场比较混乱，质量参差不齐。^[4]

UV光解净化设备处理非甲烷总烃的原理，在紫外光照射下，工艺中产生的非甲烷总体分子的共价键被打断，形成小分子，同时空气中的氧气被氧化成臭氧，经过一系列的反应最终形成无害的的二氧化碳和水。

2 实验部分

2.1主要仪器设备

微电脑烟尘（油烟）平行采样仪TH-880W，智能双路烟气采样器3072，气相色谱仪GC9790-II。

2.2实验原料、试剂

采气袋，稀释气(高纯氮气)，甲烷标准气（浓度16.00μmol/mol），氮气（纯度≥99.999%），氢气（纯度≥99.999%），空气。

2.3 实验步骤

3.3.1采样

（1）依据监测技术规范，^[5]确定采样点位和采样点；

（2） 确保采样条件，调节仪器采样参数，依据相应监测技术规范，使用采样袋和采样仪器进行采样。

2.3.2样品检测

（1）色谱分析条件设定

进样口温度：100℃；柱温：80℃；检测器温度：200℃；氮气流量为30ml/min；氢气流量为50ml/min；空气流量为300ml/min；进样量为1.0ml

（2）校准曲线绘制

使用标准稀释气和甲烷标准气依次配制1.00μmol/mol、2.00μmol/mol、4.00μmol/mol、8.00μmol/mol、16.00μmol/mol，5个浓度梯度的校准系列，由低浓度到高浓度抽取1.00ml进样，分别测定甲烷和总烃的浓度。以各自浓度为（μmol/mol）为横坐标，峰面积为纵坐标，绘制甲烷和总烃的校准曲线。

（3） 样品测定

取1.00ml空白样品注入进样口进行测定，同样取1.00ml样品进行测定。样品浓度较高时要进行稀释。计算公式见式（6）

（6）

ρ—样品中甲烷和总烃的质量浓度，mg/m³；φ—从校准曲线获得的样品中总烃或甲烷的浓度，μmol/mol；D—样品的稀释倍数；ρ_NMHC—样品中非甲烷总烃的质量浓度，以碳计，mg/m³；ρ_THC—样品中总烃的质量浓度，以甲烷计，mg/m³；ρ_M—样品中甲烷的质量浓度，以甲烷计，mg/m³；ν—排放速率，g/h；Q—排气量，m³/h。

3结果和讨论

对三家企业的防水卷材生产线中非甲烷总烃废气进行UV光解废气处理设备前后排放速率进行检测，统计数据如表1。

表1非甲烷总烃废气排放速率（g/h）

数据表明检测出口均能够满足《大气污染物排放标准》限值要求，非甲烷总烃的去除率平均值为分别为28.81%、39.98%和22.97%。去除率在20%--40%左右。废气进口三家企业的非甲烷总烃废气浓度平均值为企业3>企业2>企业1，去除率平均值为企业2>企业1>企业3去除效果最好的是企业2，去除率最高能达到46.09%，效果最差的是企业3最低去除率仅仅为12.37%，说明非甲烷总烃的浓度太高时可能超出了UV光解净化设备的处理能力。从去除率来看单纯的使用UV光解净化设备来处理非甲烷总烃废气并不是特别的理想，可能存在多种原因。

3.1废气浓度的影响

废气浓度较高时（企业3），处理能力下降，非甲烷总烃的去除率明显降低。说明UV光解对高浓度的废气处理能力有限。在实际使用UV光解设备时要注意非甲烷总烃的初始浓度，对于浓度较大的要进行前处理或者与其它处理设备共用，才能达到较好的效果。

3.2排气速率的影响

排气速率较大时，非甲烷总烃在设备中滞留的时间太短，紫外光来不及分解非甲烷总烃就被排出，造成去除率太低。在安装UV光解设备前一定要结合实际的废气排放速率选择相匹配功率的设备。如果将1万风量的UV光解设备用来处理2-3万风量的项目，处理效果不会满足要求。

3.3 环境的影响

UV光解设备使用时受环境的影响较小，但是并不是没有条件限制。像空气能见度下降，影响光通量，将导致处理效率下降；废气的温度控制在60℃左右处理效率最好；还有空气干湿度、废气中含有的成分等都会对非甲烷总烃的处理效果产生影响。

3.4设备维护的影响

UV光解废气处理设备定期维护和保养是不可或缺的重要因素，实践表明，超过95%的不当造成的产品故障维修和维护。如紫外线光管表面结垢，将直接导致净化效率。

4结论

综上所述，对三家防水卷材企业UV光解净化设备处理非甲烷总烃废气的去除率进行测定得出，非甲烷总烃的去除率平均值为分别为28.81%、39.98%和22.97%，去除率在20%--40%左右。UV光解设备在企业实际应用中，处理非甲烷总烃的能力不是特别理想，在使用该设备时要考虑影响处理效率的因素，在后续使用中还需进一步研究提高处理能力或与其它处理设备共用才可能达到更好的效果。

参考文献：

[1]王莎.一种微波UV光解技术用于恶臭气体处理的应用效果分析[J].广东化工,2017,44(18):141-142.

[2]罗灿,杨昆,罗金莲,等. UV光解用于改善含尘恶臭气体车间的职业卫生环境[J].广东化工,2016,43(6):156-157.

[3]宋艳会. 污水处理场VOC_S 挥发性有气体的治理[J].当代化工,2019,48(7):1543-1545.

[4]刘芳. UV光解行业急需技术规范整治行业乱象[J].中国经济周刊,2017,(45):68-69

[5]国家环境保护总局. HJ/T 397-2007固定源废气监测技术规范[S].北京:中国环境科学出版社:2007.

收稿日期：

基金项目：潍坊科技学院2018年度校级课题（2018KJYB13）

作者简介：袁金秀(1987-)，女，山东潍坊人，潍坊科技学院助教，研究生。研究方向：环境检测与治理。