挥发性有机废气常见的发生源与治理技术.doc

从重点行业VOCs排放特征来看，行业不同，工艺不同，治理技术不同，其实际VOCs 排放的特征也不尽相同。整体上VOCs 排放风量较大, 其排放浓度呈中低水平，检测到的VOCs 包括苯系物、酯类、醇类、酮类、烷烃、氯代烃、烯烃等7 类VOCs，涉及具体化合物60 多种。从行业调研来看，苯系物仍是最常见和排放浓度较高的VOCs。
表1 重点行业VOC排放特征及已有的治理技术

表2 重点行业VOC排放特征及已有的治理技术

表3 几种传统方法的比较

近20年来，人们基于对等离子体中各种粒子化学活性地控制和利用，越来越深入地探索着物质在等离子体态进行化学反应的特征和规律性。等离子体技术在现代生产中被广泛应用于各个领域，例如化学合成、薄膜制备、表面处理等。
等离子体技术作为一种高效率、低能耗、使用范围广、处理量大、操作简单的环保新技术来处理有毒及难降解物质，是近年来研究的热点。
采用脉冲放电等离子法能有效地去除二甲苯废气，在反应器联用、使用催化剂的情况下去除率可以达到 99％。在无催化剂的情况下，初始浓度为 300ppm、停留时间为 3.6s，峰值电压为16KV，电源频率为 550Hz 时，二甲苯的去除率可到 71.7％。在不加催化剂的情况下，间-二甲苯最佳去除效果为 78.50％，而对-二甲苯的最佳效果为 42.35％。比较了 MnO2、CoO 和 Fe2O3三种催化剂的效果，结果表明 CoO 的效果最好，反映在去除率高的同时 CO2的产生量也非常大，二甲苯的降解率为 99％，而彻底降解率为 63.33％。
上述信息来源：《脉冲放电等离子体处理挥发性有机物的实验研究》，华中科技大学，吴健婷。

从20世纪初期开始，国外已经采用冷凝、生物过滤、化学洗涤、活性炭吸附和膜分离等多种方法用于处理有机废气。采用焚烧方法处理工业废气也有近100 年的历史，用来控制含VOC 气体排放的焚烧处理方法也随着时间的推移而不断发展。最初采用直接燃烧法，之后发展成热力焚烧和封闭式燃烧，然后发展成为换热式热力焚烧炉，在20世纪70年代以后才发展成回收热量效率更高的蓄热式有机废气焚烧炉（Regenerative Thermal Oxidizer，简称RTO）系统。
最早的RTO 系统是1978 年在美国加利福尼亚州的一个金属成品厂的卷材连续涂覆线上出现的，当时的设备较简单，处理容量较小，有机物的破坏和去除效率也不是很高。经过20多年的发展，RTO系统在有机物破坏去除效率、适用范围和低运行费用等方面显现出巨大优势。RTO系统由于其热回收效率高，特别适合处理低浓度有机废气，在欧美国家迅速推广应用于工业VOC废气的处理，在亚洲电子工业发达的韩国、日本以及我国台湾地区也有较多应用。
20 世纪后期，国外开发了催化氧化处理方法，还出现了将蓄热式焚烧方法与催化氧化方法结合的蓄热式催化氧化焚烧炉或低温蓄热式焚烧炉，以及将蓄热式焚烧方法与转轮吸附浓缩方法结合的VOC集成处理装置，在国外已经得到应用。
我国对蓄热式有机废气焚烧炉的研究还处于起步阶段。蓄热式有机废气焚烧炉1998 年前在我国尚未见应用。国内企业对低浓度VOC废气的处理，大都采用落后的热力焚烧炉；由于处理费用偏高，少数企业甚至将未经处理的含VOC废气直接排空。近两年，国外一些焚烧炉制造厂家开始在国内推广RTO系统；国内一些汽车制造厂商引进的车身油漆线已经使用蓄热式有机废气焚烧炉。国内的多家工业炉和环保设备制造商也开始进军RTO市场，并有少数应用；但是国内现有RTO在技术上与国外有一定差距，能源消耗偏高，VOC的破坏去除率偏低。
上述文献信息来源：萧琦，《挥发性有机物空气污染问题及解决方案》，节能与环保，2010年。

针对石油产品中挥发性半挥发性有机物（VOCs∕SVOCs）污染土壤，目前一般采用蒸汽抽提( soil vapor extraction，SVE)生物通风及两者复合技术修复。自80年代美国工程兵公司研发了蒸汽抽提技术以来，该技术广泛应用于挥发性∕半挥发有机物污染土壤的修复。据美国超级基金统计，1982年~2005年采用蒸汽抽提、焚烧、固化∕稳定、生物修复等技术修复了美国1104个污染场地土壤。其中，蒸汽抽提技术修复场地的数量和土壤体积均列首位。
SVE技术基本原理：有机污染物进入土壤沉积物多孔介质后的迁移转化途径包括：微生物和化学降 解，吸附与解吸，通过多孔介质迁移到地下和地表水体，动植物吸收及降解，通过孔隙气体与大气交换迁移到大气土壤蒸汽抽提技术基于多孔介质孔隙气体与大气的交换，采用空气注射(或)抽提人为驱动力，加速孔隙气体与大气的交换速率，进而促进多孔介质中挥发性半挥发性有机物从固相和液相到气相转变从微孔向大孔隙扩散为增加压力梯度和空气流速，很多情况下同时向污染土壤沉积物中注入空气和从该区域抽出孔隙气体。工程示意图见图1。

图2 VOCs在土壤中转化过程示意
表4 SVE修复技术适用范围

由于SVE修复技术的适用性受到土壤导气性、土壤湿度、有机物挥发性等因素的影响，以及其在修复地下水位附近毛细饱和区域的困难; 因此，近些年发展了一些以SVE过程为主的热强化修复技术此外，结合生物降解技术的优点，又发展了新型的生物强化SVE修复技术。如蒸汽∕热空气注射—SVE修复技术，该技术技术将热蒸汽注入污染区域，以提高污染区域介质温度，进而加速有机污染的蒸发，提高流体流速，最终提高技术修复效率蒸汽注射技术可以修复挥发性较低的有机物污染场地这项技术在美国一些污染场地已经成功运用例如，利用蒸汽注射技术成功地修复了美国南加利福尼亚州维塞利亚市中的林地中杂芬油以及相关的有机物污染场地。
与蒸汽注射强化技术相似，热空气注射强化技术也得到了较为广泛的应用，而且热空气注射强化技术的费用一般低于蒸汽注射强化技术的费用热空气注射技术的优点是不会增加土壤湿度，但是空气的热容量低于蒸汽 的热容量，因此，热空气注射的升温效果低于蒸汽注射。
在应用方面，在北京市科委的资助下，相关科研单位正在原北京焦化厂场址污染场地开展原位和异位SVE技术的示范研究技术。SVE具有设备简单操作灵活较高的净化效率治理过程中对工作人员及周围环境危害小治理费用低等特点，因此是最值得推荐的土壤污染治理技术。
该技术可以用于土壤污染区的挥发性治理（该研究以苯为例），主要是针对非水相物质。因此我们可以考虑该项生物技术，在项目场地建设模拟工艺流程，将污染气体通入到模拟的土壤中，经过生物处理，达到去除的目的。
上述资料来源：刘少卿，《挥发及半挥发有机物污染场地蒸汽抽提修复技术原理与影响因素》，环境科学，2011年。