郭连法
徐州燃烧控制研究院有限公司 江苏徐州 221000
摘要：大气的污染在我国当前是最突出的需要解决的环境问题之一，工业的废气是大气的污染物的最主要来源。VOCs废气是一类对环境和人类产生严重危害的废气。大气的污染是我国当前最为突出的环境问题之一，工业的废气是大气污染物的主要来源。大量的工业废气排入大气之中，必然会使大气的环境质量下降，给人体的健康带来严重危害。本文综述了VOCs废气的来源及危害，同时介绍了有机废气的常规处理技术，为工业废气的处理提供理论依据。
关键词：挥发性有机物：危害：低温等离子体：生物处理
工业的生产中会产生各种各样的有机物类废气(VOCs)，其中主要包括所有烃类、醇类、醛类、酸类、酮类以及胺类等，它们通过呼吸道和皮肤侵入人体后，能导致人的呼吸、血液以及肝脏等许多系统和器官形成暂时性和永久性病变，特别是苯并芘类多环芳烃可以使人体直接致癌，已经广泛引起人类的高度重视。随着社会经济的不断发展，人们的环保意识逐步增强，对环境质量要求也变得更高了。然而我国的有机污染物质大量排放，造成了大面积的污染，其降解难度巨大，对有机污染物的控制和降解必然是未来环境科学主要的研究方向之一。
1传统VOCs处理技术
吸附法主要是借助吸附介质对VOCs废气进行过滤处理，其工艺成熟且应用广泛。吸附法吸收VOCs属于干法工艺，目前主要选用活性炭作为吸附剂，碳质吸附剂具有成本低、吸附性能好、酸碱性好、热稳定性好的优点，广泛应用于气体净化，特别是VOCs废气的处理和回收。段文立等采用两段循环流化床吸附VOCs废气，通过对活性炭进行改性处理，进一步增加活性炭的吸附能力，提高了对VOCs废气的吸收处理能力。目前在工业生产中，ACF吸附法在处理工业中的VOCs废气也得到广泛应用，ACF吸附法主要利用活性碳纤维处理废气，由于活性碳纤维具可塑性和可伸展性，相比普通吸附剂具有更大附着面积，所以处理VOCs废气的效率更高。
吸收法是利用吸收液吸收VOCs废气的方法，是根据所吸收的有机废气的物理性质的不同来分离有机废气，从而去除VOCs废气，属于湿法工艺。一般吸收法应用不同的吸收溶剂对于吸收有机废气的吸收性能各不相同，而近年来环糊精作为有机卤化物的吸收剂也取得了较好的吸收去除效果。但是目前吸收法只适用于特定范围，而且吸收剂的选择较为困难，与吸附法相比，整体工艺过程较为复杂，成本较高。
冷凝法同样是利用物质的物理性质来实现废气的处理，属于较简单的VOCs回收处理技术，由于VOCs废气具有的蒸气压不同，通过控制温度和压力使目标污染物在一定条件下发生凝结，使其从混合气体中脱离出来，从而达到VOCs废气的去除。陈家庆等采用预冷凝-膜分离的组合工艺回收处理VOCs废气，可以将VOCs废气较好的回收去除，并且采用组合工艺更为经济合算。冷凝法处理VOCs废气成本较低，但只适用于高浓度废气的特定组份的处理，一般与其他工艺联合使用，具有较强的局限性。
膜分离法属于选择性透过技术，是利用VOCs废气各组分在通入选择性膜时，仅有部分气体可以通过，从而使目标污染物得到分离。目前膜分离处理工艺中应用较好的高分子膜材料是聚二甲基硅氧烷(PDMS)，其分离混合气中的甲醇、乙腈、丙酮等回收率可达97%以上。膜分离法适用范围广，处理费用低，但通常只作为冷凝前的处理工序。
传统VOCs处理技术在发展过程中不断创新应用，在实际应用过程中需要针对不同污染物和不同治理工艺的使用范围，根据实际情况进行选择与结合。
2光催化氧化法
光催化氧化法，是一种新型且优良的处理方式，即利用光能氧化光催化剂表面上的VOCs废气，最终将VOCs废气分解为水和二氧化碳等其他各种无机无害物质。光催化降解VOCs的速率要受吸附效率和光催化反应速率的影响，目前常用的光催化剂为二氧化钛，其具有较高的化学稳定性和催化活性，成本低廉且具有较强的催化效率。光催化氧化法降解有机废气耗能较少且催化剂无毒无害，可以用于处理低浓度的VOCs。目前，光催化氧化法的整体工艺流程过程中存在的不确定出现的中间产物会不会对环境造成二次污染以及催化剂的选择等问题还需要进一步探索研究，所以光催化氧化法尚未应用于实际工艺中。
3脉冲电晕法
脉冲电晕法是通过电晕放电破坏VOCs的分子结构来处理有机废气，并且在电晕放电的过程中也会产生强氧化性物质，可以氧化部分污染有机废气，所以电晕法处理VOCs是通过上述俩种处理机理互相作用，从而能够达到处理VOCs废气的目的。普通的电晕放电强度对处理VOCs的效果并不是很理想，而电晕放电的强度决定了对VOCs处理的效果。脉冲电晕法处理VOCs处理效率高，能量利用率高，可以处理大气量、低浓度的VOCs废气，具有广阔的发展前景。
4生物处理技术
生物法处理VOCs废气的原理是在相应环境条件下驯化筛选出相应的微生物菌种，利用培养驯化的特定微生物菌种处理VOCs废气，在处理废气过程中将污染物转化为二氧化碳、水等对环境无害的物质，从而净化VOCs废气。生物法与传统的有机废气处理方法相比，可在室温下操作，成本较低、净化效果好，并且安全性较高，尤其在处理气量大、浓度低(小于3mg/L)的有机废气时更显其优越性。目前，在工业中将传统处理技术和生物处理技术结合利用生物膜系统来处理工业生产中的有机废气，从而达到VOCs废气的高效去除。目前，生物法处理VOCs的工艺主要为生物过滤池、生物滴滤塔和生物洗涤塔。而生物过滤池和生物滴滤塔主要利用生物膜来处理有机废气，故又被称为生物膜法，这3种处理工艺的特点如表1所示。
表1VOCs生物处理工艺特点
4.1生物过滤池
生物过滤池主要利用吸附性填料作为生物膜的载体，使通入的VOCs废气被降解为二氧化碳等无害物质。刘建伟等采用较低pH的生物过滤池处理甲苯废气，其实验结果表明,低pH生物滤池对甲苯有较好的去除效果，当甲苯废气进气流量为420L/h进气甲苯质量浓度为200～700mg/m3时，稳定运行阶段，甲苯平均去除效率在98%以上,出气甲苯质量浓度为0～30mg/m3。
4.2生物滴滤塔
生物滴滤塔利用孔隙大、通气性好、不具有吸附性的惰性填料来承载生物膜，滴滤塔自上向下喷洒无机营养液，而当VOCs自下而上通过填料层时被生物膜上的微生物菌种所降解，从而达到废气的净化。沙吴雷等利用生物滴滤床处理工厂的H2S和挥发性有机物的混合废气，通过实验证明，生物滴滤床对于VOCs废气具有很高的去除效率，并可以达到国家排放标准。
4.3生物洗涤塔
生物洗涤塔与生物过滤池和生物滴滤塔不同，整体生物处理过程比较系统化，整个处理系统由装有填料的洗涤器和活性污泥反应池俩个部分组成，整体工艺流程是VOCs废气首先被洗涤塔中的喷洒的溶液吸附溶解，然后随液体进入活性污泥反应池中发生降解反应，在生物洗涤塔处理过程中大部分VOCs废气都是与液相混合被活性污泥降解。生物洗涤塔一般适用于溶解性较高的VOCs污染物，李国文等以活性污泥为介质，探讨生物洗涤塔对于氯苯废气的生物降解性能,实验表明，生物洗涤塔降解氯苯废气能力较强。
5展望
VOCs(挥发性有机污染物)不仅具有严重的危害，而且VOCs的污染程度也在不断的扩大，社会对VOCs污染的关注度也在不断的提高，所以VOCs的处理技术还需要不断研究与发展，来控制VOCs的污染。由于VOCs种类繁多，特点各异，因此治理VOCs污染改革优化各种传统处理技术，并不断开发新的处理技术，并在处理污染气体的过程中采取更具有针对性的处理工艺，开发联合处理工艺，来提高VOCs去除效率，降低治理成本、减少能耗。随着国家关于VOCs排放标准的法令的不断颁布，政府对于VOCs排放标准要求的不断严格，VOCs废气处理技术将会迅速发展，各种处理技术也会不断走向成熟，取得更多突破。
参考文献:
[1]VOCs废气来源,危害及处理技术研究[J].环境与发展,2018,v.30;No.140(03):109+128.
[2]张悦旺.VOCs废气危害及处理技术进展[J].房地产导刊,2018,000(030):201.