有机废气处理范文

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中图分类号X7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）106-0130-02

0引言

随着我国化工制造企业水平的不断提升，化工企业生产过程中所排放的废弃物尤其多，加之当前对化工企业生产经营的排放控制机制不够健全，而且针对环保企业的监管不力，使得大量化工企业所排放的工业有机废气没有经过处理排入到空气当中，严重污染了大气质量，对全球气候及局部环境造成了严重影响。进而直接危及当地人们的健康，同时也给当地经济的可持续发展造成了严重影响。因此，增加对有机废气的处理力度，加大对有机废气的处理技术应用有极为现实的意义。本文针对当前有机废气的处理技术进行了较为详细和系统的分析，为提高有机废气的处理质量提供参考。

1液体吸收法

通过将吸收剂与气体相接触，使得气体当中的有害分子逐步转移到吸收剂中而将有机废气分离，属于一种典型的物理化学作用过程。之后通过解析的方式将液体当中的有害分子予以去除，并将之回收起来，使得吸收剂得到重复回收、利用。从作用原理来看，可以将之分为物理方法和化学方法两种。其中，物理方法就是利用物质相溶的原理，通常是将水作为吸收剂，并将有机废气当中有害的气体予以去除，但对于部分不溶于水的有机废气物质，例如“三苯”等，则必须采用化学方法去除，通过溶剂与物质发生化学反应的方式予以去除。

2活性碳吸附法

液体吸收法是采用气、液态相互转换的方式进行的，而活性碳吸附方法则是将气态当中的分子吸收并固定在固体表面，从而使得气态的有机分子转化成为固态的形式。因为活性碳的类型及来源是不同的，因此其自身的特性，例如表面积亲水性、极性等也存在一定的差异，所以对应的吸附机制不同，需要针对不同的有机废气种类采取不同的方式。

3生物处理法

从原理上来讲，有机废气的生物处理方式就是使用微生物的生理过程将废气当中的有害物质转化成为简单的无机物，例如CO2 、H2O和其他的物质等的一种有机废气处理方式。

通常，一个相对完整的有机废气生物处理过程包括这样三个基本的步骤：其一，废气当中的有机污染物必须先与水相接触，同时能够迅速溶解于水中；其二，溶解在液膜当中的有机物在液态的成分浓度差作用下将逐步扩散到生物膜当中，从而被附着其上的微生物迅速吸收；其三，被微生物所吸收的有机废弃物将在其自身的生理代谢过程中被讲解，从而最终逐步转化成为不污染环境的化合物质。

4冷凝回收法

该方法就是利用有机物质在不同温度下其具有不同的饱和蒸汽压这一特点，继而使用降压系统温度或者提高系统压力的方式使得蒸汽状态中的污染有机物质通过冷凝的方式从中提取出来。通过使用冷凝处理之后，将可以使得废气中得到较高程度的净化，但是其实际的操作难度较大，通常不能在室温下的冷却水中完成，而需要通过降低冷却水温度的方式才能达到，这在一定程度上增加了处理的费用和难度，因此该方法主要用于处理废弃浓度高、温度相对较低的场合。

5高温及触媒燃烧法

燃烧方法就是利用温度明显高于有机物燃点的温度将有机物进行强烈的燃烧、氧化，通常可以采用直接燃烧、触媒燃烧两种方法。一般，直接燃烧方法主要采用温度在650℃～850℃中的高温容器中进行。其中，沸石浓缩转轮焚烧法是当前广泛被集成电路企业所采用的一种有机废气处理技术。当产生的有机废气进入到沸石转轮中之后，通过使用沸石吸附废气当中大量的有机成分，从而形成相对干净的空气，然后将产生的干净空气排入到大气中，其他的部分则继续进入处理循环当中，这样将有效降低处理过程中后续的处理成本。使用沸石浓缩转轮将处于低浓度、大风量状况下的废气浓缩成为高浓度、小风量的废气之后采用直接燃烧的方式将之转化成为环境友好的CO2与水，从而达到去除有机废气的目的。在整个处理过程中，通过沸石转轮的动态吸附与解析过程，因为不存在吸附剂饱和的问题，只需要通过适当调整转轮的转速、再生温度、风量等就能够达到较好的浓缩效果。该种方法对有机废气的浓缩倍数能够达到5-20倍，去除率能够达到90%左右。但是，采用这种直接燃烧方法所需要的燃料费用较大。

而通过采用触媒燃烧的方式能够将整个过程所需要的反映温度降低，一般高出有机物燃点100℃就能够迅速完成氧化反映。整个反应过程中所采用的触媒类物质主要包括金属氧化物（例如Cr2O3，CuO）和部分稀有金属（如Pd，Ag，Au）等，通过将之覆盖与反应体的表面，发生对应的反应：

VOC +O2（空气）CO2+H2O

在整个过程中，通过使用触媒燃烧的方式，能够将废气温度降低250-400℃左右，有效降低了燃烧热量的消耗。整个触媒焚化工艺流程相对较为简单，图1中对整个工艺过程中需要用到的系统组件进行了描述，主要包括预热器、触媒床、热交换器、鼓风机和温度、通风量控制单元等。

其中，触媒床是整个工艺生产的主要设备，其反应温度保持在250-400℃之间，这对触媒类型的选择尤为重要。通常，还需要考虑到触媒的具体反映性质、造成的压力损失、应用寿命和维修安装方便程度等。但是，在整个反应过程中要避免下述几点情况的发生：

图1 触媒焚化废气处理工艺流程

首先，要避免出现高温失活的问题，通常，触媒出口的温度要在650℃一下，具体温度需要根据触媒的种类进行确认，否则将造成触媒烧结的问题，降低触媒的活性。

其次，避开触媒中毒问题的，若废气当中包含了触媒的毒化物质，例如有机矽化物、金属和磷化物等，这部分物质将会使得触媒燃烧转化成为无机物，从而粘附在触媒的表层，使得触媒失去活性，反应效率下降。

再次，避免出现表面遮蔽的问题，若废气当中包含有诸如焦油等物质，冷凝作用将会使得其变成粘性的液态，将会覆盖与触媒的表面，从而影响触媒的使用效果。

6微波催化氧化法

微波空气净化方法就是从传统的填料吸附—解析技术逐步发展起来的，是一种将传统的解吸方式转化成为微波解吸的方法。通过使用微波能有效减少了对能量的消耗，同时还缩短了整个解吸的周期，使得吸附剂在通过二十多次的重复解吸之后依然具有较好的吸附能力。当前，该方法在水处理当中有相对成功的应用，而且针对有机废气的应用，国外业有小规模的成功应用，但是国内还处于初级阶段。

7结论

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前言

伴随我国工业的快速发展，大气的污染呈逐年上升的趋势，有机废气处理技术也越来越被重视，为了更好的处理有机废气，还需要进行技术的发展创新。

1、有机废气处理技术的重要性

我国经济的持续发展，为化工企业的崛起提供了外部环境，但是，随着我国工业化进程的不断加快，却忽略了对环保的投入，工业废气的排放量不断增加，对环境造成的污染也日益严重。当大量的废气排放到空气中，不仅会对空气质量产生严重影响，同时也会对人体健康造成严重的危害。为了重现绿水蓝天，就需要不断加强工业废气的处理，而对工业废气处理的技术研究也就摆在人们面前。有机废气是工业废气中污染性较强、处理难度较大的一种，而且有机废气进入到人体呼吸道之后，对人体的呼吸、血液、肝脏等都会产生严重的影响，因此有机废气的处理也受到了越来越多的重视。

2、具体的有机废气处理技术

2.1热破坏技术

对于热破坏技术来说，主要适用于浓度较低的有机废气。根据处理流程，其燃烧方式有两类：一种是直接性的火焰燃烧，此种燃烧在温度和时间状态都合理的情况下，热处理效率超过90%。此方法的主要优势是处理充分且投资低，缺点是在有机物浓度偏低及缺乏辅助燃料的情况下，难以充分燃烧。另外一种方法是催化性的氧化燃烧。催化燃烧技术可以使有机物燃烧的初始温度得到有效减弱，在催化剂添加的条件下，基于气流当中针对有机物采取加热措施，便能够发生化学反应，进而使污染物得到有效清除。

2.2高温及触媒燃烧技术

燃烧法的应用，是利用高于有机废气燃烧点的温度条件，对其进行燃烧和氧化，一般可用直接高温燃烧和出煤燃烧两种方法。直接高温燃烧的温度条件要求较高，需要在特定的高温容器中完成，也是当前化工企业中常用的一种废气处理技术。当有机废气进入到沸石转轮中，沸石可以将有机废气中的有机成分进行吸附，而将吸附后干净的有机气体释放到空气中，其他的废与测继续进入循环系统中进行处理。利用这种处理方法可以提高废气处理的效率，而且在运行成本方面较低，大量经过吸附作用的干净空气排放到大气中，不需要再次进行净化处理。在高温燃烧处理过程中，通过沸石转轮的作用可以实现有机废气的吸附和解析，通过对沸石转速和温度的调整可以达到不同的净化效果。

2.3吸收技术

对于吸收技术来说，在气态污染物处理过程中较为适用。根据吸收流程，可进一步划分为物理吸收与化学吸收两大种类。吸收技术主要是对有机废气与液体吸收液之间的相似相溶原理加以利用，进而使有机废气的处理得到有效实现。其中的吸收剂，通常属于液体物质，在对一些混合试剂加以应用的情况下，比如液体石油、表面活性剂以及水等，能够使有机废气充分被吸收。许多气态污染物都能够通过液体溶剂吸收方法进行有效处理。并且，部分具备应用价值的产品，通过解析处理以后，还可以被回收利用。

2.4吸附技术

吸附法的基本原理就是利用界面现象，也就是一种物质在另一种物质表面附着的缓慢作用过程。所以，基于界面现象的吸附法废气处理，其关键是吸附剂的选择，通常，要求吸附剂具有疏松多孔的结构，且化学性质比较稳定，内部表面积较大，现在，该方法中常用的吸附剂主要包括硅胶、人工沸石、活性炭等。该方法的特点是应用比较广泛、工艺简单成熟、便于推广，但是，该方法的流程比较复杂，设备比较庞大，特别是在废气中存在胶粒物质的情况下，会造成吸附剂中毒现象。所以，该方法更多的用于低浓度可挥发性废气的处理。

2.5冷凝技术

冷凝法主要是利用不同的物质在不同温度下有着而不同饱和蒸汽压的特性，通过对系统压力的增加或者是温度的降低，使蒸汽状态的污染物可以从废气中冷凝并且分离出来。冷凝的过程一般需要在特定的温度条件下实现，同时也要考虑到压力条件，而通常采用的都是在恒定的压力条件下降低温度的途径来实现。冷凝法的应用，可以使有机废气达到很好的净化效果，而且是在常温条件下无法达到的。在应用的过程中，要根据净化的要求确定压力和温度，这也必然会导致费用的增加。所以在实际的应用过程中，可以将冷凝法与其他的处理技术联合应用，可以达到更好的处理效果，也可以获得更多可回收的产品，同时降低废气处理的成本。

3、有机废气处理技术的未来发展

在上述分析过程中，对有机废气几类传统处理技术有了初步的了解。为此，加大有机废气处理技术研发工作非常关键。下面针对有机废气处理技术未来发展前景进行论述。

3.1生物处理技术

针对有机废气采取的生物技术，指的是基于特定状态下，以有机废气的有机成分为依据，把有机物有效地分解成为水以及二氧化碳，同时遵循“有机氨氨气硝酸”、“硫化物硫化氢硫酸”的两大转化过程。通过生物技术装置，有机废弃物的处理效率超过90%，恶臭物处理效率则更高。和传统处理技术相比，此项技术在设备上显得比较简单，并且很少发生再次污染的情况，所以生物处理技术具备很好的未来发展前景。

3.2放电等离子体技术

在新的有机废气处理技术中，利用高压放电技术进行废气处理，是具有良好发展前景的技术。高压放电技术可以产生大量的高能电子和活性离子，构成平衡等离子体，这样就会使得C-C和C-H等化学键发生断裂，进而实现与废气中F， H和CI等原子的置换，得到大量无害的二氧化碳和水。另外，在等离子体中引入金属氧化物，可以形成一个催化体系，使得副产物的产量极大的降低，这时可以增强对污染物的剔除率。与传统的处理技术相比，高压放电技术操作更加简便.而且具有很好的节能效果，适用于对低浓度有机废气的处理。

3.3 PSA技术及光催化氧化技术

PSA技术在有机废气处理过程中其应用得到了初步的肯定。此项技术主要是以有机废气组成和吸附材料在吸附方面的差异性为依据，同时结合周期压力的改变，进而使有机废气被净化和分离。PSA技术具备的优势包括成本低廉、能耗小以及具备较高的自动化能力。在有机废气的分离及其回收过程中，合理地采纳此项技术前景良好，值得考虑。此外，光照状态下部分半导体材料可能有自由基活性的物质存在，利用光催化氧化技术，在常温常压条件下，能够使有机废气发生无毒反应，此过程是不会受到溶剂分子的影响的，其主要优势是反应速度快以及易于回收，因此光催化氧化技术在部分有机废气处理上也值得考虑应用。

3.4综合处理技术

综合处理技术就是对多种有机废气处理进行综合运用，使每种处理技术的优点都可以获得最大程度的发挥，从而达到更好的废气处理效果。如今，在工业废气处理中应用的处理技术主要有如吸附催化技术、吸收一解吸一变压一吸附组合工艺等等。通过吸附催化技术可以对废气中的有害物质进行吸附，并且降低有机废气中污染物的浓度；利用复合吸收技术可以增强对废气中甲苯、乙酸丁醋的吸收效率，使得废气中的污染物含量达到国家标准的要求。

4、结语

总的来说，面临有机废气的污染，应当通过合适的处理技术进行净化。为了改善工业废气的无污染处理，还应该积极研发新的处理技术，有效去除有机污染物，推动社会经济的可持续发展。

参考文献：

[1]王端鑫.有机废气处理技术及前景展望[J].资源节约与环保，2014，01：101.

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1. 前言

印刷厂在印刷过程有机废气的排放包括两部分，油墨在印刷单元的挥发和在干燥箱的散发。有机废气大量挥发对工人身体和外界环境造成危害，国家已经不允许随便排放。随着近年来的雾霾危害，目前我国大气污染已经相当严重，所以这些废气要进行处理后再排放。

印刷厂排放的有机废气特点是风量大、浓度小。大多数情况下予以销毁处理，目前所见到的处理技术主要有催化燃烧，吸附-催化燃烧，对于比较集中的工业园区也有采用吸附回收技术。与其他的有机废气处理工艺相比较而言，生物法具有较高处理效率、较低的处理费用、简单的设备构成、无二次污染、较好的安全性等特点，尤其对于微生物可降解性好的有机物显示出它自身的优越性。印刷厂废气的特点刚好和生物法处理废气的特点相匹配，所以生物氧化法能不能成为印刷厂有机废气的有效处理技术，有待大量的实验与理论研究。

2. 印刷厂有机废气的主要组成和生物法处理的基本原理

印刷厂覆膜机所挥发出来的废气主要有甲苯和乙酸乙酯，甲苯和乙酸乙酯是使用比较广泛的有机溶剂，存在于诸多染料或其他溶剂中，印刷厂中这两种气体占主要成分。此外还有苯、二甲苯、异丙醇或正丙醇、丙酮、丁醇、乙醇、乙酸丁酯等，这些成分所占的比例相对较小，但也不能忽视它们长期排放所造成的危害。

生物净化是存在微生物体内的一种氧化分解过程[3]，生长于填料层中的微生物以废气中的有机成分为养分，经过自身的生长代谢，将其转化为无用的无机物CO2和H2O或者细胞的构成物质。按照被大多数人所公认的生物膜理论，有机废气的分解要经历一下三个步骤：（1）有机废气进入填料层中先和水接触，不断地溶解于水中；（2）溶解入水膜的有机废气在浓度差的推动下扩散到生长有微生物的生物膜中，被微生物所捕获；（3）微生物以扩散进来的有机物作为碳源进行自身的生长代谢，将其氧化分解为CO2和H2O。

3. 生物法的工艺与设备

目前生物法处理有机废气的主要工艺有生物过滤、生物滴滤和生物洗涤三种工艺。近年来生物滴滤工艺在处理有机废气方面更是深得各个研究者的芳心，有了比较系统的理论基础。

3.1 生物过滤工艺

废气从塔底部进入，通过填料层，被填料层中的微生物捕捉消化分解为CO2和H2O，达到净化的目的。这种装置的填料层多由土壤、木屑、堆肥等混合而成，塔顶部喷洒循环水，为微生物提供生长所需的水分。填料层为微生物提供各种营养物质。

3.2生物滴滤工艺

这种处理装置和过滤装置结构类似，不同点在于填料层的组成和所喷淋的是微生物新陈代谢所需的营养液。它的填料层多由惰性材料组成，比如拉西环、碎石、陶瓷等。塔顶的喷淋装置将营养液喷下，先在填料层上形成生物膜，随后不断为膜中的微生物提供营养供其生长，有机废气从塔底进入接触并扩散到生物膜内，被微生物捕捉分解。

4. 印刷厂有机废气生物处理的最新进展

印刷厂有机废气中最主要的两种有机废气是甲苯和乙酸乙酯，刘永慧、孙玉梅[4]等人研究表明当甲苯和乙酸乙酯的混合气体在过滤床中停留时间为1min 时， 过滤床对它们的去除效率已经达到了90%。

华素兰、王丽萍等人[5]采用甲苯专性降解菌株接种，采用生物滴滤法能有有效降解甲苯、乙酸乙酯等印刷厂中的有机废气。当每天需要处理的污染负荷连续供给8～12 h时，按照废气流量为8 400 L/ h，一周供给7d，总VOC保持550～750 mg/ m3的质量浓度时，总去除效率在85 %～90 %。

吴卫军[6]利用生物过滤塔对三苯混合气体进行实验研究表明，在以三苯混合物驯化、筛选出来的优势降微生物作为降解菌，滴滤塔的净化效率随着入口浓度的增大而降低，反之亦然。在气体停留时间为84.8s，苯入口浓度低于132.2 mg/m3，甲苯入口浓度为418.2mg/m3时，不规则形陶粒填料滤塔对苯、甲苯的净化效率也达到100%。

孙玉梅[7]利用生物过滤装置处理气态甲苯和乙酸乙酯很合气体的研究表明，乙酸乙酯和异丙醇的浓度过高会明显抑制甲苯的去除效率；异丙醇的浓度过高会明显抑制生物过滤器去除乙酸乙酯的效率。

李云路[8]用滴滤法处理含甲苯废气的研究表明，生物滴滤池在N含量较低时性能大幅下降，而N源过多没有明显的提高去除能力。C：N处于17.5以下微生物对甲苯的去除效率基本稳定在90%以上。

5. 影响生物法处理印刷厂有机废气的因素

对于印刷厂有机废气来说，目前生物法处理中主要有过滤和滴滤两种工艺方式，尚未见到有洗涤工艺处理相关废气的研究。

5.1混合有机废气种类

生物法处理印刷厂有机废气时，有机废气不仅含有甲苯和乙酸乙酯，还含有其他成分的气体，那么这些气体的组成以及浓度的大小会对微生物的生长造成一定的影响，有些会促进微生物的降解，有些则会抑制微生物的降解。Deshusses 等[9]采用生物过滤法处理乙酸乙酯和甲苯混合废气时，发现高负荷乙酸乙酯的存在抑制了甲苯的去除。

5.2填料

5.2.1填料种类

过滤器和滴滤器的填料成分相差很大，过滤器由于填料自身为微生物提供生长所需营养成分，用的是有机填料，像木屑、堆肥等。滴滤器使用无机填料，像陶瓷、碎石、拉西环等。金顺利[10]使用聚丙烯网状纤维为框架，填充水溶性较低的有机矿粉复合而成的生物填料去除甲苯气体，收到显著的效果。廖强、田鑫、朱恂等[11]使用陶瓷球填料进行生物滴滤塔降解甲苯废气，处理效果较好。孙玉梅、全燮、陈景文等[12]以堆肥和珍珠岩为填料采用生物过滤器去除乙酸乙酯效率达到99% 以上。

5.2.2填料温度和湿度

微生物在生长过程中，温度的高低对微生物体内酶的活性影响很大。所以填料层中的温度应该保持在微生物所能适应生长的最佳温度。一般嗜温型微生物的最适生长温度在25 ℃ ～43 ℃。廖强、田鑫、朱恂等[13]在滴滤床中采用嗜温型菌对甲苯的去除实验中，填料床最佳温度为30 ～ 40 ℃。

填料的组成上来说，填料的湿度只针对过滤工艺而言，如果湿度过大，通入的氧气很难很难进入生物膜内，致使微生物得不到足够的氧气，使得降解效率降低。也可能导致填料和营养物质被冲刷下来，破坏真个填料层。湿度过小会导致填料层出现开裂，降解菌得不到足够的水分，效率一样降低。因此间歇性的从填料成上方喷淋循环液，保持填料层由足够的湿度非常必要。McNevin D 等人[14] 研究表明填料湿度保持在30%～80%（重量），适宜范围为40%～60%。

5.2.3填料营养液及pH

微生物生存所需的主要营养物质有水、碳源、氮源、无机盐及生长辅助素等。在生物滴滤塔中填料层的pH可以通过添加营养液的方式进行调节，而过滤塔中微生物的营养物质主要有填料来提供，所以它的pH比较难控制。大多数微生物的适宜生长环境pH为中性，所以尽量避免填料层中发生酸化。黄永炳[15]生物滤池法处理低浓度甲苯有机废气的研究中最佳pH值为7～8，处于弱碱性环境。

5.3降解菌

降解菌是整个处理中最为关键的部分，如果降解菌选取的不够准确，得不到比较好的处理效果。一般废气中有机成分比较多，所以处理废气的降解菌几本没有单一的菌种，大都是复合菌种。王平宇等[16]通过正交实验对假单胞菌属的降解甲苯菌的生长影响因素进行对比分析，结果表明：甲苯量>温度>pH>接种量。

6. 总结

目前对于印刷厂废气中两种主要废气甲苯和乙酸乙酯，国内已经有相当多的研究，尤其是滴滤工艺和过滤工艺，但大都是在实验室研究阶段，还未见到投入现实应用中去。对于其他有机废气处理方法而言，生物法低投资、高效率、低能耗等优点已成为热点研究课题。

目前印刷厂有机废气的种类比较多，而研究都只是局限与一种或一类有机物，所以所研究出来的单一的降解菌不能处理成分复杂的有机废气。因此研究多组分气体的降解条件、各组分之间的相互影响等问题十分必要。■

参考文献

[1]安莹玉， 张兴文，杨凤林.有机废气生物处理技术现状与展望[ J]. 四川环境 ，2006，25（1）：65-68

[2]CROSI R， SEED L.Biofitration of BTEX：Medie ， Substrate and Loading Effect s[ J] .Enviromental Progress，1995，14（3）：151-158

[3] 王小军，徐校良，李兵，牛茜，陈英文，沈树宝.生物法净化处理工业废气的研究进展. 化工进展，2014，33（1）：213-218

[4]刘永慧，孙玉梅，全燮，陈景文，薛大明，张晓飞. 生物过滤床处理甲苯和乙酸乙酯混合废气[J].化工学报， 2002， 8

[5]华素兰，王丽萍，周敏，朱玉丽，吴晓.生物滴滤法净化间歇释放印刷覆膜废气[J]. 中国矿业大学学报，2008，37（1）：79-83

[6]吴卫军.生物过滤法净化苯、甲苯和二甲苯混合废气的试验研究[MA].西安建筑科技大学硕士学位论文，2005，6

[7]孙玉梅.生物过滤法去除气态甲苯和乙酸乙醋的工艺和菌系状态的研究. 大连理工大学博士学位论文，2002，7

[8]李云路.生物滴滤池处理含甲苯废气的研究. 广东工业大学硕士学位论文，2006，5

[9]Deshusses M， Johnson C T. Biofiltration of high loads of ethyl acetate in the presence of toluene [J]. Journal of the Air & Waste Management Association， 1999， 49（8）： 973-979

[10]金顺利. 新型复合生物填料开发及其性能评价.浙江工业大学硕士论文， 2010： 6-12

[11]廖强， 田鑫， 朱恂等. 陶瓷球填料生物滴滤塔降解甲苯废气.化工学报，2003，5

[12]孙玉梅，全 燮，陈景文，杨凤林，薛大明，赵雅芝，罗伟峰.生物过滤法去除废气中乙酸乙酯及填料性质研究[J]. 大连理工大学学报，2002，42（1）：51-55

[13]廖强，田鑫，朱恂. 生物膜滴滤床内温度及其分布特性对废气净化性能的影响[J].化工学报，2006，57（7）1643-1648

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引言

目前对有机废气治理采用的处理方法主要有吸收、吸附、催化燃烧等，这些方法所用设备多、工艺繁、能耗大：而相对比较热门的生物处理法又面临占地面积大，易受负荷变化影响，微生物菌种筛选和驯化难度大等问题。而等离子体技术作为一种高效率、占地少、运行费用低、使用范围广的环保处理新技术已成为近年来的研究热点。

1.等离子体技术处理有机废气机理分析

1.1等离子体概念

等离子体就是处于电离状态的气体，其英文名称为plasma。等离子体是被称作除固态、液态和气态之外的第四种物质存在形态。它是由大量带电粒子（离子、电子）和中性粒子（原子、激发态分子及光子）和自由基组成的导电性流体，因其总的正、负电荷数相等，故称为等离子体。

按热力学平衡状态进行分类，等离子体可分为热力学平衡状态等离子体（高温等离子体）和非热力学平衡状态等离子体（低温等离子体）。非平衡等离子体较平衡等离子体易在常温常压下产生，因此在环保领域有着广泛的应用前景。以下等离子体处理技术即低温等离子体技术。

1.2等离子体处理有机废气的机理

虽然对低温等离子体去除污染物的机理还不清楚，但一般都认为是粒子间非弹性碰撞的结果。其降解机理可概括为：1、高能电子直接作用于有机废气分子，污染物分子受碰撞激发或离解形成相应的基团和自由基。2、高能电子与气态污染物中所含的空气、水蒸气和其它分子作用产生新的自由基和激发态物质活性粒子及氧化性极强的O3，将有机物彻底氧化。3、活性基团从高能激发态向下跃迁产生紫外光，紫外光直接与有害气体反应而使气体分子键断裂从而得以降解。

2.等离子体处理有机废气的工艺分析

2.1等离子体单独作用处理有机废气

早期通常是利用等离子体单独作用处理有机废气。根据等离子体反应装置的不同，目前常用的工艺是电子束照射法，介质阻挡放电和电晕放电。

2.2等离子体与其他处理技术联合工艺

为了降低能耗，提高处理效率，扩大可降解气态污染物的种类，等离子体与其它技术联合处理气态污染物是当前研究的热点。

2.2.1等离子体催化工艺

低温等离子体与催化相结合的工艺主要有一体式（催化剂置于等离子体反应器内）和分离式（催化剂置于等离子体反应器后）。催化剂主要有过渡族金属氧化物和光催化剂二氧化钛等。

目前低温等离子体催化处理技术已在净化机动车排气、烟气脱硫、脱除氮氧化物、降解挥发性有机化合物、去除毒性化合物都有相关研究，且都有着广阔的发展前景。北京工业大学“’一项技术被认为是处理低浓度、大流量有毒有害气体的最有效方法。

2.2.2离子体一吸附（吸收）工艺

等离子体与吸附相结合的工艺也分为两类：分离式（二个单元分别处理）和一体式（合并在单个单元内处理）。结合工艺的优点是：提高降解率，放电能量的有效利用率可望大大提高，促进反应朝有一利的方向发生，可以有效提高VOCs去除率，控制副产物。等离子体对吸附剂有一定的改性影响：放电产生时造成局部自由基的富集，强化微孔结构表面的多相降解反应；多孔性颗粒的表面在电子的撞击下也可能成为反应活性中心。目前使用广泛的吸附剂是活性炭。

中山大学的等离子体吸附结合的改进工艺在脱附再生过程中等离子体净化器对苯系物的去除率达80％以上。该工艺对于大风量、低浓度的有机废气净化效果好，二次污染小，设备投资和操作费用低，是一种有应用前景的技术。

2.2.3离子体一光降解工艺

离子体一光降解结合工艺可分为3类：①等离子体可以激发准分子紫外光源；②等离子体还可以与光催化剂结合协同处理；⑨等离子体可以外接UV工艺。以下就3种工艺的研究现状做简要介绍：

等离子体除单独讲解VOCs，还能激发惰性气体、惰性气体一卤素混合气体、汞一卤素混合气体产生准分子紫外辐射，发出的紫外光也可降解污染物。而等离子体与光催化剂协同工艺是在放电等离子体区域填充光催化剂（其典型是TiO2），以放电过程产生的大量活性物质驱动光催化剂，就可以实现光降解和等离子体降解的协同。该技术能提高装置的能量利用率和的VOCs去除率。Misook　Kang等人发现在等离子体反应器中加入TiO2甲苯转化率显著提高，13kV脉冲电压放电120min后，甲苯转化率可达70％，而没有TiO2时，仅为40％。对于等离子体外接UV工艺的研究，Falkenstein用发射光谱研究了DBD-UV协同作用所产生的·OH浓度，发现DBD-UV协同作用所产生的自由基浓度大于UV或DBD单独使用所产生的自由基浓度的总和。

2.2.4其他联合工艺

等离子体——铁电性物质联合技术，是在放电区域填充铁电性颗粒。当在填充床层上施加电压时，铁电性颗粒被极化，在颗粒接触点的周围形成很强的电场，局部电场强度被加强，导致局部放电。在一定的电压下，铁电性物质能提高反应器的能量利用效率，生成氧化能力更强的铁氧化物以提高VOC　s的去除率。但铁电性物质填充床的氧化反应选择性较低，能量利用效率有待提高，且反应伴随有副产物生成。