工业废气处理方法范例6篇

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工业废气处理方法

工业废气处理方法范文1

【关键词】工业;工业废气;污染;治理

当前工业废气污染已经成为大气污染的主要来源,其对环境造成了严重的伤害。当前国家加大了对环境污染的治理力度,而治理工业废气污染成为当前环境保护工作的一个重要组成部分。工业废气污染治理技术经过多年的发展,形成了一系列的相对成熟的治理技术。本文笔者分析了当前工业废气污染存在的危害性,并对工业废气污染治理技术应用和发展的意义进行探讨,同时结合多年的工作经验,对近年来在治理工业废气污染方面所采用的技术进行研究。

一、工业废气污染的危害

1、工业废气污染对人体造成伤害。工业生产过程中产生的废气不经过处理,直接排放到大气中,会对人体造成严重的伤害。其中最主要的体现是,人体吸入工业废气会造成呼吸道疾病与生理性能停滞,甚至会出现致癌或者眼睛失明等现象。

2、工业废气污染对植物造成危害。工业废气中含有大量污染物,尤其是尤其是二氧化硫、氟化物等,这些会对植物的危害是十分严重的。不仅会造成植物叶枝脱落,还会造成植物尤其的农作物的减产。此外,会影响到植物进行光合作用,也间接影响到人类的生存环境。

3、工业废气污染会对全球气候环境造成影响。工业废气污染作为大气污染的一个主要来源,它对大气环境的污染已经超越了国界,危害已经遍及全球。工业废气污染对全球环境的影响主要表现在以下三个方面:一是加速全球臭氧层的破坏;二是工业废气污染会形成酸雨,造成农作物减产,建筑物等腐蚀;三是工业废气污染会使全球气候变暖,两极冰雪融化等,严重破坏生态环境。

二、研究工业废气污染治理技术的应用和发展的意义。

由于城市化和工业化进程的加快,工业生产活动中排放的废气越来越多,已经给人类的生存环境带来了严重的污染。研究工业废气污染治理技术的应用和发展,一方面可以为人类的生存环境的改善提供帮助,更好地提高人们的生活质量;另一方面可以增强企业自身的环保意识,降低企业的能耗和环保投入资金,实现政府、社会以及企业之间多赢的局面。

三、当前工业废气污染治理技术探讨

工业废气一般分为固体颗粒粉尘污染物和气体污染物,因而工业废气污染治理技术也要针对污染物的不同而不同。当前比较成熟的工业废气污染治理技术主要有以下几种:

1、吸附法。吸附法主要是利用某些具有较强吸附能力的固体吸附剂(譬如活性炭、分子筛、硅胶等)吸附工业废气中的有害成分而达到消除有害污染的目的。这种方法具有设备简单、应用范围广、净化效率高的特点,是一种传统的废气治理技术,也是目前应用最广的治理技术,但是该技术存在投资后运行费用较高且有产生二次污染的缺陷。

2、吸收法。吸收法是利用某种特定的化学液体来对工业废气进行吸收,再利用有机分子和吸收剂物理性质的差异进行分离的废气污染物控制技术。但是该方法具有较大的局限性,主要适用于浓度较高、温度较低和压力较高情况下废气污染物的处理。同时这种方法的回收率太低,由于前期投资及运行成本都很高,导致经济效益不明显。

3、催化燃烧法。催化燃烧法主要是借助某种催化剂来分解或者使工业废气燃烧后变成无害气体。这种方法使用设备简单,投资少,见效快,基本上不会造成二次污染。缺点是不能对废气中的有机物质进行回收,只有投入,而不产生任何经济效益。

4、生物法。生物法起初主要应用于脱臭。近年来随着对工业废气污染治理技术研究的不断深入,该法也逐步应用于有机废气污染物治理。这种方法与先前的常规治理技术相比,具有设备简单,投资运行费用低,无二次污染等优点,但是也具有一定的局限性,该方法只能在处理低浓度、易生物降解的有机废气污染物时才具其经济性,也就是说此方法不具有普遍适用性。

5、光分解法。光分解法主要是在光照环境下,借助催化剂(如TiO2)介质材料产生正负电子荷,将空气分解为氢氧根离子,从而产生分解还原作用.因此可以将各种有害化学物质、恶臭物质分解或无害化处理达到净化空气、抗污除臭的作用。光分解废气的有两种形式,一种是用特定波长的光直接照射,使废气直接分解;另一种是在光照条件下,借助催化剂的作用对气体进行分解。这种方法主要是一些技术比较先进的国家研究效果比较突出,而我国在这方面的研究还有待进一步的开拓。

四、工业废气污染治理技术展望。

工业废气污染治理在环保治理工程领域开展时间不是很长,目前虽然各种治理技术复杂多样,但是由于某些工艺还不够成熟,或多或少都会存在一定的缺陷。随着环保技术的不断发展,工业废气污染治理技术将会朝着多样化、低成本、低能耗、管理维护简单等方向发展。

五、结语

随着工业化进程的加快,工业生产活动产生的废气污染日益严峻,虽然国家近年来加大了环境治理力度,采用了一些废气污染治理技术,但是由于我国工业废气治理、净化技术水平与发达国家相比还存在较大差距,技术效率、规模效率不高,持续研究开发能力有待进一步提高。因此,为了进一步提高我国工业废气治理水平,我们要加快工业废气污染治理技术的研发、创新及应用水平,促进新技术、新工艺、新装备快速市场化。

参考文献

[1]徐磊,黄学敏,曹晓强.生物法在处理有机废气中的研究现状及展望[J].山西建筑,2007,33(11):364-365.

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[4]祝洪芬.工业废气污染治理的相关技术[J].中国科技信息,2015年02期.

工业废气处理方法范文2

1.1喷漆废水的危害

工业喷漆产生的废水中含有很多难降解的物质,它们会存留很长时间,且不容易被分解。这种物质会对人体健康造成严重的危害。工业喷漆产生的废水排放到自然环境中后,会形成长期的污染。废水中物质的水溶性很弱,很难用水将其稀释,经长时间的积累会形成一定的废水层,有毒物质会凝结得越来越多,进而对人们的生产、生活造成严重的影响。目前,工业喷漆施工越来越频繁,导致因喷漆而产生的废水也越来越多,严重污染了水环境,进而影响了人们的生活质量。

1.2喷漆废气的危害

在工业喷漆施工中,除了会排出废水外,还会排出废气。喷漆废气比废水更具危险性,且更难治理。在工业喷漆的过程中,会产生有毒的废气,如果人们呼吸时吸入了有毒气体,则会造成严重的后果。如果在存在有毒气体的环境中长时间滞留,甚至会致人死亡。大多数涂料中含有较高浓度的苯,苯是一种含有剧毒的溶剂,会对人体造成不可估量的伤害,是威胁人类健康的化学物质之一。此外,喷漆产生的废气中会掺杂一定的喷料残渣,一旦人体吸入了这些粉尘,后果不堪设想。

2治理措施

2.1运用活性炭的吸附功能

对于工业喷漆中所产生的废气,可利用活性炭的吸附功能将其净化,有机气体能够直接穿过活性炭吸附大部分有毒物质,净化程度较高。采用活性炭净化废气时一般采用直接吸附法,该方法操作比较简单,净化废气的质量比较高,值得推广。但在使用活性炭吸附时,应经常更换活性炭,以达到更好的吸附效果。该方法适用于净化不需要回收的、浓度较低的废气。

2.2采用高温燃烧法

一些废气经过燃烧会产生一定的化学反应,转化无毒气体。废气中的一些有毒气体在加热或燃烧的情况下,会转化成其他无毒的、具有挥发特性的气体,从而达到净化空气的效果。有些废气可采用高温加热的方式处理;有些废气可直接对其燃烧,我们可根据气体成分选择处理方式。在燃烧废气时,可将废气加热到200~300℃,并通过催化床燃烧,这样的净化效果较好。通过燃烧的方式净化废气不会出现二次污染的现象,从而提高了净化的质量和效率。该方法适用于净化高温、高浓度的废气,值得在喷漆环境治理中推广应用。

2.3喷漆废水与生活废水混合处理

将喷漆废水与生活废水结合,能够使喷漆废水中难以降解的物质得到一定的稀释,是正确处理喷漆废水的最有效的方式之一。通过融合生活废水与喷漆废水,实现了两种废水的共同处理和净化,在经过一定的稀释后,能够有效降低降解物质的浓度,从而提高喷漆废水的净化效果。利用生物方法处理喷漆废水和生活废水,在减少了废水中有毒物质的同时,也降低了有毒物质的降解难度,达到了有效净化喷漆废水的目的,对治理因工业喷漆而引起的环境污染问题具有重要的意义。

2.4加强过滤处理

过滤是废水处理中的重要环节之一,是净化水质的关键。工业喷漆产生的废水中含有许多有毒物质,时刻威胁着人们的健康。对此情况,应加强对废水的过滤处理,研发具有高科技的过滤装置,达到多层次过滤、自动阻拦废水中有毒物质的效果,从而有效保障净化质量。随着我国工业企业的不断增加,尤其是机械类产业的快速发展,工业喷漆的使用越来越频繁,因此,加强对喷漆废水的过滤处理是必然要求。

3结束语

工业废气处理方法范文3

关键词:有机挥发性废气;光催化氧化法;处理;应用

在有机挥发性废气处理上,光催化氧化法能耗小,效益高,且不会产生二次污染,是一种处理有机挥发性废气的较为优异的方法。

1 有机挥发性废气处理及其特征

有机挥发性废气处理是针对工业生产中产生的有机挥发性气体进行的过滤、吸附、净化等处理,使其转变为无毒、无害无机小分子的过程。目前,在化工工业上,有机挥发性废气主要有甲醛、苯系物、甲醛丁醛、乙酸乙酯、糠醛、苯乙烯、油雾、漆雾、天那水、丙烯酸、树脂等。有机挥发性废气通常具有有毒有害、易燃易爆、易溶于有机溶剂、难溶于水、处理难度较大等特征。

2 光催化氧化法

光催化氧化法是一种新型处理有机挥发性废气的方法,该方法主要通过UV紫外光对光催化剂进行照射,使之产生高能电荷-电子空穴对,并在空气中的水、氧等物质的参与下,使附着于催化剂表面的有机挥发性气体转变为二氧化碳、水以及其他无机小分子物质的过程。具体反应过程如下(以TiO2为例)1:

4 结束语

总之,作为一种解决污染的新型方法,光催化氧化法不但能够去除活性炭难以吸附的有机挥发性废气,将其转变为无毒无害的有机小分子物质,而且不需更换其他吸附剂。将光催化氧化法应用于对有机挥发性废气,对于保护自然环境,促进人类可持续发展具有十分重要的现实意义。

参考文献

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[2]马虹.油田采出水中多环芳烃的光催化氧化处理方法研究[D].华北电力大学,2012.

工业废气处理方法范文4

关键词:泡沫柱 有色冶炼 脱硫 应用

随着人类社会的发展,化石燃料的的使用量越来越大,SO2等有害气体的排放量也逐年增加。实际上,大气中的二氧化硫不仅仅来自化石燃料的燃烧,还来自工业废气的排放。我国有色金属冶炼业近年来得到了很大的发展,有色金属冶炼作为冶金业的重要组成部分,其过程需要排放大量的SO2废气,这是冶金业排放二氧化硫的主要来源。

随着生态环境的日益恶化,对工业生产中有害气体排放的控制于处理刻不容缓,有色金属冶炼业作为冶金工业的重要组成部分,自然在控制有害气体排放工作中承担着重要责任。目前工业上对SO2废气处理的一般方法为:先通过一系列复杂工艺回收利用制取硫酸,然后再进行脱硫直至废气中二氧化硫浓度达到国家规定的排放标准才可以排放到大气中,对于本身二氧化硫浓度就不高、回收价值不大的废气,就可以直接进行脱硫,然后排放到大气中。

一、泡沫柱洗涤技术的原理和优势

1.泡沫柱洗涤技术的原理分析

如图(1)所示,泡沫柱洗涤技术的基本原理是利用快速大量翻动的泡沫表面积大、更新速度快的特点,含有大量二氧化硫分子以及其他杂质微粒的废气在经过泡沫时被泡沫吸附,由于泡沫表面积大、更新速度快,因此二氧化硫分子及微粒的吸附率很高,从而达到高效的废气洗涤效果。

图(1) 泡沫柱洗涤技术基本原理图

2.泡沫柱洗涤系统的组成及工作机制

由于工业中处理废气的工艺流程各不相同,为了满足不同工艺的实际需要,一般的泡沫柱洗涤系统有两种,分别是同向喷射器和反向喷射器(结构图见图(2),而在实际的工业生产中,后者的使用几率高于前者。反向喷射器是一种充分利用泡沫柱洗涤技术的典型装置,在有色金属冶炼废气处理过程中扮演者重要角色,也是有色金属冶炼废气处理工作的核心部分。

图(2)反向喷射器的构造和工作机制

3.泡沫柱洗涤技术的优势

就目前的技术水平来讲,在工业废气处理这个领域,泡沫柱洗涤技术以其创新合理的设计和低廉的成本具有明显的技术优势,目前正在采用泡沫柱洗涤技术进行废气处理的有色金属冶炼企业有很多。

泡沫柱洗涤技术的优势主要体现在以下几个方面。

3.1吸附率高。泡沫柱洗涤技术创新性的采用了快速翻动的泡沫作为洗涤材料,充分利用了强烈翻动的泡沫表面积大、更新速度快的特点,对微粒的吸附效果明显。利用泡沫柱洗涤技术组成多级洗涤系统可获得更高吸附率的洗涤效果,实践显示,废气中的微级颗粒再通过三级泡沫柱洗涤系统之后的被吸附率超过了99%。

3.2可洗涤废气量的范围大。泡沫柱洗涤系统对于废气量的变化具有较强的稳定性。很多洗涤系统对废气的通过量要求苛刻,一旦废气通过量发生较大的波动,吸附效率就会大大降低,稳定性不好。而泡沫柱洗涤系统因为是通过大量快速翻动的泡沫来对废气中的颗粒进行吸附,对废气的量的要求比较宽松,一般情况下,泡沫住洗涤系统可以在保证吸附效率的前提下对最佳气体量的1.5倍到2倍的气体量进行洗涤。性能稳定:一般的洗涤系统对循环液的固体杂质含量要求很高,一般情况下,当循环液的固体杂质含量超过3%,洗涤系统就无法正常工作,形成这种约束的原因是喷嘴的直径限制了循环液的固体杂质含量。而泡沫柱洗涤系统采用的是大口径的喷嘴,及时循环液中的固体杂质含量很高,洗涤系统也能正常工作,并且保证正常的吸附效率,泡沫柱洗涤系统对循环液固体杂质含量的限制范围是一般洗涤系统的6~7倍。

3.3操作方便、成本低廉。泡沫柱洗涤技术虽然在技术上取得了很大程度的创新,但是泡沫柱洗涤器的构造并不复杂,操作起来也很方便,设备体积小便于安装和移动,成本低廉,可以为企业节省大量资金,一般情况下安装一套泡沫柱洗涤系统所需要的经费是普通洗涤系统的1/3。

二、泡沫柱洗涤技术在实际中的应用

1.处理有色金属冶炼产生的以SO2为主的废气

一般情况下,在有色金属的冶炼过程中,废气中SO2的含量不同,处理方法也有所不同。一般当废气中SO2含量低于0.5%,直接进行适当的脱硫处理使废气中SO2含量低于国家规定的排放标准即可排放到大气中;当废气中SO2含量高于3%,为了循环利用,充分利用资源,可以以废气为原料,经过一系列工艺制取H2SO4;而SO2在两者之间的情况用传统的处理方法处理起来就非常困难。泡沫柱洗涤技术对于处理SO2含量介于两者之间的废气效果非常明显,在目前该技术领域处于领先地位。

湖南银星公司10万吨每年的富氧底吹铅冶炼厂,每年都会产生大量的SO2废气,该冶炼厂产生的废气成分如下表(3)所示。

表(3)银星公司铅冶炼厂废气成分表

该表显示,废气中主要污染气体为SO2,浓度达到了0.8%,如果直接排放到大气中,对环境的污染作用是巨大的。

该冶炼厂拥有一套完善的废气脱硫设备,该设备以泡沫柱洗涤技术为基本核心原理,通过一系列流程可以对废气中的SO2进行有效的吸附。该设备主要由氧化塔、喷淋塔、泡沫柱洗涤器等部分组成。考虑到废气中二氧化硫含量较高浓度较大,单个洗涤系统很难达到较高的吸附效率,该冶炼厂在实际脱硫过程中充分考虑到这一点,在设备中设计成两级洗涤系统,分别为喷淋塔和泡沫柱洗涤系统,使废气中的二氧化硫得到充分吸附,已达到最高的吸附效率,进而实现废气的高效率洗涤的效果;经过两洗涤系统的吸附,废气中的二氧化硫的浓度已经远远低于国家规定的排放标准,因此,废气在经过该设备一系列的洗涤净化流程后,可以直接经过引风机经烟囱排放到大气中。该设备组成流程如下图(4)所示。

图(4)银星冶炼厂脱硫设备流程图

银星公司该设备在处理废气中二氧化硫时,充分利用利用了泡沫柱涤技术,结合其他洗涤工艺,在一定程度上达到了最高的洗涤效率,不仅为为公司节省了时间和资金,而且大大减少了排放废气中二氧化硫对环境的污染,具有很高的经济效益。

表(5)银星冶炼厂脱硫设备若干经济指标

2.处理制取H2SO4产生的尾气

前面提到,废气中二氧化硫浓度不同,对废气的处理方法也有所不同,当废气中二氧化硫含量超过5%时,可以利用废气制取硫酸,这样不仅可以有效降低废气中二氧化硫的浓度,而且可以实现废物再利用,减少浪费,获得更高的经济效益。在制取硫酸的过程中,二氧化硫含量较高的废气在经过一系列的流程后,虽然浓度降低了很多,但是仍然高于国家规定的排放标准,这是还需要进行废气脱硫处理,才能直接排放,这一过程的运用的主要原理也是泡沫柱洗涤技术。下面仍以银星冶炼厂为例,分析泡沫柱洗涤技术在处理制取硫酸时产生的尾气时的实际应用。下表显示了银星冶炼厂未经处理的成分及浓度。

表(6)银星冶炼厂制酸尾气成分及浓度

如下图(7)为银星冶炼厂处理制取硫酸尾气的装置

图(7)银星公司制酸尾气处理装置图

实践证明,银星冶炼厂的该设备在处理废气制取硫酸时产生的尾气具有很高的效率,尾气在经过泡沫柱洗涤器的处理后,二氧化硫的含量远远低于国家规定的排放标准(处理前后二氧化硫含量对比见下表),在净化效率等方面是其他净化装置难以达到的。而且该设备操作简便,性能稳定,容易保养维修,具有很高的实用价值。

三、总结

泡沫柱洗涤技术创新性的运用剧烈翻动的泡沫作为洗涤媒介,通过泡沫表面的吸附以及内部的包裹,对废气中的二氧化硫及微小颗粒物进行吸附处理,不仅有效地解决了废气污染环境的问题,而且为有色冶炼企业在处理废气方面节省了时间和资金,具有很高的使用价值;从另一方面讲,应用泡沫柱洗涤技术制成的洗涤净化设备,不仅操作简便、性能稳定,而且成本低廉,发展前景广阔,具有很高的投资价值。总而言之,泡沫柱洗涤技术因其处理效率高、稳定性好等一系列优势,在有色冶炼二氧化硫废气治理技术领域占据着主导地位,是目前该领域技术领先者。

参考文献

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[2] 陈南洋. 国内有色冶炼低浓度二氧化硫烟气制酸技术的应用与进展[J]. 工程设计与研究. 2005(02).

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工业废气处理方法范文5

关键词:挥发性有机化合物 废气生物处理 生物滤床 生物洗提反应器

在塑料、橡胶加工、油漆生产、汽车喷漆和涂料生产等诸多工业领域中,工业品的生产和加工过程产生了大量含有挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,VOC)的废气(VOC废气)。这些废气未经处理排入大气,在一定条件下会形成光化学污染,影响大气质量,影响动植物生长和人类的健康。某些有毒VOC废气有致残、致畸、致癌作用,对长期暴露其中的人体造成严重伤害。为此,各国颁布了相应的法令,限制该类气体的排放,我国于1997年颁布并实施的《大气污染综合排放标准》,限定33种污染物的排放限值,其中包括苯、甲苯、二甲苯等挥发性有机物。

对VOC废气的治理,有多种处理技术可供使用。但对于VOC浓度低、风量大的废气,传统工艺存在投资运行费用高、处理效率低和处理后存在二次污染等问题。近年来,逐渐发展的废气生物处理技术作为一种新型的空气污染控制技术,得到日益广泛的应用。该项技术与传统的燃烧法、催化氧化法、吸收法、吸附法相比,对VOC低含量废气的处理有明显的优势。本文主要介绍现行的德国废气生物处理技术,以期对我国相应技术的推广应用起到借鉴作用。

1 废气生物处理工艺

1.1 生物处理原理

废气的生物处理技术首先应用于农业生产过程中异味气体的处理,例如养殖业中动植物加工产生的臭气、堆肥发酵和生物污泥废气处理等。随着工业生产中产生的挥发性有机气体的污染日益严重,这项技术逐步应用到工业废气净化领域。其净化的基本原理是:有机废气或异味气体流经带有液体吸收剂的处理器;在处理器中,由于废气中的污染物在气、液相之间存在浓度梯度,浓度差使其从气相转移到液相,被生存其中的微生物吸附;通过微生物的代谢作用,有机物被分解、转化为生物质和无机物。

1.2 反应处理工艺分类

生物处理技术的基本工艺流程以生物过滤为例,如图1所示,废气经过一定的除尘、温度和湿度调节,进入生物处理单元,经过微生物的处理,气体可以达标排放。

根据处理运行方式不同,处理工艺主要分为生物滤床工艺和生物洗提工艺两种。

1.2.1 生物滤床

废气流经生物滤床(见图2)中的活性滤层,有机物被滤料上的湿润水膜吸收,通过滤料上生活的微生物的代谢作用而降解。

图2 生物滤床

生物滤床主要由进气系统、布气承托层、生物滤层和维护装置组成。

在生物滤床处理废气过程中,微生物的活性和数量对处理效果具有决定意义,它们取决于如下因素:进气流量、温度和湿度;废气中物质组成;浓度的稳定性和水溶性;氧气和营养物的供给;滤床的布置和温度、湿度保持;滤料的选择;滤床中的pH控制等。

滤料影响微生物的生长,从而直接影响净化效果。滤料选择必须考虑滤料的孔隙率、孔径分布、比表面积、亲水性、自身气味、pH等参数。在工程实践中,一般可选择有机滤料或无机滤料。无机滤料选择比表面积大,有一定强度的无机填料,如加气混凝土、多孔陶粒、熔岩颗粒或矿渣等。有机滤料主要有腐殖树皮、植物根须、枝杈、锯末、泥炭等及其混合物。由于有机滤料廉价易得,获得广泛的应用。有机滤料滤层一般高度在0.5~1.2 m。运行3~5年后,由于密实度增大造成阻力增大,应进行更换;更换滤料时,宜分次进行,以保持滤料中微生物种群的稳定。

1.2.2 生物洗提工艺

生物洗提工艺采用了污染物的液体吸收和生物处理的联合作用。废气首先被液体(吸收剂)有选择地吸收形成混合污水,再通过微生物的作用将其中的污染物降解。根据污水处理的方式(吸收剂再生方式)不同,可分为活性污泥法和生物膜法(生物滴滤池),构筑物示意图如图3、图4所示。

从图3中可以看出,生物洗提-活性污泥法是将吸收剂(水和微生物的混合液)和废气在吸收塔内采用通过喷淋、填料填充或曝气等方式进行混合,溶解于水的有机物被微生物吸附,排入活性污泥反应器后进一步被降解,吸收剂得到净化再生和重复使用。因为吸收剂的再生速度不受处理负荷和吸收速度的影响,所以这种方法适用于处理生物降解速度较慢的有机物。

图4所示滴滤池中的填料上生长有大量生物膜,当废气通过其间,有机物被生物膜表面的水层吸收后被微生物吸附和降解,得到净化再生的水被重复使用。

在生物洗滤过程中,吸收剂的再生效率影响废气的吸收、净化效果和系统的能耗高低,

这主要取决于污水处理效率的高低。而影响生物洗提工艺处理效果的因素有:废气中有机物水溶性和生物降解难易程度;进气温度、粉尘和有毒物质含量;对微生物的曝气和营养物质供给(如N、P等);水的温度、pH、含盐量和新鲜淡水的补充情况。

2 生物反应器的应用和经济技术比较

2.1 应用范围与设计参数确定

废气生物处理的主要适用范围是:去除异味气体和含VOC废气浓度较低的废气,废气中TOC(总有机碳)95%;废气组分易溶于水,易生物降解。对废气中各种组分的降解情况如表1所示,可作为工艺设计的选择依据。

工程设计中,需要同时考虑废气中气体组分的种类、浓度,反应器中有效接触时间。反应器的尺寸由面积负荷:m3气体/(m2过滤面积·h);接触时间:s;体积负荷:gTOC/ (m3过滤体积·h);或:气味单位GE/(m3过滤体积·h);或:m3气体/(m3过滤体积·h)等参数确定。

实际工程中,反应器尺寸可参考同类生产企业的经验值估算,并应进行中试实验,以优化设备尺寸,降低投资。表2、表3分别给出不同种类企业应用生物滤床和生物洗提工艺的情况。从两种工艺的应用可以看出,生物滤床工艺对气味和易溶性有机气体去除效率较高,而生物洗提能够用于生物降解性较差的VOC废气处理。

2.2 与其他工艺的经济技术比较

工业废气处理方法范文6

【关键词】挥发性有机物 VOCs排放源 吸收法 吸附法 燃烧法 生物法

1 前言

挥发性有机物 (volatile organic compounds,VOCs)是指在标准状态下饱和蒸气压较高(标准状态下大于13.33Pa)、沸点较低、分子量小、常温状态下易挥发的有机化合物,主要包括脂肪族和芳香族的各种烷烃、烯烃、含氧烃和卤代烃等,如苯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、甲醛、乙酸乙酯等。VOCs一般具有较强的刺激性和毒性,部分具有致畸、致癌、致突变作用,相当一部分有恶臭、易燃易爆等特性,在生产和运输过程中存在很大的安全隐患[1]。VOCs中有些化学活性很强,是引起光化学烟雾的因子之一[2]。卤代烃类VOCs可破坏臭氧层,会引起温室效应等全球性环境问题[3]。

本文在查阅已有挥发性有机污染物相关污染治理技术规范和文献的基础上,介绍挥发性有机污染物的主要污染源,并针对工业污染源介绍主要的污染处理技术。

2 VOCs主要污染源分析

VOCs排放源主要包括自然源和人为源,其中自然源主要为植被排放、森林火灾、野生动物排放和湿地厌氧过程等;人为源主要包括生活源、移动源和工业源。

生活源排放对象主要包括建筑装饰、油烟排放、垃圾焚烧、秸秆焚烧、服装干洗等。移动源是指汽车、轮船、飞机等各种交通运输工具的排放。工业源排放所涉及的行业众多,具有排放强度大、浓度高、污染物种类多、持续时间长等特点,对局部空气质量的影响显著。研究结果表明,工业源排放量占整个人为源的比重最高达55.5%,工业源中的重点工业行业包括石油炼制和储运、化工、溶剂使用(包括表面涂装)等。

3 工业源VOCs处理技术

工业源VOCs处理技术主要有吸收、吸附、冷凝、膜分离、燃烧、生物法、低温等离子体破坏和光催化氧化技术等,在进行VOCs处理技术选择时,应综合考虑VOCs气体特性(VOCs浓度、流量、温湿度、颗粒物含量)、VOCs处理技术的技术经济性能、排放标准等因素[4]。本文主要介绍应用较为广泛的吸收法、吸附法、燃烧法和生物法。

3.1 吸收法

吸收法是采用低挥发或不挥发液体为吸收剂,利用废气中各种组分在吸收剂中溶解度或化学反应特性的差异,使废气中的有害组分被吸收剂吸收,从而达到净化废气的目的。此法处理效率高,适用范围大,但要消耗大量的吸收剂,吸收产物后处理费用大,且易造成二次污染。

吸收法可以分为物理吸收和化学吸收。VOCs的吸收通常为物理吸收,根据有机物相似相溶原理,常采用沸点较高、蒸汽压较低的柴油、煤油作为溶剂。对一些水溶性较高的化合物,也可以使用水作为吸收剂。

3.2 吸附法

吸附法是利用各种固体吸附剂(如活性炭、活性炭纤维、分子筛等)对排放废气中的污染物进行吸附净化的方法。吸附法设备简单、适用范围广、净化效率高,主要包括固定床吸附技术、移动床(含转轮)吸附技术、流化床吸附技术和变压吸附技术等。目前,国内主要采用固定床吸附技术,吸附剂通常为颗粒活性炭和活性炭纤维。

吸附浓缩-催化燃烧技术是将吸附和催化燃烧相结合的一种集成技术,将大风量、低浓度的有机废气经过吸附/脱附过程转换成小风量、高浓度的有机废气,然后经过催化燃烧净化。

3.3 燃烧法

燃烧法是将废气置于过量的空气中燃烧,生成CO2和H2O的方法。此法应用范围较广,但缺点是不能回收废气中一些有用的物质,所以主要用于没有回收价值废气的净化。燃烧法主要有直接燃烧、热力燃烧和催化燃烧三种方法。

直接燃烧是在高温下把VOCs直接当燃料燃烧的方法,适用于去除高浓度有机废气或者热值较高有机气体。热力燃烧主要适用于处理低浓度有机废气,需要添加辅助燃料(如天然气),运行费用较高。催化燃烧是一种无火焰燃烧,即在较低温度下,VOCs在固体催化剂表面发生催化氧化,生成CO2和H2O的技术。目前,催化燃烧技术已相对成熟,现已广泛应用于化工、喷漆、绝缘材料等行业产生的废气净化,尤其适用于处理废气温度较高或有机物浓度较高的废气。常用的催化燃烧技术有蓄热式催化燃烧技术和预热式催化燃烧技术。

3.4 生物法

生物法是利用微生物将废气中有机污染物或恶臭物质降解或转化为无害或低害类物质的过程。该法具有投资少、运行费用低、无二次污染等优点,主要适合于处理低浓度、大气量且宜生物降解的气体。生物处理技术按照微生物的存在方式和水分、营养物质添加方式的不同,可分为生物洗涤法、生物过滤法和生物滴滤法三类[5]。

生物洗涤法是利用由微生物、营养物和水组成的微生物吸收液处理废气,适合于吸收可溶性气态物。生物洗涤法的反应装置多由一个吸收塔和一个再生池构成,生物洗涤液(循环液)自吸收塔顶部喷淋而下,废气中的有机物和氧在这个过程中传入液相,吸收了有机污染物的洗涤液再进入再生反应器(活性污泥池)中,洗涤液中的有机物被再生反应器中的微生物降解,从而达到再生的目的。生物洗涤法中气、液相的接触方法,除采用液相喷淋,还可以采用气相鼓泡。一般而言,若气相阻力较大可用喷淋法;反之,液相阻力较大时则用鼓泡法。由于生物洗涤法的循环洗涤液需采用活性污泥法来再生,所以在通常情况下,循环洗涤液主要是水,因此该方法只适用于水溶性较好的VOCs,如乙醇、乙醚等,对于难溶的VOCs,该方法则不适用。

生物过滤法原理为:挥发性有机气体首先经过预处理(包括去除颗粒物和调温调湿),具有一定湿度的有机废气经气体分布器进入生物滤塔,从气相转移到生物层,进而被氧化分解,微生物所需的营养物质由介质自身供给或者外部加入。生物过滤法主要依靠微生物的作用来去除气体中的污染物,微生物的活性决定了反应器的性能。

在三种处理设施中,生物滴滤器由于具有阻力较小、空隙率高,使用寿命长、反应条件易于控制、抗冲击负荷等特点,越来越受到重视。该方法是依靠生长在惰性载体上的微生物来处理污染物质的系统。由于载体的存在,微生物的生物量增大,气液接触效率高,可以达到高效去除的目的。同时,滤料层的空隙较大,允许有比生物滤床更多的微生物量生长而不致出现填料堵塞的情况,从而可以承受更大的污染负荷,即使中断较长时间的营养物质供给,系统仍保持很高的去除率。由于生物滴滤塔通常由不含生物质的惰性填料构成,其顶部设有喷淋装置用以控制填料层的湿度,同时还能通过向喷淋液中加入营养盐和缓冲物质创造适宜微生物生长繁殖的环境,因此具有净化效率高、操作弹性较强等特点,适合处理污染负荷相对较高的非亲水性VOCs污染物,也适合处理卤代烃类降解过程产酸的污染物。

4 结语

目前,随着经济的发展和人们对生活环境质量要求的提高,我国对VOCs的排放及治理越来越重视,也陆续出台了相关的污染物控制标准,并大力扶持环保产业的发展。建议国家和地方环保部门加快VOCs相关环境标准的制定工作的同时,加强对VOCs治理设施的日常监督管理,确保污染物达标排放。

参考文献:

[1]张云,李彦锋.环境中VOCs的污染现状及处理技术研究进展[J].化工环保,2009,29(5):411-415.

[2]Shao M, Zhang Y H, Zeng L M, et al. Ground-level ozone in the Pearl River Delta and the roles of VOC and NOx in its production[J]. Journal of Environmental Management, 2009, 290(1): 512-518.

[3]吴祖良,谢德援,陆豪等.挥发性有机物处理新技术的研究[J].环境工程,2012(3): 76-80.