工业废气VOCs处理技术
跟着经济不断开展，工业生产会发生很多的挥发性有机化合物(VOCs)，VOCs 不经过有用处理排放到***气中，会发生严峻的环境问题，影响人们的健康。本文总述了 2010 年以来工业废气VOCs处理技术的几种常见办法(如光催化氧化法、生物法、燃烧法和低温等离子体法)的研讨进展，论述上述办法的***缺点、适用规模、去除作用和存在的问题，以期为有机废气VOCs处理技术运用供给有利参阅。
跟着工业化不断开展和严峻的空气雾霾，人们越来越重视环境空气质量。有些 VOCs 不光有毒，并且还存在致癌危险，如苯和甲醛等。有些VOCs经过光化学氧化后生成光化学烟雾和二次有机气溶胶，其间二次有机气溶胶是 PM 2.5 的重要组成部分，光化学烟雾和 PM 2.5 会构成灰霾天气现象，对***气能见度发生不***影响；有些 VOCs(如氟氯昂)会直接耗费***气层中的臭氧，构成臭氧空泛。近几年，工业源 VOCs处理技术又有了更***的开展。
1、光催化氧化法
光催化氧化法具有反应条件温文(常温、常压)，无挑选性地氧化 VOCs，并一起降解多种 VOCs，出资和运转本钱低，废气处理设备和操作简略等***点，***别适于处理低浓度 VOCs(<1000 mg/m3)。依据所运用的光源主波长，可分为紫外光催化氧化法和可见光催化氧化法。
TiO2是常用的光催化剂，遍及运用的紫外光波长为 185nm、254 nm 和 356 nm，其间波长≤200 nm 的紫外光称为真空紫外光。真空紫外光能发生O3，强化光催化氧化降解 VOCs，降解作用比 254 nm 波长的催化降解作用***。臭氧协同光催化氧化降解 VOCs的作用也***于***自的臭氧降解。可是真空紫外光催化氧化法的出气O3浓度高，能够考虑运用对O3分化才能较高的物质掺杂 TiO2，下降出气O3浓度。
以 TiO2为光催化剂的紫外光催化氧化法存在去除率和光能利用率不高级缺乏。因而，经过对 TiO2进行改性，使 TiO2拓展光谱呼应规模，并且按捺光生空穴和电子复合，进步光能利用率和去除率，改性的办法有掺杂、重金属堆积、敏化和半导体复合等。
为了战胜悬浮态催化剂易聚团失活的缺点，以及进步催化剂分散度和催化功能，催化剂一般负载在比外表积***的处理上，如泡沫金属处理、分子筛、和中空纤维膜等。针对金属氧化物难以固定的问题，可将 TiO2结构做成纳米微球办法，研讨发现多孔纳米 TiO2微球吸附才能高，能强化随后的光催化氧化反应，并发挥协同作用。
光催化降解法的研讨方向***要会集寻觅更为高效的催化剂，进步VOCs的去除率；寻觅适宜载体，完善催化剂固定化办法；深入开展可见光催化氧化法研讨。
2、生物法
生物法处理水溶性 VOCs 的净化作用***，反应条件温文，能耗小，无二次污染，出资和运转费用低一级***点，在工业上广泛用于处理***风量、低浓度、对生物无毒性的工业废气处理。
生物滴滤法(biotrickling filter，BTF)能有用去除中低浓度的VOCs 混合气体和包括H2S的有机废气，并且在瞬时工况条件下去除多组分含氯VOCs也有高度弹性。在长时间运转中，生物滴滤法呈现阻塞和运转功能恶化现象，***要微观原因是生物量的过量累积、非均匀性散布及生物膜活性下降。
研讨发现通入微量臭氧显着强化微生物的代谢活性，操控微生物成长量，减缓填料床层孔隙率减小，使生物量沿BTF径向散布相对均匀，按捺填料层阻塞，延长了BTF的运转周期，进步污染物的去除负荷和矿化率。
相对于一般的生物滴滤池，用外表活性剂和金属离子强化后的生物滴滤池稀有呈现过量的生物累积，这或将为处理高浓度疏水性 VOCs 供给新的处理办法。
膜生物反应器能够战胜传统生物法(生物洗刷、生物过滤和生物滴滤法)传质速率低、逗留时间长和反应器体积***等问题，合适处理低浓度、接连态或许瞬时态的VOCs混合气。膜处理决议了膜生物反应器去除高度疏水性VOCs的功能，近年来研讨的膜处理***要是疏水性聚合物中空纤维膜，如 PDMS膜、聚乙烯膜和聚砜膜等。
值得注意的是，膜生物反应器运用于处理多组分 VOCs气体时，存在一种气体按捺另一种气体降解的现象，类似于生物滴滤池。因而，在运用膜生物反应器降解VOCs混合气体时，需求慎重考虑气体混合类型及气体之间的相互作用。
两相分配生物反应器耦合了吸赞同生物降解功能，比传统生物法具有传质速率高、能够降解疏水性 VOCs 和吸附部分 VOCs以下降它们对微生物的生物毒性等***点 ，表现出较***的开展前景。
传统生物法除有机废气技术得到广泛的研讨及运用，可是存在传质速率低、逗留时间长和反应器体积***等问题。膜生物反应器和两相生物反应器能够战胜上述问题，可是降解作用有待进一步进步，两相分配生物反应器开展的要害还在于找到安全、高效的非水相。
3、燃烧法
燃烧法***要有直接燃烧、蓄热燃烧、催化燃烧和蓄热催化燃烧四种。
直接燃烧法工艺简略、净化功率高、燃烧产品***要是 H2O和CO2等。直接燃烧的运转温度一般***于 750 ℃，能耗高，还会发生 NOx 等二次污染物。当 VOCs 浓度小于 1000 ppm 时，仅靠本身燃烧发生的热量无法保持燃烧，需求增加辅佐燃料。
萧琦等研宣布了新式多蓄热室旋转换向蓄热式热氧化器，该氧化器对 VOCs 的处理功率为 96 %，比惯例热力燃烧炉节能70 %~90 %；可是处理较高浓度 VOCs，排放不合格。蓄热燃烧法对实践医药化工有机废气中的甲苯、甲醇、二氯甲烷、乙醚和四氢呋喃的去除率分别为 88.0 %、94.8 %、95.3 %、96.8 %和 94.6 %，可合格排放，但也存在较多问题，如进气口传感器和陶瓷体易被阻塞，阀门易腐蚀等。
蓄热式催化燃烧技术具有燃烧温度低(一般小于 400 ℃)，净化功率高，副产品(如NOx和二噁英)生成量少，对低浓度(<1000 ppm)VOCs也有催化氧化作用等***点。相对于单一金属催化剂，复合金属氧化物催化剂能发挥协同效应，******进步催化功能。
现在***要运用负载型催化剂，由于催化剂的催化功能不只取决于纳米金属离子的活性成分，还取决于负载处理，负载处理经过影响催化剂外表活性组分的分散度，然后影响催化剂活性。分子筛(如ZSM-5、MCM-41 和 SBA-15)是常见的负载处理之一，为了处理传统分子筛孔径小和激烈阻止传质的难题，组成出了具有快速传质功能的介孔分子筛。
阳离子会影响介孔分子筛的催化燃烧功能，Chunyu Chen 等制备出不同阳离子负载的Pt-R/Meso-AZSM-5(A=H + ，Na + ，K + ，和 Cs + )催化剂，其间Pt-R/Meso-KZSM-5在175 ℃下催化燃烧甲苯的去除率到达98 %，并且这种催化剂很安稳，能够疏忽水和二氧化碳对其的按捺作用。
在蓄热燃烧法的基础上衍生出蓄热催化燃烧法。姚伟卿等选用 Pd/Zr-Mn-O/载体催化剂在流向改换反应器中催化燃烧甲苯，甲苯浓度为 800~3200 mg/m3，去除率***于 96.5 %，并且催化剂的活性要比传统固定床的高 10%左右。流向改换催燃烧反应器集固定床催化反应器和蓄热换热床于一体，显着进步热回收率。未来应开宣布高活性、高安稳性、高机械强度、价格低廉、疏水功能和抗中毒功能杰出的催化剂，进步其催化活性。
4、低温等离子体法
低温等离子体废气处理技术操作条件温文(常温、常压)，处理 VOCs 品种广(除卤代烃外)，对低浓度 VOCs(<100 mg/m 3 )处理功率***于90%。可是单一的低温等离子体法发生较多的二次污染产品(如NOx、脂肪烃、HCN、CH3CN 和O3等)，并且动力功率和矿化率低。低温等离子体协同催化剂办法能量功率更高，O3浓度******下降，CO2挑选性更高，副产品品种更少和浓度更低 ，因而遭到更***重视。
低温等离子体废气净化设备放电的办法常见的是介质阻挠放电法。研讨发现进步催化剂的臭氧分化才能、介电常数和吸附性都有助于降解VOCs。为进步催化剂介电常数，一般运用铁电体催化剂;为进步催化剂的吸附性，可在反应器中填充吸附剂或许将催化剂负载在吸附剂上。
催化剂外表吸附 VOCs，增加了 VOCs 的逗留时间，加***了 VOCs 分子与活性粒子的磕碰机率，然后进步能量功率、去除率和CO2的挑选性。别的，催化剂的吸附性对污染物的降解途径影响很***，催化剂吸附性较弱，则降解进程***要在气相中进行;当吸附剂吸附性较强时，那么 VOCs 先被吸附在催化剂外表生成中心产品，然后脱附，再与活性粒子反应进一步氧化。
低温等离子体协同催化剂法处理 VOCs 的杰出问题是去除率与能耗之间的对立。别的，低温等离子体协同催化剂法还会发生一些二次污染物，仅考虑 VOCs 降解率也是缺乏的。为完成低温等离子体协同催化剂法工业运用，在考虑动力功率和副产品的条件下，进步 VOCs 的去除率；研讨副产品构成和降解机理，使降解反应更有挑选性。
跟着新***气法的出台，VOCs排污收费以及***众对环境空气质量的高度重视，VOCs处理范畴面临着巨***的开展机会。燃烧法、低温等离子体法、光催化氧化法和生物法是工业源中比较常见的工业废气VOCs处理技术，但是单一的工业废气处理技术的降解作用还不尽人意，还需求继续深入研讨。
实践运用中遍及运用两种或以上技术的组合，以补偿单一技术的缺乏。因而，在选用处理法的时分，应先依据有机废气的物种***性、进口浓度、风量和温湿度等条件，结合每种处理办法的适用规模、去除作用、初度出资和运营本钱等，确认废气处理办法。
