工業(yè)有機(jī)廢氣污染治理技術(shù)的研究
摘要：工業(yè)生產(chǎn)過程中，會(huì)用到大量能源燃料。它們經(jīng)過生產(chǎn)利用之后，會(huì)產(chǎn)生廢水、廢氣、廢物，倘若不及時(shí)處理，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重污染。其中，有機(jī)廢氣毒性非常大，會(huì)嚴(yán)重影響身體健康，應(yīng)作為重點(diǎn)治理對(duì)象。本文簡(jiǎn)要論述工業(yè)有機(jī)廢氣污染情況、危害、類型，深入探討工業(yè)有機(jī)廢氣污染治理技術(shù)的應(yīng)用及具體實(shí)施方法。
前言：工業(yè)生產(chǎn)過程中，由于采用的燃料大多是能源型燃料，在生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的有機(jī)廢氣，這些有機(jī)廢氣如果不經(jīng)加工處理直接排放，就會(huì)對(duì)人體健康帶來嚴(yán)重危害。我國對(duì)于工業(yè)有機(jī)廢氣的污染治理經(jīng)歷了一個(gè)漫長時(shí)期，在這一過程中也形成了多種形式的治理技術(shù)和方法，由于有機(jī)廢氣的成分構(gòu)成較為多樣化和復(fù)雜化，在具體的治理方法選擇上還有所側(cè)重點(diǎn)，根據(jù)國家的工業(yè)類型分布，采取相適應(yīng)的處理技術(shù)，把有機(jī)廢氣污染杜絕在源頭上，同時(shí)工業(yè)生產(chǎn)者也要加快生產(chǎn)技術(shù)的改造升級(jí)，提高能源的利用效率。
1.工業(yè)有機(jī)廢氣污染的危害
工業(yè)有機(jī)廢氣污染主要指的是以有機(jī)化合物（VOCs）為主的揮發(fā)性氣體。在化工生產(chǎn)過程中，許多產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝都會(huì)導(dǎo)致大量的有機(jī)化合物的排放，而這些有機(jī)化合物對(duì)生物和環(huán)境會(huì)造成許多傷害。
（1）對(duì)人體健康的危害：有機(jī)化合物（VOCs）可引發(fā)一系列光化學(xué)反應(yīng)，在陽光照射條件下，VOCs可與Nox和空氣中的其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成的臭氧可轉(zhuǎn)化為光化學(xué)煙霧，這些光化學(xué)煙霧會(huì)對(duì)人體的呼吸系統(tǒng)和眼睛造成影響，引發(fā)不適。同時(shí)，VOCs還具有強(qiáng)烈的刺激性氣味，當(dāng)空氣中VOCs濃度過高的時(shí)候，人體便會(huì)出現(xiàn)不適癥狀，一些有毒的VOCs如芳香烴等釋放到空氣中還會(huì)引發(fā)腫瘤病變和其他重疾。如制鞋工藝中的“三苯”可引發(fā)中毒死亡；涂料溶劑中揮發(fā)的甲苯和二甲苯等有毒氣體也是危害人們健康的重要污染源。
（2）對(duì)植物造成的危害：工業(yè)廢氣中的光化學(xué)煙霧和二氧化硫、氟化物等有機(jī)化合物對(duì)植物也會(huì)造成十分嚴(yán)重的危害，可導(dǎo)致植物枯黃落葉，甚至造成農(nóng)作物減產(chǎn)，同時(shí)，還會(huì)對(duì)植物的光合作用造成影響。
（3）對(duì)全球氣候環(huán)境的危害：工業(yè)有機(jī)廢氣污染是引發(fā)大氣污染的主要原因，這些有機(jī)廢氣化合物（VOCs）對(duì)大氣環(huán)境的污染是全球性的。工業(yè)有機(jī)廢氣對(duì)環(huán)境的破壞主要表現(xiàn)為三個(gè)方面：①造成臭氧層的破壞；②工業(yè)廢氣中有機(jī)化合物（VOCs）會(huì)導(dǎo)致酸雨，影響植物生長并造成農(nóng)作物減產(chǎn)，腐蝕建筑物等；③工業(yè)廢氣會(huì)導(dǎo)致全球氣候變暖和冰川融化，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。
2.常見工業(yè)有機(jī)廢氣污染的成因
工業(yè)中排放的有機(jī)廢氣主要來源于石油、化工、農(nóng)藥等行業(yè)，具有排放數(shù)量巨大、含有的污染物種類多、環(huán)境污染性嚴(yán)重等特點(diǎn)，主要包含含氮?dú)怏w污染物、含硫氣體污染物、碳類氧化物以及碳?xì)溆袡C(jī)氣體污染物。
2.1含氮有機(jī)氣體污染物
大氣中對(duì)環(huán)境有影響的含Ｎ污染物主要是ＮＯ和ＮＯ：。ＮＯ和ＮＯ：是對(duì)流層中危害最大的兩種氮的氧化物。ＮＯ：主要來自化石燃料的燃燒，汽車、飛機(jī)及各類動(dòng)力機(jī)械的燃燒過程。ＮＯ的天然來源有閃電、森林或草原火災(zāi)、大氣中氨的氧化及土壤中微生物的硝化作用等。這些氮類氧化物經(jīng)過光照、雷電等反應(yīng)形成復(fù)雜的含氮有機(jī)污染氣體，這些含氮有機(jī)污染氣體會(huì)嚴(yán)重破壞空氣中氣體組成比例，造成巨大的環(huán)境污染。
2.2含硫含硫氣體污染物
大氣污染物中的含硫化合物包括硫化氫、二氧化硫、三氧化琉、硫酸、亞硫酸鹽、硫酸鹽和有機(jī)硫氣溶膠。含硫類氣體污染物主要來源于金屬冶煉過程中，含硫礦物質(zhì)分解以及燃燒。含硫類無機(jī)非金屬氧化物在強(qiáng)光、高溫的作用下與空氣中的有機(jī)氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成污染更大的烷烴、烯烴等烴類硫取代物。
2.3碳?xì)溆袡C(jī)氣體污染物
碳?xì)浠衔锝y(tǒng)稱烴類，是指由碳和氫兩種原子組成的各種有機(jī)化合物，碳?xì)浠衔镏饕獊碜蕴烊辉�。在大氣污染中較重要的碳氯化合物有四類：烷烴、烯烴、芳香烴、含氧烴。表面上在城市中烴類對(duì)人類健康未造成明顯的直接危害，但是在污染的大氣中它們是形成危害人類健康的光化學(xué)煙霧的主要成分，尤其是在汽車尾氣發(fā)放中，未完全燃燒的烷烴有機(jī)氣體逸散到大氣中，破壞臭氧層，帶來嚴(yán)重的環(huán)境問題。
3.工業(yè)有機(jī)廢氣污染治理技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀
綜上，筆者對(duì)廢氣污染的來源及影響進(jìn)行了分析，就目前來看，常見的有機(jī)廢氣治理技術(shù)包括，催化燃燒法，吸附法，液體吸收法，微生物降解法等等，筆者將從這幾個(gè)方面來展開闡述。
3.1催化燃燒法
燃燒法是目前工業(yè)有機(jī)廢氣污染治理過程中使用最多的有機(jī)廢氣處理方法。其化學(xué)本質(zhì)是通過添加催化劑，讓工業(yè)有機(jī)廢氣在點(diǎn)火的情況下發(fā)生燃燒和分解反應(yīng)，經(jīng)過一些列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，最終生成對(duì)空氣無污染的水和二氧化碳排放到空氣中。然而在實(shí)際運(yùn)用中，由于工業(yè)有機(jī)廢氣成分復(fù)雜，甚至?xí)幸恍┲亟饘俜勰�，如鉛、鉻、汞等重金屬，這些重金屬往往會(huì)影響催化劑的使用效果，造成的催化燃燒不完全。同時(shí)催化燃燒法對(duì)于燃燒的裝置設(shè)備要求較高，這些設(shè)備要耐高溫耐氧化以及抗干擾能力強(qiáng)，、設(shè)備制造成本以及維護(hù)費(fèi)用依舊高昂。
3.2吸附法
吸附法是指通過吸附材料將有機(jī)廢氣吸附在吸附體上，進(jìn)而起到吸附有機(jī)廢氣的作用。吸附法要求吸附體有較大的相對(duì)表面積，密集分布的小孔和疏松分布的整體結(jié)構(gòu)，同時(shí)吸附體要耐高溫、耐水、耐腐蝕、耐酸堿以及穩(wěn)定的物理和化學(xué)性質(zhì)，同時(shí)媳婦體本身要具有一定的剛度和柔韌性，不易破碎。與其他工業(yè)有機(jī)廢氣污染治理技術(shù)相比，吸附法具有處理廢氣效率高、干凈清潔以及環(huán)保安全等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是設(shè)備龐大，吸附流程緩慢復(fù)雜，容易因?yàn)槲娇諝庵械乃羝А?/span>
3.3液體吸收法
這種治理技術(shù)的原理是實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢氣中的有害成分與吸收劑的融合，經(jīng)過融合后廢氣中的有害成分就會(huì)被排出。按照吸收的作用原理差異，我們可以將這種技術(shù)進(jìn)一步劃分為物理吸收法和化學(xué)吸收法兩種形式。前者物理吸收法是在物理原理利用下，依據(jù)物質(zhì)相似相容原理，將和吸收劑成分相似的有害氣體溶解在吸收劑中，進(jìn)而減少了有毒成分的含量，實(shí)現(xiàn)凈化治理的目的，但是，這種吸收方法對(duì)于那些水溶解性不是很好的有機(jī)廢氣來說，效果不是很理想；后者化學(xué)吸收技術(shù)則是通過吸收劑和廢氣中的有害成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在化學(xué)反應(yīng)的作用下來去除有害成分，實(shí)現(xiàn)凈化治理目的。
3.4微生物降解法
微生物法在污水處理工程應(yīng)用中，工藝已相當(dāng)成熟.有機(jī)廢氣的生物凈化技術(shù)是從脫臭開始的。近年來，德國、荷蘭、日本等國已逐漸將該法應(yīng)用于工業(yè)有機(jī)廢氣的治理中，國內(nèi)在這方面的研究較少，目前尚未廣泛應(yīng)用于工程實(shí)踐中.它的主要原理是通過篩選培養(yǎng)出對(duì)有機(jī)廢氣成分具有特別降解作用的微生物，固定附著在多孔性介質(zhì)填料表面，廢氣在填料床層中進(jìn)行生物處理，揮發(fā)性有機(jī)污染物被吸附在細(xì)孔中，經(jīng)過微生物的作用得到降解，生成H20和中性鹽等物質(zhì)。微生物凈化法的主要優(yōu)點(diǎn)是流程和設(shè)備較簡(jiǎn)單，一般不消耗有用原材料，運(yùn)行能耗和費(fèi)用較低、安全可靠、無二次污染，由于生化反應(yīng)速率較低，因此設(shè)備體積較大.按照工作介質(zhì)的不同，微生物降解法可分為微生物懸浮液法、活性污泥法、生物膜法等.廢氣的生物凈化設(shè)備可分為兩類：生物吸收裝置和生物過濾裝置.相對(duì)而言，吸收裝置比較適合于處理低濃度、大流量廢氣；過濾裝置比較適合于處理高濃度、小流量廢氣.生物過濾器開始多以構(gòu)筑物形式（生物濾池）出現(xiàn)，近年來還發(fā)展了集約化的生物濾箱。典型的微生物降解流程如圖1所示：
4.有機(jī)廢氣污染治理技術(shù)應(yīng)用的策略
4.1明確大氣污染的重點(diǎn)
首先，政府要在城市發(fā)展規(guī)劃方案上指出，要對(duì)工業(yè)“三廢”治理予以重點(diǎn)關(guān)注，尤其是有機(jī)廢氣的污染治理，嚴(yán)格要求和控制工業(yè)單位的有機(jī)廢氣排放量，進(jìn)一步強(qiáng)化工業(yè)廢氣治理工作；其次，實(shí)施工業(yè)點(diǎn)源廢氣專項(xiàng)整治計(jì)劃，并綜合多種措施，對(duì)存在的污染大氣行為進(jìn)行嚴(yán)厲打擊，包括聯(lián)合執(zhí)法、實(shí)時(shí)通報(bào)以及掛牌督促等措施。
4.2對(duì)現(xiàn)有治理技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新完善
科學(xué)技術(shù)的廣泛普及為工業(yè)有機(jī)廢氣污染治理注入了新的活力，并且在科技的支持下，治理效果和水平也越來越高，當(dāng)前較為常用的有機(jī)廢氣污染治理技術(shù)主要有活性炭吸附技術(shù)、催化燃燒技術(shù)、酸堿中和技術(shù)等等，這些技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果是非常好的，但是，都或多或少的存在著應(yīng)用方面的缺陷，因此，加強(qiáng)新技術(shù)的研究和創(chuàng)新，提高有機(jī)廢氣治理的針對(duì)性和強(qiáng)制性，對(duì)有機(jī)廢氣成分構(gòu)成進(jìn)行嚴(yán)格準(zhǔn)確測(cè)定，進(jìn)而制定一套完整健全的廢棄治理技術(shù)體系，此外，對(duì)于廢棄處理塔的設(shè)計(jì)也要采用新的過濾凈化系統(tǒng)，對(duì)廢棄排放進(jìn)行逐層逐級(jí)凈化，把有害物質(zhì)及時(shí)去除。
4.3加大政策的引導(dǎo)和宣傳力度
對(duì)于傳統(tǒng)工業(yè)制造進(jìn)行改造升級(jí)，注重從源頭上進(jìn)行嚴(yán)格把控，粗放型的生產(chǎn)模式要進(jìn)行轉(zhuǎn)變，積極引導(dǎo)企業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)轉(zhuǎn)型，實(shí)行新的生產(chǎn)方式和能源利用形式，重視治理設(shè)備的技術(shù)升級(jí)，與此同時(shí)，還要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)環(huán)保法律法規(guī)的宣傳，把環(huán)境保護(hù)意識(shí)向大眾灌輸，并在實(shí)際落實(shí)中提高公眾參與的熱情。
5.結(jié)語
目前，工業(yè)有機(jī)廢氣污染治理工作備受重視。該項(xiàng)工作實(shí)施難度比較大、專業(yè)性強(qiáng)、成本高，對(duì)專業(yè)領(lǐng)域技術(shù)人員提出了非常高的要求。相關(guān)領(lǐng)域研究者、從業(yè)者要依據(jù)工業(yè)有機(jī)廢氣污染情況、來源和類型，提出具體、有效的治理技術(shù)，明確具體工作實(shí)施過程中的各類注意事項(xiàng)，將空氣污染降到最低，實(shí)現(xiàn)環(huán)保要求。
文來源于《建筑模擬》
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