VOCs末端治理技术的分析介绍

末端治理技术包括两大类：第一类是回收技术，该技术是使用非破坏性方法，即采用物理方法将VOCs回收；第二类是销毁技术，该技术是通过生化反应将VOCs氧化分解为无毒或低毒物质的破坏性方法。

1.回收技术

对于高浓度或比较昂贵的具有回收价值的VOCs，宜采用回收技术加以循环利用。常用的回收技术主要有吸附、吸收、冷凝技术等。

（1）吸附技术

吸附法是目前最广泛使用的VOCs回收法。它属于干法工艺，是通过具有较大表面积的吸附剂对废气中所含的VOCs进行吸附，将净化后的气体排入大气。吸附法主要用于低浓度、高通量的VOCs处理。吸附法是一种传统的废气治理技术，具有能耗低、工艺成熟、去除率高、净化彻底、易于推广的优点，有很好的环境和经济效益。其缺点是设备庞大、流程复杂、再生的液体不能回用，这些液体必须进行处理，不仅可能造成二次污染，而且增加许多处理成本，另外当废气中有气溶胶或其他杂质时，吸附剂易失效。由于全过程的复杂性，费用也相对较高。

（2）吸收技术

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。VOCs的吸收通常为物理吸收。根据有机物相似相溶的原理，常采用沸点较高、蒸汽压较低的柴油、煤油作为溶剂，使VOCs从气相转移到液相中，然后对吸收液进行解析处理，回收其中的VOCs，同时使溶剂得以再生。对一些水溶性较高的化合物，也可以使用水作为吸收剂。当吸收剂为水时，采用精馏处理就可以回收有机溶剂；当吸收剂为非水溶剂时，从降低运行成本考虑，常需进行吸收剂的再生。吸收技术是控制大气污染的重要手段之一，不仅能消除气态污染物，而且能将污染物转化为有用产品。

（3）冷凝技术

冷凝法是利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸汽压这一性质，采用降低系统温度或提高系统压力的方法，使处于蒸汽状态的污染物冷凝并从废气中分离出来的过程。冷凝法适用于高浓度有机溶剂蒸汽的净化，经过冷凝后尾气还有一定浓度的有机物，需进行二次低浓度尾气治理。在有机废气治理中，通常采用常温水或低温水对高浓度的废气首先进行冷凝回收，冷凝后的尾气再进行吸附或催化燃烧处理。对于低浓度的有机废气，当需要进行回收时，可以首先采用吸附浓缩的方法，吸附浓缩后高浓度废气再采用冷凝技术处理。

2.销毁技术

对于中等浓度或低浓度（＜1000mg/　m³）的VOCs一般选择销毁的方法，常用的销毁技术有燃烧法（直接燃烧法、热力燃烧法和催化燃烧法）、生物法（主要是生物过滤、生物洗涤、生物滴滤三种）、光催化降解、电晕法、等离子体技术等。

燃烧法热破坏是目前应用比较广泛也是研究较多的有机废气治理方法，特别是对低浓度有机废气。目前使用的燃烧净化方法有直接燃烧、热力燃烧和催化燃烧。燃烧时所发生的化学作用主要是燃烧氧化作用及高温下的热分解。因此，这种方法只能适用于净化那些可燃的或在高温情况下可以分解的有害物质。对化工、喷漆、绝缘材料等行业的生产装置中所排出的有机废气，广泛采用了燃烧净化的手段。由于VOCs燃烧氧化的最终产物是CO2和H2O等，因而使用这种方法不能回收到有用的物质，但由于燃烧时放出大量的热，使排气的温度很高，所以可以回收热量。

（1）直接燃烧法

直接燃烧法是使VOCs在较高温度下迅速转化为CO2和H2O，直接燃烧法温度一般在1100℃以上，适合于治理高浓度的有机废气。处理VOCs浓度范围在5000～10000mg/　m³。直接燃烧法工艺成熟，在适当的温度和保留时间下，可以达到99%的热处理效率。优点是在适当的温度和保留时间下，处理率可达99%，运行费用较低。缺点是容易发生爆炸，并且浪费热能、产生二次污染，能耗高，投资大，易氧化空气中的N2。

（2）热力燃烧法(www.xing528.com)

热力燃烧法一般用于处理废气中含可燃组分浓度较低的情况。它和直接燃烧法的区别就在于直接燃烧法的废气由于本身含有较高浓度的可燃组分，它可以直接在空气中燃烧。热力燃烧法则不同，废气中可燃组分的浓度很低，燃烧过程中所放出的热量不足以满足燃烧过程所需的热量。因此，废气本身不能作为燃料，只能作为辅助燃料燃烧过程中的助燃气体，在辅助燃料燃烧的过程中，将废气中的可燃组分销毁。与直接燃烧法相比，热力燃烧法所需要的温度一般较低，通常为540～820℃。

（3）催化燃烧法

目前，VOCs治理技术中催化燃烧法技术相对成熟。催化燃烧法是在催化剂存在的条件下，VOCs气体中的可燃组分在较低的温度下进行的一种无焰燃烧，将有害VOCs转化成无害的二氧化碳和水的过程。由于催化剂的存在，氧化反应的活化能得到降低，氧化分解可在较低的温度下进行，一般为200～400℃。

（4）生物技术

生物降解技术最早应用于脱臭，近年来逐渐发展成为VOCs的新型污染控制技术。废弃生物净化技术实质上就是通过附着在反应器内填料上的微生物，在新陈代谢过程中将废气中的污染物转化为简单的无机物（CO2、H2O和SO2等）和微生物细胞质的过程。其中，废气中的VOCs分解为二氧化碳、水等无机物；含硫恶臭污染物中的硫转化为硫化氢并进一步转化为环境中稳定的硫酸盐；含氮污染物中的氮转化为环境中稳定的硝酸盐或氮气。

（5）光催化技术

光催化氧化法主要是利用光催化剂（如TiO2）的光催化性，氧化吸附在催化剂表面的VOCs。利用特定波长的光（通常为紫外光）照射光催化剂，激发出“电子—空穴”（一种高能粒子）对，这种“电子—空穴”对与水、氧发生化学反应，产生具有极强氧化能力的自由基活性物质。光催化氧化与电化学、Q3、超声和微波等技术耦合可以显著提高对有机物的净化能力。光催化氧化具有选择性，反应条件温和（常温、常压），催化剂无毒，能耗低，操作简便，价格相对较低，无副产物生成，使用后的催化剂可用物理和化学方法再生后循环使用，对几乎所有污染物均具净化能力等优点。目前光催化氧化技术存在反应速率慢、光子效率低、催化剂失活和难以固定等缺点。

（6）等离子体技术

低温等离子体净化技术是近年来发展起来的废气治理新技术。低温等离子体破坏技术属低浓度VOCs治理的前沿技术。研究表明，C—S和S—H键比较容易被打开，因此低温等离子体技术对于臭味的净化具有良好的效果，如橡胶废气、食品加工废气等的除臭。

（7）脉冲电晕技术

脉冲电晕技术基本原理是通过沿陡峭、脉冲窄的高压脉电晕的电，在常温常压下获得非平衡等离子体，即产生大量高能电子和O、OH等活性粒子，与有害物质分子进行氧化降解反应，使污染物最终无害化。该技术适用于低浓度广范围的VOCs废气处理。电晕放电技术对VOCs的处理效率非常高，应用范围广，基本上各类VOCs都能有效处理，对低浓度VOCs处理效果显著。运行工艺简单，维护方便，能耗低，比传统方法更经济有效。其优点在于工艺流程简单，维护方便，处理效率高，运行费用低，特别对芳烃的去除效率高。缺点是对高浓度VOCs处理效率一般还停留在实验室阶段。

（8）紫外氧化法

紫外氧化法是通过紫外光照射产生的臭氧将VOCs氧化分解成低分子化合物、二氧化碳和水的一种技术。紫外氧化法主要应用于恶臭气体的除臭，具有除臭效率高、设备简单、运行成本低、无须添加化学药剂等特点。但存在氧化不彻底、有低分子中间产物产生的缺陷。

2016年9月，上海市环境保护局发布《上海市印刷业挥发性有机物控制技术指南》，是印刷业及生产过程项目环境影响评价、工程设计、工程验收以及运营管理等环节的技术依据。