有機廢氣處理技術整理歸納2
4.冷凝法
冷凝法是利用物質在不同溫度下具有不同飽和蒸汽壓這一性質 ,采用降低系統溫度或提高系統壓力 ,使處于蒸汽狀態的污染物冷凝并從廢氣中分離出來的過程。冷凝過程可在恒定溫度的條件下用提高壓力的辦法來實現 ,也可在恒定壓力的條件下用降低溫度的辦法來實現 ,一般多采用后者。利用冷凝的辦法 ,能使廢氣得到很高程度的凈化 ,但是高的凈化要求 ,往往是室溫下的冷卻水所不能達到的。凈化要求愈高 ,所需冷卻的溫度愈低 ,這樣就會增加處理的難度和費用。因而 ,冷凝法往往與吸附、 燃燒和其他凈化手段聯合使用,以回收有價值的產品。
5.生物法
生物凈化實質上是一種氧化分解過程:附著在多孔、 潮濕介質上的活性微生物以廢氣中有機組分作為其生命活動的能源或養分,轉化為簡單的無機物 (CO2、 H2O)或細胞組成物質?,F階段主要工藝包括:生物過濾床、 生物滴濾床以及生物洗滌床。
5.1 過濾床
生物過濾床是一種在其中填入具有吸附性濾料 (如泥炭、 土壤、 活性炭等物質 )的凈化裝置。掛生物膜前 ,在過濾床中摻入 pH緩沖劑和 N、 P、 K等營養元素 (如 NH4NO3和 K2HPO3 ) ,當具有一定濕度的廢氣進入生物濾床,通過約 0 . 5~1m厚的生物活性填料層時 ,濾料中的微生物 (主要是細菌、 放線菌、 原生動物、 藻類等 )即可通過接觸而捕獲廢氣中的有機物并將其作為自身生長的碳源。因此 ,廢氣通過生物過濾床后即可被凈化 ,而濾料層中的微生物在生化降解污染物的過程中不斷生長繁殖 ,從而使生物濾池的操作得以持續進行。濾料使用一年后一般呈酸性 ,要定期進行維護和保養。
5.2 生物滴濾床
生物滴濾池與生物濾池的結構相似 ,不同之處在于其頂部設有噴淋裝置。生物滴濾床使用的是粗碎石、 塑料蜂窩狀填料、 塑料波紋板填料、 陶瓷、 不銹鋼拉西環、 樹皮、 活性炭纖維、 微孔硅膠等一類不具吸附性的填料 ,填料的表面是微生物形成的幾毫米厚的生物膜。廢氣通過滴濾池時 ,廢氣中的污染物被微生物降解 ,生物滴濾池在營養供給和微生物生長環境的調節方面有優勢 ,可承受比生物濾池更大的污染負荷 ,同時具有很大的緩沖能力 ,操作條件也易于控制 , 可通過調節循環液的 pH, 加入 K2HPO4、 NH4NO3等物質得以實現。
5.3 生物洗滌塔
生物洗滌塔通常由一個裝有填料的洗滌器和一個具有活性污泥的生物反應器構成。洗滌器里的噴淋裝置將循環液逆著氣流噴灑 , 使廢氣中的污染物與填料表面的水接觸 ,被水吸收而轉入液相 ,從而實現質量傳遞過程。吸收了廢氣組分的洗滌液 ,流入活性污泥池中 ,通入空氣充氧后再生 , 被吸收的氣態污染物通過微生物氧化作用 ,被活性污泥懸浮液從液相中除去,生物洗滌塔工藝中的液相是流動的 ,這有利于控制反應條件 ,便于添加營養液、 緩沖劑和更換液體 ,除去多余的產物。
不同成分、 濃度及氣量的氣態污染物各有其有效的生物凈化系統。生物洗滌塔適宜于處理凈化氣量較小、 濃度大、 易溶且生物代謝速率較低的廢氣;對于氣量大、 濃度低的廢氣可采用生物過濾床;而對于負荷較高以及污染物降解后會生成酸性物質的則以生物滴濾床為好。
6.脈沖電暈法
脈沖電暈法基本原理是通過前沿陡峭、 脈寬窄 (納秒級 )的高壓脈沖電暈放電 ,能在常溫、 常壓下獲得非平衡等離子體 ,即產生大量高能電子和 O、 H0等活性粒子 ,與有害分子進行氧化降解反應 ,使污染物最終轉化為無害物。1988年以來 ,美國就開展了電暈法降解低濃度的揮發性有機物的研究。研究表明在環境通常溫度和壓力下 ,該法能達到較好的效率。
7.膜分離法
膜分離法的基本原理是基于氣體中各組分透過膜的速度不同 ,每種組分透過膜的速度與該氣體的性質、膜的特性與膜兩邊的氣體分壓有關。膜分離法凈化有機廢氣是根據有機蒸氣和空氣透過膜的能力不同 ,而將二者分開的。常用膜分離工藝有:蒸氣滲透、 氣體膜分離和膜基吸收法。膜分離技術用于氣體凈化上的優點是投資費用低、 分離因子大、 分離效果好 (即凈化效果好 ) ,而且膜法凈化操作簡單、 控制方便、 操作彈性大。
8.光分解法
光分解 VOCs有兩種形式:一種是直接光照在波長合適時 , VOCs分解;另一種是催化劑存在下 ,光照 VOCs使之分解。
有研究表明 ,有機氯化物和氟氯烴在 185nm紫外光照射下 ,兩種物質都能在極短的時間內分解 ,鹵代物的分解速度大于氟氯烴;三氯乙烯幾秒鐘內即能分解成氧氣、 氯氣、 氟氣等。光分解可產生中間產物 ,可通過氫氧化鈉溶液處理或延長滯留時間等手段最終去除。
光催化降解技術原理是光催化劑如 Ti O2在紫外線的照射下被激活 ,使 H2O生成 OH自由基 ,然后 OH自由基將有機污染物氧化成 CO2 和 H2O 。用 Ti O2 催化劑時可采用普通的熒光燈為光源來消除惡臭和非常低濃度的污染物。受催化劑降解效率的影響 ,光催化氧化法在工業上的應用還待開發。