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工業有機廢氣污染治理技術的研究

《建筑模擬》   2019/11/14 9:51:19      點擊:

摘要:工業生產過程中,會用到大量能源燃料。它們經過生產利用之后,會產生廢水、廢氣、廢物,倘若不及時處理,會產生嚴重污染。其中,有機廢氣毒性非常大,會嚴重影響身體健康,應作為重點治理對象。本文簡要論述工業有機廢氣污染情況、危害、類型,深入探討工業有機廢氣污染治理技術的應用及具體實施方法。

前言:工業生產過程中,由于采用的燃料大多是能源型燃料,在生產過程中會產生大量的有機廢氣,這些有機廢氣如果不經加工處理直接排放,就會對人體健康帶來嚴重危害。我國對于工業有機廢氣的污染治理經歷了一個漫長時期,在這一過程中也形成了多種形式的治理技術和方法,由于有機廢氣的成分構成較為多樣化和復雜化,在具體的治理方法選擇上還有所側重點,根據國家的工業類型分布,采取相適應的處理技術,把有機廢氣污染杜絕在源頭上,同時工業生產者也要加快生產技術的改造升級,提高能源的利用效率。

1.工業有機廢氣污染的危害

工業有機廢氣污染主要指的是以有機化合物(VOCs)為主的揮發性氣體。在化工生產過程中,許多產品的生產工藝都會導致大量的有機化合物的排放,而這些有機化合物對生物和環境會造成許多傷害。

1)對人體健康的危害:有機化合物(VOCs)可引發一系列光化學反應,在陽光照射條件下,VOCs可與Nox和空氣中的其他物質發生反應,生成的臭氧可轉化為光化學煙霧,這些光化學煙霧會對人體的呼吸系統和眼睛造成影響,引發不適。同時,VOCs還具有強烈的刺激性氣味,當空氣中VOCs濃度過高的時候,人體便會出現不適癥狀,一些有毒的VOCs如芳香烴等釋放到空氣中還會引發腫瘤病變和其他重疾。如制鞋工藝中的“三苯”可引發中毒死亡;涂料溶劑中揮發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)對植物造成的危害:工業廢氣中的光化學煙霧和二氧化硫、氟化物等有機化合物對植物也會造成十分嚴重的危害,可導致植物枯黃落葉,甚至造成農作物減產,同時,還會對植物的光合作用造成影響。

3)對全球氣候環境的危害:工業有機廢氣污染是引發大氣污染的主要原因,這些有機廢氣化合物(VOCs)對大氣環境的污染是全球性的。工業有機廢氣對環境的破壞主要表現為三個方面:①造成臭氧層的破壞;②工業廢氣中有機化合物(VOCs)會導致酸雨,影響植物生長并造成農作物減產,腐蝕建筑物等;③工業廢氣會導致全球氣候變暖和冰川融化,對生態環境造成嚴重破壞。

2。常見工業有機廢氣污染的成因

工業中排放的有機廢氣主要來源于石油、化工、農藥等行業,具有排放數量巨大、含有的污染物種類多、環境污染性嚴重等特點,主要包含含氮氣體污染物、含硫氣體污染物、碳類氧化物以及碳氫有機氣體污染物。

2.1含氮有機氣體污染物

大氣中對環境有影響的含N污染物主要是NO和NO:。NO和NO:是對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、飛機及各類動力機械的燃燒過程。NO的天然來源有閃電、森林或草原火災、大氣中氨的氧化及土壤中微生物的硝化作用等。這些氮類氧化物經過光照、雷電等反應形成復雜的含氮有機污染氣體,這些含氮有機污染氣體會嚴重破壞空氣中氣體組成比例,造成巨大的環境污染。

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,含硫礦物質分解以及燃燒。含硫類無機非金屬氧化物在強光、高溫的作用下與空氣中的有機氣體發生化學反應形成污染更大的烷烴、烯烴等烴類硫取代物。

2.3碳氫有機氣體污染物

碳氫化合物統稱烴類,是指由碳和氫兩種原子組成的各種有機化合物,碳氫化合物主要來自天然源。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煙霧的主要成分,尤其是在汽車尾氣發放中,未完全燃燒的烷烴有機氣體逸散到大氣中,破壞臭氧層,帶來嚴重的環境問題。

3.工業有機廢氣污染治理技術的應用現狀

綜上,筆者對廢氣污染的來源及影響進行了分析,就目前來看,常見的有機廢氣治理技術包括,催化燃燒法,吸附法,液體吸收法,微生物降解法等等,筆者將從這幾個方面來展開闡述。

3.1催化燃燒法

燃燒法是目前工業有機廢氣污染治理過程中使用最多的有機廢氣處理方法。其化學本質是通過添加催化劑,讓工業有機廢氣在點火的情況下發生燃燒和分解反應,經過一些列復雜的化學反應,最終生成對空氣無污染的水和二氧化碳排放到空氣中。然而在實際運用中,由于工業有機廢氣成分復雜,甚至會含有一些重金屬粉末,如鉛、鉻、汞等重金屬,這些重金屬往往會影響催化劑的使用效果,造成的催化燃燒不完全。同時催化燃燒法對于燃燒的裝置設備要求較高,這些設備要耐高溫耐氧化以及抗干擾能力強,、設備制造成本以及維護費用依舊高昂。

3.2吸附法

吸附法是指通過吸附材料將有機廢氣吸附在吸附體上,進而起到吸附有機廢氣的作用。吸附法要求吸附體有較大的相對表面積,密集分布的小孔和疏松分布的整體結構,同時吸附體要耐高溫、耐水、耐腐蝕、耐酸堿以及穩定的物理和化學性質,同時媳婦體本身要具有一定的剛度和柔韌性,不易破碎。與其他工業有機廢氣污染治理技術相比,吸附法具有處理廢氣效率高、干凈清潔以及環保安全等優點,缺點是設備龐大,吸附流程緩慢復雜,容易因為吸附空氣中的水蒸汽而失效。

3。3液體吸收法

這種治理技術的原理是實現有機廢氣中的有害成分與吸收劑的融合,經過融合后廢氣中的有害成分就會被排出。按照吸收的作用原理差異,我們可以將這種技術進一步劃分為物理吸收法和化學吸收法兩種形式。前者物理吸收法是在物理原理利用下,依據物質相似相容原理,將和吸收劑成分相似的有害氣體溶解在吸收劑中,進而減少了有毒成分的含量,實現凈化治理的目的,但是,這種吸收方法對于那些水溶解性不是很好的有機廢氣來說,效果不是很理想;后者化學吸收技術則是通過吸收劑和廢氣中的有害成分發生化學反應,在化學反應的作用下來去除有害成分,實現凈化治理目的。

3。4微生物降解法

微生物法在污水處理工程應用中,工藝已相當成熟。有機廢氣的生物凈化技術是從脫臭開始的。近年來,德國、荷蘭、日本等國已逐漸將該法應用于工業有機廢氣的治理中,國內在這方面的研究較少,目前尚未廣泛應用于工程實踐中。它的主要原理是通過篩選培養出對有機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填料表面,廢氣在填料床層中進行生物處理,揮發性有機污染物被吸附在細孔中,經過微生物的作用得到降解,生成H20和中性鹽等物質。微生物凈化法的主要優點是流程和設備較簡單,一般不消耗有用原材料,運行能耗和費用較低、安全可靠、無二次污染,由于生化反應速率較低,因此設備體積較大.按照工作介質的不同,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.廢氣的生物凈化設備可分為兩類:生物吸收裝置和生物過濾裝置.相對而言,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筑物形式(生物濾池)出現,近年來還發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.有機廢氣污染治理技術應用的策略

4.1明確大氣污染的重點

首先,政府要在城市發展規劃方案上指出,要對工業“三廢”治理予以重點關注,尤其是有機廢氣的污染治理,嚴格要求和控制工業單位的有機廢氣排放量,進一步強化工業廢氣治理工作;其次,實施工業點源廢氣專項整治計劃,并綜合多種措施,對存在的污染大氣行為進行嚴厲打擊,包括聯合執法、實時通報以及掛牌督促等措施。

4。2對現有治理技術進行創新完善

科學技術的廣泛普及為工業有機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,當前較為常用的有機廢氣污染治理技術主要有活性炭吸附技術、催化燃燒技術、酸堿中和技術等等,這些技術的實際應用效果是非常好的,但是,都或多或少的存在著應用方面的缺陷,因此,加強新技術的研究和創新,提高有機廢氣治理的針對性和強制性,對有機廢氣成分構成進行嚴格準確測定,進而制定一套完整健全的廢棄治理技術體系,此外,對于廢棄處理塔的設計也要采用新的過濾凈化系統,對廢棄排放進行逐層逐級凈化,把有害物質及時去除。

4.3加大政策的引導和宣傳力度

對于傳統工業制造進行改造升級,注重從源頭上進行嚴格把控,粗放型的生產模式要進行轉變,積極引導企業實現生產轉型,實行新的生產方式和能源利用形式,重視治理設備的技術升級,與此同時,還要進一步加強對環保法律法規的宣傳,把環境保護意識向大眾灌輸,并在實際落實中提高公眾參與的熱情。

5.結語

目前,工業有機廢氣污染治理工作備受重視。該項工作實施難度比較大、專業性強、成本高,對專業領域技術人員提出了非常高的要求。相關領域研究者、從業者要依據工業有機廢氣污染情況、來源和類型,提出具體、有效的治理技術,明確具體工作實施過程中的各類注意事項,將空氣污染降到最低,實現環保要求。

文來源于《建筑模擬

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