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新型VOC废气处理技术

日期:2018/1/5 | 阅读:597次

  1 .生物法
  生物法净化VOC废气是近年来发展起来的空气污染控制技术,它比传统工艺投资少,运行费用低,操作简单,应用范围广,是最有希望替代燃烧法和吸附净化法的新技术。
  VOC废气的生物法净化实质上是利用微生物的生命活动将废气中的有害物质转变成简单的无机物( 如CO2和H2O) 及细胞物质等,主要工艺有生物洗涤法、生物过滤法和生物滴滤法三种
  有机废气生物处理是一项新的技术,由于反应器涉及到气/ 液/固相传质及生化降解过程, 影响因素多而复杂,有关的理论研究及实际应用还不够深入、广泛,许多问题需要进一步探讨和研究,主要包括建立准确的反应动力学模式;填料特性以及如何克服 颗粒物在滤床中积累造成的堵塞; 动态负荷( 浓度和废气流量波动较大) 的调控; 最适工艺参数的确定;高浓度有机废气的治理;适合于特定有机物降解的细菌种类和接种方法等。
  2 .膜分离
  膜分离技术是采用对有机物具有选择性渗透的高分子膜, 在一定的压力下使VOC渗透而达到分离的目的。当VOC气体进入膜分离系统后,膜选择性地让VOC气体通过而被富集,脱除了VOC的气体留在未渗透侧,可以达标排放;富集了VOC的气体可去冷凝回收系统进行有机溶剂的回收。选择此方法回收废气中的丙酮、四氢吠喃、甲醇、乙睛、甲苯等,回收率可达9 7 %以上。目前,该方法正迅速发展成为石油化工、制药、食品加工等行业回收voc的有效方法。
  膜分离法适用于中高浓度废气的处理。 膜系统的费用与进口气体流速成正比, 与voc的浓度关系不大。此法最好用于高浓度、小流量和有较高回收价值的有机溶剂的回收,但其设备投资较高。随着对环境问题的越来越重视,膜分离技术的应 用前景会很广阔。这是因为该法是一种清洁技术,从膜分离系统出来的是回收的有机溶剂和净化了的排放气,减少了二次污染的产生,随着高效分离膜的开发和价格 的降低,膜技术的应用会越来越广。
  3 .非平衡等离子体法
  等离子体是不同于固、液、气等状态,由大量的正负带电粒子和中性粒子组成并表现出集体行为的一种准中性气体。当电子温度T e ;离子温度T ; 时,称为非平衡态等离子体,其电子温度可达到104K以 上, 而离子和中性粒子的温度却只有300-500K 。 系统处于热力学非平衡态,其表观温度较低,所以非平衡态等离子体又可称为低温等离子体。
  大气压非平衡等离子体技术在处理VOC,尤其是大气中低体积分数的VOC方面具有独特的作用。采用与催化剂合用,改进等离子体反应器结构等手段,能量效率可达到实用化水平。
  今后的研究方向是: 1 ) 寻找开发能与催化剂进行最佳配置的等离子体反应器, 包括放电形状,放电采用形式,电极结构,放电管( 或板) 结构以及输入电源的性能等;2 )寻找能促使化学反应,提高能量效率的合适催化剂;3 )等离子体反应器长时间运行操作的稳定性;4 )研究放电对处理过程中的中间产物或最终产物的影响及后处理问题等。
  4 .半导体光催化氧化法
  在继Fujishima等有关TiO2单晶电 极上光解水的 报道之后,1 9 7 7 年F r a n k 等人利用半导体材对污染物进行光催化降解取得了突破性的进展,从此半导体多相光催化作为一个崭新的领域得了深入而广泛的研究。其中TiO2由于具有抗化学 和光腐蚀、性能稳定、无毒、催化活性高、廉等优点而最受重视和具有广阔的应用前景。
  半导体的能带结构是不连续的,充满电子的价带 ( V B )和空的导带 ( C B )之间由禁带隔开。在p H为1 时的带隙是3 .2 e V 。 用光照射半导体光催化剂时,当光子能量高于半导体的禁带度,半导体的价带电子发生带间跃迁,即从价带跃迁到导带,从而产生光生空穴和电子;这些生空穴和电 子具有很强的氧化和还原能力,可以将吸附到光催化剂表面的污染物彻底降解为无无害的无机小分子化合物,无二次污染问题。
  近年来,随着材料、化学科学的发展,纳米材料TiO2光催化技术开始在处理VOC中得到了用。纳米材料由于其存在超细微粒和量子尺寸效应,表面原子多,比表 面积大,光催化剂吸附机物的能力增强,提高了催化剂的光催化活性,但我国在这方面的研究还有待进一步的开拓。后主要着眼于制备光催化净化技术所需核心材料 一光催化剂,设计普适化的光催化反应器,通不同改性的方法以提高光催化剂的吸附能力、光吸收能力、电荷分离能力,同时尝试不同的方将光催化剂负载于载体 上,从实际上探讨复合光催化剂在室内空气净化上的应用。

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