VOCs是一類疏水及持久性有機污染物，大多具有致癌、致畸、致突變性，對環(huán)境具有潛在危害，多種VOCs已被國家環(huán)保局列為優(yōu)先控制和優(yōu)先監(jiān)測的污染物，如鹵代烷烴、氯烯烴、氯芳烴、芳烴及其氧化物和氮化物等。隨著化工行業(yè)的發(fā)展，VOCs排放量與日俱增，具有范圍廣、排放量大等特點，其處理已成為目前國內(nèi)外研究的熱點之一。

1我國VOCs排放現(xiàn)狀

由于VOCs的排放狀況比較復雜，在我國當前的污染檢查和統(tǒng)計中，并沒有將其列入檢查范圍。在常規(guī)檢測中，也沒有將其收入檢測目錄。這導致目前為止，我們國內(nèi)仍然沒有有效的VOCs監(jiān)測機制，對其排放狀況和排放來源的統(tǒng)計缺乏數(shù)據(jù)，以至于我們只能通過估算來進行VOCs排放狀況統(tǒng)計。

清華大學和同濟大學等高校的科研人員曾經(jīng)對人為排放源進行過估算，結果表明在所有人為排放中，工業(yè)排放占據(jù)第一，達到了54.5%，其中，又分為四個部分，其各個部分的VOC排放狀況如圖1所示。

2低濃度VOCs廢氣處理技術

2.1蓄熱式焚燒技術

蓄熱式焚燒設備的形式常見有二室和三室結構，處理大風量時也可以設計成五室七室等結構。以三室結構為例：低濃度VOCs先通過已經(jīng)蓄熱的第一蓄熱槽吸熱，在燃燒室中焚化后再經(jīng)過第二蓄熱槽放熱加熱蓄熱槽。

此外，第三蓄熱槽同時以小風量風機將風管與蓄熱槽內(nèi)殘VOC氣體吹入燃燒室內(nèi)燃燒裂解,吹掃風量依爐膛溫度進行調(diào)節(jié)，可避免吹掃風量過大造成爐膛溫度大幅降低，造成能源浪費。三槽切換依序為進氣→吹除→排氣→進氣之順序進行。

整個進排氣室間的切換是以提升閥切換進行批次操作。燃燒室通常保持在800-850℃并達某一段滯留時間去氧化有機廢氣。燃燒室與蓄熱室是一高效率燃燒設備，VOC破壞去除效率一般能達到99.9%以上。

同時該設備一般設置緊急排放風門，防止爐膛超溫損壞蓄熱材。RTO爐采用的是微正壓設計，當爐膛壓力超過預設壓力時，為防止回火或發(fā)生爆炸危險，緊急風門也會打開。同時，為防止閥門超溫損傷，閥門設有空氣降溫管線；為保證煙氣溫度，緊急排放閥門后設有噴槍給煙氣降溫。

燃燒器安裝于中間燃燒室上，有合適的天然氣燃料串組件，含入口過濾網(wǎng)的助燃風機與安全控制。燒嘴結構搭配陶瓷內(nèi)襯，需周邊填實。燒嘴結構并配備有目視鏡以清楚地觀察主火火焰，以利于燃料氣和空氣的配比調(diào)整。并搭配火檢檢查火焰狀態(tài)。

2.2光催化氧化技術

光催化氧化技術指的是通過光的作用而形成化學反應，讓揮發(fā)性有機廢氣包含的有害物質(zhì)向無害化合物進行不斷轉化，讓揮發(fā)性有機廢氣自身污染性大大降低。起初，光催化氧化技術主要在處理廢水的方面應用，后來逐漸開始應用到處理廢氣。

現(xiàn)階段國內(nèi)外的大量專家學者都對應用光催化氧化技術的應用展開了大量研究，其研究結果表明:若催化劑的選擇合理，應用光催化氧化技術可以讓揮發(fā)性有機廢氣去除污染物的比率高達50%-70%，具有明顯的處理效果。

應用光催化氧化技術時，特定波長的光照條件下，可借助催化劑具備的光催化性，讓表面揮發(fā)性有機化合物進行氧化還原反應，然后使有機物最終氧化成為H2O、CO2與無機小分子物質(zhì)。

通過UV紫外線的光束對揮發(fā)性有機廢氣進行照射，將其中的二甲苯、甲苯、苯等分子鏈結構進行裂解，讓高分子化合物的分子鏈經(jīng)過紫外線高能光束的照射，向低分子的化合物進行轉變與裂解，比如H2O與CO2等。

同時，該光束還能將空氣氧分子有效分解成游離氧，游離氧自身正負電子不具有平衡性，和氧分子相互結合后會有臭氧形成。由于臭氧自身氧化作用較強，因此，能夠充分清除低濃度的揮發(fā)性有機廢氣。

按照揮發(fā)性有機廢氣濃度高度與風量大小，光催化氧化過程中為了讓設備的使用壽命、處理效果得到保證，需要進行廢氣源預處理的工作，將酸性的氣體預處理后方可讓其進入到凈化設備中。酸性氣體能夠很好地溶于水中，因此，預處理的工藝應采用弱堿性水洗裝置。

2.3低溫等離子體催化技術

不同于傳統(tǒng)的活性炭吸附等方式，該技術利用等離子體與催化手段的結合，能夠完成許多傳統(tǒng)方式難以解決的問題。將等離子體運用于低濃度VOCs廢氣排放處理始于20世紀80年代，那時候只是將等離子體技術進行單一使用，雖然也起到了一定的凈化效果，但是效率比較低，而且成本也高。

在后續(xù)應用中，人們發(fā)現(xiàn)將催化技術與等離子體技術相結合，能夠在凈化低濃度VOCs廢氣排放物時產(chǎn)生極高的效用，由此形成了現(xiàn)在使用的低溫等離子體催化技術。其不僅克服了高能耗的問題，還能夠節(jié)省大量的時間，擁有較高的凈化效率。

2.4生物處理技術

與上述的廢氣處理技術相比，生物處理技術是一種無污染、無害的有機廢氣處理方式。該技術是通過微生物的生理過程來處理廢氣的，即將有機廢氣中的有害物質(zhì)轉化為二氧化碳、水等簡單無機物。

通常情況下，生物處理技術主要包括以下幾個步驟：其一，低濃度VOCs廢氣中的有機污染物與水接觸并發(fā)生反應，迅速溶解于水中；其二，在液膜中溶解的有機物，當液態(tài)濃度較低時，會向生物膜進行擴散，進而被附著在生物膜上的微生物吸收；其三，微生物吸收有機廢氣后，經(jīng)過自身的生理代謝，轉化為對環(huán)境無害的化合物質(zhì)，從而實現(xiàn)有機廢氣的降解。

3低濃度VOCs廢氣處理工程技術的應用發(fā)展

第一，利用生物分子轉換。通過充分利用生物分子的轉換過程使得VOCs廢氣能夠獲得更高效的處理，同時將內(nèi)部中大量有害的物質(zhì)氣體轉化成可二次利用的成分然后通常重新組織的方式，這種治理技術在當前的發(fā)展中，適用性非常廣泛，相比上述技術由于需要投入大量的運營成本相比，其運營成本較低，系統(tǒng)整體的運行特征非常便捷，能夠適應不同類型VOCs廢氣的治理工程中，針對可以促進有害物質(zhì)在進行二次利用的優(yōu)勢，在當前的發(fā)展背景中，完全符合綠色環(huán)保的理念，因此，市場的推廣價值較高。

第二提取并分離有害物質(zhì)治理。提取并分離有害物質(zhì)治理指的是提取并分離低濃度VOCs廢氣中的有害物質(zhì)，并回收剩余氣體中的有用成分，減少有害廢氣對環(huán)境造成的污染，這項技術投入的資金比較多，適用于大范圍的工業(yè)區(qū)。隨著現(xiàn)代化社會的發(fā)展，科學技術水平得到了很大提升，這項技術將有更加廣闊的適用范圍。

第三，光解技術。光分解技術采取新型低濃度VOCs廢氣治理方案，利用光的分解作用協(xié)同催化共同對廢氣進行處理。

半導體材料為常見的催化劑，具有較強的催化能力，并且無需花費較高成本，具有安全可靠的優(yōu)點，對多種行業(yè)較為適用?，F(xiàn)階段科學家對新一代催化劑材料進行研究，科學技術在不斷發(fā)展過程中，納米材料進入人們眼簾。

納米材料也是催化劑研究的主要方向，該材料比半導體材料更加優(yōu)質(zhì)，能夠實現(xiàn)環(huán)保的目標，為未來光分解治理低濃度VOCs廢氣的最佳催化劑，是低濃度VOCs廢氣治理的跨越性進步。

4結束語

VOCs是有機化合物，具有揮發(fā)性質(zhì)的物體的一種總稱。VOCs常常作為一種有機溶劑使用在工業(yè)生產(chǎn)的過程中，因為其具備的揮發(fā)性能，在生產(chǎn)過程使用中對環(huán)境造成巨大的污染，對人體造成危害。研究低濃度揮發(fā)性有機廢氣處理技術與應用具有重要的意義。

研究人員應對當前揮發(fā)性有機廢氣的概況有一個全面了解，能夠將生物技術、光催化氧化技術、低溫等離子體技術等多種技術充分應用到處理低濃度揮發(fā)性有機廢氣的過程中，從而實現(xiàn)VOCs污染的有效治理，使排放的VOCs濃度符合國家規(guī)定的標準。