大气中VOCs处理技术综述

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1、毕业论文（设计）文献综述题 目：VOCs处理技术综述学院：环境科学与工程学院专 业：环境科学班级：环科xxxx学 号：09xxxxx17学生姓名：xxx指导教师：xxVOCs处理技术综述摘 要：VOCs废气是一类对环境和人类产生严重危害的废气。本文综述了目前 国内外各项VOCs处理技术的原理应用及其优缺点，并重点介绍了吸附法、膜分 离法、液体吸收法、催化燃烧法、低温等离子体以及光催化氧化等治理技术，并 对其优缺点进行了述评。最后探讨了大气中VOCs治理技术的发展方向。关键词：挥发性有机物低温等离子体光催化氧化 生物处理催化燃烧The review of Treating Volatile Or

2、ganic CompoundsAbstract: VOCs cause serious harm to the environment and human.This paper reviews the principle and the advantages and disadvantages of various VOCs processing technology at home and abroad.Focuses on the adsorption, membrane separation, liquid absorption, catalytic combustion method,

3、 low temperature plasma and photocatalytic oxidation VOCs treatment technology.Finally, discuss the VOCs treatment technology trends.Keywords: VOCs , Plasma technology , Photocatalytic oxidation technology , Biodegradation technology , Catalytic combustion technology1简介挥发性有机化合物(volatile organic comp

4、ounds，VOCs)，是对某一类有机 化合物的总称。随着我国工业企业的迅猛崛起，各种环境问题接踵而至，其中 VOCs的污染逐渐得到关注1。世界卫生组织等机构从物理学角度将VOCs定义为： 在标准大气压下，熔点低于室温、沸点低于50260C的有机化合物总称。美国 国家环境保护局等机构从化学角度将VOCs定义为：除二氧化碳、一氧化碳、碳 酸、碳酸盐、金属碳化物和碳酸氨之外的，任何可以参加大气光化学反应的碳化 合物的总称。VOCs种类繁多，来源广泛，如交通运输、制药企业、加油站、包装印刷、 涂料生产、汽车喷漆等行业的污染物排放。许多VOCs具有神经毒性、肾脏和肝脏毒性，甚至具有致癌作用，能损害血

5、液成分和心血管系统，引起胃肠道紊乱，诱发免疫系统、内分泌系统及造血系统 疾病，造成代谢缺。目前的VOCs处理方法包括非破坏性，破坏性方法，以及这两种方法的组合。 非破坏性的方法，主要是吸收，吸附，膜分离技术，冷凝，一般通过物理的方法， 在温度，压力或选择性吸附和选择性渗透膜法浓缩和分离挥发性有机化合物；破 坏性的方法为热氧化，直接燃烧，催化燃烧，等离子，生物氧化，光催化氧化法， 及其集成技术，主要是通过化学或生化反应，光，热，微生物和催化剂将挥发性 有机物转化成CO 2和H2O以及其他无毒的无机小分子化合物。传统的挥发性废气 处理常用吸附、吸收法去除，燃烧去除等，在最近几年中，低温等离子体，半

6、导 体光催化剂的技术得到了迅速发展2。本文将对VOCs的主要的几项处理技术做简要的介绍与分析。2原理目前的挥发性有机污染物的治理包括破坏性，非破坏性方法，及这两种方法 的组合。破坏性的方法包括燃烧、生物氧化、热氧化、光催化氧化，低温等离子体及 其集成的技术，主要是由化学或生化反应，用光，热，微生物和催化剂将VOCs 转化成CO 2和H2O等无毒无机小分子化合物。非破坏性法，即回收法，主要是碳吸附、吸收、冷凝和膜分离技术，通过物 理方法，控制温度，压力或用选择性渗透膜和选择性吸附剂等来富集和分离挥发 性有机化合物。传统的挥发性废气处理常用吸收、吸附法去除，燃烧去除等，在最近几年中， 半导体光催化

7、剂的技术体，低温等离子得到了迅速发展。3工艺3.1吸附工艺3.1.1吸附工艺简介吸附法净化气态污染物是指利用固体吸附剂对气体混合物中各组分吸附选 择性的不同而分离气体混合物的方法。吸附过程是一个浓缩过程，气态污染物通 过吸附作用被浓缩到吸附剂表面上后再进行后续处理。吸附法主要适用于低浓度 气态污染物的净化，对于高浓度的有机气体，通常需要首先经过冷凝等工艺将浓 度降低后再进行吸附净化3。吸附技术是最为经典和常用的气体净化技术，也是 目前工业VOCs治理的主流技术之一。吸附法的关键技术是吸附剂、吸附设备和 工艺、再生介质、后处理工艺等4。活性炭（Activated Carbon）因其具有大比表面积

8、和微孔结构而广泛应用于 吸附回收有机气体。目前，对活性炭吸附有机气体的研究主要集中在吸附平衡的 预测、活性炭材料的改性及有机物的物化性质对活性炭吸附性能的影响。通常将吸附与冷凝法连用。吸附后经脱附，冷凝回收挥发性有机物。3.1.2活性炭吸附工艺原理及流程活性炭净化空气属于吸附领域，吸附是由于吸附剂和吸附质分子间的作用力 引起的。吸附主要靠分子间的范德华力，把吸附质吸附在吸附剂表面，是可逆过 程，只能暂时阻挡污染而不能消除分解污染物。活性炭外观为粉末或颗粒状，活 性炭中微孔对活性炭吸附量起着支配作用，中孔和大孔一般为吸附质分子进入通 道，在通道内的扩散讨程的快慢也会影响吸附量的大小6。活性炭纤维

9、（Act ivated Carbon Fibers，简称ACFs）吸附有机废气是当今世界上最为先进的技 术之一，活性炭纤维比颗粒状活性炭具有更大的吸附容量和更快的吸附动力学性 能7，活性炭吸、脱附工艺流程见图18。冷化X图1有机废气吸附回收装置工艺流程图3.1.3活性炭吸附工艺影响因素活性炭净化空气的物理吸附，如图2所示四种情况：1）分子直径大于孔的 直径，由于空间位阻，分子不能入孔，因此不吸附；2）分子直径等于孔的直径， 吸附剂的捕捉力很强，非常适合低浓度吸附；3）分子直径小于孔的直径，孔内发生毛细管冷凝，吸附容量大；4）分子直径远小于孔的直径，吸附分子很容易 解吸，解吸速率高，低浓度下的吸

10、附量较小。/吸附质图2分子尺寸和活性炭的关系3.1.4活性炭吸附工艺的优缺点优点：1）适用于低浓度的各种污染物；2）活性炭价格不高，能源消耗低，应 用起来比较经济；4）通过脱附冷凝可回收溶剂有机物；5）应用方便，只与同空气 相接触就可以发挥作用；6）活性炭具有良好的耐酸碱和耐热性，化学稳定性较高。缺点：1）吸附量小，物理吸附存在吸附饱和问题，随着吸附剂的消耗，吸附 能力也变弱，使用一段时间后可能会出现吸附量小或失去吸附功能；2）吸附时， 存在吸附的专一性问题，对混合气体，可能吸附性会减弱，同时也存在分子直径 与活性炭孔径不匹配，造成脱附现象；3）活性炭吸附只是将有毒害气体转移，并 没有达到分解

11、有害气体的功效，可能会带来二次污染。不适高浓度废气，不适含 水或含粒状物的废气。3.2.吸收工艺3.2.1吸收工艺简介用溶液、溶剂或清水吸收工业废气中的挥发性气体，使其与废气分离的方法 叫吸收法。溶液、溶剂、清水称为吸收剂。吸收剂不同可以吸收不同的有害气体。 吸收法使用的吸收设备叫吸收器、净化器或洗涤器。吸收法的工艺流程和湿法除毕业论文：文献综述学生姓名：定稿时间:尘工艺近似，只是湿法除尘工艺用清水，而吸收法净化有害气体要用溶剂或溶液。3.2.2吸收工艺原理及流程以石油和天然气回收为例，石油和天然气回收应包括炼油厂，化工厂，石油 和天然气站装卸、产生的油气。石油和天然气出厂到销售终端是一个完整

12、的系统。 美国和欧洲国家，通常是在加油站采用一阶段和两阶段油气回收措施，即密闭卸 油与加油，储罐内油气返回油罐车，在加油时使用真空辅助装置或油箱内压返回 储罐。在油库，炼油厂和其他石油制品经销地设置油气回收装置，回收油气。吸收法通常用于油气回收。装卸油品时产生的油气进入吸收塔，从出口排出 贫油空气，解吸塔内进行吸收液的真空解吸，解吸的吸收液再循环利用，回收塔 用汽油将进入的解吸气进行回收，尾气返回吸收塔重复该过程。用溶液吸收法回 收挥发性有机物的吸收液通常是特殊的吸收液，吸收液的选择将影响回收效果 9。其工艺流程图见图3。解吸塔装卸油气1泵AXZ真空泵吸收塔真空泵图3吸收法工艺流程图3.2.3

13、吸收工艺的影响因素3.2.4吸收工艺优缺点优点：吸收法工艺比较简单，设备投资较低，操作和维修费用基本与碳吸附 法相当，由于吸收介质是采用煤油和吸收液，因此没有二次污染问题。缺点：此工艺方法回收效率低，对于环保要求较高时，很难达到允许的油气 排放标准；设备占地空间大；能耗高；吸收剂消耗较大，需不断补充。3.3冷凝工艺3.3.1冷凝工艺简介油品在储运和销售过程中部分轻烃组分挥发进入大气，造成资源浪费和环境 危害。同时有机溶剂广泛应用于工业生产中，每年都有大量的有机溶剂挥发到空 气中，危害人类健康，造成严重的环境污染。采取合适的方法回收这些挥发性有 机物不但可以降低企业生产成本，而且具有巨大的环保效

14、益。冷凝法是用来回收VOCs的一种有效方法，其基本原理是利用气态污染物在 不同的温度和压力下具有不同饱和蒸汽压，通过降低温度和增加压力，使某些有 机物凝结出来，使VOCs得以净化和回收。3.3.2冷凝工艺原理及流程冷凝式油气回收设备采用多级复叠或自复叠制冷技术，系统流程虽然相对复 杂，但其关键部件压缩机和节流机构已全部实现本土化生产，投资和运行成本较 低10。根据换热管工作原理可分为制冷剂回路和气体回路部分，换热管连接两部。 在气体循环部分，低温冷媒在换热器中和热的有机溶剂混合气体进行热交换，有 机溶剂液化后回收，制冷剂流入储液罐。制冷剂回路，压缩机将制冷剂压缩成高 温高压气态制冷剂，通过风冷

15、冷凝器液化，通过干燥过滤器，在冷媒-制冷剂热 交换器中冷的液态制冷剂与冷媒进行热交换，低温冷媒进入储液罐，制冷剂通过 吸入过滤器进入压缩机入口，完成整个的制冷剂冷媒换热过程。冷凝法油气回收 工艺流程如图4所示11。缓冲罐预冷器二级冷却器油油冷凝水油冷凝油I油水分离器污水V图4冷凝法油气回收工艺流程图3.3.3冷凝工艺的影响因素冷凝分离法回收轻烃要对原料气体冷却降温。根据原理可分为节流膨胀制 冷，膨胀机膨胀制冷。根据工艺可分为制冷剂制冷（如丙烷制冷），节流膨胀制 冷，膨胀机膨胀制冷，混合制冷（在膨胀机膨胀制冷或工艺流体自身节流膨胀制 冷的基础上外加冷剂制冷）。分离方法包括精馏系统精馏分离，分离器

16、相平衡分 离。这个过程一般包括脱水、增压（低压力气体）、精馏和制冷。以上冷凝工艺 的各个部分的选择都会影响最终的冷凝效果。3.3.4冷凝工艺优缺点优点：冷凝法是利用物质沸点的不同回收，适合沸点较高的有机物，该方法 具有回收纯度高、设备工艺简单、能耗低的优点；并有设备紧凑、占用空间小、 自动化程度高、维护方便、安全性好、输出为液态油可直接利用等优点；缺点：单一冷凝法要达标需要降到很低的温度，耗电量巨大，不是真正意义 上的“节能减排”。3.4膜分离工艺3.4.1膜分离工艺简介在石油开采和储运过程中，部分油品挥发到大气中形成的油气中，除空气外， 主要C4C5以及少量芳香烃。这些有机蒸气排放不仅造成严

17、重的资源浪费，而且 对空气质量有很大影响，进而影响人类的健康，目前，有机蒸气的分离回收方法 主要是冷凝、活性炭吸附、膜分离法、溶剂吸收法。膜分离技术是一种效率较高 的分离方法12。我国聚乙烯（PE）装置中气相法聚合工艺占有十分重要的地位。自20世纪 70年代起，我国先后引进了 9套Unipol工艺气相流化床PE生产装置，Unipol 工艺不仅耗大，而且排放有害气体13。因此，对这部分气体的回收利用可更好地 降低成本，减少环境污染。同时汽车在加油过程中，也会导致烃类VOCs的挥发而产生油气，这些油气 实质是烃类VOCs与空气的混合物。目前加油站油气回收的主流技术是气膜分离 14。3.4.2膜分离

18、工艺原理及流程膜分离有机蒸气回收系统是通过溶解-扩散机理来实现分离的。气体分子与 膜接触后，在膜的表面溶解，进而在膜两侧表面就会产生一个浓度梯度，因为不 同气体分子通过致密膜的溶解扩散速度有所不同，使得气体分子由膜内向膜另一 侧扩散，最后从膜的另一侧表面解吸，最终达到分离目的。膜分离装置设于高压冷凝器之后，缓冲罐前，由于排放气压缩机能力不足， 只有一部分气体经过膜分离装置，其他部分直接进入缓冲罐，渗透气返回至低压 冷却器前，尾气进入缓冲罐。膜分离装置流程示意图如图5所示。学生姓名：定稿时间：去巾M系统一 去火炬了渗透LII心*高服冷即圈高也浅础向脚枇雄妙冷却器冷妙柢爪舔瞬压编MA知孚就IKI侬

19、心液泉-X图5膜分离装置回收烃类的工艺流程图3.4.3膜分离工艺的影响因素支撑层的材质对渗透速率和烃类VOCs回收率产生重要影响，对于同一种材 质的支撑层，渗透速率和烃类VOCs回收率随孔径的减小而增大，但当孔径减到 某一临界值时，随孔径的继续减小，渗透速率和烃类VOCs回收率将减小。烃类 VOCs的成分和浓度也对回收性能产生较大影响，渗透速率随进料烃类VOCs浓度 的增加而增加，而烃类VOCs回收率先随进料烃类VOCs浓度的增加而增加，当 浓度增加到某一临界值时，则随进料烃类VOCs浓度的增加而减小。对于硅橡胶 复合膜，烃类VOCs的沸点越高，回收率越大。3.4.4膜分离工艺优缺点优点：膜分

20、离技术是近代石油化工学科中分离科学的前沿技术。它具有投 资小、见效快、流程简单、回收率高、能耗低、无二次污染的特点，具有较高的 科技含量15；缺点：投资大；膜国产率低16，价格昂贵，而且膜寿命短；膜分离装置要求 稳流、稳压气体，操作要求高。3.5燃烧工艺3.5.1燃烧工艺简介一类VOCs处理方法是所谓破坏性技术，即通过化学或生物的技术使VOCs 转化为二氧化碳、水以及氯化氢等无毒或毒性小的无机物。燃烧法即属此类技术。燃烧法分直接燃烧法和催化燃烧法。直接燃烧法适合处理高浓度VOCs的废 气，因其运行温度通常在800-1200C时，工艺能耗成本较高，且燃烧尾气中容 易出现二恶英、NOx等副产物；由

21、于废气中VOCs浓度一般较低，仅仅依靠反应 热，一般难以维持反应所需的温度。为了提高热经济性，人们开展了大量的研究， 一个方向是改进催化剂的性能使反应温度降低。另一个方向是研究新的工艺技 术、新的反应器设计以使反应能在较高的温度下自热地实现17。催化燃烧可以在 远低于直接燃烧温度条件下处理低浓度的VOCs气体，具有净化效率高、无二次 污染、能耗低的特点，是商业上处理VOCs应用最有效的处理方法之一18。学生姓名：定稿时间：3.5.2燃烧工艺原理及流程催化燃烧中，预热式是一种基本的流程形式（图6）。有机废气在进入反应 器之前，要在预热室中的加热，因为有机废气温度低于100C时，浓度低，热量 不能

22、自给。燃烧净化后，与未处理的废气进行热交换，回收部分的热量。煤气或 电加热是该工艺常用的方法，加热到催化反应所需的点火温度19。余热回I收预热段l 一热交换器；2 燃烧室；3 一催化反应器图6催化燃烧流程图3.5.3燃烧工艺的影响因素催化燃烧催化剂的选择是关键，在消除效率和能耗方面其性能具有决定性的 作用。对于挥发性有机化合物氧化催化剂一般可分为2类：贵金属催化剂（伯， 钯等）和金属氧化物催化剂（铜，格，锰等），贵金属催化剂被广泛使用于挥发 性有机化合物的催化燃烧，因其具有良好的起燃活性。在用于催化氧化VOCs的 贵金属催化剂中，伯比钯活性要高20。3.5.4燃烧工艺优缺点优点：相较与直接燃烧

23、法其辅助燃料费用低，二次污染物NOx生成量少，燃 烧设备的体积较小，VOCs去除率较高；缺点:催化剂价格较贵，且要求废气中不得含有会导致催化剂失活的成分21。3.6生物过滤工艺3.6.1生物过滤工艺简介利用微生物的新陈代谢过程对多种有机物和某些无机物进行生物降解，可以 有效去除工业废气中的污染物质，此即为处理有机废气的生物法。最先提出采用 微生物处理废气构想的是Bach，他曾于1923年利用土壤过滤床处理污水处理厂 散发的含H2S恶臭气体。在德国和荷兰的许多地区，该技术己大规模并成功地 应用于控制气味，挥发性有机化合物和空气中的有毒排放，许多常见的空气污染 物的控制效率已经达到90%以上22。

24、真正将生物过滤法应用到处理VOCs废气始于20世纪80年代。相对于国 外，中国生物过滤氧化处理废气的起步较晚，于20世纪90年代初才开始这方 面的研究23。3.6.2生物过滤工艺原理及流程生物过滤工艺系统通过气体输送装置，喷淋装置和过滤塔主体三个部分组合 而成。挥发性有机化合物通过加压预湿，在过滤塔内与填料层表面的生物膜相接 触，挥发性有机物从气相转移到生物膜，进而被微生物分解利用，并且被转化成 二氧化碳，水和其他的分子物质，然后将净化后的气体排出。喷淋装置定期向填 料层喷洒喷淋液，以调节填料层的水分含量、PH值和营养盐含量24。工艺流程 25见图7。1压缩机；2,3,5一缓冲罐；4一配气瓶；

25、6,11高位槽；7,8,9,10预热器；12一 生物滴滤塔；13一视镜；14差压计；15,16循环槽；17循环泵；18入气口采样口；19出气口采样口； 20一转子流量计。图7生物滴滤塔工艺流程图3.6.3生物过滤工艺的影响因素填料：生物滴滤器中，生物膜生长在填料的表面，气态有机物流通于填料之 间的空隙。填料比表面积的大小在一定程度上反映了微生物的多少，孔隙率则影 响气体、液体的流速，而填料层的高度对有机物是否处理完全有着重要意义。营养液：生物滴滤塔中的营养物质，微量元素和缓冲液均匀喷洒在填料上， 以提供生物膜中生物菌群生长和繁殖所需的营养物质。挥发性有机物的去除率一 定程度上受营养液的流量，氮

26、和磷的含量等的影响26。进气：生物滴滤器运行过程中，气体流量、入口气体浓度的大小都对气体本 身的去除效率有着显著的影响。3.6.4生物过滤工艺优缺点优点：适用范围广，处理效率高，工艺简单，费用低，无二次污染；缺点：对高浓度、生物降解性差及难生物降解的VOCs去除率低。3.7等离子体工艺3.7.1等离子体工艺简介低温等离子技术，也被称为非平衡等离子体技术，是一种通过外加电场的作 用，使介质放电产生大量的高能电子，高能电子和挥发性有机物的分子经过一系 列复杂的等离子物理和化学反应，进而将有机污染物降解为无毒无害的物质的方 法。低温等离子体技术主要包括表面放电的方法和技术，介质阻挡放电法，电子 束照

27、射方法，和电晕放电法等27。等离子体污染物控制技术利用气体放电产生具有高度反应活性的粒子与各 种有机、无机污染物发生反应，从而使污染物分子分解成为小分子化合物或氧化 成容易处理的化合物而被去除。这一技术的最大特点是可以高效、便捷地对多种 污染物进行破坏分解，使用的设备简单，占用的空间较小，并适合于多种工作环 境28。3.7.2等离子体工艺原理及流程用于处理挥发性有机物的主要是电晕放电，主要的降解机制如下：在施加的 电场下，在电极空间中的电子获得了能量并开始加速。运动的过程中的电子与气 体分子相互碰撞，使气体分子被激发、电离或吸附电子成为负离子。电子的碰撞 过程将出现三种情况，一是电离中性气体分

28、子产生离子及衍生电子，产生的衍生 电子又加入到电离电子的行列中，维持放电；二是和高电子亲和力的分子（如 O2，H2O等）发生碰撞，吸收形成负离子；三是和一些气体分子碰撞后使分子被 激发，激发态分子是非常不稳定的，很快就返回到基态，并辐射出光子。当有足 够的能量的光子照射，导致光电离产生光电子，光电子利于维持放电。电子碰撞 后的气体分子，形成一种高活性的粒子，这些活性粒子对挥发性有机物分子的降 解、氧化成无毒无害的物质，如二氧化碳，水29。反应器结构见图8。高压tl源图8等离子体反应器结构示意图3.7.3等离子体工艺的影响因素在外加电场作用下，介质放电产生大量的高能电子去轰击污染物，使其电离、

29、分解和激发，从而引发一系列的物理和化学反应，使有毒有害污物质分解为无毒 害物质。在降解过程中，电极电压的选择和控制是其主要内容，它会影响放电介 质的放电和电子的携能，以及之后的一系列反应，进而影响到降解效率；同时电 极电压也作为该方法达到商业应用的一个重要参数，因此电极电压的选择特别关 键30。低温等离子体降解VOCs除了和电极电压有密切关系外,其还受反应器结构、 反应背景气氛、VOCs废气中含水量、放电频率、放电电压、VOCs的化学结构、 催化剂种类、低温等离子体放电形式、反应温度以及VOCs的初始浓度等的影 响，其中以气体浓度和气流量的影响为主。3.7.4等离子体工艺优缺点优点：处理效率高

30、，运行费用低，特别对芳烃的去除效率高；缺点：对高浓度VOCs处理效率一般，目前主要停留在实验室阶段，缺乏 实际应用。学生姓名：定稿时间：3.8光催化氧化工艺3.8.1光催化氧化工艺简介光化学和光催化氧化法是目前研究较多的一种高级氧化技术。光催化反应即 在光的作用下进行的化学反应。分子吸收特定波长的电磁辐射后，是分子达到激 发态，然后发生化学反应，产生新的物质，或成为热反应的引发剂。光子具有的 能量提供光化学反应所需的活化能，太阳能光电转换和光化学转换一直是一个比 较热门的研究领域。通过实验证明光催化氧化技术对室内挥发性污染有良好的去 除效果3132。光催化氧化技术采用光激发氧化合将氧气，过氧化

31、氢（h2o2）等和光辐射结 合，主要是利用紫外光部分。3.8.2光催化氧化工艺原理及流程Ti02作为一种半导体材料其自身的光电特性决定了它可以用作光催化剂。半 导体的能带结构通常是一个电子填充低能量价带（VB）和一个空的高能量的导 带（CB），导带和价带之间的区域被称为禁带。当照射半导体的光能量等于或 大于禁带宽度时，其价带电子被激发，跨过禁带进入导带，并在价带中产生相应 空穴。电子从价带激发到导带，激发后分离的电子和空穴都有一部分进一步进行 反应。光生空穴具有很强的氧化能力，可以和吸附在催化剂表面上的OH-或H2O 的作用在形成高活性的HO，光生电子有较强的还原能力与O2的作用产生图9光催化

32、反应机理示意图光催化氧化的工艺流程见图10。学生姓名：定稿时间：H放空GC/FID -i皂膜流量计图10光催化氧化的工艺流程图3.8.3光催化氧化工艺的影响因素研究表明，反应物初始浓度对光催化效率或降解速率有明显的影响。光催化 效率随着初始浓度增加而波动，存在明显的浓度转变点；低浓度目标物的光催化 降解效率大于高浓度目标物的光催化降解效率。湿度对光催化反应的影响尚无一致性结论。对于不同化合物或者不同浓度等 实验条件，存在很大的差别。催化剂在化学反应中起着至关重要的作用，其量的多少以及催化活性将直接 影响化学反应速率。由研究表明，一定范围内反应速率随催化剂的用量增加而升 高，再回落。这可能受催化

33、剂表面的活性位的多少的影响，有观点认为催化剂颗 粒浓度过大，散射作用对入射光产生较强的影响，阻碍光能的充分利用，从而降 低降解效率。光照强度和光源发射主波长的大小会影响光催化剂产生光生电子空穴的数 量。诸多研究报道表明，光照强度的增加可以增加催化剂对污染物的降解，但随 着光照的增强，降解效率并非线性增加34。3.8.4光催化氧化工艺优缺点优点：处理效率高，运行费用低，适用于低浓度广范围的VOCs特别对芳 烃的去除效率高；缺点：对高浓度VOCs处理效率一般；主要还停留在实验室阶段，缺乏实 际应用。4总结随着工业化程度的不断提高,VOCs的污染有进一步扩大的趋势，光催化氧化 是近年来有机废气治理的

34、新兴技术，但由于处理对象较单一和设备成本较高等原 因，目前主要处于实验室研究阶段，通过不断的技术创新和设备开发，该技术将具 有良好的实用性前景。催化燃烧技术不仅能耗低、不产生二次污染，而且可以在常温、常压下分解 VOCs,因此目前该处理技术应用广泛且经济有效。目前该技术研究重点是研制新 型催化剂，防止催化剂因非VOCs物质造成的失活和重金属造成的催化剂中毒。生物过滤技术耗能低、运转费用便宜，较少形成二次污染，适用于不同规模的 中、低浓度有机废气的处理。在处理挥发性有机物或臭味物质方面，在欧洲和美 国已经得到广泛的应用，设备和工艺都较为成熟。该技术今后将以不断改进设备 结构和工艺条件，不同菌种处

35、理能力的研究作为其研究的重点，不同填料的性能 研究，加强对生物过滤工艺的研究与开发工作，将对该技术的推广应用和实现 VOCs和恶臭污染控制目标产生积极的影响。膜分离技术与传统的吸附冷冻、冷凝分离相比，具有节能、高效、操作简单、 使用方便、不产生二次污染并回收有机溶剂的优点。但高效的膜分离材料品种较 缺，目前气体膜分离技术在少数领域应有，加油站烃类VOCS回收的主要采取该技 术，而膜的性能是整个技术的关键。该技术今后研究重点包括膜材料、膜组件及 优化、膜技术等等。低温等离子技术适于各类VOCs的治理，处理效率高，无二次污染物产生，易 操作，特别适用于气体流量大、浓度低的有机废气的处理，是一种新的

36、解决方案。 35归前该技术的研究尚处于实验室阶段，今后将会向多方向、多层次发展，如等离 子体反应器的设计和研制，反应器长时间运行过程中保证VOCs处理效率稳定方 法的研究等。光催化氧化技术作为一种新的空气污染治理的手段正受到越来越多的重视。 实验室研究结果表明，许多挥发性有机物的污染可利用光催化氧化分解。光催化 氧化法不仅不产生二次污染、能耗低，而且可以在常温、常压下分解VOCs，特别 适用于居住空间空气的净化，成为室内环境净化的研究热点。总之，在目前已经开发应用和研究的有机废气处理技术中，生物处理技术、催 化燃烧技术、低温等离子技术、光催化氧化技术和膜基吸收技术不仅能够有效地 解决传统技术对

37、处理低浓度、大气量有机废气不适用的难题，而且具有投资少、 运行费用低，废气停留时间短，高效、稳定、反应彻底且无二次污染的特点，同时 还克服了传统方法运行费用高、反应器庞大等缺陷，相信在今后的VOCs污染治 理领域更具发展前途。参考文献1 Zhang Q. ， Streets D. G. ， Carmichael G. R.， H K. B.，Huo H.， Kannari A.， Klimont Z.， Park I.S.， Reddy S.， Fu J.S.， Chen D.， Duan L.， Lei Y.， Wang L.T.， Yao Z.L.， Asian emissions in

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