近年來，隨著大氣污染的加重，國內(nèi)外關(guān)于VOCs排放的法律法規(guī)也越發(fā)嚴格，但由于廢氣治理費用高、行政監(jiān)管所需的VOCs排放標準缺失、企業(yè)對VOCs排放和控制的重視程度不足等各種因素，許多工廠VOCs廢氣直接排入大氣，對環(huán)境質(zhì)量造成嚴重傷害。

廢氣處理工藝選擇

一、低溫等離子光觸媒催化在VOCs廢氣處理

低溫等離子體技術(shù)處理污染物的原理為在外加電場的作用下，介質(zhì)放電產(chǎn)生的大量高.能電子轟擊污染物分子，使其電離、解離和激發(fā);然后引發(fā)一系列復雜的物理、化學反應，使復雜大分子污染物轉(zhuǎn)變?yōu)楹唵涡》肿影踩镔|(zhì)，或使有 毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變成無害或低毒低害物質(zhì)，從而使污染物得以降解去除。低溫等離子體技術(shù)對大氣量、低濃度的污染氣體有較高的處理效率，是性價比非常高的有效處理技術(shù)。該方法具效率高、成本低、設(shè)備適應性強、占地面積小、便于操作控制、開停方便、與噴漆工藝同步、可根據(jù)污染物源強和排放要求進行升級等優(yōu)點。作為廢氣處理領(lǐng)域中的一項具有極強潛在優(yōu)勢的高新技術(shù)，等離子體受到了國內(nèi)外相關(guān)學科界的高度關(guān)注。

單一等離子體處理有機廢氣效率較高且副產(chǎn)物較少，不會造成二次污染，但其較高的能耗和較低的能量效率是目前需要攻克的難題，等離子復合光催化可以彌補其缺點。等離子體催化劑選用TiO2，其為寬禁帶(Eg=3.2eV)半導體化合物，只有波長較短的太陽光才能被吸收，激發(fā)其活性，所以設(shè)計反應裝置的時候需要添加紫外光源。

二、低溫等離子光觸媒催化在VOCs技術(shù)分析

1、吸附技術(shù)

吸附技術(shù)是利用有較大比表面積的固體吸附劑將廢氣中的VOCs捕獲，從而使有害成分從氣體中分離出來，一般使用活性炭來當吸附劑，當吸附達到飽和后采用水蒸氣或熱風等作為脫附劑，將吸附劑表面的VOCs脫附并加以回收。

2、冷凝技術(shù)

冷凝技術(shù)是利用氣態(tài)污染物具有不同的飽和蒸氣壓，通過降低溫度或加大壓力，使VOCs冷凝成液滴 而從氣體中分離出來，借助不同的冷凝溫度實現(xiàn)污染 物的逐步分離。

3、膜分離技術(shù)

膜分離技術(shù)利用不同氣體分子通過高分子膜的溶解擴散速度不同，在特定壓力下實現(xiàn)分離目的。膜兩側(cè)氣體的分壓差是膜分離的驅(qū)動力，可通過壓縮進氣或在膜滲透側(cè)用真空泵來實現(xiàn)，因此，膜分離過程常常與冷凝或壓縮過程集成。

4、燃燒治理技術(shù)和催化燃燒技術(shù)

直接燃燒技術(shù)根據(jù)熱量的回收方式，可分為直接焚燒法和蓄熱焚燒法。直接焚燒法即將有機廢氣加熱到特定溫度下( 800℃左右)，使其全 面氧化分解，生成 CO2和 H2O 等。蓄熱焚燒法即將燃燒尾氣中的熱量蓄積，用于加熱待處理廢氣，節(jié)能 效果明顯，此方法的去除效率可達99% 以上，但燃 燒不全 面時容易產(chǎn)生氮氧化物，造成二次污染，該法適用于汽車、家電等烤漆行業(yè)高溫和高濃度的有機廢氣治理。

催化燃燒技術(shù)通過在燃燒系統(tǒng)中添加催化劑，使可燃性的VOCs在催化劑表面發(fā)生非均相氧化反應，于300～500 ℃左右將VOCs催化氧化分解為 CO2 和 H2O 等。催化燃燒較熱力焚燒溫度低，可以顯 著降低設(shè)備運行費用，但當廢氣中含有能夠引起催化劑中毒的硫、鹵素有機化合物時，不宜采用催化燃燒法

5、光觸媒催化降解技術(shù)

納米TiO2光觸媒催化降解具有納米半導體粒子的量子尺寸效應使其導帶和價帶能級變?yōu)槿芗墸芟蹲儗?，導帶變負，而價帶寬變得更正，即在光觸媒催化作用下具有很強的氧化還原能力，從而提高了其光觸媒催化活性。

波長較短的紫外線其光子能量較強，當環(huán)境中的紫外光能量等級比大多數(shù)廢氣物質(zhì)的分子結(jié)合能強時，可將污染物分子鍵裂解為呈游離狀態(tài)的離子，且波長在200nm以下的短波長紫外線能分解O2分子，生成臭氧O3(經(jīng)過大量的實驗驗證，選用波長185nm)。呈游離狀態(tài)的污染物離子極易與O3產(chǎn)生氧化反應，生成簡單、低害或無害的物質(zhì)，如 CO2、H2O 等，以達到廢氣凈化處理的目的。用紫外光解方式獲得的臭氧，因獲得復合離子光子的能量后，能極為迅速地分解，分解后產(chǎn)生氧化性更強的自由基O、OH和H2O。自由基 O、OH 和 H2O 與惡臭氣體發(fā)生一系列協(xié)同、連鎖反應，惡臭氣體終被氧化降解為低分子物質(zhì)、CO2 和 H2O，而達到終的除臭目的。研究過程中，進一步發(fā)現(xiàn)當惡臭氣體的相對分子質(zhì)量越大時，紫外光解氧化效果就越明顯。在特種能量等級的紫外線作用下，大多數(shù)化學物質(zhì)都能得到有效分解。

6、生物降解技術(shù)

生物降解技術(shù)即將含VOCs的廢氣經(jīng)傳質(zhì)過程，進入微生物懸液或生物膜中，在好氧條件下利用有效降解菌種將廢氣中的VOCs降解為 CO2 和 H2O 等。生物法凈化VOCs廢氣的關(guān)鍵在于微生物的馴化及有效降解菌的培養(yǎng)。目前研究出的生物菌種對有機物的消化具有很強的專一性，只能處理包括醇類、醛類、酮類、酯類、單環(huán)芳烴以及氨和硫化氫等單組分且易生物降解的有機化合物，其對單一 VOCs去除能力的大小順序為：醇、醛、酮等含氧烴類 > BTEX 等單環(huán)芳香烴 >鹵代烴，對單組分單環(huán)芳烴去除能力的大小順序為：甲苯 > 苯 > 乙苯或二甲苯 > 氯苯或二氯苯。在處理混合組分的VOCs時，由于各組分間存在的競爭和抑制作用會出現(xiàn)降解歧視現(xiàn)象，因此，生物法治理有機廢氣的普適性較差。

7、低溫等離子體凈化技術(shù)

低溫等離子體高.能態(tài)的粒子構(gòu)成低溫等離子體高.能態(tài)的粒子構(gòu)成。低溫等離子體降解VOCs原理在外電場的作用下，介質(zhì)放電產(chǎn)生的大量攜能電子轟擊VOCs分子，使其電離解離和激發(fā)、引發(fā)系列復雜的物理化學反應，使復雜的大相對分子質(zhì)量的有機廢氣降解為簡單的小相對分子質(zhì)量物質(zhì)，或是有 毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害或低害的物質(zhì)，從而使VOCs降解去除。攜能電子的平均能量約10eV，適當控制反應條件可實現(xiàn)一般難以實現(xiàn)或速度很快的化學反應。

三、光觸媒催化VOCs處理方法的優(yōu)劣

低溫等離子體光催化協(xié)同技術(shù)具有其他凈化技術(shù)不可比擬的優(yōu)點，低溫等離子體法處理VOCs的技術(shù)與傳統(tǒng)方法相比具有很多優(yōu)點：一是，可在常溫常壓下操作;二是，有機化合物終的產(chǎn)物為 CO2，CO，H2O。若有機物是氯代物，則產(chǎn)物中還應加上氯化物，而無中間產(chǎn)物降低了，有機物的毒性，同時避免了其他方法中的后期處理問題;三是，運行費用低;四是;VOCs的去除率高，對VOCs的適應性運行管理比較方便。

針對工業(yè)上氣量大，濃度低，且污染物大都無回收價值的制造行業(yè)有機廢氣VOCs，需要有一種更有效、全 面、操作更簡便的廢氣處理方法，較大限度地減少運行條件的限制，低溫等離子體法的出現(xiàn)正是為了順應這種要求，并越來越受到國內(nèi)外的重視。隨著研究的不斷深入，低溫等離子體光催化法必將向著規(guī)?；较虬l(fā)展。