工業(yè)廢氣、VOCs、惡臭氣體凈化新工藝推介
一般的工業(yè)廢氣含有粉塵、苯類有機物、胺類有機物、硫類有機物，非甲烷總烴以及含氧有機物、硫化氫等。由于硫化物和有機化合物是產(chǎn)生惡臭的重要物質(zhì)，因此工業(yè)廢氣一般都有強烈的異味。工業(yè)廢氣不加以治理直接排放，將嚴(yán)重危害生態(tài)環(huán)境和人體健康，引發(fā)呼吸系統(tǒng)、神經(jīng)中樞系統(tǒng)以及血液系統(tǒng)的疾病，特別是揮發(fā)性的苯、甲苯及甲醛對人體健康會造成很大的傷害。廢氣中還含有油類混合物，包括乳化油和乳油，這些油狀物直接外排會使周圍物體表面積附油垢。廢氣中揮發(fā)性有機物，惡臭物質(zhì)在0.2～0.3mg/m3的低濃度下會使人產(chǎn)生刺激等不適應(yīng)癥狀；在幾個mg/m3濃度下，已能嗅覺到明顯臭味；在3-25mg/m3范圍內(nèi)會產(chǎn)生頭痛及其它癥狀；而在大于25mg/m3時，對人體的毒性效應(yīng)明顯。所以工業(yè)廢氣治理凈化，達標(biāo)排放是必要的。
現(xiàn)有凈化工藝簡介
工業(yè)廢氣的凈化任務(wù)是要從廢氣中脫除有害的污染物質(zhì)，從感觀上是要除去臭味。目前對工業(yè)廢氣的治理工藝和方法都是基于經(jīng)過物理、化學(xué)、生物的作用，使廢氣中惡臭等有害污染物質(zhì)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變或被捕集而得到脫除。常用處理方法有燃燒法、氧化法、吸收法、吸附法、中和法和生物法等。這些方法中處理效果比較好，比較適合大風(fēng)量低濃度工業(yè)廢氣工程實施的主要是氧化法和吸附法。
● 吸附法
是利用吸附劑對污染物質(zhì)、惡臭物質(zhì)的吸附作用，而達到凈化氣體。比較普遍應(yīng)用的吸附劑是活性炭，可吸附處理多組分的有機物和惡臭氣體，處理效果好、效率高。適用于低濃度高凈化要求的廢氣處理。但存在吸附劑吸附能力有限，再生困難，更換費用高的問題，以及被吸附物質(zhì)的二次處理問題。
● 氧化法
是利用氧化劑的活性氧化離子、分解、降解有機物質(zhì)及惡臭物質(zhì)使成為小分子的無害物質(zhì)而達到凈化目的。氧化劑的活性氧化離子的來源，一種方式是直接投加化學(xué)氧化劑，該方法氧化劑的投加量可根據(jù)廢氣中污染物濃度調(diào)整合適的投加量?？蛇_到比較高的氧化脫除效果。但對于低濃度大風(fēng)量的工業(yè)廢氣的凈化，要達到脫除效果，達到排放標(biāo)準(zhǔn)，氧化劑消耗量比較大，運行的藥劑費用成本比較高。另一種方式是近年來得到發(fā)展并應(yīng)用廣泛的光催化氧化方法和低溫等離子氧化方法。光催化氧化工藝是通過紫外（UV）燈管發(fā)射高能的UV光子，將廢棄物質(zhì)的化學(xué)鍵打斷、裂解，生成呈離子狀態(tài)的原子、自由基、再通過納米級TiO2催化劑裂解產(chǎn)生的臭氧，羥基自由基將其氧化成簡單的、穩(wěn)定的小分子型無毒或低毒化合物如CO2、H2O等。低溫等離子氧化工藝是利用高壓放電、產(chǎn)生高能電子、自由基等活性粒子。這些活性粒子和廢氣中的污染物作用，使污染物分子在極短的時間內(nèi)發(fā)生分解，最終將污染物轉(zhuǎn)換為CO、CO2和H2O。光催化氧化工藝和低溫等離子氧化工藝的共同特點就是通過光或電的激發(fā)作用，產(chǎn)生具有強氧化活性的離子。都具有設(shè)備運行簡單，氧化反應(yīng)速度快，氧化產(chǎn)物達到無害處理，凈化效率比較高。但光催化氧化工藝存在催化劑易中毒、更換費用高、能耗高、低溫等離子工藝脫除效率不高，運行有著火的安全隱患。因光或電激發(fā)產(chǎn)生活性氧化離子的效率受到多種因素的影響，光催化氧化設(shè)備和低溫等離子氧化設(shè)備所能提供多少活性氧化物質(zhì)的量是難于確定的，也是不穩(wěn)定的，造成對有機污染物的氧化脫除效果的不穩(wěn)定。這兩種光、電凈化裝置都必須設(shè)置廢氣的前期予處理設(shè)備（除塵、除油、除水），才可減小干繞，提高活性物質(zhì)的產(chǎn)量，以及保障運行的安全。故設(shè)備投資大，占地面積也大。上述的吸附工藝，化學(xué)氧化工藝，光催化氧化工藝和低溫等離子氧化工藝，采用任何單一工藝方法都不太可能達到脫除效率高、設(shè)備投資小、占地面積小、運行費用低、操作維護簡單的要求。要取得高效凈化，達標(biāo)排放，穩(wěn)定安全運行，經(jīng)濟運行，近年推出的一些組合式工藝是發(fā)展方向。如將對廢氣的洗滌、過濾、氧化、吸附操作結(jié)合的新型組合工藝。其中天津科力玻璃鋼制品有限公司推出了多級多相氧化治理工藝（DDY工藝）（專利技術(shù)）。
多級多相氧化工藝（DDY工藝）介紹
一、工藝流程
廢氣采集→一級洗滌氧化→二級氣相氧化→三級催化吸附氧化→引風(fēng)機→排風(fēng)筒
二、DDY工藝簡述
是根據(jù)工業(yè)廢氣成份復(fù)雜，含粉塵、含油、含難溶水的有機揮發(fā)性物質(zhì)的特征而設(shè)計的。主體設(shè)備是一個氧化凈化塔（DDY塔），塔內(nèi)對廢氣的凈化分三級完成。塔下段為第一級洗滌氧化過程，用含氧化劑的水液噴淋，洗滌除塵、除油，并氧化脫除水溶性有機物、無機物；塔中段為第二級氣相氧化過程，噴霧氣化氧化劑使其成為氣相狀態(tài)，利用氣相氧化劑與難溶于水的揮發(fā)性有機物之間快速高效的氧化反應(yīng)作用。將有機物氧化分解成無害無臭穩(wěn)定的小分子化合物；塔上段為第三級催化吸附氧化過程，利用固體吸附劑對有機物質(zhì)，惡臭物質(zhì)和氧化劑的同時吸附作用，在吸附劑表面形成吸附高濃度區(qū)，在催化劑的催化作用下，完成對廢氣中殘余有機物和惡臭物質(zhì)的高效氧化分解，達到高效凈化廢氣的目的。
三、氧化塔結(jié)構(gòu)及工藝圖（見次頁）
四、DDY工藝特點
（1）在一個塔設(shè)備內(nèi)完成三種工藝方法的凈化處理，設(shè)備簡單、投資少、能耗低、運行維護方便，占地面積小。
（2）液相氧化，氣相氧化，固相吸附氧化三種氧化方式相互融合、補充。最大限度提高了氧化效率和氧化脫除有機污染物、惡臭物的效果。
（3）所選用的DDY氧化劑易溶于水，可形成一定濃度的水溶液，完成液相氧化過程；也可氣化形成氣相氧化劑，完成對揮發(fā)性有機物的氣相氧化過程；并且也可被固體吸附劑吸附富集，完成固體吸附劑表面的高濃度氧化過程，該氧化劑富含活性氧、羥基自由基，具有很強的氧化能力。
（4）DDY工藝的特點簡單描述就是在一個塔內(nèi)，采用多級多相氧化工藝，利用強氧化性氧化劑的氧化作用，完成對有機污染物和惡臭物質(zhì)的高效脫除，凈化處理。
五、DDY工藝的優(yōu)勢
（1）脫除效率高：可達超凈化指標(biāo)排放要求。
（2）工藝設(shè)備簡單：工藝流程簡單，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備投資小，占地面積小。
（3）設(shè)備運行簡便安全：設(shè)備運行可依據(jù)風(fēng)量、有害物濃度、排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，對氧化劑的投量做合適的調(diào)整，確保運行穩(wěn)定安全，廢氣達標(biāo)排放。
（4）固體吸附劑在線使用周期長：利用氧化劑的氧化作用，使吸附劑自身脫附再生，能長時間使用而無需經(jīng)常更換。
（5）運行費用較低：DDY工藝氧化劑氧化效率高、用量少，設(shè)備動力能耗少，吸附劑使用周期長，相比總的運行費用要低于其它工藝。
DDY工藝與其它工藝對照
●工藝流程
（1）DDY工藝流程
凈化裝置是塔和煙囪一體的單一設(shè)備，設(shè)備少，設(shè)備簡單，占地面積小。
（2）光催化或低溫等離子氧化簡單工藝流程
（光催化或低溫等離子氧化工藝的簡單流程）
除主體光或電氧化裝置外，還需要一座與DDY工藝塔徑相當(dāng)?shù)南礈焖?，還有堿液、氧化劑投加裝置和煙囪，工藝流程長，設(shè)備多，占地面積大。
（3）脫除效果比較好的組合工藝流程
需要一座與DDY工藝塔徑相當(dāng)?shù)南礈焖?，堿液、氧化劑投加裝置，另外還有光催化設(shè)備，低溫等離子設(shè)備和過濾或吸附設(shè)備等，工藝流程長，設(shè)備多，占地面積大。
●設(shè)備投資
DDY工藝的主體設(shè)備是一座氧化凈化塔，排氣筒在塔頂，設(shè)備簡單、緊湊，塔徑與其它工藝的洗滌塔相當(dāng)，塔高要高2-4米。循環(huán)洗滌液泵與其它工藝的相當(dāng)，氧化劑制備裝置比其它工藝投加氧化劑裝置設(shè)備費用略高。初步估算DDY工藝的設(shè)備投資只有其它工藝設(shè)備投資的30%～50%。
●運行能耗
DDY工藝運行動力主要是系統(tǒng)的風(fēng)機和洗滌液循環(huán)泵，而光催化氧化工藝和低溫等離子氧化工藝都是高能耗工藝，其它工藝的運行也同樣有風(fēng)機和洗滌液循環(huán)泵，加藥泵的動力消耗。DDY工藝與其它工藝的能耗相比少了光、電氧化設(shè)備的動力能耗。如廢氣流量5萬m3/H的處理裝置，能耗大約少20-30KW。
●藥劑成本
DDY工藝對有機物質(zhì)，惡臭物質(zhì)的氧化分解凈化過程是利用投加高效化學(xué)氧化劑完成的，氧化劑的氧化活性高低，氧化劑完成對有害物質(zhì)氧化過程的工藝方法、工藝條件都大大影響氧化凈化的效率和氧化劑的消耗成本。DDY工藝選擇了一種高效氧化劑，并采用了能實現(xiàn)高效凈化氧化的方法。所以在保障高效氧化完成對廢氣高效凈化的情況下，所用的化學(xué)氧化劑量大大降低，費用比較低，幾乎相當(dāng)于其它工藝在洗滌塔投加的化學(xué)氧化劑費用。