原创《挥发性有机污染物处理技术综述》：这篇有机污染物论文范文为免费优秀学术论文范文,可用于相关写作参考。
摘 要：随着工业的不断发展,气态挥发性有机物愈发受到国际社会的关注.介绍了VOCs的来源、种类及国内外挥发性有机物控制处理技术,分析评述其优缺点,探讨了挥发性有机污染物处理技术未来的发展趋势.
关键词：VOCs；处理技术；发展趋势
现代科学技术的发展运用和化学品的广泛使用造成了气态挥发性有机物（Volatile Organic Compounds,即VOCs）[1]的泛滥.VOCs是一类有机化合物,常压下沸点为50℃～250℃,常温下以蒸汽形式存在于空气中,饱和蒸汽压超过133.3 a.它们往往带有恶臭,具有很强的毒性,有些会对人体的肝脏、肾脏及神经中枢产生危害,甚至会引发癌症.因此,VOCs进入到大气环境中将对人体和环境产生极大的危害[2].近年来,由于国际社会对于VOCs的排放标准日益严格,VOCs的处置和处理已成为大气污染控制领域中的一大关键问题.因此,VOCs的治理对于提高大气环境质量、维持生态功能平衡和促进经济市场发展,具有十分重要的意义.
1 VOCs的种类及来源
VOCs的来源很广泛,工业生产中会产生,主要是石油化工工业、印刷工业、电子制造产业、表层防腐、制药产业、合成材料生产、制鞋等,工业生产中排放的VOCs的种类繁多,包括芳香烃类、酯类、醛类、酚类、硫醇类、胺类、吲哚类和有机卤素衍生物等,其中芳烃类、醇类、酯类、醛类等作为工业溶剂用途广泛而大量排放.交通运输也会产生挥发性有机污染物；此外在室内也会有VOCs产生,特别是涂料装饰；还有日常生活中也会产生VOCs,主要来源有粪便处理、生活垃圾等.
2 VOCs的处理技术
2.1 催化氧化技术
（1）催化燃烧
催化燃烧适用于处理气体浓度较低时苯类、醛类、酮类、醇类等有机废气,是有效处理VOCs的一种常用的方法.其作用的机理是：在有催化剂的条件下,使得有机气体中的碳氢化合物能在相对较低的温度环境中（250～300oC）被氧化分解成无毒无害气并释放能量.
在催化燃烧系统中催化剂起着非常重要作用,金属和金属盐是用于有机废气净化过程中催化剂的两大主要品类.金属又包括贵金属和非贵金属.目前较为常见的贵金属催化剂主要有铂和钯,非贵金属催化剂有钴和稀土等.鉴于实际工业生产中所产生的有机废气常混有杂质,易引起催化剂中毒这一特性,因此该项技术的突破点在于开发和研制一种起燃点低、活性高、稳定和价廉的催化剂[3].
（2）光催化氧化
光催化氧化技术是近几年来在挥发性有机污染物处理技术中较为热门的新技术,对VOCs的降解率可达90%-95%.光催化氧化降解机理是：催化剂将VOCs吸附于其表面,利用自身的光催化特性将VOCs氧化,进而生成CO2、H2O和无机小分子物质.光催化氧化反应速率快,无二次污染,具有很大实际应用价值,因此该技术也已成为有机废气处理领域的研究热点.VOCs的降解速率同时依赖于吸附效率和催化氧化速率,并且需较高吸附效率和较高催化氧化速率的共同协作下才能快速降解VOCs,因此被吸附都VOCs的快速降解依赖于较高催化性能的催化剂,目前常见的催化剂有TiO2、ZnO、Fe2O3、WO3、PbS等.然而由于光催化氧化法中存在催化剂易失去活性、不易固定等缺点,且只能处理低浓度的VOCs,因此该技术还未能投入到工业化规模系统的实际应用中,仅处于实验室中试阶段,有待深入研究[4].
2.2 生物处理技术
VOCs的生物法处理技术原理和废水生物法处理技术的原理类似,即接种特定的微生物,利用废气中的污染物底物作为能源供应以维持活动,控制适宜微生物生长的各类环境条件（如温度、负荷等）,培养并驯化出特定的微生物群落,将废气中污染物彻底转化为CO2、H2O等无机物,从而达到净化的目的.在此过程中,废气中的有机污染物首先要通过气相传质到固/液相,然后在固/液相中被微生物固定,从而进行利用和降解.目前该传质过程有两种不同的理论解释,第一种是"吸收-生物膜"理论,依据为化学吸收过程的双膜理论；第二种是以吸附理论为依据提出的"吸附-生物膜"理论[5].现阶段国内外对于生物法处理挥发性有机废气污染物的研究重点主要包括装置设备的结构设计、处理工艺的优化选择以及工艺系统中生物降解作用的理化条件、驯化优势菌种等.目前生物法处理VOCs主要研究低浓度的净化方案,据学者研究表明,生物处理技术在净化低浓度VOCs有机废气方面的优势主要体现：装置结构简单、建设运行费用低、无二次污染等.其主要缺点是装置占地面积大,废气停留时间长、抗负荷冲击能力较差.生物处理技术的发展重点偏向于VOCs降解微生物的选择性培养、微生物最佳驯化条件控制及生物降解动力学的深入研究等.
2.3 放电等离子体技术
放电等离子体技术是近几十年随着科技进步才发展起来的新技术,现已成为VOCs处理研究领域的大热门课题.它主要包括电子束照射法、介质阻挡放电法和电晕放电法等技术.
（1）电子束照射法
电子束照射法是将废气通入带有电子加速器的装置,首先产生具有高能量的高速电子束,废气中的各类有机污染物分子在高速电子束的作用下受到激发,破坏其原子间的化学键,污染物分子分解为组合小基团和原子.废气中的有机物分子和组合小基团和高能电子束激发出的活性粒子发生一系列的自由基反应,最终将有机污染物降解为CO2和H2O等.
电子束法降解成效显著,技术新颖,但它也存在着许多弊端：①冷却空气受到电子束的照射会生成臭氧,腐蚀周围设备,污染环境；②烟气中高浓度的氮气和二氧化碳等无害空气成分在收到高能电子束照射亦会被分解和电离,浪费能源；③降解过程会产生X射线,因此实际工业应用时必须修建防辐射设备；④电子加速器价格昂贵,使用寿命短,设备内部构造复杂.上述不足之处给该技术在实际工程中的应用带来了很大的难度.
有机污染物论文参考资料：
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