VOCs污染控制

VOCs污染控制
• 物化性质对活性炭吸附的影响
对于同浓度的苯、甲苯，在相同实验条件下，甲苯所需的穿透时间大于 苯。说明苯与甲苯在ACF表面的吸附能力随被吸附质的相对分子量增大而 提高，即有机物相对分子量越大，极性越强，穿透时间越长。
VOCs污染控制
• 装填密度对活性炭吸附的影响
研究表明，适当增大吸附剂的填充密度有利于吸附。但是，吸附要维 持一定的流量，填充密度的增加势必要造成一定的压力损失，所以，在实 际应用中，要根据具体的情况，合理的选择填充密度。
VOCs污染控制
• 气体混合对活性炭吸附的影响
图下所示为穿透曲线，显示出明显的二组分吸附特征；吸附时两组分 间存在竞争吸附，ACF对甲苯的吸附能力高于苯，这是由于甲苯分子极化 作用强，使甲苯的范德华力大于苯；甲苯能从ACF表面置换出已被吸附的 部分苯分子，即吸附能力强的组分有置换吸附能力相对弱的组分的现象。
VOCs污染控制
生物法处理VOCs污染
原理
生物法净化VOCs的机理如图1.1所示，它
是利用微生物以废气中有机组分作为其生命
活动的能源或养分的特性，经代谢降解，转 化为简单的无机物(CO2、H2O)或细胞组成物
质。与ห้องสมุดไป่ตู้水生物处理过程最大的区别在于，
废气中的有机物质首先经过气相到液相[或 固体表面液膜]的传质过程，然后再液相[或 固体表面生物层]中被微生物吸附降解。
.
气体混合---吸附 时组分之间存在 相互竞争，吸附 能力强的有机物 分子能置换吸附 能力弱的分子。
C
VOCs污染控制
下面以苯、甲苯为代表VOCs，讨论其影响因素：
• VOCs浓度对活性炭吸附的影响 以苯作为VOCs的代表物，通过改变苯进气浓度来考察VOCs进气浓度 对活性炭吸附特性的影响，如图下所示：
提高吸附效率，减少二次污染的可能。 2.生物法具有设备简单、运行费用低、较少形成二次污染等优点。生物 技术用于处理低浓度的有机物技术较为成熟，但处理高浓度有机物来说 还有待进一步研究。目前应用最广泛的是生物滤池和生物滴滤塔。
VOCs污染控制 参考文献：
[1]薛文平、孙辉、姜莉莉、马春、张新欣，等.VOCs在活性炭纤维上吸附性能的 研究[J].大连轻工业学院学报，2007，26(2)：152-155 [2]高瑞英、陈秋燕、李忠军，等.活性炭吸附VOC苯系物的影响因素研究.广东轻 工职业技术学院学报，2005，4(4)：16-22 [3]饶佳家、陈柄灿、孙兴福、肖灵玲，等.生物法处理挥发性有机废气的研究.环 境污染治理技术与设备，2004，5(9)：56-60 [4]秦朝远、乔彤森，等.生物法处理气体中易挥发有机物研究进展.石化技术与应 用，2006，24(1)49-53 [5]郝吉明、马广大.2版.高等教育出版社，2002.
VOCs污染控制 生物法处理VOCs的常用工艺
生物过滤法(附着生长系统)
- VOCs首先经过增湿塔后再进入生物过滤塔，过滤塔中活性生物填料层 附着大量生物膜，将气体中有机物吸收分解。
生物滴滤法
- VOCs由塔底进入，在塔钟被填料表面的生物膜吸收、降解，净化后气体 由塔顶排出。循环喷淋液由填料层上方进入，被生物膜利用，与脱落下生物 膜一同流至塔底，沉淀后在其上清液中加入P、N、K，条件pH打入贮藏槽 中循环利用。
VOCs污染控制
总结：
1.在处理有机废气的方法中，吸附法应用极为广泛，与其它方法相比具 有去除效率高、净化彻底、能耗低、工艺成熟、易于推广的优点，具有 很好的环境和经济效益。但吸附法处理设备庞大，流程复杂，当废气中 有胶粒物质或其他杂质时，吸附剂易失效。
2.鉴于以上缺点，吸附法常和其它处理方法联用，从而避免一些缺点，
VOCs污染控制
主要内容
VOCs概述 VOCs控制技术分类 吸附法控制VOCs污染 生物法控制VOCs污染 总结及参考文献
VOCs污染控制 VOCs概述——简要介绍
概念及性质 挥发性有机化合物(volatile oganic compounds，简称 VOCs)是指室温下饱和蒸气压大于133.132kPa、常压下沸 点50-260℃以内的有机化合物，包括烃类、卤代烃、芳香 烃、多环芳香烃等。 在常温下其蒸发速率大，易挥发。 来源 其来源可分为固定源(如化工厂等)和移动源两种，移动 源主要有交通运输、电镀、喷漆以及有机溶剂使用过程中 所排放的废气。 蒸气压 是判断有机物是否属于挥发性有机物的主要依据。
VOCs污染控制 补充：
吸附容量
概念：指的是滤料或离子交换剂吸附某种物质或离子的能力。 吸附剂的吸附容量在1% ～40%之间，在实际应用过程中基本都采 用循环使用，即在吸附饱和后需要脱附再生。一般脱附再生方法有加 热解吸、溶液萃取、降压或真空解吸、化学转化再生和置换再生等。
VOCs污染控制 A
VOCs污染控制
两部分组成： 1. 装有填料的洗涤 器---吸收； 2. 具有活性污泥的 生物反应器---生 物降解。
VOCs污染控制
优缺点比较
1. 生物洗涤法---能较好地控制其中的过程，污染物高集中的转移， 过程适合于建模，有很高的操作稳定性，可增加营养物。但投资 成本高，产生过多的生物量，水的处理成了难题，同时，吸附阶 段可能会堵塞。 2. 生物滴滤法---操作简单，投资较低，有能力调节pH值，可增加 营养物。但过程控制有限，过滤床使用时间有限，不能任意使用 过多的生物量。 3. 生物过滤法---操作简单、投资较低，能降解少量的溶于水中的 污染物，适合于减少污染物中恶臭气味。但是，废气的体积流量 很低，只能处理低浓度污染物，过程不能控制，空气流的沟槽要 求十分规则，过滤床的使用时间有限，不能任意使用过多的微生 物量。
末端控制技术
回 收 浓 缩
工艺替代
泄露控制
VOCs污染控制
吸附法控制VOCs污染
吸附原理
利用吸附剂的多孔结构，将含VOCs的有机废气通过装有吸附剂的
装置，其中的VOCs被吸附剂吸附，废气得到净化后排入大气。
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常用吸附剂
决定吸附法处理VOCs的关键是吸附剂，常用的吸附剂有活性炭、 氧化铝、硅胶、人工沸石等。目前，多数采用活性炭，其去除率高， 物流中有机物浓度在1000ppm以上，吸附率达95%以上。 下面以活性炭吸附为例作以介绍：
生物洗涤法(悬浮生长系统)
- 其主要结构为再生池和洗涤塔。基本运行方式为洗涤液自塔顶部喷淋而 下，废气从塔底进入。洗涤液吸收了VOCs后，进入再生池，洗涤液中的 VOCs被微生物吸收降解，达到再生的目标。
VOCs污染控制
VOCs污染控制
其结构比生 物滤池复杂， 但对于处理生 成副产物的废 气(如H2S)时效 果较好。
浓缩轮的吸附区，将已吸附的VOC脱附出来。
VOCs污染控制 活性炭吸附VOCs工艺
VOCs
蒸气
净化气
蒸气
过滤器 分 离 器
调压器
吸 附 床 一
吸 附 床 二
浓缩器
进一步分离 运行 关闭
VOCs污染控制
研究表明，活性炭吸附VOCs性能最佳，原因在于其它吸附剂(如硅 胶、金属氧化物等)具有极性，在水蒸气共存条件下，水分子和吸附剂 极性分子进行结合，从而降低了吸附剂吸附性能，而活性炭分子不易 与极性分子相结合，从而提高了吸附VOCs的能力。但是，也有部分VOC s(如丙烯酸、苯酚等)被活性炭吸附后难以再从活性炭中除去，对于此 类VOCs，不宜采用活性炭作为吸附剂，而应选用其它的吸附材料。
物脱附出来，将气体进入冷凝单元去回收有机溶剂。再生后的吸附剂
VOCs污染控制
送回吸附单元顶部继续进行吸附操作。 3. 浓缩法
浓缩论是一个装满吸附剂的旋转轮。废气由旋转轮的上游侧进入
浓缩轮的吸附区，其中被吸附净化后的废气由旋转轮的下游排放；同 时另一股流量较小的、温度较高的吸附气朝废气气流相反的方向进入
VOCs污染控制 VOCs控制技术分类
分为以下两类： 一、以改进工艺技术、更换设备和防止泄露为主的 预防性措施； 二、以末端治理为主的控制性措施。 VOCs控制技术分类如下图所示： （本篇将主要介绍控制性措施中的吸附法和生物法两类）
VOCs污染控制
VOCs控制技术 工艺替代 及设备改 进 氧化分解 生物过滤 VOCs替代 生物降解 生物滴滤 生物洗涤 氧 化 生物过滤 生物滴滤 吸 附 膜分离 吸 收
装填密度---增加吸附 柱的填充密度，会延 长吸附的穿透时间， 缩短吸附饱和时间。 VOCs浓度---进气初始浓度越高，到 达穿透点时间和完全饱和时间越短， 进入活性炭微孔中的有机物分子越 多。
D
影响因素
B
物化性质---VOCs在活性炭 表面的吸附能力随吸附质的 相对分子量增大而提高，即 有机物相对分子量越大，极 性越强穿透时间越长。
本篇将主要介绍控制性措施中的吸附法和生物法两类vocs污染控制泄露控制工艺替代vocs替代工艺替代及设备改生物降解氧化分解生物滴滤生物过滤生物洗涤生物过滤生物滴滤膜分离末端控制技术vocs控制技术vocs污染控制吸附法控制vocs污染吸附原理利用吸附剂的多孔结构将含vocs的有机废气通过装有吸附剂的装置其中的vocs被吸附剂吸附废气得到净化后排入大气
VOCs污染控制
吸附法分类
吸附法分为固定床吸附法、流动床吸附法和浓缩轮吸附法。 1. 固定床吸附法 其特点是吸附与脱附在同一个床层上实现，需要2台或2台以上的 吸附器交替工作来维持吸附过程的连续运行，其中一台吸附器进行吸
附时，另一台进行再生。
2. 流动床吸附法 废气由吸附床底部进入，自下而上地流动，使吸附剂流动化，VOC 与吸附剂接触后被吸附，净化后的废气由顶部排出，吸附了VOC的吸附 剂由底部排放，进入脱附单位。在脱附单元内，加热吸附剂，使有机