近幾年,我國經(jīng)濟水平得到了有效的提升,醫(yī)藥化工企業(yè)的發(fā)展速度也逐年提升,其中間體和產(chǎn)品為社會帶來巨大經(jīng)濟效益的同時,也對大氣環(huán)境造成了難以修復的危害。化工制藥排放的廢氣成分主要是揮發(fā)性有機化合物,且和一般工業(yè)污染相比,化工醫(yī)藥企業(yè)廢氣污染具有難以控制等特點,是環(huán)保問題中難的一大問題。
現(xiàn)階段,化工醫(yī)藥企業(yè)廢氣治理常見方法主要有焚燒法、吸附技術、冷凝法、生物法以及高溫等離子焚燒法等。本文在化工醫(yī)藥企業(yè)排放廢氣的基礎上,結合當代現(xiàn)有的方法來對廢氣處理技術進行了總結和分析。
一、化工醫(yī)藥企業(yè)廢氣處理技術
1焚燒法
使用焚燒法處理化工醫(yī)藥企業(yè)廢氣主要有直接焚燒、催化燃燒兩種方式。直接焚燒法直接點燃廢氣中的可燃有害氣體,主要適用于可燃性廢氣處理。但可燃氣體含量較低時,不適合使用直接焚燒法。催化燃燒法的原理在高溫下,通過加入催化劑來加速廢氣中的有害氣體的分解速度,燃燒室與火焰直接接觸,使有害物質(zhì)燃燒生成CO2和H2O,使廢氣凈化。
優(yōu)點:燃燒效率高,容易管理;維護簡單,不穩(wěn)定因素少,可靠性高。
缺點:處理溫度高,耗燃料費高;燃燒裝置、燃燒室、熱回收裝置等設備造價高;處理濃度低風量大的廢氣不經(jīng)濟。
2 吸附技術
吸附廢氣處理技術是應用時間較長的廢氣處理方式,目前在我國已經(jīng)有上百年的使用歷史。吸附法主要是利用吸附劑可以借助于表面的選擇吸附作用,將氣體狀態(tài)下的物質(zhì)有選擇的進行吸附,再通過解吸附的作用將氣體釋放出來。根據(jù)吸附形式的差異,可以分為化學吸附和物理吸附兩種類型。其中,我國化工醫(yī)藥企業(yè)在廢氣處理上應用范圍廣的是物理吸附。吸附法在處理廢氣過程中可以不需要水,因此該技術不涉及由廢氣污染引發(fā)廢水污染等問題。此外,與熱力燃燒法相比,吸附法也不需要額外加入其它輔助燃料,可以充分節(jié)約能源。但吸附法也存在一定的弊端,例如廢氣處理的效果與吸附劑的類型息息相關,在選擇吸附劑時,必須兼顧廢氣的性質(zhì)以及特征等參數(shù),提高處理效率。郭楊龍等人通過考察甲苯濃度、空氣流速和表面改性對活性炭處理廢氣效果的影響,結果顯示當溫度為25℃,空氣流速10000h-1 時,對甲苯的清除率為6.5wt%。
優(yōu)點:設備費用低,運轉費用少;無爆炸、火災等危險,安全系數(shù)高;適合處理噴漆室和揮發(fā)室排出的廢氣。
缺點:需要對產(chǎn)生的廢水進行二次處理;對涂料品種有限制。
3 冷凝法
化工醫(yī)藥企業(yè)主要應用利用冷凝法來回收廢氣中的可用溶劑,為了提高處理質(zhì)量和處理效果,冷凝法在使用過程中需要注意以下兩個方面的內(nèi)容。首先,冷凝法在水蒸氣含量較高的廢氣處理過程中應用較為廣泛,可以大限度的提升所回收物質(zhì)的純度。第二,也有部分企業(yè)為了提高廢氣處理效率和處理效果,提高資源利用價值,在使用冷凝法時,會加大對實際處理溫度的控制。通常情況下,冷凝法處理廢氣的溫度水平是-13℃左右。
優(yōu)點:冷凝法是利用物質(zhì)沸點的不同回收,適合沸點較高的有機物,該方法具有回收純度高、設備工藝簡單、能耗低的優(yōu)點;并有設備緊湊、占用空間小、自動化程度高、維護方便、安全性好、輸出為液態(tài)油可直接利用等優(yōu)點;
缺點:單一冷凝法要達標需要降到很低的溫度,耗電量巨大,不是真正意義上的“節(jié)能減排”。
4生物法
生物處理法的原理是利用微生物來吸收化工醫(yī)藥企業(yè)的有機廢氣,并將其作為自身生長繁殖的養(yǎng)料,同時將廢氣分解成二氧化碳、水等無污染的物質(zhì),以達到廢氣處理的目的。該方法的主要優(yōu)點是能源消耗低,但由于生物處理技術所用的處理設備較多,場地占用面積較大,適用于大型醫(yī)藥化工企業(yè)廢氣處理。
優(yōu)點:適用范圍廣處理效率高、工藝簡單投資運行費用低,無二次污染
缺點:對高濃度、生物降解性差及難降解的VOCs去除率低
5 高溫等離子焚燒法
高溫等離子焚燒法是在一定條件下高頻、高壓、大功率電源的聚能放電。在高溫等離子反應器中,化工醫(yī)藥工業(yè)廢氣溫度急劇上升至3千度,有機污染成分在高溫以及高電勢雙重作用下會瞬間被電離,發(fā)生*裂解反應,生成水、二氧化碳以及碳等物質(zhì)。高溫等離子焚燒技術的優(yōu)點是工業(yè)廢氣可被瞬間處理為高溫等離子體,符合國家工業(yè)廢氣排放標準,有害氣體的清除率高達98%以上。高溫等離子焚燒設備為不銹鋼結構,具有良好的耐腐蝕性,維護工作簡單方便,且設備多數(shù)應用智能化系統(tǒng),可以遠程控制,不用專人看守。馮求寶等人研究了高溫等離子體焚燒法對化工醫(yī)藥企業(yè)的含甲苯廢氣處理方法,實驗結果表明隨著初始濃度和氣體流量的增加,甲苯平均去除率呈現(xiàn)下降趨勢,當氣體流量為2.2m3/h,電流值為3A 時甲苯廢氣的去除效果好。
優(yōu)點:電子能量高,幾乎可以和所有的惡臭氣體分子作用;運行費用低;反應快,設備啟動、停止十分迅速,隨用隨開。
缺點:一次性投資較高。
6 光催化氧化法
光催化氧化法是在一定波長光照下,利用光催化劑,將H2O轉化成-OH,-OH可以將有機物氧化成水和二氧化碳。由于氣體分子的擴散能力良好,質(zhì)量傳遞速率較快,容易發(fā)生鏈反應,因而氣相反應光效率*。美國環(huán)境研究者以臭氧為輔助劑,用光催化氧化技術治理含苯、甲苯、二甲苯、乙基苯等工業(yè)廢氣,研究結果顯示光催化氧化反應比吸附法、催化燃燒法等技術更具備經(jīng)濟潛力。
優(yōu)點:占地小,投資低,運行成本低;管理方便,即開即用;耐沖擊負荷,不易污染物濃度及溫度變化影響。
缺點:這是一項尚未成熟的新技術,不能處理酸性氣體,容易影響設備的使用壽命。且該技術尚處于實驗室探索階段,還不能達到很好的商用效果。因此其他的缺點還有待于發(fā)現(xiàn)。
總結
隨著國家逐漸加大對環(huán)境監(jiān)測和保護工作的重視程度,廢氣處理技術也在不斷更新。化工醫(yī)藥企業(yè)在廢氣處理方案的選擇上,要充分考慮廢氣成分,是否含有固體顆粒,處理的難易程度,各類氣體的大概濃度以及排放形式等問題,針對自身企業(yè)排放廢氣的類型,選擇合適的處理方式,降低廢氣對環(huán)境的影響,提高處理效率。