針對有機(jī)廢氣進(jìn)行膜分離處理的方法探究

【亞洲過濾網(wǎng)】當(dāng)前，全世界的環(huán)境都處在不斷持續(xù)惡化的過程中，有機(jī)廢氣的排放是造成大氣污染的主要來源，對環(huán)境和人體健康有嚴(yán)重危害。針對有機(jī)廢氣的排放，有多種治理技術(shù)，目前使用較為廣泛的一種技術(shù)就是膜分離處理技術(shù)，這種技術(shù)可以有效處理有機(jī)廢氣。文章將簡要分析有機(jī)廢氣的主要治理技術(shù)及膜分離處理方法的具體應(yīng)用。

針對有機(jī)廢氣進(jìn)行膜分離處理的方法探究

有機(jī)廢氣是當(dāng)前環(huán)境污染中最主要的一種污染物質(zhì)，存在于各個(gè)行業(yè)之中，如化工行業(yè)、機(jī)械制造行業(yè)、印染行業(yè)等。有機(jī)廢氣內(nèi)部存在一種有毒的物質(zhì)，被稱作VOCs，這種有毒物質(zhì)不僅會(huì)污染環(huán)境，還會(huì)對人體健康造成很大威脅，嚴(yán)重時(shí)會(huì)誘發(fā)癌變。因此，對有機(jī)廢氣進(jìn)行處理成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)工作中的重要方面，膜分離處理方法可以很好地解決這一問題。

1有機(jī)廢氣的主要治理方法

一般來說，目前對于有機(jī)廢氣的處理，主要使用兩種技術(shù)方法，即消除技術(shù)與回收技術(shù)。消除技術(shù)主要指的是針對有機(jī)廢氣內(nèi)部所含的有機(jī)物質(zhì)，利用一定手段讓其產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，有機(jī)物質(zhì)在反應(yīng)的過程中就會(huì)成為二氧化碳?xì)怏w，從而被合理消除。回收技術(shù)的應(yīng)用與消除技術(shù)不同，主要采用的是物理手段，對有機(jī)廢氣內(nèi)部的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行一定程度的吸附，通過回收使其最終分解。在回收技術(shù)當(dāng)中，最常見的就是冷卻凝固技術(shù)。這種技術(shù)主要應(yīng)用的設(shè)備就是冷凝器，通過相應(yīng)的導(dǎo)氣裝置將有機(jī)廢氣導(dǎo)入冷凝器內(nèi)部，冷凝器就會(huì)對有機(jī)廢氣進(jìn)行相應(yīng)的冷卻。有機(jī)廢氣被冷卻以后，溫度就會(huì)隨之降低，在受冷情況下會(huì)凝結(jié)成相應(yīng)的液滴，操作人員將液滴進(jìn)行回收，就可以完成對有機(jī)廢氣的合理回收。回收技術(shù)中還有一種主要的操作方法，就是吸附法。吸附法在應(yīng)用過程中最常使用的就是活性炭，活性炭一般自身呈不規(guī)則的顆粒狀或?yàn)榉勰?，活性炭在具體的分離技術(shù)中不能直接發(fā)揮功效，通常需要操作人員對其進(jìn)行一定程度的操作才可進(jìn)行?；钚蕴孔陨斫Y(jié)構(gòu)中具有很多肉眼看不到的微小氣孔，這些氣孔彼此之間具有一定的分子擴(kuò)張力，這種擴(kuò)張力在彼此作用的過程中會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的吸力，可以有效吸附有機(jī)廢氣中存在的有害物質(zhì)，達(dá)到預(yù)想的處理目標(biāo)?；钚蕴课郊夹g(shù)在目前的有機(jī)廢氣處理中應(yīng)用較為廣泛，但是在具體使用中暴露出一定的缺陷?；钚蕴吭诟邷鼗蛘咻^為潮濕的環(huán)境下無法起到很好的吸附作用，并且有時(shí)會(huì)發(fā)生易燃現(xiàn)象，在使用時(shí)要格外注意。在處理有機(jī)廢氣的過程中，如果有機(jī)廢氣的總量很大，并且濃度不高的時(shí)候，可以采用燃燒法進(jìn)行處理。采用燃燒法處理有機(jī)廢氣，要將有機(jī)廢氣導(dǎo)入到一個(gè)超低溫環(huán)境，之后加入一定劑量的催化劑，有機(jī)廢氣在催化劑的外力作用下會(huì)被逐步分解，并不斷散發(fā)熱量。燃燒法的好處就在于，在整個(gè)燃燒的過程中，溫度要比一般的氣體焚燒至少低350℃，而且在燃燒過程中不會(huì)產(chǎn)生新的污染性氣體，不會(huì)產(chǎn)生二次污染。

除了上面提到的幾種技術(shù)方法，對有機(jī)廢氣進(jìn)行處理，還可以采用分解法、催化法、氧化法等，這些技術(shù)都具有各自的應(yīng)用特點(diǎn)，對于有機(jī)廢氣處理有一定的積極作用，但也具備一定的局限性。在具體的使用中，要考慮到各種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，進(jìn)行合理選擇，必要時(shí)可以將幾種主要的技術(shù)方法進(jìn)行結(jié)合使用。這樣，不僅會(huì)發(fā)揮主要技術(shù)的實(shí)際功效，還可以讓有機(jī)廢氣的分解工作更高效、更科學(xué)。

2膜分離技術(shù)處理有機(jī)廢氣的主要工藝與相關(guān)設(shè)計(jì)

2.1膜分離處理方法概述

膜分離處理技術(shù)最早出現(xiàn)在上個(gè)世紀(jì)60年代，此后迅速發(fā)展壯大，成為了使用率較高的一門新興技術(shù)。膜分離技術(shù)自身具有很強(qiáng)的分離功能，同時(shí)還兼具提純、濃縮等主要功能，在應(yīng)用的過程中可以保護(hù)環(huán)境，降低資源消耗，因此得到了廣泛的認(rèn)可。膜分離處理技術(shù)除了可以用來分解有機(jī)廢氣，還在很多領(lǐng)域中充分發(fā)揮了自身的功效。目前來看，制藥、生物科學(xué)技術(shù)、化學(xué)化工、礦產(chǎn)冶金、水污染處理、電子科技等多個(gè)主要領(lǐng)域都在應(yīng)用膜分離處理技術(shù)，并且取得了一定的實(shí)績，帶動(dòng)了行業(yè)自身的發(fā)展及相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新。與上文提到幾種有機(jī)廢氣處理方法相比，膜分離處理方法相對較為新穎，目前應(yīng)用也比較廣泛。膜分離處理方法與傳統(tǒng)的技術(shù)方法相比，處理效果更加明顯、效率較高、使用起來簡便易掌握、在應(yīng)用過程中可以保護(hù)環(huán)境，并且可以節(jié)約能源，這些優(yōu)點(diǎn)也成為了膜分離處理方法被廣泛使用的主要原因。膜分離處理技術(shù)在具體應(yīng)用中主要選用的是復(fù)合性質(zhì)較強(qiáng)的薄膜，這種膜可以使有機(jī)廢氣進(jìn)行更好的滲透，當(dāng)有機(jī)廢氣接觸到這種薄膜的表層時(shí)，可以利用薄膜內(nèi)在強(qiáng)大的滲透力進(jìn)行有機(jī)分離。操作者為了加強(qiáng)處理過程的高效性與分離效率，還會(huì)借助相應(yīng)的工具，如壓力泵和空氣壓縮機(jī)。使用這兩種工具的主要目的就在于增強(qiáng)薄膜的附近的壓力，與有機(jī)廢氣本身形成一定的壓力差，這樣可以使薄膜在使用過程中具備強(qiáng)大的推進(jìn)力，增強(qiáng)有機(jī)廢氣的通過速率。

2.2膜分離處理方法的相關(guān)設(shè)計(jì)與主要工藝

2.2.1膜分離處理方法的系統(tǒng)構(gòu)成

膜分離處理技術(shù)主要應(yīng)用兩種操作系統(tǒng)，分別為單一系統(tǒng)與集成化系統(tǒng)。單一系統(tǒng)主要是通過薄膜對有機(jī)廢氣進(jìn)行直接過濾壓縮，在有機(jī)廢氣被逐步壓縮的過程中來對其內(nèi)在有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行合理分解。單一系統(tǒng)雖然操作起來較為簡單，容易掌握，但是在具體的操作過程中對于有機(jī)廢氣的分離效果并不好，具體的分離程度達(dá)不到相關(guān)要求。集成化系統(tǒng)除了在具體操作中應(yīng)用了膜分離處理方法，還在此基礎(chǔ)上將冷卻凝固技術(shù)融合進(jìn)來，形成一個(gè)高效的處理系統(tǒng)。集成化膜處理系統(tǒng)在具體操作中會(huì)加大壓力，將有機(jī)廢氣吸入冷凝器，有機(jī)廢氣在冷凝器內(nèi)部的低溫環(huán)境下被冷卻和凝固，一部分有機(jī)物質(zhì)就會(huì)進(jìn)入到儲(chǔ)存容器中。還有一部分有機(jī)廢氣在冷凝器沒有得到分解，從冷凝器中泄漏出去，此時(shí)就要利用薄膜進(jìn)行有機(jī)分解。冷凝器外泄的有機(jī)廢氣內(nèi)部仍然含有一定數(shù)量比的有機(jī)物質(zhì)，在與薄膜的表層進(jìn)行接觸的時(shí)候，就會(huì)被薄膜分解成蒸汽，之后系統(tǒng)會(huì)將蒸汽吸入到壓縮機(jī)中。壓縮機(jī)會(huì)將吸入的蒸汽再次進(jìn)行有機(jī)分解，使最終排出的氣體不含有有毒物質(zhì)，達(dá)到廢氣排放規(guī)定。

2.2.2膜分離處理方法的主要工藝

膜分離處理方法當(dāng)中最重要的一環(huán)就是薄膜，在具體的處理方法中，按照外部形態(tài)可以分為纖維膜、平板膜及卷曲膜。如果按照分離對象來區(qū)分，則可以分為液體膜和氣體膜。在膜處理方法中，相關(guān)的工藝流程及環(huán)節(jié)也是重要的組成部分。以下是幾種主要的工藝方法：第一，氣體分離方法。氣體分離方法在應(yīng)用過程中的一個(gè)基本操作原理就是，將有機(jī)廢氣的內(nèi)在組成部分進(jìn)行分類甄別，之后施加一定程度的壓力。由于有機(jī)廢氣內(nèi)部的組成部分具有不盡相同的密度，因此在通過薄膜的時(shí)候，速度會(huì)不一樣，薄膜通過這種內(nèi)在物質(zhì)的先后順序就可以達(dá)到逐層分離的最終目的。目前很多行業(yè)在分離有機(jī)廢氣的時(shí)候，如果氣體內(nèi)部含有高濃度的氮元素，就可以利用氣體分離方法，將有機(jī)廢氣進(jìn)行合理分解。此外，目前很多工程公司與加油站等，都在實(shí)際應(yīng)用中采用氣體分離法，對于有機(jī)廢氣的分解比例最高可以達(dá)到99%，收到了很好的實(shí)際效果。

第二，蒸汽分離方法。蒸汽分離方法在膜分離處理中是較為傳統(tǒng)的工藝環(huán)節(jié)，早在上世紀(jì)80年代就已出現(xiàn)，從某一層面上說，蒸汽分離方法也是一種氣相分離。蒸汽分離方法在具體的應(yīng)用中主要利用了一定的滲透原理，依靠薄膜進(jìn)行分解，但是與滲透分離法相比，蒸汽分離方法的效率更高，也更加節(jié)約資源。蒸汽分離方法在具體應(yīng)用中沒有應(yīng)用高溫系統(tǒng)，因此不會(huì)發(fā)生相變，所分解及回收的有機(jī)廢氣還可以進(jìn)行二次利用。

第三，吸收分離方法。在利用膜處理方法分離有機(jī)廢氣的時(shí)候，不可避免地會(huì)出現(xiàn)氣體與液體接觸或兩種不同液體接觸的情況，這種情況的發(fā)生，通常會(huì)伴隨乳化現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生相應(yīng)的泄漏現(xiàn)象。吸收分離方法主要指的就是，利用薄膜對即將要接觸的兩種物質(zhì)進(jìn)行有效分離，使其在薄膜的周圍進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，這樣就可以有效避免發(fā)生乳化等不良現(xiàn)象。吸收分離方法在膜處理方法的基礎(chǔ)之上，還要選用合適的吸收劑來加強(qiáng)吸收效果，這種方法在壓力選擇方面只需要低壓進(jìn)行操作，相對來說具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性，還能有效降低能源消耗。

3膜分離技術(shù)處理有機(jī)廢氣的具體應(yīng)用

由于膜分離技術(shù)處理有機(jī)廢氣與傳統(tǒng)的處理技術(shù)相比具有一定的特點(diǎn)及主要優(yōu)勢。因此，隨著相關(guān)技術(shù)的不斷完善，膜分離處理技術(shù)在有機(jī)廢氣的分解工作中有了廣闊的發(fā)展前景，具體應(yīng)用變得越來越廣泛。

3.1石油領(lǐng)域

石油領(lǐng)域在全球范圍內(nèi)都是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要領(lǐng)域，對于經(jīng)濟(jì)發(fā)展有很大的影響作用。在石油化工的具體生產(chǎn)中，會(huì)排放出大量的有機(jī)廢氣，這些廢氣自身的有機(jī)物質(zhì)含量大概在10%左右，利用膜分離處理技術(shù)，可以很好地分解這種高濃度的有機(jī)廢氣。某市的石油化工行業(yè)，過去沒有應(yīng)用膜分離處理技術(shù)，所排出的廢氣直接排放到了大氣環(huán)境中，不僅污染了環(huán)境，危害當(dāng)?shù)厝嗣竦纳眢w健康，還消耗了大量的資源。后來，該市相關(guān)部門引用了膜分離處理技術(shù)，在石油行業(yè)內(nèi)部進(jìn)行大范圍的推廣和普及，成功在石油生產(chǎn)過程中分離和處理了有機(jī)廢氣。與此同時(shí)，膜分離處理技術(shù)在對石油生產(chǎn)排出的有機(jī)廢氣進(jìn)行分解的時(shí)候，還將分解之后的無毒氣體進(jìn)行合理回收和再利用。這樣，不僅保護(hù)了當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境，也保證了當(dāng)?shù)厝嗣竦纳瞽h(huán)境和身體健康，有效降低了生產(chǎn)過程中的能源消耗，保證了最終的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域

膜分離處理技術(shù)對于有機(jī)廢氣的分解，最主要的功效就體現(xiàn)在環(huán)境保護(hù)工作當(dāng)中。某市是一座以工業(yè)生產(chǎn)作為經(jīng)濟(jì)支柱的重工業(yè)城市，在長期的工業(yè)發(fā)展中，當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境污染情況得不到有效改善，給人們的生活帶來了嚴(yán)重影響。該市的環(huán)保部門在對大氣環(huán)境進(jìn)行檢測的過程中，發(fā)現(xiàn)了VCM物質(zhì)，這種物質(zhì)具有很強(qiáng)的毒性，是一種很強(qiáng)的致癌物，而且在大氣環(huán)境中十分容易揮發(fā)。該市有關(guān)部門立即采用膜分離處理方法對環(huán)境進(jìn)行合理改善，膜處理分離技術(shù)在對當(dāng)?shù)卮髿庵械挠袡C(jī)廢氣進(jìn)行合理分解之后，有效改善了空氣環(huán)境，在具體分解過程中也沒有產(chǎn)生相應(yīng)的二次污染。該市在應(yīng)用膜分離處理技術(shù)之后，有效提高了當(dāng)?shù)丨h(huán)保工作的實(shí)效性，合理改善了大氣環(huán)境，保證了人民的日常生活和工業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。

3.3提取有機(jī)溶劑

應(yīng)用膜分離處理技術(shù)，可以將有機(jī)廢氣內(nèi)部的易揮發(fā)物質(zhì)進(jìn)行再次分解，提取出相應(yīng)的有機(jī)溶劑，用作工業(yè)領(lǐng)域之中。這個(gè)提取過程不僅不會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)，還能很好地降低能源消耗，實(shí)現(xiàn)能源循環(huán)再生的過程。利用膜分離處理技術(shù)提取有機(jī)溶劑，主要是將冷卻凝固技術(shù)與膜分離技術(shù)進(jìn)行一個(gè)有機(jī)結(jié)合，利用這兩種技術(shù)各自的優(yōu)勢和特點(diǎn)來完成提取。在具體的提取過程中，膜分離處理技術(shù)可以將有機(jī)廢氣內(nèi)部的滲透物質(zhì)進(jìn)行分解，達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)后排放到環(huán)境中，這種滲透物質(zhì)在這個(gè)過程中會(huì)轉(zhuǎn)化為蒸汽。蒸汽在排出了內(nèi)部的VOCs之后，就可以被作為無毒的有機(jī)溶劑進(jìn)行提取和相關(guān)使用。在應(yīng)用膜處理技術(shù)分解的過程中，主要應(yīng)當(dāng)注意的就是對膜的合理選擇，在選擇之前，要將薄膜自身的選擇性質(zhì)納入考量。薄膜的選擇性主要指的就是自身的移動(dòng)性和凝結(jié)性，一般來說，目前應(yīng)用膜分離處理技術(shù)主要選擇的就是橡膠材質(zhì)的聚合薄膜。這種薄膜在使用過程中，自身的尺寸大小會(huì)隨著滲透物的內(nèi)在大小而發(fā)生相應(yīng)變化。只有選擇恰當(dāng)?shù)谋∧?，才能真正發(fā)揮膜分離處理技術(shù)的實(shí)際功效，加強(qiáng)技術(shù)的實(shí)踐性和現(xiàn)實(shí)意義。

4結(jié)束語

有機(jī)廢氣的產(chǎn)生與排放會(huì)對環(huán)境和人類造成嚴(yán)重危害，在具體的生產(chǎn)工作中一定要應(yīng)用多種有效技術(shù)對有機(jī)廢氣進(jìn)行合理處理。膜分離技術(shù)采用的技術(shù)較為先進(jìn)，在處理有機(jī)廢氣方面具有一定的優(yōu)勢和特點(diǎn)，相關(guān)行業(yè)及部門一定要科學(xué)合理地應(yīng)用膜分離技術(shù)，讓其應(yīng)用范圍變得更加廣泛。只有應(yīng)用好膜分離技術(shù)，才能真正做好有機(jī)廢氣的處理工作。