法主要包括:燃燒法、脈沖電暈法、低溫等離子技術、光催化氧化法、臭氧催化氧化法、微波催化氧化法和生物處理法等。
1.燃燒法
光氧催化設備燃燒法是利用廢氣可以燃燒的性質,通過充分燃燒而將揮發性物轉化為水和二氧化碳,主要包括直接燃燒法、熱力燃燒法和催化燃燒法。
直接燃燒法是將廢氣當作燃料進行直接燃燒,所需溫度較高(一般在1100℃左右),適用于廢氣的處理。直接火焰燃燒的應用范圍比較廣,投資成本低,設備簡單,處理效果比較 ,在時間和適當溫度條件下,處理效率能達到以上,但高溫燃燒容易產生二次污染。
熱力燃燒法是利用熱力交換器對廢氣進行升溫加熱,使其在700℃~800℃以上的高溫條件下進行燃燒,廢氣處理效率可高達~。相比直接燃燒法,熱力燃燒法降低了部分能源消耗。
催化燃燒法是利用催化劑在較低溫度下(200℃~500℃)加熱廢氣,使其發生氧化分解反應,從而實現凈化。常用的催化劑包括非貴金屬類和貴金屬類的催化劑、過渡金屬氧化物和復氧化物催化劑。催化燃燒法具有 性好、能耗少、無二次污染、凈化等優點,但該法在應用過程中容易出現催化劑中毒現象,因此,對于使用條件和操作工藝要很高,此外,貴金屬類催化劑成本較高,經濟效益較差。
2.脈沖電暈法
脈沖電暈法通過前沿陡峭、脈沖窄的高壓脈沖電暈放電,在常溫、常壓下產生大量 電子或O、OH、N等活性粒子以及臭氧,與物分子發生化學氧化反應,破壞其C-C、C-O及C-H等化學鍵, 終使污染物降解為CO2和H2O等物質。丁德玲等對脈沖電暈法去除二甲苯廢氣進行了實驗 ,發現二甲苯去除率隨脈沖峰值電壓、脈沖頻率的增大而升高,隨氣體流量、氣體 質量濃度的增大而降低。實驗結果表明,脈沖電暈法適用于低濃度、大流量二甲苯廢氣的處理,去除率可達87.4%。然而該方法在實際應用中存在能耗較大,大功率脈沖電源制造技術復雜、成本較高,火花開關壽命較短等問題,限制了該技術的進一步推廣。
3.低溫等離子技術
低溫等離子技術通過高壓脈沖放電獲得大量 電子和自由基等活性粒子,經低溫處理后變為固態、液態或氣態。這些粒子通過破壞物的部分化學鍵,如C-H和C-C鍵等,從而對污染物進行降解,將其轉化為或低害物質,適用于大風量、低濃度廢氣的處理。 表明,單獨使用低溫等離子技術處理廢氣時,去除率雖高但會有副產物產生,而光氧凈化器在等離子體反應器中加入吸附劑或催化劑時,不僅可以提高污染物的去除率,同時還可減少副產物的生成。低溫等離子技術具有工藝簡單、能耗較低、處理等優點,尤其適用于處理惡臭氣體,但該法運行費用相對較高。
4.光催化氧化法
光催化氧化法利用WO3、CdS、ZnO、TiO2等催化材料的光催化活性,在特定波長的光(一般是紫外線)照下,激發其產生氧化性的自由基活性物質, 終將吸附在其表面的物氧化為二氧化碳、水等物質。該法反應、處理效果好、能耗低且無二次污染,可轉化苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、乙酸乙酯、甲醇、乙醛等物質。
5.臭氧催化氧化法
臭氧催化氧化法以金屬、金屬氧化物和金屬鹽作為催化劑,催化臭氧產生 多的具有強氧化性的物質以提高其氧化能力,使臭氧在室溫下即可催化廢氣氧化為二氧化碳和水。采用臭氧催化氧化法能明顯降低反應活化能及反應溫度,然而該方法在應用時容易出現催化劑失活,反應溫度過低時還易生成副產物。臭氧催化氧化法多用于廢水中污染物的去除,而目前對于該項技術在廢氣處理方面的 也取得了 進展,是比較好的廢氣處理技術。
6.微波催化氧化技術
微波催化氧化技術由傳統的填料吸附一解吸技術發展而來。利用吸附劑吸附污染物后,采用微波將污染物從吸附劑上解吸出來,隨后在催化劑的作用下將污染物氧化降解。其中,非氯代物將被氧化為水和二氧化碳,可直接排入大氣,而氯代物經催化氧化還會生成HCl,需用堿性吸收劑進行吸收。微波催化氧化技術將傳統解吸方式轉變為微波解析,在降低能耗的同時縮短了解吸時間,且微波 效果好,吸附劑解吸20次后仍能基本保持原有的吸附能力。微波催化氧化技術具有較高的催化效率、啟動時間較短且對溫度要求不高,應用該技術時應針對不同的廢氣選擇合適的吸附劑,同時注重微波功率、加熱時間、載氣流量等因素對催化效率的影響。
7.生物處理法
生物處理法利用微生物的作用,將廢氣中的某些成分作為碳源和氮源進行氧化分解, 終將污染物轉化為無機物、水、二氧化碳等物質,適用于大氣量、低濃度廢氣的處理。目前生物處理設備主要包括生物濾池、生物滴濾塔、生物洗滌器等該法具有凈化效果好,運行費用少,無二次污染, 性、環保性好等優點,但微生物的代謝速率較慢,因此,凈化速度不高。應用該法時的篩選是關鍵,因此,應加大對種類的分析和 ,同時在運行過程中應注意控制體系的溫度和pH值,微生物的活性。
UV光氧凈化器在實際應用中,為降低處理成本、提高處理效率,常將上述處理方法中的兩種或幾種進行聯合使用。劉松華等采用光催化氧化和活性炭吸附聯用的方式對含有酮、醛、酯、烴等物的惡臭廢氣進行處理,不僅彌補了單獨使用光催化氧化時廢氣去除率不高的問題,同時也增加了活性炭的 換時間,降低了處理成本。韓姚其等 了低溫等離子體結合光催化氧化技術在降解廢氣二甲苯方面的應用,實驗結果表明,在光催化劑的作用下,等離子體對于二甲苯的去除率顯著提升,通過二者的協同作用,可 加地分解空氣中的物質。