工业废水装置中废气治理技术研究

摘要：

工业废水是环境污染的重要源头之一，废水处理装置在去除污染物的同时，也可能会产生大量有害废气，如未得到及时处理，也会对环境造成破坏，并影响人体健康。文章主要探讨工业废水装置中的废气治理技术，首先总结废气的分类与特性，其次分析当前工业废水装置中废气治理技术的意义与局限，最后提出具体的废气治理技术，以为工业废水装置中废气的治理提供参考。

关键词：工业废水装置；废气治理；技术研究

一、工业废水处理装置中废气的类型与危害

目前工业废水处理置装置的废气主要包括惰性气体、有毒气体与可燃气体三类，其中惰性气体常见的有氮气、氩气等，这类气体化学性质稳定，几乎不参与化学反应，虽然无毒无害，但在高浓度条件下会挤占氧气空间，导致环境缺氧而埋下安全隐患；并且惰性气体长期积聚还会影响设备散热，增加爆炸隐患。有毒气体主要来自强酸、强碱废水处理环节，常见的有氰化氢、氯气等，人类吸入氯气会刺激呼吸道，严重者可以导致死亡；吸入氰化氢则可抑制细胞呼吸功能，短时间内即可引发人体中毒，因此有毒气体对人体及环境危害极大。可燃气体则具有易燃易爆的特点，比如甲烷、氢气，当浓度达到一定阈值，遇明火或高温即可燃烧爆炸，这类气体通常来自于含碳有机废水的处理过程。

二、工业废水处理装置中废气治理的意义及局限

近年来废气治理技术成为环保领域关注的焦点内容，通过科学手段减少、消除废气中的有害物质，可有效改善环境质量，提高资源的循环利用率。目前工业废水处理装置中废气治理的意义主要表现在以下几个方面：一方面，降低污染风险，通过废气治理可以将废气中含有的有毒有害物质去除，或将其转化为无害物质，经过无害化处理的废气再排放至空气中，可减少对环境的破坏。另一方面，提升资源利用率，部分废气中包含挥发性有机物等可回收物质，经过处理后可重新用于工业生产，因此废气处理可以节约资源，降低企业生产成本；废气治理还可以改善废水处理装置的运行效率，比如上文提到的惰性气体长期积聚会影响设备散热，经过处理后可延长设备的使用寿命，保障系统稳定运行。

当然，当前受各种客观因素、主观因素的影响，工业废水处理置装中废气治理技术也存在一定的局限性，一方面部分治理技术成本较高，某些设备前期投资额较大，后期运维成本较高，对于中小型企业而言增加了废气治理的成本压力；另一方面，废气成分复杂多样，不同行业产生的废气特性差异较大，无法通过单一技术满足所有企业个性化的治理需求。此外，废气治理技术操作门槛较高，一些先进技术对专业人员的专业操作能力要求较高，普通企业普通技术人员操作可以会影响治理效果。

三、工业废水处理装置中废气治理技术应用

工业废水处理过程中产生的废气成分复杂，通常包含挥发性有机物（VOCs）、硫化氢、氨气、甲烷等有害物质。针对这些废气，现有技术已形成多种解决方案，每种技术根据废气特性进行针对性设计，在实际应用中需综合考虑效率、成本及环境友好性。目前常用的废气治理技术包括以下几种：

（一）活性炭吸附技术

活性炭吸附技术主要利用活性炭多孔结构的特性提供更大的比表面积，再利用活性炭的物理吸附作用，将废气中的污染物分子固定在活性炭表面。活性炭孔径分布广泛，能够选择性吸附不同分子量的气体，比如微孔可吸附甲醛等小分子气体，大孔可吸附苯系物等大分子有机物。活性炭吸附技术操作简单、成本低，且适应场景广泛，比如颗粒炭适用于固定床吸附装置，蜂窝状活性炭适用于高风险、低阻力场景。不过活性炭更适用于废气预处理阶段，或者低浓度废气净化，因为环境因素会影响其吸附效率；并且需定期更换，否则达到饱和度后可能会造成二次污染。活性碳吸附技术更适用于成分稳定、浓度较低废气的处理。

（二）微生物治理技术

微生物废气治理技术的原理是利用微生物的代谢作用降解废气中的污染物，通过筛选、培养具有特定降解能力的菌种，利用菌种将废气中的有害物质进行无害化处理，该技术具有环保性能优越、运行成本低的优势。微生物治理技术中，微生物附着于填料表面形成生物膜，废气通过生物膜时，污染物被吸附至生物膜上，再将其分解为无害物质。微生物治理技术适用于含硫、含氮等废气处理中，比如污水处理厂的沼气池，化工废气处理等。最常见的形式即生物滤床，采用陶粒、活性炭纤维等多孔材料作为填料，既能够为微生物提供附着载体，又能够延长废气与微生物接触时间。不过微生物治理技术的应用需要保持微物生的活性，合理控制温湿度，并定期补充氮、磷等营养盐，以维持菌群正常生长；且该技术启动周期较长，需要一段时间培养菌群，针对高深度废气处理能力也十分有限，因此适用于成分相对稳定、中低浓度的废气治理。

（三）废气燃烧技术

废气燃烧技术主要通过高温氧化分解有害气体，其核心理念在于高效利用热能达到废气处理的目的。废气燃烧分为直接燃烧和催化燃烧两类，其中直接燃烧产生的高温烟气可通过余热锅炉回收热量，用于发电或供暖；催化燃烧则通过优化催化剂活性和反应器设计，提高能源利用率。直接燃烧适用于高浓度可燃气体，比如天然气、甲烷等，通过燃烧将废气加热至800℃以上使其完全氧化，生成二氧化碳和水蒸气；催化燃烧则利用催化剂降低废气反应温度，达到废气处理的目的。废气燃烧技术适合处理低浓度有机废气，该技术处理效率高，且能实现能源回收，不过实际应用中，燃烧装置需配备精确的温度控制系统和防爆措施，以防止因温度波动或气体浓度过高引发爆炸风险；并且设备投资及运行成本较高，适用于废气流量稳定、成分单一的场景，比如石化行业。

（四）等离子处理技术

等离子体废气处理技术通过高压放电产生高能电子和自由基，分解废气分子，这个过程中电子与气体分子碰撞产生链式反应生成活性物质，再将复杂有机物氧化为无害物质。该技术对低浓度、高风量的VOCs处理效果显著，且反应速度快，适合动态废气治理。不过该技术投资较高，且运行过程中可能会产生臭氧等副产物；且对高深度粉尘、颗粒物等耐受性较差，在处理前需要对废气进行预处理，以去除杂志，因此适用于对洁净度要求较高的行业，比如电子、食品等。

四、结语

工业废水装置中废气治理技术可有效减少工业生产中废气对环境的污染，具有较高的生态效益、社会效益。实际技术应用过程中，企业可根据自身实际情况选择合适的治理方法，也可多种技术联合应用，以提升治理效果。相关随着材料科学与自动化控制技术的不断发展，废气治理技术也会向着更高效、更智能化的方向升级。

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