UV紫外線光解和等離子技術是現今應用于有機廢氣降解最常用的兩種方法。采用這兩種方法,都能將廢氣中的有機成份,分解為無害的水及二氧化碳,并預防了二次污染。但這兩種方法,仍各有優缺點。
UV光解是利用特殊的低壓紫外燈管能同時發射出185nm紫外線和254nm紫外線的雙光譜特性。燈管發射出的185nm紫外線,能觸發空氣中的O2(氧),轉化為O3(臭氧)。臭氧具有很強的氧化能力,其與廢氣中的碳氫化合物(如苯類、烴類、醇類、脂類等)充分混合接觸后,在燈管發射出的254nm紫外線的照射催化條件下,能將這些有害污染物,直接氧化分解為水和二氧化碳。由此可見,紫外燈管發射出的185nm紫外線,起到了提供氧化反應物的作用;而燈管發射出的254nm紫外線,起到了提供光解反應順利進行的必要反應條件的作用。但紫外燈管的臭氧產生能力較低,如現在使用最為普遍的150W U形臭氧紫外線燈管,在氧氣充足的條件下,每小時的臭氧產生量約為900mg左右,即其單位功率每小時的臭氧產生量僅為6mg/w。而臭氧作為光解反應中的一種主要的反應物質,其產生量的多少,直接影響著處理效果的好壞。
等離子技術,是利用高壓的電場,使空氣中的O2電離產生O3,其臭氧產生效率要比紫外燈管高很多。但等離子管幾乎不發射出紫外線。缺少了紫外線的催化作用,在單純采用等離子工藝的廢氣處理裝置中,臭氧與有機廢氣的反應變得緩慢困難,同樣制約了設備的處理效能。
因此,我們嘗試將這兩種處理方案結合起來。將等離子裝置布置在光解設備的前段,離子裝置產生的O3與有機廢氣混合后,流經紫外線燈管。紫外線燈管能進一步地觸發O3的生成,同時在燈管254nm紫外線的催化作用下,O3與有機物的反應效能大幅提升,從而取得理想的處理效果。由于等離子裝置較紫外燈管高得多的臭氧產生效能,使得設備的功耗隨之降低,節能效果顯著。
UV紫外線光解區:利用特制的高能高臭氧UV紫外線光束照射惡臭氣體,改變惡臭氣體,如氨、三甲胺、硫化氫、甲硫氫、甲硫醇、四硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯、硫化物H2S、VOC類、苯、甲苯、二甲苯的分子鏈結構,使有機或無機高分子惡臭化合物分子鏈,在高能紫外線下,降解轉變成低分子化合物,如CO2、H2O等。再分解空氣中的氧分子產生游離氧,即活性氧。因游離氧所攜正負電子不平衡所以需與氧分子結合,進而產生臭氧。眾所周知,臭氧對有機物具有極強的氧化作用,對惡臭氣體及其它感激性異味有立竿見影的qc效果。有機惡嗅氣體通過本區后,凈化運用高能UV紫外線光束及臭氧對惡臭氣體進行協同分解氧化反應,使惡臭氣體物質降解轉化成低分子化合物、水和二氧化碳,裂解惡臭氣體中xj的分子鍵,破壞xj的核酸,再通過臭氧氧化反應。
等離子分解區:采用了獨特的吸附-分解-碳化工藝技術設計,無需再生處理原料,無需專人負責,不產生二次污染。采用脈沖高壓高頻等離子體電源和齒板放電裝置,使其產生高強度、高濃度、高電能的活性自由基,在毫秒級的時間內,瞬間對經過UV光解區進入等離子分解區的氣體內殘留的有害分子進行氧化還原反應,將廢氣中的污染物降解成二氧化碳和水及易處理的物質。利用催化氧化劑的強氧化性和高吸附性,持續地對等離子體未處理盡的污染物和生成的物質進行催化氧化反應,使有害廢氣經多級凈化后終達標排放。
光化學技術原理
光化學技術綜合利用了高強輻照場對惡臭物質的破壞作用和氧對惡臭物質的氧化去除作用,來去除惡臭氣體中的硫化氫、氨、甲硫醇、芳香烴等VOC(揮發性有機物)。惡臭氣體分子在輻照射線的作用下,物質分子的能態發生了改變,即分子的轉動、振動、電子能級發生變化,由低能態被激發至高能態,并利用了氧在強輻照下分解所產生的活潑的次生氧化劑來氧化這些有害物質,輻照場和氧一道,存在著一個協同作用,這種協同作用使該技術對惡臭去除的速率得到數量級的增加。
四種方案一次性投資成本相差不大,低溫等離子+光化學技術與生物法一次性投資成本大致相當(略低),化學藥劑洗滌法偏低,催化焚燒法的投資成本高。