山東帕克環保工程有限公司

 光化學及光催化氧化法是目前研究較多的一項高級氧化技術。所謂光催化反應，就是在光的作用下進行的化學反應。光化學反應需要分子吸收特定波長的電磁輻射，受激產生分子激發態，然后會發生化學反應生成新的物質，或者變成引發熱反應的中間化學產物。光化學反應的活化能來源于光子的能量，在太陽能的利用中光電轉化以及光化學轉化一直是十分活躍的研究領域。

光催化氧化技術利用光激發氧化將O2、H2O2等氧化劑與光輻射相結合。所用光主要為紫外光，包括uv-H2O2、uv-O2等工藝，可以用于處理污水中CHCl3、CCl4、多氯聯苯等難降解物質。另外，在有紫外光的Fenton體系中，紫外光與鐵離子之間存在著協同效應，使H2O2分解產生羥基自由基的速率大大加快，促進有機物的氧化去除。

光催化氧化技術:光降解通常是指有機物在光的作用下，逐步氧化成低分子中間產物最終生成CO2、H2O及其他的離子如NO3-、PO43-、Cl-等。有機物的光降解可分為直接光降解、間接光降解。前者是指有機物分子吸收光能后進一步發生的化學反應。后者是周圍環境存在的某些物質吸收光能成激發態，再誘導一系列有機污染的反應。間接光降解對環境中難生物降解的有機污染物更為重要。利用光化學反應降解污染物的途徑，包括無催化劑和有催化劑參與的光化學氧化過程。前者多采用氧和過氧化氫作為氧化劑，在紫外光的照射下使污染物氧化分解；后者又稱光催化氧化，一般可分為均相和非均相催化兩種類型。均相光催化降解中較常見的是以Fe2+或Fe3+及H2O2為介質，通過photo-Fenton反應產生·HO使污染物得到降解，非均相光催化降解中較常見的是在污染體系中投加一定量的光敏半導體材料，同時結合一定量的光輻射，使光敏半導體在光的照射下激發產生電子-空穴對，吸附在半導體上的溶解氧、水分子等與電子-空穴作用，產生·HO等氧化性極強的自由基，再通過與污染物之間的羥基加和、取代、電子轉移等式污染物全部或接近全部礦化。

發展史:1972 年，Fujishima和 Honda在n—型半導體TiO2電極上發現了光催化裂解水反應，在Nature 上發表了“Electrochemical photolysis of water at a semiconductor electrode”，揭開了多相光催化新時代的序幕。1976 年John. H .Carey等研究了多氯聯苯的光催化氧化，，被認為是光催化技術在消除環境污染物方面的首創性研究工作。1977 年，YokotaT 等發現在光照條件下,TiO2對丙烯環氧化具有光催化活性，從而拓寬了光催化的應用范圍，為有機物氧化反應提供了一條新的思路。自1983 年起，A.L. Pruden和D.Follio就烷烴、烯烴和芳香烴的氯化物等一系列污染物的光催化氧化作了連續研究，發現反應物都能迅速降解。1989 年，Tanaka.K 等人研究發現有機物的半導體光催化過程由羥基自由基（·OH）引起，在體系中加入H2O2可增加·OH的濃度。進入了90 年代，隨著納米技術的興起和光催化技術在環境保護、衛生保健、有機合成等方面應用研究的發展迅速，納米量級的光催化劑的研究，已經成為國際上最活光氧催化凈化裝置利用特制的高能光束照射惡臭氣體，裂解惡臭氣體如：氨、三甲胺、硫化氫、甲硫氫、甲硫醇、甲硫醚、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，在高能紫外線光束照射下，降解轉變成低分子化合物，如CO2、H2O等。

技術特點：高效除惡臭：能高效去除揮發性有機物（VOC）、無機物、硫化氫、氨氣、硫醇類等主要污染物，以及各種惡臭味，脫臭效率最高可達99%以上，脫臭效果大大超過國家1993年頒布的惡臭污染物排放標準（GB14554-93）．

一、無需添加任何物質：只需要設置相應的排風管道和排風動力，使惡臭氣體通過本設備進行脫臭分解凈化，無需添加任何物質參與化學反應。，

二、適應性強：可適應高濃度，大氣量，不同惡臭氣體物質的脫臭凈化處理，可每天24小時連續工作，運行穩定可靠。

三、運行成本低：本設備無任何機械動作，無噪音，無需專人管理和日常維護，只需作定期檢查，本設備能耗低，（每處理1000立方米/小時，僅耗電約0.2度電能），設備風阻極低＜50pa,可節約大量排風動力能耗。

四、無需預處理：惡臭氣體無需進行特殊的預處理，如加溫、加濕等,設備工作環境溫度在攝氏-30℃－95℃之間，濕度在30%－98%、PH值在2-13之間均可正常工作

五、設備占地面積小，自重輕：適合于布置緊湊、場地狹小等特殊條件，設備占地面積＜1平方米/處理10000m3/h風量。

六、優質進口材料制造：防火、防腐蝕性能高，性能穩定，使用壽命長。

八、環保高科技專利產品：采用國際上最先進技術理念，通過專家及我公司工程技術人員長期反復的試驗，開發研制出的，具有完全自主研發的高科技環保凈化產品，可徹底分解惡臭氣體中有毒有害物質，并能達到完美的脫臭效果，經分解后的惡臭氣體，可完全達到無害化排放，絕不產生二次污染，同時達到高效消毒殺菌的作用。

安裝說明：光氧催化裝置可安裝在風機之前，也可安裝在風機之后，建議安裝在風機之前；凈化器如安裝在支架之上時，應與支架緊固連接；凈化器與排風管道之間的連接必須密封；光氧催化裝置可以安裝在室內，也可安裝在室外，但應有足夠的空間用來維護與維修；光氧催化裝置箱體應可靠接地；光氧催化裝置本體及電控箱中各電器連接應可靠無誤。躍的研究領域之一。

光催化氧化的特點:（1）光催化氧化適合在常溫下將廢臭氣體完全氧化成無毒無害的物質，適合處理高濃度、氣量大、穩定性強的有毒有害氣體的廢氣處理。（2）有效凈化徹底：通過光催化氧化可直接將空氣中的廢臭氣體完全氧化成無毒無害的物質，不留任何二次污染（3）綠色能源：光催化氧化利用人工紫外線燈管產生的真空波紫外光作為能源來活化光催化劑，驅動氧化-還原反應，而且光催化劑在反應過程中并不消耗，利用空氣中的氧作為氧化劑，有效地降解有毒有害廢臭氣體成為光催化節約能源的最大特點。（4）氧化性強：半導體光催化具有氧化性強的特點，對臭氧難以氧化的某些有機物如、化炭、苯、都能有效地加以分解，所以對難以降解的有機物具有特別意義，光催化的有效氧化劑是自由基（OH-）和超氧離子自由基（O2-、0-），其氧化性高于常見的臭氧、雙氧水、、次氯酸等。（5）廣譜性：光催化氧化對從烴到羧酸的種類眾多有機物都有效，即使對原子有機物如鹵代烴、染料、含氮有機物、有機磷殺蟲劑也有很好的去除效果，只要經過一定時間的反應可達到完全凈化。（6）壽命長：在理論上，光催化劑的壽命是無限長的，無需更換。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現。

生活中，我們時不時就會聞到一股臭味，而引起這些惡臭的因素是多種多樣的，不僅有寄生在河、水庫、貯水池中的各種微生物與浮游生物繁殖共存而發生的土臭,也有由于植物、浮游生物在分解時生成放線菌發出霉臭及放線菌產生的抗生物質使細菌死亡而發臭，還有的是因為車軸藻、水草、落葉等在水中分解而溶出丹寧酸發臭，但更主要的是來自于河流水作水源的自來水中混入工業廢水使水源受污染而發臭，城市污水在輸送和處理過程中而引起的臭味,甚至產生苯酚等臭味。這不僅縮短了相關設施的使用壽命，而且嚴重污染周邊環境，降低土地利用率，更嚴重的是它還會危害人們的身體健康，對人類的精神狀態造成嚴重影響。因此科學、合理地治理城市惡臭氣體，是我們面臨的緊迫問題。
　　1、臭氣形成的原因
　　惡臭物質是指一切刺激嗅覺器官引起人們不愉快及損害生活環境的氣體物質，惡臭即難聞的臭味。惡臭可對人產生嗅覺傷害，是可引起嘔吐導致疾病的公害之一。迄今憑人的嗅覺即能感覺到的惡臭物質有4000多種，其中排水相關系統產生的惡臭污染物質有氨、三甲胺、硫化氫、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯等。這些惡臭成分主要是水中有機物在缺氧條件下的產物。由于污水中含氮、硫物質被厭氧分解，形成還原形態的硫化氫和氨等惡臭物質，當一些設備在運行時就會把這種惡臭物質逸入到大氣中，從而形成惡臭污染。
　　2、臭氣處理技術
　　惡臭一般為多組分低濃度的混合氣體。除臭過程就是將這些惡臭分子吸收、破壞、降解或者隱蔽的過程。
　　2.1吸收法
　　吸收法本質上是一個分離過程，是通過惡臭氣體與液體溶劑接觸而達到使污染物從氣相轉移到液相的一種操作。吸收法也叫濕式氣體洗滌法，通常是利用水和臭氣中的硫化氫、氨氣等氣體充分接觸、溶解，最終得到有效的去除臭味。也可以利用藥液，讓藥液中的化學成分和臭氣中的臭味物質發生中和反應等來除去氣體中的惡臭成份。吸收法可用來處理任何具有水溶性的惡臭物質，其處理效率通常可以達到95％～98％。吸收過程通常是在填料塔、板式塔或噴霧塔等吸收裝置中進行的，該法常用來處理濃度較低、流量較大的惡臭氣體。　　2.2氧化法
　　氧化法即利用惡臭氣體大多為還原性物質、氧化劑具有較強氧化性的化學特性，使臭氣中的污染因子有效氧化分解，以降低惡臭濃度。目前常用的氧化劑包括臭氧和活性氧。
　　臭氧氧化法是利用臭氧的強氧化性，能夠氧化臭氣中的化學成分而使其分解，最終達到脫臭目的。實際工程應用時，臭氣一般先經過藥液清洗除臭，大部分的臭味去除后，殘余的臭氣再使用臭氧氧化法去除。藥液清洗與臭氧氧化法相結合使用，比較經濟，效率也比較高。
　　活性氧氧化技術是指直接利用活性氧發生裝置產生具有極強氧化能力的活性氧對臭氣中的化學成份進行氧化來凈化氣體。在特制的活性氧發生裝置中利用高壓靜電的特殊脈沖放電方式產生高密度的高能活性氧迅速與有機分子碰撞，激活有機分子，并將其破壞；或者高能活性氧激活空氣中的氧分子產生二次活性氧，與有機分子發生一系列鏈式反應，氧化有機物。
　　2.3吸附法
　　吸附法就是依據多孔固體吸附劑的化學特性和物理特性，達到惡臭物質積聚或凝縮在其表面而達到分離目的的一種脫臭方法。吸附分離在環境工程、化學工程等領域應用廣泛，其技術關鍵在于吸附劑應具有較大的吸附容量和較快的吸附速率。
　　目前國內外最廣泛應用的吸附劑是活性炭。這主要是因為活性炭有很高的比表面積，對惡臭物質有較大的平衡吸附量，對多種惡臭氣體都可達到較好的吸附效果。此外通過浸漬活性炭(堿、磷酸)或注加微量其他氣體(氨氣、二氧化碳)還可以有效提高活性炭的吸附效率。但是由于活性炭的價格昂貴，處理成本就成為限制其應用的主要因素，而且它還有不適宜處理高濃度臭氣，每隔一段時間需要進行吸附劑再生的缺點。
　　2.4燃燒法
　　燃燒法可以分為直接燃燒法和出煤燃燒法，就是根據臭味物質的特點，臭氣會在溫度達到648℃，接觸時間0.3s以上直接燃燒，最終臭味得到去除。
　　2.5生物脫臭法
　　生物脫臭法是利用固相和液相反應器中的微生物的生命活動降解氣流中所攜帶的惡臭氣體，將其轉化成簡單無機物(例如二氧化碳，水，無機鹽等)和生物質等臭味強度比較低或者無臭的物質。多數的含碳有機物最終轉化為二氧化碳，含氮物質首先分解出氨氣，而后氧化成亞硝酸鹽并最終氧化成為硝酸鹽，含硫物質往往被氧化成硫磺或者硫酸鹽。
　　生物脫臭方法主要有土壤處理法和生物濾池法，除臭效果都比較好。土壤處理法就是利用土壤中有機質及礦物質的吸附能力，將臭氣吸附、濃縮到土壤中，土壤中微生物的新陳代謝活動可以將其降解，最終臭氣被轉化為CO2和H2O。土壤法具有設備簡單、操作方便和運行費用低的優點。生物濾池法是把收集起來的臭氣先經過加濕處理，然后經過濕潤、空隙發達并長滿微生物的生物濾層，臭氣被填料吸附，然后微生物把臭味分解成CO2和其它無機物，達到去除臭味的目的。此方法運行費用比較經濟，但是占地面積大。
　　生物脫臭系統通常是在常溫常壓下進行，運行時僅僅需要消耗使惡臭物質與微生物相接觸的動力費用和少量的調整營養環境的藥劑費用。因此生物脫臭屬于環境友好凈化技術。其總體能耗低、運行維護費用少，較少出現二次污染和跨介質污染轉移的問題。此外生物法尤其適合于處理氣量大于17000m／h，臭氣濃度小于1000ppm的場合。在氣量較大的情況下，其投資費用通常要低于現有的其它類型的處理設施。此方法較適合于市政污水行業臭氣凈化。目前此方法得到廣泛應用，也成為脫臭的主流。
　　當然除了上述介紹的幾種臭氣處理技術外，還有其他幾種除臭方法如遮蔽法、冷凝法、膜分離法等，這些方法目前在工程中應用較少。
　　由于除臭裝置大都屬于非標設備，實際應用時要因地制宜地慎重選用各類除臭方法，應充分考慮各類除臭設施的不同性能和特點，在具體實踐中不斷摸索，爭取用較小的投入取得較優的回報。