Υπάρχουν δύο οικογένειες διεργασιών επεξεργασίας πτητικών οργανικών ενώσεων για την εξαγωγή πτητικών οργανικών ενώσεων από τον αέρα του περιβάλλοντος:
- Διαδικασίες ανάκτησης
Οι διεργασίες ανάκτησης αποσκοπούν στη δέσμευση των πτητικών οργανικών ενώσεων για επαναχρησιμοποίηση. Περιλαμβάνουν προσρόφηση με εκρόφηση, απορρόφηση, συμπύκνωση και διαχωρισμό με μεμβράνες.
- Διαδικασία καταστροφής
Οι καταστροφικές διεργασίες βασίζονται στην οξείδωση των πτητικών οργανικών ενώσεων (καταλυτική, θερμική), στις βιολογικές επεξεργασίες, στην προσρόφηση χωρίς εκρόφηση κ.λπ.
Sommaire
Προσρόφηση
Τα μόρια των πτητικών οργανικών ενώσεων δεσμεύονται σε ένα στερεό υλικό με μεγάλη ειδική επιφάνεια μέσω της δράσης των δυνάμεων Van der Waals. Υπάρχει μια ποικιλία προσροφητικών υλικών: ενεργός άνθρακας, ζεόλιθος, πηκτή πυριτίου, ενεργοποιημένη αλουμίνα και ρητίνη. Ο ενεργός άνθρακας είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο. Έχει μεγάλη ειδική επιφάνεια (800 έως 2000 m²/g) και διατίθεται σε μορφή σκόνης, κόκκων ή υφάσματος. Όταν ο ενεργός άνθρακας κορεστεί, είτε το υλικό αλλάζει και αντιμετωπίζεται ως απόβλητο (σκόνη), είτε αναγεννάται ανακτώντας τις πτητικές οργανικές ενώσεις μέσω εκρόφησης. Αυτό συνεπάγεται είτε μείωση της συνολικής πίεσης (εκρόφηση υπό κενό) είτεαύξηση της θερμοκρασίας(ατμός, αέρας ή θερμά ουδέτερα αέρια). Οι πτητικές οργανικές ενώσεις ανακυκλώνονται στη συνέχεια στην παραγωγή.
Η απορρόφηση ή η αέρια πλύση βασίζεται στην επαφή μεταξύ του αέρα που περιέχει τις πτητικές οργανικές ενώσεις και ενός υγρού διαλύτη. Οι διαλυτές πτητικές οργανικές ενώσεις περνούν στο υγρό. Για τις υδατοδιαλυτές πτητικές οργανικές ενώσεις χρησιμοποιείται νερό. Για τις δυσδιάλυτες πτητικές οργανικές ενώσεις, τονερό αντικαθίσταται από έλαιο σιλικόνης. Αυτές οι δύο τεχνικές δεν χρησιμοποιούνται ευρέως επειδή το νερό δεν είναι πολύ αποτελεσματικό και το λάδι είναι αρκετά ακριβό.
Συμπύκνωση
Αυτό περιλαμβάνει τη μετατροπή των αέριων πτητικών οργανικών ενώσεων σε υγρό με μείωση της θερμοκρασίας στους -40°C για μηχανική συμπύκνωση (με χρήση συμπιεστή και εναλλάκτη θερμότητας) και στους – 180°C για κρυογενική συμπύκνωση (με χρήση υγρού αζώτου). Στη συνέχεια, το υγρό διαχωρίζεται από τον αέρα για ανάκτηση. Η τεχνική αυτή χρησιμοποιείται για μολυσμένο αέρα με υψηλή συγκέντρωση πτητικών οργανικών ενώσεων, οι οποίες έχουν σημείο βρασμού τουλάχιστον 40°C. Η συμπύκνωση είναι κατάλληλη για ροές μολυσμένου αέρα μικρότερες από 1000m3/h.
Διαχωρισμός με μεμβράνες
Ο αέρας που είναι μολυσμένος με πτητικές οργανικές ενώσεις διέρχεται από μια ημιπερατή μεμβράνη, η οποία συγκρατεί τις πτητικές οργανικές ενώσεις καθώς διέρχεται. Ο ρυθμός ροής που επεξεργάζεται ο διαχωρισμός με μεμβράνη είναι μικρότερος από 100m3/h. Η αποτελεσματικότητα του διαχωρισμού εξαρτάται από τη δομή της μεμβράνης, το όριο αποκοπής της και τις συνθήκες λειτουργίας της διήθησης. Η τεχνική είναι δαπανηρή και ευαίσθητη στις μεταβολές των ρυθμών ροής και των συγκεντρώσεων.
Θερμική οξείδωση
Οι πτητικές οργανικές ενώσεις πρέπει να καούν σε θερμοκρασία τουλάχιστον 750° για να μετατραπούν σεCO2 και νερό. Απαιτείται συγκέντρωση VOC μεγαλύτερη από 10g/m3 για να εξισορροπηθεί η εισροή ενέργειας και η εισροή θερμότητας καύσης. Διαφορετικά, η διαδικασία γίνεται πολύ ενεργοβόρα. Όταν οι πτητικές οργανικές ενώσεις είναι αλογονωμένες ή θειούχες, υπάρχει κίνδυνος να σχηματιστούν τοξικά παραπροϊόντα, τα οποία απαιτούν πρόσθετη επεξεργασία εξουδετέρωσης.
Καταλυτική οξείδωση
Στην προηγούμενη τεχνική προστίθεται καταλύτης από πολύτιμο μέταλλο ή οξείδιο μετάλλου. Αυτό οξειδώνει τις πτητικές οργανικές ενώσεις σε θερμοκρασίες μεταξύ 250° και 400°. Στόχος είναι η μείωση της κατανάλωσης ενέργειας που συνδέεται με την οξείδωση. Ωστόσο, ορισμένα στοιχεία (βαρέα μέταλλα, φώσφορος, SO2) συμβάλλουν στη δηλητηρίαση του καταλύτη και στην απενεργοποίησή του.
Μικροβιολογικές επεξεργασίες
Τα μικρόβια χρησιμοποιούνται αερόβια για τη διάσπαση των πτητικών οργανικών ενώσεων σεCO2 και νερό. Η μικροβιακή καλλιέργεια είναι είτε σταθερή είτε διασκορπισμένη σε κινητή ή σταθερή υγρή φάση. Υπάρχουν βιοφίλτρα, βιοπεριοριστές και βιοσυσσωρευτές.
Βιοφίλτρο
Τα βακτήρια προσκολλώνται σε ένα οργανικό υπόστρωμα (τύρφη, ξύλο κ.λπ.), μέσω του οποίου διέρχεται η ροή του μολυσμένου με πτητικές οργανικές ενώσεις αέρα. Για να διατηρηθεί η βιολογική δραστηριότητα, τα βακτήρια ψεκάζονται περιστασιακά με νερό και πρόσθετα θρεπτικά συστατικά.
Biopercolator
Τα βακτήρια προσκολλώνται σε ένα στερεό στήριγμα , είτε ορυκτό είτε αποτελούμενο από σφραγίσματα. Σχηματίζεται ένα βιοφίλμ, το οποίο μπορεί να έχει πάχος αρκετών χιλιοστών. Το συνεχές πότισμα διανέμει το νερό και τα θρεπτικά συμπληρώματα. Αυτό δημιουργεί ένα υγρό φιλμ γύρω από το βιοφίλμ στο οποίο απορροφάται οξυγόνο και πτητικές οργανικές ενώσεις και στη συνέχεια μεταφέρεται στο βιοφίλμ.
Biolaveur
Οι πτητικές οργανικές ενώσεις απορροφώνται σε πύργο πλύσης με ψεκασμό και στη συνέχεια βιοδιασπώνται σε δεξαμενή ενεργοποίησης που περιέχει αιωρούμενη βιομάζα. Οι βιοσυσσωρευτές, χρησιμοποιώντας ένα γαλάκτωμα ελαίου/νερού, μπορούν να επεξεργαστούν ενώσεις που δεν είναι πολύ διαλυτές στο νερό ή που είναι τοξικές για τους μικροοργανισμούς.
Επιλογή θεραπείας
Εξαρτάται από τη φύση των προς επεξεργασία πτητικών οργανικών ενώσεων, την ελάχιστη, τη μέγιστη και τη μέση συγκέντρωσή τους στον μολυσμένο αέρα και τις φυσικές συνθήκες του (θερμοκρασία, σχετική υγρασία, παρουσία σκόνης ή άλλων ρύπων κ.λπ.).
Στην περίπτωση μιας διεργασίας που εκπέμπει μία ή δύο πτητικές οργανικές ενώσεις προς επεξεργασία και η επαναχρησιμοποίηση των πτητικών οργανικών ενώσεων αποδεικνύεται ότι είναι αποδοτική, μπορεί να επιλεγεί μια τεχνική ανάκτησης- με την προϋπόθεση της συγκέντρωσης των πτητικών οργανικών ενώσεων και του επαρκούς ρυθμού ροής του μολυσμένου αέρα.
Με 3 ή περισσότερες πτητικές οργανικές ενώσεις, είναι προτιμότερο να επιλέξετε μια καταστροφική τεχνική.
Θα πρέπει να σημειωθεί ότι πάνω από το 30% των κατασκευαστών επιλέγουν επεξεργασία με βάση τον ενεργό άνθρακα. επιτρέποντας ένα ευρύ φάσμα ρυθμών ροής τόσο για καταστροφικές όσο και για ανακτητικές εφαρμογές. Εξαλείφουν επίσης την οσμή.
