Welke processen verbeteren de luchtkwaliteit door VOC’s te elimineren?

Er zijn twee families van VOC-behandelingsprocessen voor het extraheren van VOC’s uit de omgevingslucht:

• Herstelprocessen

Recuperatieve processen zijn gericht op het afvangen van VOS voor hergebruik. Ze omvatten adsorptie met desorptie, absorptie, condensatie en membraanscheiding.

• Vernietigingsproces

Destructieve processen zijn gebaseerd op de oxidatie van VOS (katalytisch, thermisch), biologische behandelingen, adsorptie zonder desorptie, enz.

Adsorptie

VOS-moleculen binden zich aan een vast materiaal met een groot specifiek oppervlak door de werking van Van der Waals krachten. Er bestaan verschillende adsorberende materialen: actieve kool, zeoliet, silicagel, geactiveerd aluminiumoxide en hars. Actieve kool wordt het meest gebruikt. Het heeft een groot specifiek oppervlak (800 tot 2000 m²/g) en is verkrijgbaar in poeder-, korrel- of stofvorm. Wanneer de actieve kool verzadigd is, wordt het materiaal ofwel vervangen en behandeld als afval (poeder), of het wordt geregenereerd door de VOS terug te winnen via desorptie. Hierbij wordt de totale druk verlaagd (vacuümdesorptie) ofde temperatuur verhoogd(stoom, lucht of hete neutrale gassen). De VOC’s worden dan gerecycleerd in de productie.

Absorptie of gaswassing is gebaseerd op contact tussen de lucht die de VOS bevat en een vloeibaar oplosmiddel. Oplosbare VOC’s gaan over in de vloeistof. Voor in water oplosbare VOC’s wordt water gebruikt. Voor slecht oplosbare VOC’svervangt siliconenolie het water. Deze twee technieken worden niet veel gebruikt omdat water niet erg effectief is en olie vrij duur is.

Condensatie

Hierbij wordt de gasvormige VOC omgezet in een vloeistof door de temperatuur te verlagen tot -40°C voor mechanische condensatie (met behulp van een compressor en warmtewisselaar) en – 180°C voor cryogene condensatie (met behulp van vloeibare stikstof). De vloeistof wordt dan gescheiden van de lucht voor terugwinning. Deze techniek wordt gebruikt voor vervuilde lucht met een hoge concentratie VOC’s, die een kookpunt van minstens 40°C hebben. Condensatie is geschikt voor vervuilde luchtdebieten van minder dan 1000^m3/u.

Membraanscheiding

Lucht die vervuild is met VOC’s passeert een semi-permeabel membraan, waardoor de VOC’s worden tegengehouden. Het debiet dat behandeld wordt door membraanscheiding is minder dan 100^m3/u. De efficiëntie van de scheiding hangt af van de structuur van het membraan, de drempelwaarde en de werkomstandigheden van de filtratie. De techniek is duur en gevoelig voor variaties in debiet en concentraties.

Thermische oxidatie

De VOC’s moeten worden verbrand bij een temperatuur van minstens 750° om ze om te zetten in_CO2 en water. Een VOC-concentratie van meer dan ^10g/m3 is nodig om de energie-input en de verbrandingswarmte-input in evenwicht te houden. Anders wordt het proces zeer energie-intensief. Als de VOC gehalogeneerd of gezwaveld is, bestaat het risico dat er toxische bijproducten gevormd worden, die een extra neutralisatiebehandeling vereisen.

Katalytische oxidatie

Aan de vorige techniek wordt een edelmetaal- of metaaloxidekatalysator toegevoegd. Deze oxideert de VOS bij temperaturen tussen 250° en 400°. Het doel is om het energieverbruik in verband met oxidatie te verminderen. Bepaalde elementen (zware metalen, fosfor, _SO2) dragen echter bij tot de vergiftiging van de katalysator en de deactivering ervan.

Microbiologische behandelingen

Microben worden aeroob gebruikt om VOS af te breken tot_CO2 en water. De microbiële cultuur wordt gefixeerd of gedispergeerd in een mobiele of stationaire vloeibare fase. Er zijn biofilters, biopercolatoren en biowassers.

Biofilter

De bacteriën hechten zich aan een organische drager (turf, hout, enz.) waar de met VOS vervuilde lucht doorheen stroomt. Om de biologische activiteit in stand te houden, worden de bacteriën af en toe besproeid met water en extra voedingsstoffen.

Biopercolator

De bacteriën hechten zich aan een vaste drager , mineraal of bestaande uit vullingen. Er vormt zich een biofilm die enkele millimeters dik kan zijn. Door continu water te geven worden water en voedingssupplementen verspreid. Dit creëert een vloeibare film rond de biofilm waarin zuurstof en VOC’s worden geabsorbeerd en vervolgens overgedragen aan de biofilm.

Biolaveur

De VOC’s worden geabsorbeerd in een sproei-wastoren en vervolgens biologisch afgebroken in een activeringstank met gesuspendeerde biomassa. Biowassers, die gebruik maken van een olie/water emulsie, kunnen verbindingen behandelen die niet goed oplosbaar zijn in water of die toxisch zijn voor micro-organismen.

Keuze van behandeling

Dit hangt af van de aard van de te behandelen VOC’s, hun minimale, maximale en gemiddelde concentratie in de verontreinigde lucht en de fysieke omstandigheden (temperatuur, relatieve vochtigheid, aanwezigheid van stof of andere verontreinigende stoffen, enz.)

In het geval van een proces dat één of twee te behandelen VOS uitstoot, en de VOS(fen) blijken rendabel te zijn voor hergebruik, kan voor een terugwinningstechniek worden gekozen, afhankelijk van een VOS-concentratie en een adequaat debiet van vervuilde lucht.

Bij 3 of meer VOC’s kun je het beste kiezen voor een destructieve techniek.

Meer dan 30% van de fabrikanten kiest voor behandeling op basis van actieve kool. waardoor een breed debiet mogelijk is voor zowel destructieve als recuperatieve toepassingen. Ze elimineren ook geurhinder.