Există două familii de procese de tratare a COV pentru extragerea COV din aerul înconjurător:
- Procese de recuperare
Procesele recuperative vizează captarea COV pentru reutilizare. Acestea includ adsorbția cu desorbție, absorbția, condensarea și separarea prin membrană.
- Procesul de distrugere
Procesele distructive se bazează pe oxidarea COV (catalitică, termică), tratamente biologice, adsorbție fără desorbție etc.
Sommaire
Adsorbție
Moleculele de COV se leagă de un material solid cu o suprafață specifică mare prin acțiunea forțelor Van der Waals. Există o varietate de materiale adsorbante: carbon activ, zeolit, silicagel, alumină activată și rășină. Carbonul activat este cel mai utilizat. Acesta are o suprafață specifică mare (800 până la 2000 m²/g) și se prezintă sub formă de pulbere, granule sau țesătură. Atunci când carbonul activ este saturat, fie materialul este schimbat și tratat ca deșeu (pulbere), fie este regenerat prin recuperarea COV-urilor prin desorbție. Aceasta implică fie reducerea presiunii totale (desorbție în vid), fiecreșterea temperaturii(abur, aer sau gaze neutre fierbinți). COV-urile sunt apoi reciclate în producție.
Absorbția sau spălarea gazelor se bazează pe contactul dintre aerul care conține COV și un solvent lichid. COV solubili trec în lichid. Apa este utilizată pentru COV solubili în apă. Pentru COV slab solubili,apa este înlocuită cu ulei de silicon. Aceste două tehnici nu sunt utilizate pe scară largă deoarece apa nu este foarte eficientă, iar uleiul este destul de scump.
Condensare
Aceasta implică transformarea COV gazos într-un lichid prin scăderea temperaturii la -40°C pentru condensarea mecanică (folosind un compresor și un schimbător de căldură) și la – 180°C pentru condensarea criogenică (folosind azot lichid). Lichidul este apoi separat de aer pentru recuperare. Această tehnică este utilizată pentru aerul poluat cu o concentrație ridicată de COV, care au un punct de fierbere de cel puțin 40°C. Condensarea este adecvată pentru debite de aer poluat mai mici de 1000m3/h.
Separarea cu membrană
Aerul poluat cu COV trece printr-o membrană semipermeabilă, reținând COV pe măsură ce trece prin ea. Debitul tratat prin separarea cu membrană este mai mic de 100m3/h. Eficiența separării depinde de structura membranei, de pragul său de tăiere și de condițiile de funcționare a filtrării. Tehnica este costisitoare și sensibilă la variațiile debitelor și concentrațiilor.
Oxidarea termică
COV-urile trebuie arse la cel puțin 750° pentru a fi transformate înCO2 și apă. O concentrație de COV mai mare de 10g/m3 este necesară pentru a echilibra aportul de energie și de căldură de ardere. În caz contrar, procesul devine foarte energo-intensiv. În cazul în care COV sunt halogenați sau sulfurați, există riscul de a se forma subproduse toxice, care necesită un tratament suplimentar de neutralizare.
Oxidarea catalitică
Tehnicii anterioare i se adaugă un catalizator de metal prețios sau de oxid metalic. Acesta oxidează COV-urile la temperaturi cuprinse între 250° și 400°. Scopul este de a reduce consumul de energie asociat oxidării. Cu toate acestea, anumite elemente (metale grele, fosfor, SO2) contribuie la otrăvirea catalizatorului și la dezactivarea acestuia.
Tratamente microbiologice
Microbii sunt utilizați aerobic pentru a descompune COV înCO2 și apă. Cultura microbiană este fixată sau dispersată într-o fază lichidă mobilă sau staționară. Există biofiltre, biopercolatori și bioscrubbers.
Biofiltru
Bacteriile se atașează la un suport organic (turbă, lemn etc.) prin care trece fluxul de aer poluat cu COV. Pentru a menține activitatea biologică, bacteriile sunt pulverizate ocazional cu apă și nutrienți suplimentari.
Biopercolator
Bacteriile se atașează de un suport solid, fie mineral, fie format din plombe. Se formează un biofilm, care poate avea o grosime de câțiva milimetri. Udarea continuă distribuie apă și suplimente nutritive. Se creează astfel o peliculă lichidă în jurul biofilmului, în care oxigenul și COV-urile sunt absorbite și apoi transferate către biofilm.
Biolaveur
COV-urile sunt absorbite într-un turn de spălare prin pulverizare, apoi biodegradate într-un rezervor de activare care conține biomasă în suspensie. Bioscrubbers, care utilizează o emulsie ulei/apă, pot trata compuși care nu sunt foarte solubili în apă sau care sunt toxici pentru microorganisme.
Alegerea tratamentului
Aceasta depinde de natura COV care trebuie tratați, de concentrația lor minimă, maximă și medie în aerul poluat și de condițiile fizice ale acestuia (temperatură, umiditate relativă, prezența prafului sau a altor poluanți etc.).
În cazul unui proces care emite unul sau două COV care trebuie tratate, iar COV-urile se dovedesc a fi profitabile pentru reutilizare, poate fi aleasă o tehnică de recuperare; sub rezerva unei concentrații de COV și a unui debit adecvat de aer poluat.
Cu 3 sau mai multe COV-uri, este mai bine să optați pentru o tehnică distructivă.
Trebuie remarcat faptul că peste 30% dintre producători aleg tratamentul pe bază de cărbune activ. permițând o gamă largă de debite atât pentru aplicații distructive, cât și recuperative. De asemenea, acestea elimină mirosul neplăcut.
