Obstajata dve skupini postopkov obdelave HOS za pridobivanje HOS iz zunanjega zraka:
- Postopki obnavljanja
Cilj rekuperacijskih postopkov je zajeti hlapne organske spojine za ponovno uporabo. Vključujejo adsorpcijo z desorpcijo, absorpcijo, kondenzacijo in membransko ločevanje.
- Postopek uničevanja
Destruktivni postopki temeljijo na oksidaciji hlapnih organskih spojin (katalitični, termični), biološki obdelavi, adsorpciji brez desorpcije itd.
Sommaire
Adsorpcija
Molekule HOS se z delovanjem Van der Waalsovih sil vežejo na trdne snovi z veliko specifično površino. Obstajajo različni adsorpcijski materiali: aktivno oglje, zeolit, silikagel, aktivni aluminijev oksid in smola. Aktivno oglje se uporablja najpogosteje. Ima veliko specifično površino (800 do 2000 m²/g) in je na voljo v obliki prahu, zrn ali tkanine. Ko je aktivno oglje nasičeno, se material zamenja in obravnava kot odpadek (prah) ali pa se regenerira s pridobivanjem hlapnih organskih spojin z desorpcijo. Pri tem se zmanjša skupni tlak (vakuumska desorpcija) alipoveča temperatura(para, zrak ali vroči nevtralni plini). HOS se nato reciklirajo v proizvodnjo.
Absorpcija ali čiščenje plinov temelji na stiku med zrakom, ki vsebuje hlapne organske spojine, in tekočim topilom. Topni HOS prehajajo v tekočino. Za v vodi topne HOS se uporablja voda. Pri slabo topnih HOSvodo nadomesti silikonsko olje. Ti dve tehniki se ne uporabljata pogosto, ker voda ni zelo učinkovita, olje pa je precej drago.
Kondenzacija
Pri tem se plinasta hlapna organska spojina pretvori v tekočino z znižanjem temperature na -40 °C za mehansko kondenzacijo (z uporabo kompresorja in toplotnega izmenjevalnika) in – 180 °C za kriogeno kondenzacijo (z uporabo tekočega dušika). Tekočina se nato loči od zraka in se regenerira. Ta tehnika se uporablja za onesnažen zrak z visoko koncentracijo hlapnih organskih spojin, ki imajo vrelišče vsaj 40 °C. Kondenzacija je primerna za pretoke onesnaženega zraka, manjše od 1000m3/h.
Membransko ločevanje
Zrak, onesnažen z HOS, prehaja skozi polprepustno membrano, ki pri prehodu zadržuje HOS. Hitrost pretoka, ki se obdela z membranskim ločevanjem, je manjša od 100m3/h. Učinkovitost ločevanja je odvisna od strukture membrane, njenega mejnega praga in pogojev delovanja filtracije. Tehnika je draga in občutljiva na spremembe pretokov in koncentracij.
Toplotna oksidacija
Hlapne organske spojine je treba sežgati pri najmanj 750 °C, da se pretvorijo vCO2 in vodo. Koncentracija hlapnih organskih spojin je večja od 10 g/m3, da se uravnotežita vložek energije in toplota zgorevanja. V nasprotnem primeru postane postopek energetsko zelo potraten. Če je HOS halogenirana ali žveplana, obstaja nevarnost, da nastanejo strupeni stranski produkti, ki zahtevajo dodatno nevtralizacijsko obdelavo.
Katalitska oksidacija
Katalizator iz plemenitih kovin ali kovinskih oksidov je dodan prejšnji tehniki. Ta oksidira hlapne organske spojine pri temperaturah med 250° in 400°. Cilj je zmanjšati porabo energije, povezano z oksidacijo. Vendar pa nekateri elementi (težke kovine, fosfor, SO2) prispevajo k zastrupitvi katalizatorja in njegovi deaktivaciji.
Mikrobiološka obdelava
Mikrobi se uporabljajo aerobno za razgradnjo hlapnih organskih spojin vCO2 in vodo. Mikrobna kultura je fiksirana ali razpršena v mobilni ali stacionarni tekoči fazi. Obstajajo biofiltri, bioperkolatorji in bioskrbinerji.
Biofilter
Bakterije se pritrdijo na organsko podlago (šoto, les itd.), skozi katero teče tok zraka, onesnaženega s hlapnimi organskimi spojinami. Za ohranjanje biološke aktivnosti se bakterije občasno poškropijo z vodo in dodatnimi hranili.
Biopercolator
Bakterije se pritrdijo na trdno podlago, ki je bodisi mineralna bodisi sestavljena iz polnil. Nastane biofilm, ki je lahko debel več milimetrov. Z neprekinjenim zalivanjem se porazdelijo voda in dodatki hranil. Tako se okoli biofilma ustvari tekoči film, v katerem se absorbirajo kisik in hlapne organske spojine, ki se nato prenesejo v biofilm.
Biolaveur
HOS se absorbirajo v razpršilnem pralnem stolpu, nato pa se biološko razgradijo v aktivacijski posodi, ki vsebuje suspendirano biomaso. Biološki čistilniki, ki uporabljajo emulzijo olje/voda, lahko obdelujejo spojine, ki niso dobro topne v vodi ali so strupene za mikroorganizme.
Izbira zdravljenja
Odvisna je od vrste hlapnih organskih spojin, ki jih je treba obdelati, njihove najmanjše, največje in povprečne koncentracije v onesnaženem zraku ter njegovih fizikalnih pogojev (temperatura, relativna vlažnost, prisotnost prahu ali drugih onesnaževal itd.).
V primeru postopka, pri katerem se sprošča ena ali dve HOS, ki jih je treba obdelati, in se izkaže, da je HOS koristno ponovno uporabiti, se lahko izbere tehnika rekuperacije; odvisno od koncentracije HOS in ustrezne hitrosti pretoka onesnaženega zraka.
Pri 3 ali več hlapnih organskih spojinah se je najbolje odločiti za destruktivno tehniko.
Opozoriti je treba, da se več kot 30 % proizvajalcev odloči za obdelavo z aktivnim ogljem. omogoča širok razpon pretokov za destruktivne in rekuperativne aplikacije. Prav tako odpravljajo neprijetne vonjave.
