垃圾填埋气中微量挥发性有机物的净化技术（三）

3、填埋气中VOCs净化的新兴技术

3.1、光催化降解

光催化是化学、物理和材料等学科交叉研究产生的新技术，它可在常温常压下将大多数VOCs彻底分解，与前述常规处理方法相比，反应过程快速高效，反应条件比较温和，且无二次污染问题。国内外对VOCs的光催化转化规律的研究表明，对大多数VOCs而言，转化效果良好，含氮VOCs比含磷、硫、氯的VOCs的光催化转化速率低[19]；在253.7nm的紫外灯光照射下，除CCl4外，其它三氯乙烯、丙酮、苯、甲苯、二氯甲烷、三氯甲烷等，均易于光催化降解[20]。

近年来，用半导体催化剂光催化降解VOCs的研究与开发相当活跃，TiO2是最常用的光催化剂，它在紫外线照射下，使H2O生成-OH，然后-OH可将VOCs氧化成CO2和H2O，该技术成本较低，已接近商业化使用阶段[21]。

目前，该方法因降解效率不高而处于研究开发阶段，研究重点在于探索高效反应器，提高并充分利用催化剂的活性。

3.2、等离子体净化

等离子体被称为物质的第4种形态，由电子、离子、自由基和中性粒子组成，为导电性流体，总体上保持电中性。按照离子温度的不同，可分为平衡等离子体和非平衡等离子体。

近年来发展起来的非平衡等离子体技术，具有工艺简单、效率高、能耗低、适用范围广等优点。它是通过高电压放电形式，产生大量的高能电子或高能电子激励产生的O、OH、N基等活性粒子，破坏VOCs分子中的C-H、C＝C或C-C等化学键，使其中的H、C1、F等发生置换反应。由于O、OH基等具有强氧化能力，结果使C、H分解氧化、最终生成CO2和H2O，即VOCs通过放电处理最终变为无害物质[22]。

研究表明[23]，非平衡态等离子中，只有电子的温度是很高的，整个等离子气体区域温度只比未反应时升高10℃，因此该法具有很高的能量效率，是处理低浓度、高流速、大流量的VOCs较为理想的方法。当前，等离子法处理VOCs的技术尚处研究阶段。

3.3、紫外线氧化

紫外线(UV)氧化法，也称间接等离子体法。它是利用短波长紫外线以及氧基氧化剂，如O3和H2O2等，在紫外光照射下，将VOCs转化成CO2和H2O。紫外光由低压辉光放电(汞灯)，或者高压低温等离子体产生。在这种间接等离子体工艺中，紫外光起到催化剂的作用。发射管效率低以及停留时间长是这种方法的主要障碍。现在通过结合管催化剂如TiO2，FexOy等，这些方面已得到改善。不足之处是热力发生以及要求停留时间较长，而这又影响到去除率。并且，副产物可能会覆盖于反应器表面，对表面光催化反应产生影响。

3.4、脉冲电晕技术

脉冲电晕法去除VOCs的基本原理是通过沿陡峭、脉冲窄的高压脉电晕的放电，在常温常压下获得非平衡等离子体，即产生大量高能电子和O、OH等活性粒子，对有害物质分子进行氧化降解反应，使污染物最终无害化[24]。1988年以来，美国环保局进行了VOCs和有毒气体电晕破坏的研究，模拟表面反应器进行分子形式的电晕破坏，达到分解的目的，并由此开发了低成本低浓度污染物流的控制技术，电晕技术被认为是一种有前途的控制技术。