化工制药领域在国民经济中占据重要地位，典型的制药产品主要有维生素、抗生素、氨基酸类等。制药产业在生产过程中会产生大量高浓度VOCs废气，废气中主要含有三苯类、醇类、酯类和NH3、H2S、硫醇、硫醚类等恶臭气体。VOCs废气不仅会增加大气PM2.5的污染浓度，而且对人体的神经系统、心脏、肾和肝产生较大危害。为此，天浩洋环保科技有限公司自主研制了UV光解设备+降温除油雾一体净化设备，该设备能彻底净化制药类硫醇、硫醚类废气VOCs。治理结果达到了《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)和《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)。

图1  处理前制药废气原始VOCs浓度（工况一）

VOCs废气净化技术原理与实现方法

UV高效光解净化设备产品技术原理概述

本产品利用高能UV紫外光照射恶臭气体，分解恶臭气体如：H2S、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳以及各类VOC的分子链结构，使有机或无机化合物分子链，在高能紫外光束照射下，降解转变成低分子化合物，如CO2、H2O等。

1.利用高能UV紫外光束分解空气中的氧分子产生游离氧，即活性氧，因游离氧所携正负电子不平衡所以需与氧分子结合，进而产生臭氧。

UV+O2→O-+O*(活性氧)O+O2→O3(臭氧);

臭氧对有机物具有极强的氧化作用，对恶臭气体及其它刺激性异味有立竿见影的净化效果。

2.恶臭气体利用排风设备输入到本净化设备后，净化设备运用高能UV紫外光束及臭氧对恶臭气体进行协同分解氧化反应，使恶臭气体物质降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳，再通过排风管道排出室外。

3.利用高能UV光束裂解恶臭气体中细菌的分子键，破坏细菌的核酸(DNA)，再通过臭氧进行氧化反应，彻底达到脱臭及杀灭细菌的目的。

UV光解降温VOCs废气预处理技术方案

1.废气VOCs预处理光解实验分析与结果。深圳市天浩洋环保科技有限公司提出UV光解VOCs废气解决方案。该方法能够使初始150 ℃废气降温至60 ℃，并且在降温过程中将部分冷凝的挥发性有机物回收。下面是某制药厂甲硫醚、甲硫醇及甲醇等恶臭废气通入组合工艺中的VOCs废气预处理光解实验分析，由此说明该实验结果对高温高浓度成分复杂的制药废气具有显著的处理效果。

在第一种工况条件下，该药厂废气排放口引入直径250 mm管道进行试验，在废气管道中a心测得风速为2.2~2.5 m/s，检测仪测得废气原始VOCs浓度波动如下图1所示，未经过UV光解处理时废气VOCs浓度约在200 ppm左右。当废气初始浓度基本稳定时，开启UV光解设备，每隔1 min读取当前污染物浓度，VOCs浓度变化趋势如图2所示。

在第二种工况条件下，废气浓度改变，其它试验条件不变，所得废气原始浓度和UV光解后浓度变化分别如图3、4所示。

实验表明，当废气中VOCs浓度稳定在200 ppm时，运用6.4 kW的THY-UV光解试验机裂解恶臭气体中细菌的分子键，功率适宜，产生的活性臭氧充足，能够使废气VOCs彻底净化。

图2  UV光解后制药废气VOCs浓度（工况一）

2.UV高效光解净化设备设计方案。

设备采用模块设计，可适应高浓度、大气量和不同工业废气物质的脱臭、净化处理，可每天24 h连续工作，运行稳定可靠;

设备采用不锈钢材质，防火、防腐蚀性能高，使用寿命在十五年以上;

设备占地面积<1 m2，处理风量可达10 000 m3/h以上，性能安全稳定;

设备具有安全、防爆特性，已通过国家防爆电器产品质量监督检验中心的Ex防爆合格认证(证书编号：CNEx13.0792X)，能广泛应用于采油(气)田、石油化工、制药等防爆要求高的行业。

图3 处理前制药废气原始VOCs浓度（工况二）

3.降温除油雾一体化净化设备设计方案。

设备采用多段式分级处理，前端通过阵列排布的管式循环冷却水将高温废气降温至70 ℃以下，并设有储油槽，便于日常清理和维护;

后端采用静电场的方式捕捉油雾分子，使之向极板运动，最终使废气达到基本上只有气态污染物的效果;

设备采用不锈钢材质，防火、防腐蚀性能高，使用寿命在十年以上。

图4  UV光解后制药废气VOCs浓度（工况二）

VOCs废气净化技术方法与应用效果分析

1.1VOCs废气处理技术方法分析。

活性炭吸附法。由于活性炭吸附法安全有效，运行简便，而受到广泛应用。但更换旧炭以及相应的后续处理给企业增加了成本负担，对于24 h不间断运行的化工制药行业产生的废气适用性不高。

低温等离子法。该方法在印刷废气、烤漆废气、注塑机废气治理中表现出得天独厚的优势，但化工制药行业产生的废气成分复杂，浓度偏高，对于安全等级要求较高的低温等离子法对此望尘莫及。

催化燃烧法和生物处理法。该方法对VOCs浓度有更高的要求，而对于含硫的VOCs废气会使催化燃烧系统的催化剂中毒，从而失去应有的净化效果。

UV光解技术对硫醇、硫醚类的VOCs废气具有一定净化效果，但对含酮类、酯类成分复杂的高温高浓度制药废气需做预处理。单独工艺处理达不到相应排放标准，天浩洋组合UV光解处理+热交换式降温除油雾一体化设备，由多种工艺进行多级处理，最终可以达到VOCs废气彻底净化。

图5  实施案例

UV高效光解+降温除油雾一体化净化设备应用效果分析

2014年6月，天浩洋为辽宁春华药业科技股份有限公司设计了UV高效光解净化设备+降温除油雾一体化净化设备，实现了制药废气的达标排放。工程实践证明，THY-TQ系列UV高效光解净化设备具有以下环保节能效益：

1.设备能高效去除二甲硫醚以及少量乙腈等工业废气，且净化过程中不产生二次污染，净化效率最高可达99%以上;

2.设备风阻<50 pa，而处理风量可达12 000 m3/h，可节约大量排风动力能耗;

3.设备能够自动化运行，无需专人管理和日常维护，只需作定期检查和维护;采用节能型电力元件，只消耗电力，并节省管理运行成本;

4.设备使用时无任何机械动作，无噪音，有效保护了工作环境。

VOCs废气净化技术方案总结

硫醇、硫醚类VOCs废气扩散至大气层中会形成光化学烟雾，从而消耗臭氧数量，加剧臭氧层破坏。UV光解处理硫醇、硫醚类制药废气VOCs时，需要逐步分解成最终产物，因此在光解设备和后续管道中需保证一定的停留时间。另实际工程中，常采用生物滤池+高效光解组合工艺。由于制药废气中有机成分较高，通过微生物的培养和驯化，废气中有机营养物可充分利用，但微生物新陈代谢速率有限，且有机物过剩，废气经过生物滤池处理后往往达不到排放标准，此时在后续衔接高效光解设备，一方面可去除微生物生命活动产生的异味，另一方面再配合适当功率的光解设备，能够使尾气充分净化，达到排放标准。在实际工况中，其它组合工艺如高效光解+活性炭吸附等也有一定应用范围。相信在多种组合工艺的处理下，制药废气能够得到最大程度的治理。

【参考文献】

[1] 汪凡，真空紫外线TiO2光催化处理含甲苯废气的研究，西安建筑科技大学，1984。

[2] 张竞杰，气相中嗅味物质—壬醛的真空紫外光降解研究，环境工程学报，2010。

[3] 肖新颜，纳米TiO2气相光催化降解丙酮，华南理工大学学报，2005。

[4] 茆锐，离子速度成像装置的建设和气相分子的光解动力学研究，中国科学技术大学，2012。

[5] 宋彦龙，真空紫外光降解苯的研究，环境工程学报，2008。

[6] 深圳市天浩洋环保科技有限公司，移动式恶臭气体UV光解净化装置[P]，中国实用新型专利, 201420656102.4, 2015-04-01。

[7] 深圳市天浩洋环保科技有限公司，高浓度恶臭气体及工业废气净化处理设备[P]，中国实用新型专利, 200920206306.7, 2010-11-17。