1 燃燒法

燃燒法主要有直接燃燒、蓄熱燃燒、催化燃燒和蓄熱催化燃燒四種。

直接燃燒法工藝簡單(dan)、淨化效率高、燃燒產物主要是 H₂O和CO₂等。直接燃燒的運行溫度一般(ban)大於 750 ℃，能耗高，還會產生 NOx 等二次汙染物。當 VOCs 濃度小於 1000 ppm 時，僅靠自身燃燒產生的熱量無法維持燃燒，需(xu)要添加輔助燃料。

蕭琦(qi)等研(yan)製出了新式(shi)多蓄熱室旋轉換向蓄熱式(shi)熱氧化器，該氧化器對 VOCs 的處理效率為 96 %，比常規熱力(li)焚(fen)燒爐節(jie)能70 %~90 %；但是處理較高濃度 VOCs，排放不達標。蓄熱燃燒法對實際醫藥化工有機廢氣中的甲苯、甲醇、二氯甲烷、乙(yi)醚(mi)和四氫(qing)呋(fu)喃(nan)的去除率分別(bie)為 88.0 %、94.8 %、95.3 %、96.8 %和 94.6 %，可達標排放，但也存在較多問題，如進氣口傳感(gan)器和陶瓷體易被(bei)堵塞，閥門(men)易腐蝕等。

催化燃燒法具(ju)有燃燒溫度低(通常小於 400 ℃)，淨化效率高，副產物(如NO_x和二噁英)生成量少，對低濃度(<1000 ppm)VOCs也有催化氧化效果等優(you)點(dian)。相對於單(dan)一金屬催化劑，複合金屬氧化物催化劑能發揮協同(tong)效應，大大提升催化性能。

現在主要使用(yong)負載型催化劑，因為催化劑的催化性能不僅取(qu)決於納米金屬離子的活性成分，還取(qu)決於負載材(cai)料，負載材(cai)料通過影響催化劑表麵活性組分的分散(san)度，從而影響催化劑活性。分子篩(如ZSM-5、MCM-41 和 SBA-15)是常見的負載材(cai)料之一，為了解決傳統分子篩孔徑小和強烈(lie)阻(zu)礙傳質的難題，合成出了具(ju)有快速傳質性能的介孔分子篩。

陽離子會影響介孔分子篩的催化燃燒性能，Chunyu Chen 等製備出不同(tong)陽離子負載的Pt-R/Meso-AZSM-5(A=H + ，Na + ，K + ，和 Cs + )催化劑，其中Pt-R/Meso-KZSM-5在175 ℃下催化燃燒甲苯的去除率達到98 %，而且這(zhe)種催化劑很(hen)穩定，可以忽略(lue)水和二氧化碳對其的抑製作用(yong)。

在蓄熱燃燒法的基礎(chu)上衍生出蓄熱催化燃燒法。姚偉卿等采用(yong) Pd/Zr-Mn-O/載體催化劑在流向變換反(fan)應器中催化燃燒甲苯，甲苯濃度為 800~3200 mg/m³ ，去除率大於 96.5 %，而且催化劑的活性要比傳統固定床的高 10%左右。流向變換催燃燒反(fan)應器集固定床催化反(fan)應器和蓄熱換熱床於一體，明顯提高熱回收(shou)率。未來應開發出高活性、高穩定性、高機械強度、價格低廉、疏水性能和抗中毒(du)性能良(liang)好的催化劑，提高其催化活性。

2 低溫等離子體法

低溫等離子體法操作條件溫和(常溫、常壓)，處理 VOCs 種類廣(除鹵代烴外)，對低濃度 VOCs(＜100 mg/m 3 )處理效率大於90%。但是單(dan)一的低溫等離子體法產生較多的二次汙染產物(如NOx、脂肪烴、HCN、CH₃CN 和O₃等)，而且能源效率和礦(kuang)化率低。低溫等離子體協同(tong)催化劑方法能量效率更高，O₃濃度大大降低，CO₂選擇性更高，副產物種類更少和濃度更低 ，因而受到更大關注。

低溫等離子體放電的方式(shi)常見的是介質阻(zu)擋(dang)放電法。研(yan)究發現提高催化劑的臭氧分解能力(li)、介電常數(shu)和吸附性都(du)有助於降解VOCs。為提高催化劑介電常數(shu)，一般(ban)使用(yong)鐵(tie)電體催化劑；為提高催化劑的吸附性，可在反(fan)應器中填充(chong)吸附劑或(huo)者將催化劑負載在吸附劑上。

催化劑表麵吸附 VOCs，增加了 VOCs 的停留時間，加大了 VOCs 分子與活性粒子的碰撞機率，從而提高能量效率、去除率和CO₂的選擇性。另外，催化劑的吸附性對汙染物的降解途(tu)徑影響很(hen)大，催化劑吸附性較弱，則降解過程主要在氣相中進行；當吸附劑吸附性較強時，那麼 VOCs 先被(bei)吸附在催化劑表麵生成中間產物，然後脫附，再與活性粒子反(fan)應進一步氧化。

低溫等離子體協同(tong)催化劑法治理 VOCs 的突出問題是去除率與能耗之間的矛盾。另外，低溫等離子體協同(tong)催化劑法還會產生一些二次汙染物，僅考慮 VOCs 降解率也是不足的。為實現低溫等離子體協同(tong)催化劑法工業應用(yong)，在考慮能源效率和副產物的條件下，提高 VOCs 的去除率；研(yan)究副產物形成和降解機理，使降解反(fan)應更有選擇性。

3 光催化氧化法

光催化氧化法具(ju)有反(fan)應條件溫和(常溫、常壓)，無選擇性地氧化 VOCs，並(bing)同(tong)時降解多種 VOCs，投資和運行成本低，設備和操作簡單(dan)等優(you)點(dian)，特別(bie)適於處理低濃度 VOCs(<1000 mg/m³)。根據所(suo)使用(yong)的光源主波長，可分為紫外光催化氧化法和可見光催化氧化法。

TiO₂是最常用(yong)的光催化劑，普(pu)遍(bian)使用(yong)的紫外光波長為 185nm、254 nm 和 356 nm，其中波長≤200 nm 的紫外光稱(chen)為真空(kong)紫外光。真空(kong)紫外光能產生O₃，強化光催化氧化降解 VOCs，降解效果比 254 nm 波長的催化降解效果好。臭氧協同(tong)光催化氧化降解 VOCs的效果也優(you)於單(dan)獨的臭氧降解。但是真空(kong)紫外光催化氧化法的出氣O₃濃度高，可以考慮使用(yong)對O₃分解能力(li)較高的物質摻雜 TiO₂，降低出氣O₃濃度。

以 TiO₂為光催化劑的紫外光催化氧化法存在去除率和光能利(li)用(yong)率不高等不足。因此，通過對 TiO₂進行改性，使 TiO₂拓(tuo)寬光譜(pu)響應範圍(wei)，並(bing)且抑製光生空(kong)穴(xue)和電子複合，提高光能利(li)用(yong)率和去除率，改性的方法有摻雜、重金屬沉積、敏(min)化和半導體複合等。

為了克(ke)服懸浮態催化劑易聚(ju)團(tuan)失(shi)活的缺點(dian)，以及(ji)提高催化劑分散(san)度和催化性能，催化劑通常負載在比表麵積大的材(cai)料上，如泡(pao)沫金屬材(cai)料、分子篩、和中空(kong)纖維膜等。針(zhen)對金屬氧化物難以固定的問題，可將 TiO₂結構(gou)做成納米微球(qiu)形式(shi)，研(yan)究發現多孔納米 TiO₂微球(qiu)吸附能力(li)高，能強化隨(sui)後的光催化氧化反(fan)應，並(bing)發揮協同(tong)作用(yong)。

光催化降解法的研(yan)究方向主要集中尋找更為高效的催化劑，提高VOCs的去除率；尋找合適載體，完善(shan)催化劑固定化方法；深入開展可見光催化氧化法研(yan)究。

4 生物法

生物法處理水溶性 VOCs 的淨化效果好，反(fan)應條件溫和，能耗小，無二次汙染，投資和運行費用(yong)低等優(you)點(dian)，在工業上廣泛用(yong)於處理大風量、低濃度、對生物無毒(du)性的有機廢氣。

生物滴濾法(biotrickling filter，BTF)能有效去除中低濃度的VOCs 混合氣體和包(bao)含H₂S的有機廢氣，而且在瞬(shun)時工況條件下去除多組分含氯VOCs也有高度彈性。在長期運行中，生物滴濾法出現堵塞和運行性能惡(e)化現象，主要宏(hong)觀原(yuan)因是生物量的過量累(lei)積、非均勻(yun)性分布及(ji)生物膜活性降低。

研(yan)究發現通入微量臭氧明顯強化微生物的代謝(xie)活性，控製微生物生長量，減(jian)緩(huan)填料床層孔隙(xi)率減(jian)小，使生物量沿BTF徑向分布相對均勻(yun)，抑製填料層堵塞，延長了BTF的運行周期，提高汙染物的去除負荷和礦(kuang)化率。

相對於普(pu)通的生物滴濾池(chi)，用(yong)表麵活性劑和金屬離子強化後的生物滴濾池(chi)罕見出現過量的生物累(lei)積，這(zhe)或(huo)將為處理高濃度疏水性 VOCs 提供新的解決辦(ban)法。

膜生物反(fan)應器可以克(ke)服傳統生物法(生物洗滌、生物過濾和生物滴濾法)傳質速率低、停留時間長和反(fan)應器體積大等問題，適合處理低濃度、連續態或(huo)者瞬(shun)時態的VOCs混合氣。膜材(cai)料決定了膜生物反(fan)應器去除高度疏水性VOCs的性能，近年來研(yan)究的膜材(cai)料主要是疏水性聚(ju)合物中空(kong)纖維膜，如 PDMS膜、聚(ju)乙(yi)烯膜和聚(ju)碸膜等。

值(zhi)得注意(yi)的是，膜生物反(fan)應器應用(yong)於處理多組分 VOCs氣體時，存在一種氣體抑製另一種氣體降解的現象，類似(si)於生物滴濾池(chi)。因此，在應用(yong)膜生物反(fan)應器降解VOCs混合氣體時，需(xu)要慎(shen)重考慮氣體混合類型及(ji)氣體之間的相互作用(yong)。

兩相分配生物反(fan)應器耦(ou)合了吸附和生物降解功能，比傳統生物法具(ju)有傳質速率高、可以降解疏水性 VOCs 和吸附部分 VOCs以降低它們對微生物的生物毒(du)性等優(you)點(dian) ，表現出較好的發展前景(jing)。

傳統生物法得到廣泛的研(yan)究及(ji)應用(yong)，但是存在傳質速率低、停留時間長和反(fan)應器體積大等問題。膜生物反(fan)應器和兩相生物反(fan)應器可以克(ke)服上述(shu)問題，但是降解效果有待進一步提高，兩相分配生物反(fan)應器發展的關鍵還在於找到安全(quan)、高效的非水相。