针对我国对控制挥发性有机物（VOC）废气排放的高度重视，研发了一系列具有自主知识产权（近  30 项授权及国家发明专利）、高效净化 VOC 的有序多孔金属氧化物催化材料，有望应用于建筑装饰、餐饮服务和服装干洗、有机精细化工（包括涂料、油墨、胶粘剂、医药等）、涂装、印刷、黏合、工业 清洗等行业中 VOC 的净化处理工艺。

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近年来，挥发性有机物(VOCs)与恶臭气体污染越来越引起人们的重视。VOCs 与恶臭气体的处理技术包括催化氧化、吸附、生物处理、低温等离子等。其中，废气生物处理的 原理是利用微生物的代谢作用将废气中含有的烃类、硫化氢或氨等有毒有害物质转化为无害 的水、二氧化碳、硫酸盐或硝酸盐等物质，从而实现废气净化的目的。废气生物处理技术在 国外已经有 50 多年的研究和应用历史，在美国、欧洲各国、日本和韩国均得到广泛应用。 国内从 20 世纪 90 年代开始研究废气生物处理技术，目前已广泛应用于不同行业(尤其是污 水处理行业)恶臭和 VOCs 气体处理。国内外的研究与应用成果表明:与其他技术相比，生 物处理技术具有效率高、投资运行费用低、工艺运行维护方便、二次污染小等突出优点，尤 其适用于低浓度 VOCs 和恶臭气体处理。本研究所是国内较早开展废气生物控制技术研究的单位之一。多年来，针对废气生物处 理技术领域的核心关键技术和科学问题，开展了系统研究和开发，在新工艺开发(紫外光氧 化+生物过滤)和反应器结构优化、新型填料开发、高效菌种筛选和培育、营养盐配方和填 料层堵塞控制等方面取得了大量创新性的研究成果，并已成功应用于污水厂恶臭气体、喷涂 废气和炼胶废气处理。目前，我们在该领域已获得省部级奖 2 项(华夏建设科学技术奖一等 奖、二等奖)，获得国家发明专利 4 项，发表论文 60 余篇。

1 成果简介近年来，挥发性有机物（ VOCs）与恶臭气体污染越来越引起人们的重视。 VOCs 与恶臭气体的处理技术包括催化燃烧、吸附、生物处理等。其中，废气生物处理的原理是利用微生物的代谢作用将废气中含有的烃类、硫化氢或氨等有毒有害物质转化为无害的水、二氧化碳、硫酸盐或硝酸盐等物质，从而实现废气净化的目的。废气生物处理技术在国外已经有50 多年的研究和应用历史，尤其在德国、荷兰等欧洲国家应用较为广泛。国内从 20 世纪 90年代开始研究废气生物处理技术，目前已广泛应用于各种恶臭和 VOCs 气体处理。国内外的 研究与应用成果表明：与其它技术相比，生物处理技术具有效率高、投资运行费用低、工艺运行维护方便、二次污染小等突出优点，尤其适用于低浓度 VOCs 和恶臭气体处理。 本研究所是国内较早开展废气生物控制技术研究的单位之一。多年来，针对废气生物处理技术领域的核心关键技术和科学问题，开展了系统的研究和开发，在工艺组合（ 紫外光氧化+生物过滤） 和反应器结构设计、填料优选和构建、高效菌种筛选和培育、营养盐配方开发和填料层堵塞控制等方面取得了大量创新性的研究成果，并已成功应用于污水厂恶臭气体、喷涂废气和炼胶废气处理。目前，我们在该领域获得省部级奖 2 项（华夏建设科学技术奖二等奖、三等奖），申请专利 5 项，发表论文 50 余篇。2 应用说明该技术适用于涂料与喷漆﹑有机原料及合成材料﹑农药﹑染料﹑石油化工﹑炼焦﹑制药﹑鞋厂﹑印刷厂﹑造纸厂﹑加油站﹑养殖厂﹑污水处理厂﹑堆肥厂等的废气与恶臭气体的处理。该技术还适用于建材市场、家具城、批发城等大型公共场所的室内 VOCs 处理。 可处理的挥发性有机物主要包括脂肪烃（低级脂肪烃（ 汽油） 、氯乙烷、氯甲烷）﹑芳香烃（苯、 甲苯、二甲苯、氯苯）﹑含氧有机物（醇、醚、酮、醛）﹑含氮有机物（胺）﹑含硫有机物（硫醇、硫醚）等。可处理的还原性无机化合物主要包括硫化氢、氨等。图 1 生物过滤除臭工程                         图 2 紫外-生物过滤废气处理工程 目前本课题组成果已经在北京、江苏、广东、湖南、河北、河南等省市的废气治理工程当中得到了成功应用。3 效益分析在处理低浓度的有机气体和臭气时，生物法的一次性投资是燃烧法的 1/3、吸附法的1/8-1/5、化学吸收法 1/3 左右；运行费用是燃烧法的 1/20、吸附法的 1/10、化学吸收法的 1/15。

团队目前正在独立开展挥发性有机物废气熔盐氧化技术及设备的研究，已授权电子废弃物熔盐气化技术发明专利 1 项，已申请有机物废气熔盐氧化技术发明专利 1 项。该项技术研 究针对当前挥发性有机废气净化技术中 VOCs 去除率进一步提高遇到的瓶颈问题，预期技术 研发成功后，可使有机废气净化后非甲烷总烃的排放浓度低于 5 mg/m3，实现 VOCs 超低排 放，形成可满足未来更为苛刻的环保标准的新一代&nb

本项目包括三大核心技术： 1、强制冷凝 VOCs 废气处理设备，创造性地将强制换热技术改造后应用于 VOCs 强制冷凝处理工艺中，针对高浓度有机废气，回收经冷凝的 VOCs 物质，同时回收废气中的温度生产热水。设备内表面均采用实验室自行研发的特殊拒油涂层处理，以防止有机物质对冷凝器的污染，提高冷凝装置稳定运行效率并降低设备维护成本。 2、开发的光催化氧化剂和附着技术 克服纳米光催化剂易团聚、易流失的弊端，开发出新型快速的光催化剂负载技术，能够大大推进光催化剂在废水、废气中的实际应用，负载材料廉价易得，加工方便，寿命长，具有巨大的比表面积，能够在吸附 VOCs 物质的同时，直接发生光催化反应，将 VOCs 物质完全矿化。 3、开发的高效苯吸收液及分层技术 采用特殊吸收液配方制备能够分层的高效苯吸收液，能够有效地 吸收废气中的苯、甲苯、二甲苯等有毒有害物质，净化 VOCs 废气。吸收的 VOCs 物质能够静置分层，从而能够更快速地富集，方便下一步的回收分离，吸收液可以重复使用。 三大技术可以互相结合为工艺组合，在高浓度有机废气的净化与有价值物质的回收、油烟净化、企业 VOCs 治理等方面具有广阔地应用前景。已成功解决了河北省三家企业的 VOCs 处理与排放问题。

项目成果/简介:本项目包括三大核心技术： 1、强制冷凝 VOCs 废气处理设备，创造性地将强制换热技术改造后应用于 VOCs 强制冷凝处理工艺中，针对高浓度有机废气，回收经冷凝的 VOCs 物质，同时回收废气中的温度生产热水。设备内表面均采用实验室自行研发的特殊拒油涂层处理，以防止有机物质对冷凝器的污染，提高冷凝装置稳定运行效率并降低设备维护成本。 2、开发的光催化氧化剂和附着技术 克服纳米光催化剂易团聚、易流失的弊端，开发出新型快速的光催化剂负载技术，能够大大推进光催化剂在废水、废气中的实际应用，负载材料廉价易得，加工方便，寿命长，具有巨大的比表面积，能够在吸附 VOCs 物质的同时，直接发生光催化反应，将 VOCs 物质完全矿化。 3、开发的高效苯吸收液及分层技术 采用特殊吸收液配方制备能够分层的高效苯吸收液，能够有效地 吸收废气中的苯、甲苯、二甲苯等有毒有害物质，净化 VOCs 废气。吸收的 VOCs 物质能够静置分层，从而能够更快速地富集，方便下一步的回收分离，吸收液可以重复使用。 三大技术可以互相结合为工艺组合，在高浓度有机废气的净化与有价值物质的回收、油烟净化、企业 VOCs 治理等方面具有广阔地应用前景。已成功解决了河北省三家企业的 VOCs 处理与排放问题。应用范围:VOCs 治理工况复杂、技术路线众多也决定了这一行业的发展特点：市场分散，需求多样化，企业要想把规模做大很困难。正因为市场分散，VOCs 治理行业要垄断也不容易，市场完全开放，各家企业凭借自身的技术、策略来获得竞争优势，这个市场在未来几年将以30%的速度增长。 VOCs 污染治理正在起步，有望撬动近 700 亿产值。目前，国内VOCs 污染平均治理成本约 500-600 万元，按每座工业园 5 家企业参 102与治理，省均 150 个工业园区，全国 20 个省保守估算，市场空间将达到 625~750 亿元。未来，随国内 VOCs 排放标准有望提高，VOCs治理投资有望进一步增加。 投资估计：投资 500 万元， 经济和社会效益：利润率 20-30%，经济效益显著，污染物减排效果显著。效益分析:自 2005 年企业进行 VOCs 产生全过程分析，积累了大量第一手资料， 2013 年于宏兵承担了环保部大气污染治理应急项目 VOCs 污染控制欲核算方法研究项目，对工业企业 VOCs 排放特征、排放量核算技术方法和 VOCs 处理技术绩效进行评估，建立了天津的 VOCs污染控制体系。在 VOCs 污染前端预防、后端治理技术研究中积累了丰富的经验。 南开大学清洁生产研究中心以南开大学科研平台为依托，自身拥有 XRD、同步热重分析仪、便携式气相色谱仪、液相色谱仪等大中型仪器共计 25 台，价值合计 300 余万元，拥有非常雄厚的技术力量支撑科研工作。

本项目包括三大核心技术： 1、强制冷凝 VOCs 废气处理设备，创造性地将强制换热技术改 造后应用于 VOCs 强制冷凝处理工艺中，针对高浓度有机废气，回收 经冷凝的 VOCs 物质，同时回收废气中的温度生产热水。设备内表面 均采用实验室自行研发的特殊拒油涂层处理，以防止有机物质对冷凝 器的污染，提高冷凝装置稳定运行效率并降低设备维护成本。 

本技术适用领域：石油化工、发酵、制药、食品、烟草、饲料、肥料、合成材料、垃圾处理、污泥干燥处理等工业生产过程中产生的组分复杂、气味恶臭、风量大、浓度低、含尘量高、温度高、含湿量大、烟带明显的各类有机恶臭废气的污染减排和深度治理。本技术首个80000m3/h的示范工程于2009年4月起运行，首个400000m3/h氨基酸发酵浓缩烘干造粒生产有机复合肥废气治理工程已于2010年起运行，目前该技术已在复合肥行业全面推广应用。本技术可提供对现有废气治理工艺、设备及运行状况的诊断（运行参数测试、废气组分分析、物流及能量衡算等），废气治理方案设计（拟采取的技术方案、拟采取技术的可行性分析、项目总投资概算、项目经济性分析）；工程招标技术标书编制、全套工程设计、关键反应器设计、安装调试及整体施工过程技术监理等全套技术或进行工程总包。

成果简介：高效低成本VOCs回收系统主要用于石油化工等领域的有机气体资源化回收治理。该系统分别采用了涡轮膨胀制冷技术和微通道深冷换热技术。涡轮膨胀制冷技术制冷温度低且效率高；微通道深冷技术能够显著提高换热效率，在压力仅降升高2~3倍的情况下，将Nu数提高6~8倍，回收率可达到99%以上，排放低于120mg/m3，同时可以降低系统能耗30%以上。与传统的回