活性炭吸附治理有機廢氣技術(shù)是中小企業(yè)最常見的方法之一。該技術(shù)主要利用活性炭強大的吸附和脫附能力，將廢氣中的有機氣體及有害物質(zhì)吸附在其表面，從而確保新鮮空氣排入外環(huán)境。活性炭的吸附原理類似于海綿吸水，隨著時間的推移，活性炭吸附能力會逐漸下降、飽和，從而喪失凈化有機廢氣的能力，必須通過脫附或定期更換的方式才能保證有機廢氣處理的達標排放。否則，即使排污企業(yè)啟動了有機廢氣污染治理設(shè)施也是無濟于事，進而導致環(huán)境污染問題的出現(xiàn)。

最近，生態(tài)環(huán)境部門對某縣3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)板材行業(yè)相對集中區(qū)域進行了廢氣收集與處理設(shè)施的抽查，共涉及16家企業(yè)。經(jīng)過多年的治污攻堅，企業(yè)保護環(huán)境的意識顯著提升，16家企業(yè)均配備了污染治理設(shè)施，并采用了“碼上換”系統(tǒng)，以提醒和監(jiān)管活性炭的更換頻次。

抽查發(fā)現(xiàn)，如何發(fā)揮污染治理設(shè)施的最佳效能，正成為一個嚴峻的挑戰(zhàn)。這16家企業(yè)中，5家企業(yè)活性炭填充量不足或未按規(guī)范填充（占比31%），5家企業(yè)活性炭質(zhì)量不符合要求（占比31%），4家企業(yè)污染治理設(shè)施前端預處理設(shè)計不到位（占比25%），2家企業(yè)活性炭更換不及時（占比12.5%）。具體問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

一是活性炭長期不更換或更換不及時，導致活性炭變色、發(fā)霉、堵塞、浸泡、潮濕、積塵等，甚至出現(xiàn)粉化的現(xiàn)象；

二是活性炭填充數(shù)量并未按照治理設(shè)施設(shè)計規(guī)范要求進行規(guī)范、足量填充，致使其難以發(fā)揮出應有的吸附作用，如活性炭之間縫隙較大，蜂窩狀與顆粒狀活性炭混裝，蜂窩活性炭正面和側(cè)面混擺，顆粒狀活性炭箱底部墊上透氣性較差的蛇皮袋，兩級活性炭只更換一級箱體或箱體活性炭更換不全等；

三是以次充好，活性炭碘值低，吸附能力弱，感官較差，存在顏色泛黃泛白、粉化、破損、大小不均勻等問題，難以滿足治理要求，導致有機廢氣泄漏污染環(huán)境；

四是污染治理設(shè)施前端預處理設(shè)計不到位，活性炭箱體及填充活性炭積塵較厚或浸泡嚴重等。

諸多因素綜合作用下，極易導致活性炭治理設(shè)施出現(xiàn)嚴重失效、氣流“短路”及填充層“架橋”等現(xiàn)象。典型表現(xiàn)為廢氣未能按照預期經(jīng)活性炭充分吸附，而是由于填充層“架橋”形成了局部空洞或通道。如此一來，活性炭內(nèi)部的吸附情況變得極不均勻，氣流沿阻力較小的“橋洞”徑直通過，部分區(qū)域會提前達到吸附飽和狀態(tài)，或者僅在局部范圍內(nèi)出現(xiàn)吸附飽和，直接造成活性炭整體吸附效率及利用率的顯著降低。與此同時，廢氣排放濃度隨之升高，治理工作難以實現(xiàn)預期目標。

之所以出現(xiàn)上述問題，一方面，企業(yè)重視程度不夠，只注重經(jīng)濟效益，未設(shè)立環(huán)保安全員，忽視廢氣治理設(shè)施的運維；另一方面，部分第三方治理公司提供的廢氣治理設(shè)施存在缺陷，活性炭設(shè)施前端未對粉塵、水霧、油漆等含量高的廢氣進行預處理。同時，企業(yè)對廢氣治理設(shè)施工作原理不了解，過度依賴第三方運維公司，也未對其實施監(jiān)管。第三方公司在運維時一味追求降低成本，活性炭更換不及時、不規(guī)范，活性炭購買渠道不正規(guī)，使得活性炭質(zhì)量沒有保證、以次充好等。

活性炭吸附治理廢氣的設(shè)施要發(fā)揮最佳處理效能，除了確保設(shè)施正常運行外，還需要選擇優(yōu)質(zhì)的活性炭并定期對污染設(shè)施進行規(guī)范運維。優(yōu)質(zhì)活性炭核心參考值包括顆粒活性炭碘吸附值≥800 mg/g，比表面積（BET）≥850㎡/g，四氯化碳吸附率≥45%；蜂窩活性炭橫向抗壓強度≥0.3 MPa，縱向強度≥0.8 MPa，碘吸附值≥650 mg/g，比表面積（BET）≥750㎡/g，四氯化碳吸附率（CTC）≥25%。

在現(xiàn)場檢查時，為快速判斷活性炭優(yōu)劣，通常采用五步法，即“一看、二掂、三試、四捏、五核”。

一看外觀，觀察顏色和形狀。優(yōu)質(zhì)炭呈墨黑色且發(fā)亮，色澤均勻，無雜色和白點。劣質(zhì)炭則發(fā)灰、發(fā)銹、發(fā)白，有斑點。優(yōu)質(zhì)顆粒狀活性炭形狀大小均勻，顆粒短直、規(guī)則，尺寸一般在1.5mm至10mm。劣質(zhì)炭彎曲、長短不一、碎末多。優(yōu)質(zhì)蜂窩狀活性炭形狀無變形，端面平整，孔道筆直，無裂縫和缺角。

工業(yè)VOCs治理中最常見的蜂窩狀活性炭“標準塊”或“常規(guī)通用型號”每塊大小為100mm2。孔密度規(guī)格（CPSI）為50—200孔/平方英寸。以100CPSI的標準塊為例，每塊約有625孔；若選擇150CPSI或200CPSI，每塊通孔數(shù)分別約為900孔或1600孔。

不同規(guī)格的活性炭適用于不同應用場景。孔徑1.5mm、孔數(shù)1600的活性炭適用于小風量場景，可以充分接觸廢氣，但風阻大；孔徑3.0mm、孔數(shù)625的適用于中等風量VOCs；孔徑5.0mm、孔數(shù)256的適用于高風量、含顆粒物廢氣，風阻小、不易堵塞。對于高濕度或含塵廢氣，優(yōu)先選擇大孔徑并配合預處理（除塵、除濕），以避免堵塞。

二掂重量，試手感辨輕重。同體積活性炭手感越輕越好。同樣尺寸（如10cm×10cm×10cm），優(yōu)質(zhì)品重量在300克—450克，劣質(zhì)品≥600克，幾乎無吸附力。

三試氣泡，聽聲看泡觀色變。抓一把顆粒狀活性炭投入清水，氣泡細密且持續(xù)“嘶嘶”聲≥30秒為優(yōu)；將整塊蜂窩狀活性炭垂直浸入清水中，冒出大量細小均勻的氣泡且持續(xù)“嘶嘶”聲≥1分鐘為優(yōu)。此外，將活性炭置于有色水中，水的顏色逐漸變淡為優(yōu)，無明顯脫色效果為劣。總體而言，氣泡實驗中，活性炭入水后緩緩下沉，氣泡連續(xù)并“嘶嘶”作響，水脫色效果明顯為優(yōu)；立即下沉，氣泡少且大、時間短或無氣泡，無明顯水脫色為劣質(zhì)。

四捏活性炭，看粉末判硬度。用力輕捏，優(yōu)質(zhì)炭不碎、不掉灰為優(yōu)，一捏即碎或成粉末狀，且手指沾滿灰塵則為劣質(zhì)。

五核檢測報告，看包裝與標識。核對第三方活性炭檢測報告（CMA或CNAS）的核心指標是否符合要求；外包裝是否密封、防潮；是否清晰標注碘值、比表面積、規(guī)格尺寸、生產(chǎn)日期、廠家信息等。

采用活性炭吸附治理廢氣應用場景中，要發(fā)揮污染治理設(shè)施最佳凈化效率，除了選取優(yōu)質(zhì)活性炭外，還需確保活性炭填充量充足，規(guī)范安裝流程。通常情況下，活性炭使用量不應低于VOCs產(chǎn)生量的5倍，更換周期建議不超過累計運行500小時或3個月，具體更換時機應依據(jù)處理廢氣量的實際情況而定。若活性炭出現(xiàn)顏色發(fā)白、孔隙堵塞、粉化、吸潮破碎或壓差驟升等現(xiàn)象，應立即進行更換。在更換活性炭時，需注意以下幾個重要方面。

（一）避免填充空隙過大或過密

填充時若只倒炭不壓實或壓實過緊，會導致填充過松或過密。填充過松會使空隙過大，引起氣流短路，填充過密則增大系統(tǒng)阻力，氣流難以通過，最終都將降低吸附效率。在填充過程中，若顆粒炭之間出現(xiàn)大于2mm的貫通孔道，氣流會“短路”，超過70%的風量將從這些低阻力通道直接穿過，導致吸附效率急劇下降。蜂窩炭與箱壁之間若留有大于3mm的縫隙，同樣會產(chǎn)生旁路氣流。

因此，活性炭一般采用分層填充和振動壓實的方法，控制填充密度，不能將活性炭壓得太實，確保均勻填充。填充密度一般控制在0.4—0.6g/cm3，顆粒炭每100mm輕壓一次，保留“微觀空隙”，做到“壓緊四周、留好微隙”。裝填后需“輕壓+找平”，并用耐火氈條或沖孔板將四周和頂部壓緊，避免出現(xiàn)“貫通式”大空隙。

安裝后的現(xiàn)場快速檢查方法：用直徑2mm鋼絲在炭層任意位置插入，若插入深度小于5cm，說明無貫通大空隙；若一插到底，則需補炭或重新壓實。

（二）避免活性炭粒徑不一或填充不均勻

活性炭填充顆粒大小不一或填充不均勻，會導致氣流分布不均，出現(xiàn)“短路”“架橋”“溝流”現(xiàn)象，局部氣流通道變大或堵塞，廢氣在密集區(qū)域通過阻力大，而在稀疏區(qū)域氣流集中、短路或產(chǎn)生溝流，從而降低了活性炭的利用率和系統(tǒng)的凈化效率。一般來說活性炭吸附設(shè)備內(nèi)置均風裝置，采用顆粒狀吸附劑時，最低厚度≥0.4m，推薦厚度在0.5—0.6m，停留時間　0.5—1s，氣體流速≤0.60m/s；采用蜂窩狀吸附劑時，最低厚度≥0.6m，推薦厚度在0.6—0.8m，停留時間0.5—0.7s，氣體流速≤1.20m/s。

正確填充方法：一填充前對活性炭進行篩選，選擇顆粒大小均勻、強度高、碘值≥800mg/g的優(yōu)質(zhì)活性炭。二分層填充，將活性炭分層填充，每層厚度控制在10—20cm，確保填充均勻。三振動壓實，在填充過程中適當振動，使活性炭顆粒均勻分布，但避免過度振動導致壓實。四檢查氣流分布，填充完成后，通過氣流分布板或風速儀檢查氣流分布是否均勻，必要時進行調(diào)整。

（三）避免不同批次、不同碘值炭或顆粒炭、蜂窩炭混裝

不同批次、不同碘值混裝或顆粒炭與蜂窩炭混裝后，因活性炭使用壽命、顆粒大小、形狀規(guī)則、比表面積等參數(shù)存在差異，會導致氣流分布不均衡、氣流阻力差異大等問題，并減少活性炭的總體使用壽命。

為避免這些問題，應統(tǒng)一規(guī)格和質(zhì)量，盡量使用同一批次、相同碘值和規(guī)格的活性炭；分區(qū)填充不同類型活性炭，合理分配使用區(qū)域；加強監(jiān)測和維護，定期檢測吸附性能，更換失效活性炭，檢查氣流分布并調(diào)整填充層結(jié)構(gòu)。

（四）避免前端預處理設(shè)計不到位

活性炭吸附法治理廢氣時，要確保進入吸附裝置的廢氣溫度≤40℃，并需根據(jù)廢氣的成分、性質(zhì)和影響吸附過程的物質(zhì)性質(zhì)及含量等選擇預處理設(shè)備，避免前端預處理設(shè)計不到位影響活性炭處理效率。當廢氣溫度較高時，采用換熱或稀釋等方式進行調(diào)節(jié)。當進入吸附設(shè)備的廢氣顆粒物含量≥1mg/m3或含有酸性氣體、難以脫附、易造成吸附劑中毒的成分時，應先采用洗滌或預吸附等預處理方式處理。采用洗滌預處理后的廢氣進入活性炭前，應進行干燥和控制濕度處理，避免活性炭受潮、結(jié)塊，吸附能力下降，導致氣流通道變窄，使活性炭失活或吸附效率下降。采用兩級活性炭處理粉塵較大或漆霧等廢氣時，應加裝收集粉塵處理或活性棉，防止活性炭吸附大量粉塵或漆霧造成堵塞。此外，還要加強前端預處理設(shè)備的維護和管理，確保其運行效果良好，比如定期清理預處理設(shè)備，防止粉塵和水分進入活性炭層。

（五）正確確定更換周期

根據(jù)活性炭填充量、動態(tài)吸附量、風量、VOCs削減濃度和設(shè)備運行時間精準計算更換周期，避免“一刀切”式管理。更換周期公式T(d)=m×s÷（c×10-6×Q×t）式中，T—更換周期，天；m—活性炭的填充量，kg；s—動態(tài)吸附量，%（一般取值10%，動態(tài)吸附量取值高于10%的應上傳含有動態(tài)吸附量取值依據(jù)的活性炭性能證明文件）；c—活性炭削減的VOCs濃度（VOCs進氣濃度），mg/m3；Q—風量，單位m3/h；t—設(shè)備運行時間，單位h/d。

根據(jù)初始壓降值變化，來判斷是否需要更換。在額定風量下測初阻力，顆粒炭壓降一般在500—800 Pa，蜂窩炭在200—500 Pa。若實際壓降小于基準值的　70%，且伴隨出口濃度超標、局部溫度、壓力不均勻，多半存在短路空隙。當壓降達到初始值的2.5倍（增長150%）時，達到預警閾值，說明活性炭孔隙已大量堵塞，需準備更換；壓降達到初始值的3倍（增長200%）時，達到強制更換閾值，有效比表面積進一步減少，傳質(zhì)阻力進一步增加，氣流在碳床中分布嚴重不均，整體穿透時間大幅減少，出口廢氣濃度難以達到預期水平，還可能因阻力過大導致風機過載、系統(tǒng)能耗飆升，必須立即更換（即：顆粒活性炭，初始500Pa→預警1250Pa→更換1500Pa；蜂窩活性炭，初始300Pa→預警750Pa→更換900Pa）。

定期監(jiān)測與預警。定期檢測活性炭吸附裝置廢氣出口VOCs濃度，當出口濃度超過規(guī)定排放限值的90%時及時預警更換。

（六）規(guī)范更換活性炭，避免更換不完全

活性炭若更換不及時、僅更換最表層或部分更換，吸附飽和的活性炭將停止吸附VOCs，導致氣流不通暢或分布不均，進而降低廢氣處理效率。此外，吸附飽和的活性炭在高溫、高濕環(huán)境下可能釋放污染物，引發(fā)二次污染，甚至存在自燃風險。為此，可借助信息化手段強化活性炭更換的動態(tài)監(jiān)管。通過“碼上換”等信息化手段，實時監(jiān)控活性炭狀態(tài)，實現(xiàn)精準預警和高效更換。對于低濃度廢氣企業(yè)，可適當延長更換周期，避免資源浪費，同時確保達標排放。在更換過程中，應采取整體更換或按“抽屜順序”全部更新，確保活性炭填充量充足，避免未填滿或填充方式不當，并檢查設(shè)備密閉性，確保活性炭箱門關(guān)閉且無漏風現(xiàn)象。

（七）加強危廢管理與臺賬記錄

更換后的廢活性炭需按危廢管理要求，交由具備資質(zhì)的單位處置，并建立完整的更換臺賬，記錄更換時間、數(shù)量等信息，一般臺賬記錄保存期限不得少于5年。