תרכובות אורגניות נדיפות טכנולוגיות לטיפול

מהן תרכובות אורגניות נדיפות ?

(Volatile Organic Compounds – VOCs) הן משפחת תרכובות אורגניות בעלות לחץ אדים גבוה בטמפרטורת החדר. במשפחה כימיקלים אנתרופוגניים (תוצרת אדם) וכאלו המצויים בטבע באופן טבעי. תרכובות VOC שונות נפלטות כגזים ממקורות מוצקים ונוזליים המצויים בעיקר בסביבה הפנימית. בהתאם, ריכוזי VOC פנימיים נוטים להיות גבוהים באופן עקבי מאלו הנמדדים בסביבה החיצונית. ברמה התעשייתית, פליטות VOC מהוות גורם סיכון שברובו אינו מטופל כראוי. הפליטות שכיחות בעיקר בבתי דפוס, במעבדות ובתעשיות הרפואיות, כימיות ופטרוכימיות.

תרכובות VOC מרובות ומגוונות, לא כל התרכובות רעילות לבני אדם ומאלו שכן, לא כולן רעילות באופן אקוטי. עם זאת, תרכובות VOC רבות מוכרות כגורמים מסרטנים בבעלי-חיים, וחלקן חשודות או ידועות לגרום לסרטן גם בבני אדם. דוגמא אחת היא הבנזן, חומר המוכר כמסרטן בבני אדם, שנמצא כתוצר לוואי של עשן טבק, חומרי דלק מאוכסנים וכגז פליטה מכלי רכב. בנזן נמצא בשימוש נרחב גם בייצור פלסטיק, שרפים וסיבים סינטתיים. הסימפטומים של חשיפה לזמן קצר (אקוטית) לתרכובות VOC רעילות כוללים גירוי עיניים, אף וגרון, כאבי ראש, בחילה והקאות, סחרחורות והחמרה של תסמיני אסתמה. חשיפה לזמן ממושך (כרונית) עלולה לגרום לנזק לכבד ולכליות, סרטן ופגיעה במערכת העצבים. מרבית גזי ה-VOC הינם בלתי ניתנים לראיה בעין, אפילו בריכוזים רעילים.

קיימות מספר שיטות לטיפול בתרכובות VOC ברמה התעשייתית. 

1. מחמצנים תרמיים (Regenerative Thermal Oxidizers – RTO) משמשים באופן נרחב כאמצעי למניעת זיהום אוויר. מכשירים אלו רב-תכליתיים ובעלי יעילות גבוהה. המערכות מחמצנות את תרכובות ה- VOC בטמפרטורות גבוהות. ה-RTO יעיל במיוחד לתהליכים רציפים בהם ספיקות האוויר היינן גדולות וריכוזי הכניסה נמוכים יחסית. החסרון המשמעותי של מערכות אלו היא דרישת האנרגיה הגבוהה הנדרשת בעקבות הצורך להגיע לטמפ מאד גבוהות ( 1000 מעלות צלזיוס ) בכדי לחמצן את התרכובות לרמה הנדרשת. מפעלים רבים בעולם מבזבזים כספים רבים מדי שנה על אנרגיה הנדרשת בכדי להגיע לטמפ הגבוהה במתקני RTO.
2. מחמצנים קטליטיים (Catalytic Oxidizers) מנצלים זרזים מתכתיים כגון פלדיום, המגיבים עם תרכובות ה-VOC להורדת אנרגיית האקטיבציה הדרושה לחמצון התרכובות האורגניות המשמעות הישירה של שימוש במחמצנים קטליטיים היא הורדה משמעותית בהוצאות האנרגיה הדרושות לחימצון הנדפים האורגניים זאת מכיוון שטמפ החימצון הדרושה יורדת משמעותית ביחס לפתרון בשיטת RTO. טמפ החימצון הדרושה ממחמצנים קטליטיים תלוייה בסוג המזהם שיש לחמצן אך ניתן להניח כי מרבית החומרים מחומצנים בטווח הטמפרטורות של 300-500 מעלות. לחץ כאן לקריאה נרחבת על מחמצנים קטליטיים
3. סקרברים יכולים לשמש לטיפול ב-VOC בתנאים מתאימים ועבור תרכובות מסויימות הדבר נכון רק כאשר תרכובות ה-VOC בתהליך מסיסות במים וקבוע הנרי של התהליך בעל ערך מתאים. לחץ לקריאה נרחבת על סקרברים
4. ספיחה ה-VOC במתקני פחם פעיל, היינה טכנולוגיה וותיקה וידועה. הטכנולוגיה יכולה לשמש באופן יעיל וכלכלי תהליכים בהם ריכוזי הפליטה אינם גבוהים או תהליכים לא רציפים ( מנתיים ) זאת מכיוון שעבור ריכוזי פליטה גבוהים הטכנולוגיה לא תיהיה כלכלית עקב עלויות החלפת הפחם הגבוהות. יש לשים לב ! בעת תכנון המתקן לסכנת היווצרות כיסי חום שאינם ניתנים לגילוי עקב יכולת הבידוד הגבוהה של חלקיקי הפחם. בכל תכנון של מערכת פחם תעשייתית יש להיוועץ עם בעלי מקצוע אשר מודעים לסכנות בשימוש בטכנולוגיה זו. לחץ לקריאה נרחבת על מסנני פחם פעיל תהליכיים
5. ראקטורים ביולוגיים (ביוראקטורים) יכולים להתאים לטיפול בסוגים מסויימים של תרכובות אורגניות נדיפות אך התהליך חייב להיות קבוע ורציף זאת מכיוון שהראקטורים הביולוגיים משתמשים במצע של מיקרואורגניזמים שגדילתם לוקחת עד לחודשים רבים וכל שינויי בתהליך, הרכב הפליטות, טמפ, אחוז לחות, סוג מזהם יכול להוות שינוי קריטי עבור החיידקים אשר יגרום לכשל המיקרואורגניזמים. אנו איננו ממליצים להשתמש בראקטורים מסוג זה בתעשייה מכיוון שדרישות החוקים כיום אינן מאפשרות המתנה של חודשים רבים עד שמצע מיקרואורגניזמים שהנהרס יגדל מחדש בעיה נוספת היינה דרישת השטח הגדולה של מתקנים מסוג זה.