摘 要
大气污染来源复杂，不仅限于工业污染，一些高校研发实验室同样排放废气污染物，“贡献”了一部分污染。目前国内大多数高中高校实验室化学实验室，生物实验室，理化实验室废气为直接排放,缺乏有效治理措施.实验室废气污染物种类众多,直接排放既污染了大气环境,也对师生健康造成了负面影响.根据最新的环保法规要求,有毒有害的实验室废气需经有效收集和治理达标后方可外排，废气治理存在楼顶面积不够导致污染防治设备布置困难、废气治理设施荷载过大等问题。
本文开展针对某高中，高校化学实验室废气治理的研究，由杭州声翔净化设备工程有限公司提出实验室废气处理有效且可行的措施。不同类型实验室所需要采取处置的技术手段方案也不相同，例如：生物研究类，物理实验类，化学合成类等等，根据产生废气量的大小多少，根据实验室体积来衡量确定排气量，换气次数，新风比，集中收集气体的外排设施选择也较多样化，前置收集器，通风厨，传送管道，以及动力装置，废气处理装置等，一般采用圆子集气罩做前置采集，PP高分子材料做输送管道，电动抽风机作动力能源，声翔牌通风柜和活性炭吸附箱作废气治理装置，等被广泛应用到实验室的建设中。
关键词：大气污染，废气，实验室，活性炭，高校，声翔净化
第1章 绪 论
1.1 研究背景及意义
随着高等教育的发展，校企合作科技创新项目的增多，实验室科研教学活动愈加频繁，各类科研实验室废气排放及所带来的污染问题日益凸显，引起社会广泛关注。为保障高校科研师生人身健康，维护环境与公共安全，地方各级教育行政部门建立健全－高校实验室废气排放管理制度，设置符合环境保护要求的处理制度。实验室与一般工业场所类似，会对外排放一定量的气态污染物，从而影响周边大气环境。这些废气大多属于有毒有害物质，是大气污染物的重要来源[1]。实验室废气排放具有大风量、低浓度、多成分的特点,与工业企业的废气排放明显不同。高层实验室还面临屋面空间有限、废气无法引至地面的难题，无法套用成熟的工业废气处理工艺和设计。因此，开展针对实验室废气治理的研究，提出实验室废气处理有效且可行的措施，有着十分重要的现实意义废气对环境的影响，给人类敲响的警钟：
1.马斯河谷逆温事件
马斯河谷是比利时的重要工业区，全长24千米，建有三个炼铁厂、三个金属冶炼厂、四个玻璃厂、三个炼锌厂。1930年12月1日至5日，该河谷上空出现了很强的逆温层，加之河谷两岸高山耸峙，致使13个工厂烟囱排出的大量烟雾无法扩散，使许多人患了道疾病，时仅一周，就有60多人死亡。
2.多诺拉事件
X的多诺拉城，位于孟加希拉河流域的马蹄形河谷，两岸耸立有100多米的山地。河谷区建有大型炼铁厂、硫酸厂和炼锌厂等。1948年4月26日清晨，多诺拉城大雾弥漫，天空微寒阴沉，大雾持续到28日，除了烟雾外什么也看不见，仅有14,000人口的多诺拉城，五天内就有20多人死亡、6000多人住进了医院。
3.波查里加事件
波查里加是墨西哥一个小镇，该镇一个从天然气中回收硫磺的工厂。1950年，由于硫化氢泄漏，加上当时的微风作用，形成了很浓的烟雾，由于逆温现象，硫化氢等有害气体无法扩散，造成严重的大气污染，当时有20多人死亡，320多人住医院。
4.伦敦烟雾事件
1952年12月5日至9日，大雾笼罩英国全境。位于泰晤士河开阔河谷地区的伦敦城上空有明显的逆温层存在，逆温层顶高约60至150米，烟尘难以扩散。从11月28日到12月6日，就有4千多人死亡，其中70到80岁老人死亡率极高。直到60年代才查清这次烟雾事件是由于烟雾粉尘中含有三氧化铁，促使空气中二氧化硫生成硫酸雾，吸入人体后导致死亡。
1.2 研究现状及发展趋势
2005年，一场“环保风暴”在中国内地刮起，30个总投资达1179亿多元的在建项目被国家环保总局叫停，其中包括同属正部级单位的三峡总公司的三个项目。理由是，这些项目未经环境影响评价，属于未批先建的违法工程。
环境恶化无路可退中国的环境问题并非始自今日。早在上世纪90年代，环境污染问题就已非常严重。如淮河流域。在上世纪90年代五类水质就占到了80%，整个淮河常年就如同一条巨大的污水沟。1995年，由环境污染造成的经济损失达到1875亿元[3]。
据中科院测算，目前由环境污染和生态破坏造成的损失已占到GDP总值的15%，这意味着一边是9%的经济增长，一边是15%的损失率。环境问题，已不仅仅是中国可持续发展的问题，已成为吞噬经济成果的恶魔。
目前，中国的荒漠化土地已达267.4万多平方公里；全国18个省区的471个县、近4亿人口的耕地和家园正受到不同程度的荒漠化威胁，而且荒漠化还在以每年1万多平方公里的速度在增长。
七大江河水系中，完全没有使用价值的水质已超过40%。全国668座城市，有400多个处于缺水状态。其中有不少是由水质污染引起的。如浙江省宁波市，地处甬江、姚江、奉化江三江交汇口，却因水质污染，最缺水时需要靠运水车日夜不停地奔跑，将乡村河道里的水运进城里的各个企业。
中国平均1万元的工业增加值，需耗水330立方米，并产生230立方米污水；每创造1亿元GDP就要排放28.8万吨废水。还有大量的生活污水。其中80%以上未经处理，就直接排放进河道，要不了10年，中国就会出现无水可用的局面。
全国1/3的城市人口呼吸着严重污染的空气，有1/3的国土被酸雨侵蚀。经济发达的浙江省，酸雨覆盖率已达到100%。酸雨发生的频率，上海达11%，江苏大概为12%。华中地区以及部分南方城市，如宜宾、怀化、绍兴、遵义、宁波、温州等，酸雨频率超过了90%。
在中国，基本消除酸雨污染所允许的最大二氧化硫排放量为1200万~1400万吨。而2003年，全国二氧化硫排放量就达到2158.7万吨，比2002年增长12%，其中工业排放量增加了14.7%。按照目前的经济发展速度。以及污染控制方式和力度，到2020年，全国仅火电厂排放的二氧化硫就将达2100万吨以上，全部排放量将超过大气环境容量1倍以上，这对生态环境和民众健康将是一场严重灾难。
1月27日，瑞士达沃斯世界经济论坛上有人预言，如果再不加以整治，人类历史上突发性环境危机对经济、社会体系的最大摧毁，很可能会在不久的将来出现在中国。
治理污染陷于两难有一种说法，要在经济发展的同时控制好环境，在环保方面的投入须达到GDP的1.5%以上。但这是在环境保护本来就非常良好的情况下，在中国，根据上海的经验，要真正有效地控制环境，环保投入须占到GDP的3%以上。而在过去20年里，中国每年在环保方面的投入，在90年代上半期是0.5%，最近几年也只有1%多一点。环保是一种“奢侈性消费”，投入大，对GDP贡献小，因此，一些本应用于环保方面的专项资金，也被挪作他用。
目前中国在环境问题上进退两难:再不治理，未来无法保障；真要治理，则需大规模投入，眼前的经济又难以承受。
有人算过，云南滇池周边的企业在过去20年间，总共只创造了几十亿元产值，但要初步恢复滇池水质，至少得花几百亿元，这是全云南省一年的财政收入。淮河流域的小造纸厂，20年累计产值不过500亿元。但要治理其带来的污染，即使是干流达到起码的灌溉用水标准也需要投入3000亿元。要恢复到20世纪70年代的三类水质，不仅花费是个可怕的数字，时间也至少需要100年。
违法成本低执法成本高就微观角度说，在过去20年里，国内制造业在无法依靠技术进步降低能耗、降低成本的情况下，只能朝两个方面挖潜:一是工资，二是环保。最简单的事，例如水泥生产，要达到起码的环保要求，每吨水泥需增加8元成本，占水泥出厂价的5%。纺织业每年排放的废水超过10亿立方米，如要处理，则每吨需花费1.2~1.8元。提高生产成本5%。而绝大多数企业根本就没有这么高的利润率。因此只能在环保问题上打游击:或是不建任何废水处理设施:或是建立以后就当摆设，白天把污水放到处理池里，晚上没人时就排放到河里，这样就可以节省一大笔成本。在市场的无序化竞争中，这5%的成本。往往就决定了企业的盈与亏、生与死。
而中国在环保执法上的两高一低——守法成本高、执法成本高、违法成本低，也助长了这种倾向。通常的情况是，环保部门为取证一件违法偷排事件，需耗费50万元，而最终落到违法企业头上的罚款，则只有区区5万元，包括正在劲刮的所谓“环保风暴”。
一些投资数十亿元的特大电站项目，违反环境评价擅自开工建设，最后的罚款也不过20万元。区区20万元罚款，对于一个投资超亿元的项目来说，简直是九牛一毛。这样的处罚力度对违法行为谈何震慑力？因此《环保法》历来被人称为“豆腐法”。
一场环保风暴将涉及数十万家企业，由此带来的结果必然是:大批企业的破产倒闭，大量人员失业，企业成本大幅提高，国内物价指数迅速地突破两位数。因此，无论是宏观成本，还是微观成本，实际上都无法承受。
四个因素阻碍环境治理对环保部门在执法过程中遭遇的巨大阻力，国家环保总局副局长潘岳总结出了四个方面的原因:
首先，一些地方对科学发展观认识不到位，单纯追求经济增长速度。一些高能耗、重污染的小冶炼、小铁合金、小化工等被明令禁止的项目，在一些地方竟然呈现蔓延的趋势。
其次，部分地方XX在招商引资中，片面强调简化审批，限期办理相关手续。而不管项目是否会存在污染情况，只要来投资就批准，个别地方在建设项目环境影响审批中存在“首长意志”、“先上车，后买票”等违法现象。
再次，环评质量亟待提高。有些环评单位不坚持科学评价，不敢以客观的事实和科学的数据说话，评价结论含糊，模棱两可，将项目的环境可行性与否的结论推给审批部门，甚至极个别的环评单位弄虚作假，编造、伪造数据，或者隐瞒事实，严重影响环境影响评价制度的落实，使环境影响评价流于形式，丧失了第三方咨询机构起码的科学性和公正性。
最后，信息公开和公众参与工作开展不足。我国目前的环境影响评价制度是XX主导型，以有限的XX力量去监管数量庞大的建设项目，显然力不从心。
其实，环评法遇到的阻力更有背后的经济利益在驱使。
掀起真正的“环保风暴”中国是一个在环境上回旋余地极小的大国，又是一个在全球资源、市场基本被瓜分完毕后崛起的一个后起国家。中国没有任何可能像某些先行国家那样，等到环境恶劣到极点后再来治理。
但中国又是一个发展中国家，别人走过的先发展经济、再治理污染的道路，中国不可避免的也会走一遭。
世界各国的历史已经表明，在经济增长与环境变化之间有一个共同的规律:一个国家在工业化进程中，会有一个环境污染随国内生产总值同步高速增长的时期，尤其是重化工业时代:但当GDP增长到一定程度，随着产业结构高级化，以及居民环境支付意愿的增强。污染水平在到达转折点后就会随着GDP的增长反而戛然向下，直至污染水平重新回到环境容量之下，此即所谓环境库兹涅茨曲线，当年日本的发展过程就是这一规律。
毫无疑问，中国没有可能跨越这样一个重化工业时代。因为中国的人口太多，国家太大，无法像芬兰那样，在本国制造业尚不发达的情况下，借助于全球化分工，直接进入高科技时代。
上世纪90年代末，笔者曾回过苏南老家，小时候那种清清河水，坐着船就可到达四乡八镇的情景已一去不复返了。而令笔者吃惊的是，造成这种局面的主要因素竟然是最普通的生活垃圾。在中国，即使不发展工业，由人口增长带来的污染物，也足以使环境恶化到令人无法容忍的地步，即便是治理这样的污染，也需要大笔投资，需要有经济基础。
中国在治理污染问题上，任重道远，需要依法办事，制止恶性环保事件的发生，延缓环境恶化的速度。
1.3 废气治理方法
（1）燃烧法
包括高温燃烧和催化燃烧，前者需要附加燃料燃烧，因此，使用该法时要考虑回收利用热能；催化燃烧能耗低，但在工作初期，需用电加热将废气加热到起燃温度，故对于频繁开停车的场合不合适。考虑到高温燃烧法回收的热量超过生产所需的热能，故并不合适。而直接采用催化燃烧投资太大。
（2）吸收法
即采用适当的吸收剂（如柴油、煤油、水等介质）在吸收塔内进行吸收，吸收到一定浓度后进行溶剂与吸收液的分离，溶剂回收，吸收液重新使用或另行处理，采用这种方法的关键是吸收剂的选择。由于溶剂与吸收剂的分离较为困难，因此其应用受到了一定的限制。
（3）活性炭吸附法
采用多孔活性炭或活性炭纤维吸附有机废气，饱和后用低压蒸汽再生，再生时排出溶剂废气经冷凝、水分离后回收溶剂，适用于不连续的处理过程，特别对低浓度有机废气中的溶剂回收有很好的效果[4]。
（4）冷凝法
主要利用冷介质对高温有机废气蒸汽进行处理，可有效回收溶剂。处理效果的好坏与冷媒的温度有关，处理效率较其他方法相对较低，适用高浓度废气的处理。
1.4 研究内容
本论文采用活性炭吸附处理工艺处理实验室废气，研究吸附法净化废气工艺的无害化处理技术，论文所提出的实验室废气活性炭吸附治理工艺路线，对工艺路线中不同工段所用处理工艺进行试验研宄，论证其处理效果是否达到要求，判断处理费用是否经济合理。
第1章主要介绍了废气污染的研究背景及意义，研究现状，以及治理废气的方法。
第2章主要介绍了本论文废气排放设计中使用的活性炭吸附方法。
第3章主要介绍了废气处理工艺、影响因素、以及评价指标。
第4章是总结与展望。
第2章 活性炭吸附原理
2.1 活性炭简介
吸附是一种物质附着在另一种物质表面上的缓慢作用过程。吸附是一种界面现象，其与表面张力、表面能的变化有关。引起吸附的推动能力有两种，一种是溶剂水对疏水物质的排斥力，另一种是固体对溶质的亲和吸引力。废水处理中的吸附，多数是这两种力综合作用的结果。活性炭的比表面积和孔隙结构直接影响其吸附能力，在选择活性炭时，应根据废水的水质通过试验确定。对印染废水宜选择过渡孔发达的炭种。此外，灰分也有影响，灰分愈小，吸附性能愈好；吸附质分子的大小与炭孔隙直径愈接近，愈容易被吸附；吸附质浓度对活性炭吸附量也有影响。在一定浓度范围内，吸附量是随吸附质浓度的增大而增加的。另外，水温和pH值也有影响。吸附量随水温的升高而减少，随pH值的降低而增大。故低水温、低pH值有利于活性炭的吸附[5]。
活性炭是一种很细小的炭粒 有很大的表面积，而且炭粒中还有更细小的孔——毛细管。这种毛细管具有很强的吸附能力，由于炭粒的表面积很大，所以能与气体（杂质）充分接触。当这些气体（杂质）碰到毛细管被吸附，起净化作用。活性炭的表面积研究是非常重要的，活性炭的比表面积检测数据只有采用BET方法检测出来的结果才是真实可靠的，国内外比表面积测试统一采用多点BET法，国内外制定出来的比表面积测定标准都是以BET测试方法为基础的，请参看我国国家标准（GB/T 19587-2004）-气体吸附BET原理测定固态物质比表面积的方法。比表面积检测其实是比较耗费时间的工作，由于样品吸附能力的不同，有些样品的测试可能需要耗费一整天的时间，如果测试过程没有实现完全自动化，那测试人员就时刻都不能离开，并且要高度集中，观察仪表盘，操控旋钮，稍不留神就会导致测试过程的失败，这会浪费测试人员很多的宝贵时间。F-Sorb 2400比表面积测试仪是真正能够实现BET法检测功能的仪器（兼备直接对比法），更重要的F-Sorb 2400比表面积测试仪是迄今为止国内唯一完全自动化智能化的比表面积检测设备，其测试结果与国际一致性很高，稳定性也很好，同时减少人为误差，提高测试结果精确性。
2.2 应用历史
回顾百年来世界活性炭应用的历史，不妨粗略划分为三个阶段：
(1)第一阶段，从20世纪初到约20世纪20年代为萌芽阶段:
(2)第二阶段，从约20世纪20年代中期为中期为成长阶段;
(3)第三阶段，从20世纪中期到20世纪末期为发展阶段，发展成为环保大应用阶段。
这三个阶段可用活性炭应用历程中两件历史性大事。作为划分的界限。
历史大事件
第一件大事使活性炭防毒面具，在20世纪20年代在第一次世界大战中的应用。可以次作为划分活性炭应用历史的第一阶段和第二阶段的界限。
活性炭在初期主要应用使粉炭在糖业中逐步代替了原来的骨炭。在20世纪20年代的第一次世界大战中出现的颗粒大量应用于防毒面具。这是工业化学史辉煌的一页。当时荷兰的Norit和捷克斯洛伐克、德国=法国=瑞士等国的制造商和批发商曾成立一个联合公司，说明在欧洲萌芽的活性炭也是广为看好的新兴产业。
我国活性炭在应用历史简分为三个阶段。
(1)第一阶段使20世纪40年代以前，我国制药工业、化学工业中使用活性炭量大，都用进口货，例如用Carboraffin牌的活性炭。
(2)第二阶段自20世纪50年代初开始，国产活性炭上市。1951年沈阳和抚顺的单管炉厂、青岛的反射炉闷烧法厂、上好的电热活化法厂，接着有氯化锌活化法厂，1958年福建、杭州、广州、烟台、东北等地纷纷建厂，1966年太原开创斯列普活化法厂，随后我国陆续开设数以百计的斯列普炉厂。此外，还有不少的转炉、粑式炉等工厂。总生产能力从1951年的三五十吨猛增到20世纪80年代的近十万吨。
(3)生产与应用相互促进，活性炭的应用范围被迅速开拓。从原来单一的通用炭向多种的专用炭发展，例如净水炭、糖炭、味精炭、油脂炭、黄金炭、载体炭、药用炭、针剂炭、试剂炭等等，足见活性炭因国内经济蒸蒸日上而应用量速增，又因产量扩大、成本降低而使出口量上升。我国活性炭的应用，不仅在国内市场发展，而且进入了国际市场。
2.3 活性炭的吸附作用
吸附是指液体或气体附着集中于固体表面的作用，一般的活性炭都能发生这种作用。吸附与吸收不同，吸收是指让液体或气体进入固体的内部的原子结构中，但活性碳并不具备这样的能力，它的吸附作用只是一个表面现象，所以只发生于它的表面。
吸附作用的形成，主要来自伦敦色散力，这也是另一种凡得瓦力的表现形式。此种力普遍存在于不具有永久性偶极矩的分子之间，它是一种自然的吸引力。只要分子足够靠近，都会很自然产生这种作用力。凡是能利用此种力把物质吸住的作用，我们称为物理吸附。此种作用力与温度无关，因此不受温度之影响[6]。
伦敦分散力必须在炭表面与被吸附分子之间达到作用的距离之后才会发生，该力的大小涉及被吸附分子中所有相关原子与活性炭表面碳原子密切接触的程度。如果接触的程度越高，则该力越大，同时活性炭对该分子的吸附能力也越强。
2.4 炭规格
油气回收的多为木质球炭，粒径规格为 6-8目或者 20-40目。过滤设备是我们经常能够接触到的产品，不同的过滤器的工艺不同，其使用范围也是不同的，
据了解，20世纪初发明的转鼓真空过滤机实现了过滤操作的连续化。此后，各种类型的连续过滤机相继出现。间歇操作的过滤机因能实现自动化操作而得到发展，过滤面积越来越大。为得到含湿量低的滤渣，机械压榨的过滤机得到了发展。
过滤机作为一种固、液分离的常用设备，广泛应用与制药、食物、化工等职业。近年来，环境污染问题的日趋严峻，使得过滤机的需求更为增强。
而随着时代的发展，我们的生活品质也在飞速提高。因此产品的品质要求也更高，生产者对设备的要求也更高。分离设备相继而生。如今不少过滤机企业都非常重视产品的技术创新，加大科研投入力度，促进产品更新换代。
再加上近年来，药企面临新版GMP认证大关，在这大背景下，过滤设备将发挥其重大作用。据悉，GMP中提到，“对与药品直接接触的压缩空气等进行净化处理，符合生产要求”。这说明，压缩空气是药品生产中的一个主要动力源。但是在实际生产中，压缩空气净化的难点较多，且传统的压缩空气净化模式过于繁琐，运行成本很高，因此能耗低、适用性强，成为研发热点
如何在激烈的市场竞争中占有一席之地成为过滤行业关注的重点所在，过滤机在我国的制药工业中有着很重要的地位，发挥着很重要的作用。
随着科学技术的不断发展，以及我们的环境问题越来越多的人们关注过滤器，过滤机不断进步，很好地满足了市场的需求。
图2-1 碳
2.5 活性碳纤维的特点
1、吸附量大
2、活性碳纤维对有机气体的吸附量比粒状活性炭（GAC）大几倍至十几倍。对低浓度吸附质的吸附能力特别优良。如对于吸附质的浓度在几ppm级时仍可保持很好的吸附量，而GAC等吸附材料往往在几十ppm浓度时才有良好的吸附能力。
3、吸附速度快，对于从气相中吸附气态污染物的吸附速度非常快，对液体的吸附也可很快达到吸附平衡，其吸附速率比GAC高数十倍至数百倍。
4、在多次吸附和脱附过程中，仍能保持原有的吸附性能。如用120-150℃蒸汽或热空气再生处理ACF10-30分钟即可达到完全脱附常见的VOCs。
5、耐热性好，在惰性气体中可耐高温1000℃以上，在空气中的着火点高达500℃以上。
6、耐酸、耐碱，具有较好的导电性能和化学稳定性。
7、灰份少。
8、成型性好，易加工成毡、丝、布、纸等形态，下图表2-1活性炭纤维毡的技术指标。
表2-1 活性炭纤维毡的技术指标
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第3章 废气排放系统设计
3.1 废气排放系统的设计
只有科学合理的设计，才能保证活性炭吸附塔的吸附效果。因此在设计时应考虑到以下几点：
1.有机气体的物理特性：有机气体的温度、湿度、浓度等是我们设计时必须要了解的，特别是有机气体的浓度，它是我们设计活性炭塔的重要依据之一。
2.有机气体的化学特性：有机气体的气体分子量是我们设计时的又一个重要依据之一。另外气体中是否混有酸性、碱性气体，这两种气体会腐蚀主体材料，所以在设计时也应该考虑到，在气体没有进入活性炭塔体之前将这两种气体处理掉。
3.其他因素：设计的处理风量、设备每天的工作时间、活性炭的更换频率；在设计时都要向客户详细地了解。如下图3-1所示。
图3-1 活性炭吸附工艺
3.2 废气排放的工作原理
废气经过吸附塔内的初效过滤器除去固体颗粒物后，进入箱体，经过活性炭层吸附后，除去气体中的有机废气分子，达到符合排放标准的净化气体，经风机排到室外。
下图详细绘制了实验室非气管道排放整套示意图，如下图（3-2）排风管道布置图；图（3-3）外排风机布置图活性图；图（3-4）活性炭吸附装置外貌。
图3-2排风管道布置图
图3-3外排风机布置图活性图
图3-4活性炭吸附装置外貌
3.3 废气排放处理工艺
在油库，当油罐车装载汽油的时候，原来空油罐里的油气和空气与装载的液态产品挥发的油气相混合，这种混合气体被装载入油罐的产品所代替。随着液体注满空的油罐车，液体把空气和油气从油罐顶部挤出，通过一根油气软管进入集汽管道系统。油气通过集汽管道系统流入一个汽液分离器。该汽液分离器能从油气中分离出液态汽油，还能用泵抽回油罐。之后完全不带液体的油气流入油气回收系统。
进入油气回收系统之后，油气进入两个吸附塔中的一个。每个吸附塔都装满了特殊的活性炭。空气－油气混合气体中的碳氢化合物被吸到活性炭粒子表面，并在大气条件下停留在那里。混合气体中的空气成分不受活性炭的影响，通过活性炭之后进入大气，中间不再掺杂碳氢化合物。在吸附过程中，特殊的活性炭利用表面动能的动力吸引碳氢化合物， 油气回收装置使用的特殊活性炭，它有很大的表面吸收面积。这么大的表面面积使每公斤活性炭可吸附多达0.5公斤碳氢化合物[7]。
当空气－碳氢化合物混合气体通过巨大的吸收表面之后，碳氢化合物被吸引到活性炭表面，并停留在这里直到出现更大的反向力。这种吸引的现象叫做“吸附”下图3-5 活性炭吸附法流程图。
图3-2 活性炭吸附法流程图
3.4 影响废气处理的因素
（1）活性炭吸附剂的性质
活性炭的比表面积越大，吸附能力就越强； 活性炭是非极性分子，易于吸附非极性或极性很低的吸附质；活性炭吸附剂颗粒的大小，细孔的构造和分布情况以及表面化学性质等对吸附也有很大的影响。
（2）吸附质的性质
取决于其溶解度、表面自由能、极性、吸附质分子的大小和不饱和度、附质的浓度等
（3）废水PH值
活性炭一般在酸性溶液中比在碱性溶液中有较高的吸附率。PH值会对吸附质在水中存在的状态及溶解度等产生影响，从而影响吸附效果。
（4）共存物质
共存多种吸附质时，活性炭对某种吸附质的吸附能力比只含该种吸附质时的吸附能力差
（5）温度
温度对活性炭的吸附影响较小
（6）接触时间
应保证活性炭与吸附质有一定的接触时间，使吸附接近平衡，充分利用吸附能力。
活性炭化学性
活性炭的吸附除了物理吸附，还有化学吸附。活性炭的吸附性既取决于孔隙结构，又取决于化学组成。
3.5 评价指标
如何客观地评价活性炭的优劣?根据活性炭处理对象和应用于不同的工艺情况，确定是选用煤质活性炭还是木质活性炭，是选用颗粒活性炭还是粉末活性炭，并收集活性炭基本资料，如碘值、亚甲蓝、强度、孔隙率、漂浮率、灰分、粒度、水分、堆重等。除了《净水用煤质颗粒活性炭》GB/T7701.4-1997国家标准的部分指标值，此外还应收集企业的经营状况，如年产量、年产值、企业规模、经营管理水平、生产工艺、工程业绩等，在价格适中的同时考虑货源充足，来源方便，进行初步评价。
确定活性炭吸附性能及物化性能指标值在活性炭评价体系中应纳入以下活性炭评价指标：碘值(碘值越大，炭粒越多，强度越低。很多研究结果表明，碘值与出水水质并没有必然的联系)、亚甲蓝吸附值、丹宁酸吸附值、腐殖酸吸附值、强度、有效粒径、均匀系数、灰分、水分、漂浮物、比表面积、孔容积、pH值、堆重，以确定活性炭吸附性能和理化性能的优劣[8]。
1.活性炭吸附容量
活性炭吸附容量主要是以Freundrich方程作为评价依据：在Freundrich吸附等公式中，k值是表征活性炭吸附容量的一个参数，k值越大，吸附容量越大。1/n是吸附容量指数，反映随着浓度的增加，活性炭吸附容量增加的速度，1/n越高则在高浓度时吸附容量越大，而在低浓度时吸附容量显著降低，如果1/n越小则从低浓度到高浓度都比较容易吸附。活性炭用于给水处理，有机物浓度偏低，因此1/n不宜过大，且当1/n>2的活性炭，物质则难于被吸附。
2.活性炭动态吸附容量
活性炭动态过滤试验是选择饮用水用活性炭的重要依据之一。活性炭动态过滤试验充分结合了当地原水水质特征，进行活性炭对有机物去除效果比较，是较为科学的一种方式。我们可以根据活性炭过滤吸附试验计算出单位质量活性炭的动态吸附容量、活性炭处理水量倍数、活性炭穿透时间、水头损失、反冲频率等。
3.综合评价指标
根据活性炭动态过滤试验结果与不同活性炭性能指标的相关性，对活性炭不同性能指标与对应的相关系数进行加权计算，并建立综合评价指标体系，建立自来水用煤质颗粒活性炭技术通用规范，现行自来水公司也进行了大量的研究工作。
4.经济评价分析
在活性炭评价体系中，还应纳入投资经济成本、运行费用、活性炭再生得率、活性炭企业的技术实力、经营状况、管理水平等参数。
第4章 总结与展望
4.1 总结
本文结合实验室废气在治理过程中使用活性炭吸附的基本原理进行阐述，进而研究相关处理技术的应用，以此为废气处理进程的可持续发展奠定良好基础。由于实验室具有类型的多样性和功能的复杂性，在设计时要充分考虑不同实验室废气污染物的种类和排放特点，并结合国家和地方相关排放标准规范，最终确定适合的废气处理工艺。通过对实验室废气排放特点的分析，确定了其主要污染物种类及排放强度。在对比各类废气处理方案优势和不足的基础上，确定了活性炭吸附作为主要废气处理手段。该技术工艺可以有效处理该项目理化实验室、生物实验室、动物实验室排放的废气，在达标排放的同时，还能有效避免产生臭氧、废水等二次污染物，是一种可靠的实验室废气处理手段。在应用活性炭进行废气处理时，废气在经过活性炭的较大表面积后，能够实现充分接触，进而在活性炭孔隙拦截的作用下，将废气中的污染物质进行阻截，最终实现对排放的气体进行高效净化。
4.2 展望
实验室废气处理面临很多难题，该项目采用了活性炭吸附处理工艺，初步解决了既要废气排放达标、又要适应现场条件的问题。随着实验室的加速建造,还需要在废气处理效果、工艺、布置等方面进行持续观察和优化。比如，该项目排放的气态污染物浓度并不高，对于排放浓度高、风量大的学校实验室，活性炭吸附工艺产生的废气能否达标?本文研究只检测了设备出风口的臭氧浓度，光催化过程中是否会产生不溶于水的新的气态污染物，从而产生再生污染?对这些问题的深入研究将进一步推进实验室废气处理技术、工艺、设备的研发创新，为实验室工程行业的持续发展提供有利保障。
参 考 文 献
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致 谢
在经过了不停的学习与克服困难后,实现了毕业论文与项目，在此，衷心的向参与本次指导与答辩工作的老师们表示谢意,从选题之初的懵懵懂懂到现在，老师们总是悉心的为我们提供最为全面的解答，在不断的尝试与学习后，我慢慢的掌握了对项目的方向以及对论文的把控。
老师们的悉心指导，无时无刻的帮助激励着我，用充满知识与耐心的教导，方方面面的为我们踏上毕业的最后一步保驾护航，在这段时间的学习中，除了感谢老师们的辛苦付出，还要感谢学校为我们提供了良好的学习氛围，在严谨的治学态度监督下，各个学子们满载知识与技能，才能更好的走向社会，在今后的工作与生活中，我会谨记老师的教诲，以严谨的逻辑不断学习，力求创新与突破，由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和同学批评和指正。
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