天津開發(fā)區(qū)工業(yè)VOCs和VOOCs治理的研究

王鈺 田順 （天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)環(huán)境保護(hù)局監(jiān)察支隊(duì) 天津300456）

0 引言

VOCs（Volatile Organic Compounds，揮發(fā)性有機(jī)化合物）是石油化工、制藥、噴漆等行業(yè)排放的最常見的污染物。該類有機(jī)物大多具有毒性，部分已被列為致癌物質(zhì)，如氯乙烯、苯、多環(huán)芳香烴等。[1]VOOCs（Volatile Odorous Organic Compounds，揮發(fā)性惡臭有機(jī)化合物）屬于惡臭污染研究的重要內(nèi)容，主要是含氨、磷、硫和鹵族元素等多原子的VOCs。[2]伴隨著人民生活水平的不斷提高，以及對生活、工作、學(xué)習(xí)環(huán)境的要求日益增高，國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展帶來的環(huán)境問題日益突出，特別是VOCs和VOOCs的污染越來越受到人們的關(guān)注。

1 VOCs和VOOCs治理的主要方法

目前VOCs和VOOCs的治理方法主要有破壞性方法、非破壞性方法和兩者的聯(lián)合方法。破壞性方法有直接燃燒、熱氧化、催化燃燒、生物氧化、紫外線催化氧化法及其集成技術(shù)，主要是通過化學(xué)或生化反應(yīng)，用熱、光、催化劑和微生物將VOCs和VOOCs轉(zhuǎn)化成二氧化碳和水等無毒害無機(jī)小分子化合物；非破壞性方法即回收法，主要有碳吸附、變壓吸附、吸收法、冷凝法及膜分離技術(shù)，一般通過物理方法，改變溫度、壓力或采用選擇性吸附劑和選擇性滲透膜等方法來富集分離VOCs和VOOCs。[3]

1.1 熱破壞法

熱破壞法是目前應(yīng)用比較廣泛，也是研究較多的治理方法，可分為直接燃燒和催化燃燒。直接燃燒是VOCs和VOOCs在氣流中直接燃燒和輔助燃燒的方法。催化燃燒是VOCs和VOOCs在氣流中被加熱，在催化床層作用下，加快燃燒的化學(xué)反應(yīng)，催化劑的存在使VOCs和VOOCs比直接燃燒法需要更少的保留時(shí)間和更低的溫度。蓄熱燃燒技術(shù)（RTO蓄熱熱力焚燒技術(shù)和RCO蓄熱催化燃燒技術(shù)）目前在技術(shù)上已經(jīng)相對成熟。隨著蓄熱材料的發(fā)展，蓄熱式熱交換器的熱回收率已能達(dá)到95%以上，而且占用空間越來越小。這樣輔助燃料的消耗很少，甚至不用輔助燃料，且當(dāng)VOC的濃度達(dá)到一定值以上時(shí)，還可從RTO輸出熱量。[4]

1.2 吸附法

吸附法的應(yīng)用廣泛，具有能耗低、工藝成熟、去除率高、凈化徹底、易于推廣的特點(diǎn)，有很好的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。目前，吸附多數(shù)采用活性炭，其具有去除率高的特點(diǎn)。為了提高凈化效率，吸附法常和其他方法聯(lián)用，如，液體吸收和活性碳濕法吸附聯(lián)合處理、吸附-催化燃燒處理等。[5]

1.3 吸收法

吸收法是控制VOCs和VOOCs污染的重要手段之一，利用VOCs和VOOCs能和大部分的油類物質(zhì)互溶的特點(diǎn)，可用高沸點(diǎn)、低蒸汽壓得油類作為吸收劑來吸收VOCs和VOOCs，常見的吸收器有填料洗滌吸收塔等。

1.4 生物膜法

生物膜法就是將微生物固定附著在多孔性介質(zhì)填料表面，使污染空氣在填料床層中進(jìn)行生物處理，VOCs和VOOCs被吸附在孔隙表面，被孔隙中的微生物消耗，降解成二氧化碳、水和中性鹽，達(dá)到去除污染物的效果。生物膜處理VOCs和VOOCs裝置有生物過濾器和生物滴濾過濾器兩種。生物過濾器主要采用吸附法填料，如土壤、改性活性炭、改性硅藻土等，生物滴濾過濾器主要采用粗碎石、塑料蜂窩狀填料、塑料波紋板料等不具有大孔隙的填料。[6]

1.5 光分解法

光分解VOCs和VOOCs有兩種形式：一種是直接光照在波長合適時(shí)，VOCs和VOOCs分解；另一種是催化劑存在下，光照VOCs和VOOCs使之分解。日本專家田中啟一等進(jìn)行了利用紫外線光分解VOCs和VOOCs的實(shí)驗(yàn)，有機(jī)氯化物和氟氯烴在185 nm紫外光照下，兩種物質(zhì)能在極短的時(shí)間內(nèi)分解成氧氣、氯氣、氟氣等，光分解產(chǎn)生的中間產(chǎn)物，可通過氫氧化鈉溶液處理或延長滯留時(shí)間等手段最終去除。光催化劑的基本原理就是在一定波長照射下，光催化劑使H2O生成-OH，然后-OH將VOCs和VOOCs氧化成二氧化碳和水。由于其中具有較高的分子擴(kuò)散和質(zhì)量傳遞速率和較易進(jìn)行的鏈反應(yīng)，光催化劑對氣相化學(xué)污染物的活性比水溶液高得多。[7]

2 天津開發(fā)區(qū)工業(yè)VOCs和VOOCs治理的實(shí)例2 分析（見表1）

2010年，天津開發(fā)區(qū)環(huán)保局監(jiān)察支隊(duì)會(huì)同專業(yè)技術(shù)人員，對開發(fā)區(qū)工業(yè)企業(yè)VOCs和VOOCs的污染情況進(jìn)行現(xiàn)場排查，確定污染源，并要求企業(yè)有針對性的對VOCs和VOOCs進(jìn)行治理。

由表1可看出，天津開發(fā)區(qū)VOCs和VOOCs污染主要集中在石油化工、精細(xì)化工、制藥等行業(yè)。民營、臺(tái)資企業(yè)VOCs和VOOCs污染源頭較多，中外合資、外商獨(dú)資企業(yè)污染源頭相對較少。VOCs和VOOCs污染源主要集中在生產(chǎn)車間、主要生產(chǎn)設(shè)備、儲(chǔ)罐區(qū)呼吸、污水處理池和原材料裝卸區(qū)域。主要治理措施分為末端治理、清潔生產(chǎn)和管理制度3個(gè)方面。清潔生產(chǎn)措施主要是將產(chǎn)生VOCs和VOOCs大量揮發(fā)的主要生產(chǎn)設(shè)備更換成真空或者相對密封的生產(chǎn)設(shè)備，既節(jié)省原材料的消耗又減少了VOCs和VOOCs的揮發(fā)。末端治理技術(shù)以集成技術(shù)為主，既包含了熱力焚燒、吸收塔、洗滌塔、氮封等常用技術(shù)，又有生物膜和RTO等先進(jìn)技術(shù)。T公司采取的RTO不但能夠?qū)崿F(xiàn)VOCs和VOOCs的末端治理，還能夠?qū)TO輸出的熱能儲(chǔ)存后再用到生產(chǎn)中去，既完成了污染物治理，又實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的目標(biāo)?？梢酝ㄟ^培訓(xùn)教育，提高現(xiàn)場操作人員的專業(yè)水準(zhǔn)，避免原材料裝卸、暫存過程中產(chǎn)生的VOCs和VOOCs無組織排放。

可見，VOCs和VOOCs的控制可以從多種途徑實(shí)現(xiàn)，最經(jīng)濟(jì)的方法是通過加強(qiáng)管理和清潔生產(chǎn)的途徑減少VOCs和VOOCs的使用和揮發(fā)。但對于一些工藝過程和生產(chǎn)而言，清潔生產(chǎn)的路還很長，不可避免的還會(huì)有大量的VOCs和VOOCs被排放，末端治理技術(shù)仍然是必不可少的一種手段。

3 結(jié)論

天津開發(fā)區(qū)是1984年由國務(wù)院批準(zhǔn)的第一批國家級(jí)開發(fā)區(qū)，以第二產(chǎn)業(yè)為主，占到76%，主要產(chǎn)業(yè)有電子、汽車、裝備制造、石化、食品飲料、生物醫(yī)藥和新能源新材料等。針對天津開發(fā)區(qū)工業(yè)企業(yè)VOCs和VOOCs的污染治理可以分為3個(gè)步驟：一是加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)察力度，建立社會(huì)監(jiān)督管理長效機(jī)制，促使企業(yè)高度重視VOCs和VOOCs治理工作；二是建立清潔生產(chǎn)和節(jié)能減排的鼓勵(lì)政策，促進(jìn)企業(yè)積極履行清潔生產(chǎn)和節(jié)能減排的環(huán)境責(zé)任，為企業(yè)VOCs和VOOCs治理提供資金和政策支持；三是積極推廣VOCs和VOOCs治理先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，特別是組織技術(shù)推廣和經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)，使企業(yè)負(fù)責(zé)人及時(shí)了解VOCs和VOOCs治理的先進(jìn)技術(shù)、良好效果和發(fā)展趨勢，為企業(yè)提供有效的技術(shù)支持。

表1 企業(yè)VOCs和VOOCs治理措施一覽表

南港工業(yè)區(qū)作為規(guī)劃建設(shè)中的中國北方最大的重化基地，VOCs和VOOCs污染治理勢必成為環(huán)境保護(hù)工作的重點(diǎn)，在吸取天津開發(fā)區(qū)成功經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，還應(yīng)在項(xiàng)目初期結(jié)合區(qū)域總體規(guī)劃要求，注重VOCs和VOOCs的源頭控制，并結(jié)合國內(nèi)外先進(jìn)管理經(jīng)驗(yàn)和治理技術(shù)，嚴(yán)格把控南港工業(yè)區(qū)VOCs和VOOCs的排放。

相信，通過社會(huì)、企業(yè)和政府的共同努力，天津開發(fā)區(qū)和南港工業(yè)區(qū)VOCs和VOOCs排放問題必將得到有效的控制，為天津開發(fā)區(qū)和南港工業(yè)區(qū)的可持續(xù)發(fā)展提供更好的環(huán)境空間?！?/p>

[1]許業(yè)偉，袁文輝.可揮發(fā)性有機(jī)化合物廢氣治理新進(jìn)展[J].廣東化學(xué)，2001，29（2）：12-16.

[2]A tkinsonR.A tmosphericchemistry ofV O Csand N O x[J].A tmospheric Environment，2000（34）:2063-2101.

[3]李潔.V O C廢氣處理的技術(shù)進(jìn)展[C].中國環(huán)境保護(hù)優(yōu)秀論文集，2005（5）：1411-1413.

[4]馮智星，余炳林，胡勇，等.有機(jī)廢氣（V O C）處理技術(shù)[J].廣東科技，2008，（14）：3-5.

[5]齊慧敏，林大泉，劉銀乾，等.日本石油化工廢氣治理狀況[J].石油化工環(huán)境保護(hù)，2004，27（2）：32-35.

[6]唐運(yùn)雪.有機(jī)廢氣處理技術(shù)及前景展望[J].湖南有色金屬，2005，21（5）：31-35.

[7]橋本和仁,大谷文章,工藤昭彥.光觸媒:基礎(chǔ)·材料開發(fā)·應(yīng)用[J].エヌ テ?！ē?，2005（5）：59-64.