關(guān)于工業(yè)VOC的危害分析及治理技術(shù)探討

劉春宇（沈陽信成環(huán)境技術(shù)有限公司，遼寧 沈陽 110043）

關(guān)于工業(yè)VOC的危害分析及治理技術(shù)探討

劉春宇（沈陽信成環(huán)境技術(shù)有限公司，遼寧 沈陽 110043）

工業(yè)VOC排放來自于眾多領(lǐng)域，其排放量占總排放量一半以上，具有排放濃度大、污染物種類多的特點(diǎn)，進(jìn)而會(huì)給大氣環(huán)境帶來了嚴(yán)重危害。本文對(duì)工業(yè)VOC的定義、來源、特點(diǎn)以及危害進(jìn)行了分析，并在基礎(chǔ)上就VOC的治理技術(shù)進(jìn)行了探討，希望對(duì)相關(guān)環(huán)境治理工作的開展能夠有所借鑒。

工業(yè)VOC;危害分析;治理技術(shù)

近四十年來，我國(guó)的工業(yè)取得了突飛猛進(jìn)式的發(fā)展和進(jìn)步，這有力地促進(jìn)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，但同時(shí)也帶來了一些消極問題，比如工業(yè)VOC給大氣環(huán)境帶來了嚴(yán)重危害，進(jìn)而給經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)發(fā)展形成了阻礙。現(xiàn)實(shí)中，VOC具有種類繁多、分布面廣的特點(diǎn)，所以給其治理工作增加了難度。但隨著我國(guó)對(duì)VOC污染問題的重視度不斷提升以及各種環(huán)保法規(guī)不斷嚴(yán)格VOC的排放標(biāo)準(zhǔn)，VOC治理技術(shù)也在不斷改進(jìn)和完善。在這種情況下，我們有必要進(jìn)一步強(qiáng)化對(duì)大氣污染問題的重視，以至于更進(jìn)一步使社會(huì)更加關(guān)注VOC污染的治理問題。本文正是基于這一出發(fā)點(diǎn)，對(duì)工業(yè)VOC的定義、來源、特點(diǎn)以及危害進(jìn)行了分析，并在基礎(chǔ)上就VOC的治理技術(shù)進(jìn)行了探討，希望對(duì)相關(guān)環(huán)境治理工作的開展能夠有所借鑒。

1 工業(yè)VOC的來源及特點(diǎn)

工業(yè)VOC排放來自于眾多領(lǐng)域，其中重點(diǎn)排放領(lǐng)域主要包括印刷、油品儲(chǔ)運(yùn)、石油煉制以及涂裝等等，工業(yè)VOC的排放量占全部排放量一半以上。工業(yè)VOC具有排放濃度大和污染物種類多的特點(diǎn)。現(xiàn)實(shí)中，因?yàn)椴煌袠I(yè)的工藝流程和原材料不同，所以不同行業(yè)的VOC排放也呈現(xiàn)出不同的特點(diǎn)。目前我國(guó)在石油化工、有機(jī)化工、包裝、印刷以及表面涂裝等行業(yè)已經(jīng)開始進(jìn)行對(duì)VOC的綜合治理工作。其中，石油化工行業(yè)作為VOC排放的重點(diǎn)領(lǐng)域，對(duì)其加強(qiáng)監(jiān)測(cè)和治理尤為重要。同時(shí)，我國(guó)還在原油、成品油的碼頭油庫、加油站等方面積極開展油氣回收治理工作。最后，為了降低VOC的污染影響，國(guó)家還在積極推進(jìn)對(duì)水性涂料、低苯溶劑及低毒低揮發(fā)性溶劑的應(yīng)用。

2 工業(yè)VOC的危害分析

2.1 爆炸與火災(zāi)

VOC中的脂肪烴類物質(zhì)在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，雖然這類物質(zhì)在非高濃度的情況下不具有太大的毒性，但這類物質(zhì)具有易燃和易爆的特點(diǎn)，進(jìn)而可能增加火災(zāi)或爆炸的風(fēng)險(xiǎn)隱患。

2.2 危害人體

對(duì)于絕大多數(shù)VOC而言，都具有刺激性的氣味，人類如果長(zhǎng)期處于這種環(huán)境下，就會(huì)引發(fā)嘔吐、惡心、頭痛等不適，嚴(yán)重的甚至還會(huì)出現(xiàn)昏迷和抽搐癥狀，對(duì)人類的大腦、內(nèi)臟以及神經(jīng)系統(tǒng)造成嚴(yán)重?fù)p害。此外，VOC中的甲醛、甲苯等物質(zhì)具有致癌作用，如果人類不小心觸及就會(huì)傷及中樞神經(jīng)、造血器官等，情況嚴(yán)重地甚至還會(huì)罹患敗血癥或表現(xiàn)出出血癥狀。鹵代烴物質(zhì)可致癌，引發(fā)肝脾腫大、肝功能下降、血小板減少等。

2.3 化學(xué)污染

VOC的大量排放還會(huì)導(dǎo)致PM2.5和O3濃度增高，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致霧霾天氣和光化學(xué)煙霧等環(huán)境問題，而這也會(huì)在一定程度上影響人類自身的健康。

3 工業(yè)VOC的治理技術(shù)

根據(jù)VOC的治理機(jī)理，工業(yè)VOC治理技術(shù)可以大致劃分為回收技術(shù)和分解技術(shù)這兩大類，而這兩大類又可以進(jìn)一步細(xì)分為一些具體的技術(shù)手段，以下將對(duì)這兩大類VOC治理技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)討論。

3.1 回收技術(shù)

3.1.1 吸附法

所謂吸附法就是通過選擇采用帶有吸附性的物質(zhì)來捕捉VOC的方法，吸附材料通常可以分為活性炭和無機(jī)吸附材料這兩類。其中，活性碳是以碳為主要成分的多孔物質(zhì)，比如普通活性炭、破碎狀碳素纖維蜂窩等等。這類物質(zhì)的細(xì)孔能夠選擇性的吸附那些比細(xì)孔小的粒狀有機(jī)物，同時(shí)再借助提升溫度和降低壓力等措施來達(dá)到促進(jìn)吸附目的?；钚蕴课椒ǖ膬?yōu)點(diǎn)在于可以實(shí)現(xiàn)對(duì)VOC的回收和再利用，而且整個(gè)吸附過程不需要提供能源，缺陷則主要體現(xiàn)為無法實(shí)現(xiàn)徹底吸附，總會(huì)有部分VOC殘留，而且吸附材料會(huì)隨著吸附進(jìn)程的繼續(xù)而逐漸劣化，再生成本較高?；钚蕴课椒ㄍǔ６歼\(yùn)用在化學(xué)成套設(shè)備的清洗和大型空調(diào)上。而無機(jī)吸附材料主要包括沸石和硅石這兩類。沸石主要利用其結(jié)晶結(jié)構(gòu)相對(duì)有較大空隙的特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)吸附，整個(gè)吸附過程也需要通過提升溫度和降低壓力等方式來實(shí)現(xiàn)。這類方法除了具備活性炭吸附法的眾多優(yōu)點(diǎn)之外，而且因?yàn)椴缓刑?，所以具有不燃性，缺點(diǎn)是應(yīng)用成本較高。沸石吸附法主要用于加油站和化學(xué)成套設(shè)備的清洗等領(lǐng)域。

3.1.2 吸收法

與吸附法主要通過利用物理物質(zhì)的細(xì)孔來吸附和捕捉VOC的方式不同，吸收法是根據(jù)有機(jī)相似相溶的原來來實(shí)現(xiàn)對(duì)VOC的吸收。這類方法一般先采用低揮發(fā)溶劑來實(shí)現(xiàn)對(duì)VOC的吸收，然后再利用VOC分子與吸收劑間的物理特性差異來實(shí)現(xiàn)二者分離。一般而言，針對(duì)VOC的吸收主要采用物理吸收方式，常用的吸收劑為柴油、煤油等。現(xiàn)實(shí)中，只要VOC可以溶解于吸收劑，那么理論上就可以應(yīng)用吸收法對(duì)其進(jìn)行處理，之后再對(duì)吸收液進(jìn)行分離和處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)回收目的。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于能夠回收有用的VOC成分，缺點(diǎn)是吸收劑的吸收范圍往往都比較窄，而且費(fèi)用高昂，很容易導(dǎo)致二次污染問題。現(xiàn)實(shí)中，吸收法主要被應(yīng)用于對(duì)中等濃度且排氣量大的VOC的處理領(lǐng)域。

3.1.3 凝縮法

現(xiàn)實(shí)中，有機(jī)物在不同的溫度下會(huì)表現(xiàn)出不同的飽和度，所以可以利用這種特性，通過提升和降低壓力的方式來將蒸汽環(huán)境中的物質(zhì)以冷凝的方式提取出來。這種方法優(yōu)點(diǎn)是可以對(duì)有機(jī)廢氣實(shí)現(xiàn)較高程度的凈化，缺點(diǎn)是應(yīng)用難度較高，而且往往需要借助冷凝冰來實(shí)現(xiàn)降溫，使用成本較大。該方法一般適用于對(duì)那些濃度較高且溫度較低的有機(jī)廢氣的處理。

3.2 分解技術(shù)

VOC的分解處理技術(shù)包括燃燒法和非燃燒法。

3.2.1 燃燒法

所謂燃燒法，就是指通過燃燒的方式來將VOC中的碳氧化物分為為CO2的處理技術(shù)，該技術(shù)又可以被進(jìn)一步細(xì)分為直接燃燒法、蓄熱燃燒法和催化燃燒法。因?yàn)榻^大多數(shù)VOC都是由碳、氫、氧等構(gòu)成的化合物，所以使用直接燃燒法就可以將VOC分解為CO2和H2O等物質(zhì)。直接燃燒法的優(yōu)點(diǎn)是裝置便宜，而且對(duì)很多VOC種類都適用，缺點(diǎn)是低濃度下需要添加助燃劑，而且產(chǎn)生的CO2對(duì)環(huán)境照樣存在一定程度的危害。直接燃燒法主要被用于印刷、涂裝等行業(yè)。蓄熱燃燒法是利用陶瓷等蓄熱體蓄熱燃燒分解VOC，優(yōu)點(diǎn)是熱效率很高，缺點(diǎn)是裝置成本很高，而且不能間斷運(yùn)轉(zhuǎn)。蓄熱燃燒法通常被用于涂裝、印刷、化學(xué)成套設(shè)備等行業(yè)。催化燃燒法是通過加入催化劑的方式來降低氧化分解VOC時(shí)所需要的溫度，優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)低溫燃燒，而且產(chǎn)生的NOx量較少，缺點(diǎn)是催化劑的使用成本較高，主要被用于印刷和化學(xué)成套設(shè)備等行業(yè)。

3.2.2 非燃燒法

非燃燒法主要包括以下幾類：第一，生物處理法。該方法主要利用微生物填充層來實(shí)現(xiàn)對(duì)通過VOC的轉(zhuǎn)化和處理，能夠?qū)⒂袡C(jī)揮發(fā)性物質(zhì)轉(zhuǎn)換為簡(jiǎn)單的無機(jī)物；第二，光催化劑法。該方法通過借助光催化劑在紫外光輻射下具有較強(qiáng)氧化能力的空穴，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)VOC的分解目的。第三，放電等離子體法。這種方法可以利用高能電子輻射來破壞VOC的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而將其轉(zhuǎn)化成易回收或無害的物質(zhì)。

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