工業(yè)VOC的危害及治理技術(shù)

許永紅 / 青島環(huán)灣檢測評(píng)價(jià)股份有限公司

工業(yè)VOC的危害及治理技術(shù)

許永紅 / 青島環(huán)灣檢測評(píng)價(jià)股份有限公司

隨著近代工業(yè)的發(fā)展，人們越來越關(guān)注環(huán)境問題，工業(yè)產(chǎn)生的VOC對環(huán)境的影響已得到人們的廣泛關(guān)注。國內(nèi)外的相關(guān)學(xué)者和專業(yè)人士針對工業(yè)VOC的危害及治理技術(shù)也開展了一系列的研究與探討工作。本文深入分析與研究了工業(yè)VOC的產(chǎn)生與危害，相應(yīng)的提出了針對工業(yè)VOC的治理技術(shù)和措施，旨在更好地保護(hù)我們的環(huán)境。

工業(yè)VOC；危害；治理技術(shù)

隨著近代工業(yè)的快速發(fā)展，近年來大氣污染防治引起社會(huì)各界關(guān)注，其中VOC對環(huán)境的影響顯現(xiàn)的尤為突出。VOC種類繁多，分布面廣，根據(jù)部分國外主要環(huán)境優(yōu)先污染物名錄，VOC占80%以上。隨著世界各國對VOC污染的日益重視和環(huán)保法規(guī)不斷嚴(yán)格VOC的排放標(biāo)準(zhǔn)，VOC治理技術(shù)亦在逐漸改進(jìn)和完善。因此，我們必須逐漸的培養(yǎng)節(jié)能環(huán)保的意識(shí)，以至于更進(jìn)一步使人們廣泛的關(guān)注環(huán)境問題。本文深入分析與研究了工業(yè)VOC的危害及治理技術(shù)，從而更好地開展相關(guān)的整治工作，為人們提供美麗的生活環(huán)境。

一、工業(yè)VOC的定義

1.美國聯(lián)邦環(huán)保署(EPA)將VOC定義為除CO、CO2和H2CO3、金屬碳化物、金屬碳酸鹽和碳酸銨以外的任何參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的碳化合物。

2.國際標(biāo)準(zhǔn)ISO4618/1-1998和德國DIN55649-2000標(biāo)準(zhǔn)對VOC的定義為在常溫常壓下任何能自發(fā)揮發(fā)的有機(jī)液體和(或)固體。

3.巴斯夫公司認(rèn)為界定哪些物質(zhì)屬于VOC最方便的方法是根據(jù)化學(xué)物質(zhì)的沸點(diǎn)。最普遍的共識(shí)認(rèn)為VOC是指沸點(diǎn)等于或低于250℃的化學(xué)物質(zhì)。

4.世界衛(wèi)生組織(WHO)認(rèn)為揮發(fā)性有機(jī)物（volatileorganic compounds VOCs）是指沸點(diǎn)在50～260℃之間，室溫下飽和蒸氣壓超過133.32Pa，在常溫下以蒸汽形式存在于空氣中的一類有機(jī)化合物。

二、工業(yè)VOC的來源及特點(diǎn)

工業(yè)是VOC排放的重點(diǎn)領(lǐng)域，重點(diǎn)行業(yè)包括涂裝、印刷、油品儲(chǔ)運(yùn)以及石油煉制等等。工業(yè)VOC排放量占總排放量的50%以上。工業(yè)VOC排放具有強(qiáng)度大、濃度高、污染物種類多等特點(diǎn)。

工業(yè)VOC排放來自眾多行業(yè)，包括印刷、石油、化工、溶劑儲(chǔ)運(yùn)、家具制造等。由于行業(yè)工藝和原料輔料的不同，從而不同行業(yè)VOC排放特點(diǎn)也不同。我國在石油化工、有機(jī)化工、表面涂裝、包裝、印刷等行業(yè)開展了VOC的綜合治理工作，其中石油化工行業(yè)的VOC監(jiān)測及治理工作尤為重要。我國還將在原油、成品油的碼頭油庫、加油站、油罐車開展油氣回收治理。此外，國家還鼓勵(lì)推廣水性涂料、低苯溶劑及低毒低揮發(fā)性溶劑。

三、工業(yè)VOC的危害

VOC大多不溶于水，易溶于苯、醇、醚等有機(jī)溶劑，對皮膚、粘膜有刺激性，對中樞神經(jīng)系統(tǒng)有麻醉作用。其毒性、刺激性、致癌性和具有的特殊氣味能導(dǎo)致人體出現(xiàn)不適反應(yīng)。

VOC具有較強(qiáng)的活性，是一種比較活潑的氣體，因此在大氣中既可以以揮發(fā)物的氣態(tài)形式存在，又可以在紫外線照射下，在顆粒物中發(fā)生結(jié)構(gòu)變化生成為固態(tài)或液態(tài)。參與反應(yīng)的這些化合物相對比較穩(wěn)定，可以隨著風(fēng)吹雨淋等天氣變化，飄移擴(kuò)散進(jìn)入水、土壤等。工業(yè)VOC對環(huán)境的影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.大多數(shù)VOC有毒、有惡臭，一部分VOC有致癌性；

2.在陽光照射下，大氣中的氮氧化物、碳?xì)浠衔锱c氧化劑發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，生成光化學(xué)煙霧，危害人體健康及作物生長；

3.鹵烴類VOC可破壞臭氧層。

四、工業(yè)VOC的治理技術(shù)

目前，VOC的處理技術(shù)主要分為物理方法和化學(xué)方法。

(一)物理方法

1.吸附法 該方法主要是利用吸附劑具有密集的細(xì)孔結(jié)構(gòu)，內(nèi)表面積大，對有機(jī)廢氣具有特殊的吸附性能，達(dá)到凈化廢氣的目的。目前吸附法治理有機(jī)廢氣的應(yīng)用過程中常用的吸附劑為活性炭、沸石、活性氧化鋁、硅膠等物理吸附材料。這些吸附劑呈孔狀結(jié)構(gòu)，比表面積大物理吸附作用強(qiáng)，適用范圍寬。

2.吸收法 吸收法通常使用低揮發(fā)或者不揮發(fā)的液體為吸收劑，通過吸收裝置利用廢氣中各種組分在吸收劑中的溶解度或化學(xué)反應(yīng)特性的差異，吸收廢氣中的有害組分。VOC的吸收方式主要包括物理吸收和化學(xué)吸收，物理吸收運(yùn)用普遍，即根據(jù)有機(jī)相相似相容的原理，采用沸點(diǎn)高蒸氣壓低進(jìn)行解吸處理，回收VOC，同時(shí)有機(jī)液再生。

3.膜分離法 膜分離法的基本原理是氣體中各組分透過膜的速度與該氣體的性質(zhì)和膜的特性與膜兩邊的氣體分壓有關(guān)。膜分離法凈化有機(jī)廢氣是根據(jù)空氣透過膜的能力和有機(jī)蒸汽的能力不同，從而將兩者分開。

4.冷凝法 冷凝法是利用物質(zhì)在不同溫度下具有不同飽和蒸氣壓的特點(diǎn)，采用降低系統(tǒng)溫度或者提高系統(tǒng)壓力使處于蒸汽狀態(tài)的污染物冷凝并且從廢氣中分離。冷凝法回收VOC是利用冷凝裝置產(chǎn)生低溫來降低空氣中混合氣的溫度，當(dāng)混合氣進(jìn)入冷凝裝置時(shí)，VOC中具有不同露點(diǎn)溫度的組分會(huì)以此被冷凝成液態(tài)而分離出來。

(二)化學(xué)方法

1.氧化法 氧化法也叫消除法，主要是通過化學(xué)或生物反應(yīng)，用熱、光、催化劑和微生物將有機(jī)污染物轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸己退葻o毒無害的小分子化合物。

其主要包括直接燃燒、熱氧化、催化燃燒、生物氧化降解法、等離子體法、紫外光化氧化法及其集成技術(shù)。

2.燃燒法 燃燒法分為直接燃燒法和催化燃燒法。直接燃燒是指對高濃度有機(jī)廢氣用燃油或者燃?xì)庾鳛檩o助材料，在高溫下直接分解為無毒害物質(zhì)。直接火焰燃燒在適當(dāng)溫度和保留時(shí)間條件下，可以達(dá)到99%熱處理效率。催化燃燒法是指在燃燒設(shè)備中，有機(jī)廢氣先被預(yù)熱后，通過催化床層的作用，在較低的溫度下和較短的時(shí)間內(nèi)完成化學(xué)反應(yīng)過程。

3.等離子體分解法 等離子體分解氯氟烴技術(shù)已經(jīng)到了試用階段，此技術(shù)可在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行大量的氯氟烴等氣體的處理。此過程中采用兩個(gè)系統(tǒng)，第一個(gè)系統(tǒng)利用高頻等離子體急速加熱，使溫度達(dá)到10000℃利用等離子體的化學(xué)作用于水蒸氣接觸進(jìn)行分解的超高溫加水系統(tǒng)。第二個(gè)系統(tǒng)是將高溫分解的排氣極冷到80℃以下的排氣系統(tǒng)，該系統(tǒng)是氯氟烴和水蒸氣的供給裝置等離子體發(fā)生裝置、反應(yīng)爐、冷卻管以及排水處理裝置等構(gòu)成。

4.生物處理法 生物處理法的原理是通過篩選培養(yǎng)出對有機(jī)廢氣成分具有特別降解作用的微生物，固定附著在多孔性介質(zhì)填料表面，廢氣再填料床層中進(jìn)行生物處理，揮發(fā)性有機(jī)污染物被吸附在細(xì)孔中，經(jīng)過微生物的作用得到降解，生成CO2、H2O和中性鹽等物質(zhì)。

五、結(jié)語

總之，工業(yè)VOC對環(huán)境的污染已經(jīng)得到了人們的廣泛關(guān)注，其治理技術(shù)也取得了應(yīng)的研究成果。但我們應(yīng)該清楚的認(rèn)識(shí)到，現(xiàn)階段我國針對VOC的研究仍處于起步階段，其發(fā)展進(jìn)程任重道遠(yuǎn)。與此同時(shí)，相關(guān)學(xué)者和專業(yè)認(rèn)識(shí)要本著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，虛心學(xué)習(xí)國際上的先進(jìn)技術(shù)。本文通過深入分析工業(yè)VOC的危害與治理，旨在讓人們更加直觀地認(rèn)識(shí)到工業(yè)VOC對環(huán)境的污染及防治的本質(zhì)，從而更好地開展相關(guān)的治理工作。

[1] VOCs排放、污染以及控制對策[J]. 馬超,薛志鋼,李樹文,陳振興,馬京華,劉妍.環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報(bào). 2012(02)

[2] 關(guān)于VOC廢氣處理技術(shù)的相關(guān)思考[J]. 王治民,孫建薇.能源與節(jié)能. 2014(05)

[3] VOC控制和空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測在工業(yè)區(qū)的運(yùn)用[J]. 葉潞潔.綠色環(huán)保建材. 2017(01)