《重點(diǎn)行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物綜合治理方案》解讀—末端治理技術(shù)

欒志強(qiáng)，王喜芹，劉媛

（1.中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會廢氣凈化委員會，北京 100037；2.中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會，北京 100037）

自2013年《大氣污染防治行動計(jì)劃》和《揮發(fā)性有機(jī)物污染防治技術(shù)政策》實(shí)施以來，我國揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）污染防治工作全面啟動。近年來，一系列涉及VOCs的行業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、檢測方法標(biāo)準(zhǔn)、工程技術(shù)規(guī)范和管理制度等不斷出臺，到目前為止相關(guān)的政策標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)框架體系逐步趨于完善。但由于我國的VOCs治理工作起步較晚，對VOCs的減排與控制缺乏規(guī)律性的認(rèn)識和管控經(jīng)驗(yàn)，末端治理技術(shù)儲備不足，雖然目前在VOCs治理方面取得了一定的進(jìn)展，但總體的治理效果不理想。為了對今后VOCs的治理工作提供指導(dǎo)，2019年6月26日，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布《重點(diǎn)行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物綜合治理方案》（環(huán)大氣〔2019〕53號，以下簡稱《方案》）?！斗桨浮诽岢隽四壳霸赩OCs治理工作中需要著重解決的一些問題，給出了相應(yīng)的控制思路和要求，并針對六個重點(diǎn)行業(yè)和領(lǐng)域從源頭減排、無組織控制、末端治理適用技術(shù)等方面進(jìn)行了規(guī)定。《方案》對于提高VOCs治理的科學(xué)性、針對性和有效性，加強(qiáng)對各地VOCs治理工作的指導(dǎo)，具有重大的意義。

《方案》提出，“VOCs廢氣組分復(fù)雜，治理技術(shù)多樣，適用性差異大，技術(shù)選擇和系統(tǒng)匹配性要求高。我國VOCs治理市場起步較晚，準(zhǔn)入門檻低，加之監(jiān)管能力不足等，治污設(shè)施建設(shè)質(zhì)量良莠不齊，應(yīng)付治理、無效治理等現(xiàn)象突出。在一些地區(qū)，低溫等離子、光催化、光氧化等低效技術(shù)應(yīng)用甚至達(dá)80%以上，治污效果差。一些企業(yè)由于設(shè)計(jì)不規(guī)范、系統(tǒng)不匹配等原因，即使選擇了高效治理技術(shù)，也未取得預(yù)期治污效果”?？傮w上看，目前大量的治污設(shè)施簡易低效，不能達(dá)到日益趨嚴(yán)的排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。因此，《方案》提出“推進(jìn)建設(shè)適宜高效的治污設(shè)施”的要求，預(yù)示著我國的VOCs治污設(shè)施將從之前的重點(diǎn)解決“有無問題”階段向“規(guī)范化高質(zhì)量”建設(shè)階段發(fā)展，今后幾年將是我國VOCs治理工作從發(fā)展階段過渡到成熟階段的關(guān)鍵時期。

由于VOCs污染排放的復(fù)雜性，其末端治理技術(shù)體系極其復(fù)雜。在實(shí)際的工程應(yīng)用中，如何經(jīng)濟(jì)合理地選取實(shí)用的處理技術(shù)是治理的關(guān)鍵。應(yīng)依據(jù)排放廢氣的濃度、組分、風(fēng)量、溫度、濕度、壓力以及生產(chǎn)工況等，合理選擇治理技術(shù)。目前，大量的治污設(shè)施之所以簡易低效，除了企業(yè)追求低成本外，企業(yè)對各種技術(shù)特性不了解，不能合理選擇治理技術(shù)也是一個重要的原因。在對前期的VOCs治理工作進(jìn)行總結(jié)的基礎(chǔ)上，《方案》提出了針對不同工況、不同重點(diǎn)行業(yè)的VOCs實(shí)用治理技術(shù)，并對不同技術(shù)的適用范圍進(jìn)行了界定，對今后重點(diǎn)行業(yè)的VOCs末端治理工作具有重要的指導(dǎo)意義。

《方案》提出，“針對低濃度、大風(fēng)量的VOCs廢氣，宜采用沸石轉(zhuǎn)輪吸附、活性炭吸附、減風(fēng)增濃等濃縮技術(shù)，提高VOCs濃度后凈化處理；針對高濃度廢氣，應(yīng)優(yōu)先進(jìn)行溶劑回收，難以回收的，宜采用高溫焚燒、催化燃燒等技術(shù)凈化處理。油氣（溶劑）回收宜采用冷凝+吸附、吸附+吸收、膜分離+吸附等技術(shù)。低溫等離子、光催化、光氧化技術(shù)主要適用于惡臭異味等治理；生物法主要適用于低濃度VOCs廢氣治理和惡臭異味治理。非水溶性的VOCs廢氣禁止采用水或水溶液噴淋吸收處理。采用一次性活性炭吸附技術(shù)的，應(yīng)定期更換活性炭，廢舊活性炭應(yīng)再生或處理處置。有條件的工業(yè)園區(qū)和產(chǎn)業(yè)集群等，推廣集中噴涂、溶劑集中回收、活性炭集中再生等，加強(qiáng)資源共享，提高VOCs治理效率?！?/p>

針對《方案》中提出的上述內(nèi)容，結(jié)合VOCs的實(shí)際排放情況和治理需求，對不同排放條件下VOCs的技術(shù)選擇及技術(shù)適用性提出以下意見，以供商榷。

（一）高濃度廢氣，優(yōu)先進(jìn)行溶劑回收，難以回收的，宜采用高溫焚燒、催化燃燒等技術(shù)進(jìn)行凈化處理

溶劑回收技術(shù)包括吸附、冷凝、液體吸收和膜分離等工藝。其中，冷凝回收適用于高沸點(diǎn)和高濃度的VOCs廢氣；液體吸收和膜分離工藝的適用范圍相對來講比較窄，只能在特定條件下使用；吸附回收工藝（以活性炭/活性碳纖維為吸附劑等）適用范圍最廣，在油氣回收、包裝印刷、石油化工、化學(xué)化工、原料藥制造、噴涂等行業(yè)廣泛應(yīng)用。

對高濃度有機(jī)廢氣進(jìn)行溶劑回收往往具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。在有些行業(yè)，即使廢氣中有機(jī)物濃度相對較低，但價值較高，也需要進(jìn)行回收利用。溶劑回收能做到資源的循環(huán)利用，從長遠(yuǎn)來看將越來越受到重視。

（二）低濃度、大風(fēng)量的VOCs廢氣，宜采用沸石轉(zhuǎn)輪吸附、活性炭吸附、減風(fēng)增濃等濃縮技術(shù)，提高VOCs濃度后再凈化處理

在大部分的行業(yè)中VOCs是以低濃度、大風(fēng)量的形式排放的。為了降低治理費(fèi)用，通常需要對低濃度廢氣進(jìn)行濃縮，然后再進(jìn)行冷凝回收、催化燃燒或高溫焚燒處理。由于市場需求巨大，近年來吸附濃縮技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展迅速，特別是以沸石（分子篩）為吸附材料的旋轉(zhuǎn)式吸附濃縮技術(shù)是目前很多行業(yè)低濃度VOCs治理的主流技術(shù)，被視為諸如汽車制造等噴涂行業(yè)的最佳可行治理技術(shù)。

以沸石為吸附材料的旋轉(zhuǎn)式吸附濃縮技術(shù)適用于連續(xù)穩(wěn)定排放的低濃度廢氣的治理。針對間歇式、非穩(wěn)態(tài)的廢氣排放過程，采用固定床吸附濃縮工藝最為經(jīng)濟(jì)，這一工藝在諸如噴涂、化工、印刷等行業(yè)也得到了廣泛的應(yīng)用。

在噴涂和包裝印刷等行業(yè)，可以通過優(yōu)化通排風(fēng)工藝設(shè)計(jì)，使低濃度廢氣通過工藝循環(huán)以提高廢氣中污染物的濃度，同時減少廢氣量，達(dá)到減風(fēng)增濃的目的。通過減風(fēng)增濃設(shè)計(jì)，可以省去沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮工藝，直接進(jìn)入RTO/RCO進(jìn)行燃燒凈化或通過冷凝進(jìn)行溶劑回收，降低治理設(shè)施的投資。該工藝在有條件的企業(yè)中應(yīng)大力推廣應(yīng)用。

（三）生物法主要適用于低濃度VOCs廢氣治理和惡臭異味治理

生物法具有設(shè)備簡單，投資及運(yùn)行費(fèi)用較低，無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，近年來在有機(jī)廢氣凈化領(lǐng)域的研究工作進(jìn)展很快，適用范圍不斷拓寬。隨著各種生物菌劑和新的生物填料的開發(fā)不斷地取得突破，生物法除了在除臭領(lǐng)域的應(yīng)用外，逐步拓展到酮類、醛類、酯類等多種類型的有機(jī)物的凈化。

但由于生物法對有機(jī)污染物的降解速率較低，只是在處理低濃度有機(jī)廢氣時才具經(jīng)濟(jì)性。此外，由于生物菌種對有機(jī)物的降解具有專一性，只適合易生物降解的有機(jī)物的凈化，普適性較差。

生物法本身是一種綠色環(huán)保的凈化技術(shù)，在國外的VOCs治理領(lǐng)域深受青睞。從長遠(yuǎn)來看，生物凈化技術(shù)將會得到更快的發(fā)展和更多的應(yīng)用。

（四）低溫等離子、光催化、光氧化技術(shù)主要適用于惡臭異味等治理

該類技術(shù)在《方案》中被列為低效治理技術(shù)之列，這是由于在環(huán)保督察中發(fā)現(xiàn)該類裝備在VOCs凈化中被大量應(yīng)用，但實(shí)際凈化效果非常差。造成該類技術(shù)被大量使用的原因，是由于前幾年管理部門紛紛出臺了VOCs的限期治理要求，但又缺乏相應(yīng)的技術(shù)指導(dǎo)，而該類凈化設(shè)備由于費(fèi)用低，設(shè)備簡單，一時成為企業(yè)（特別是中小企業(yè)）的首選治理設(shè)施。為此，近年來多個?。▍^(qū)、市）出臺了限制其使用的要求。

實(shí)踐表明，該類技術(shù)雖然對VOCs的凈化效率低，但在惡臭異味治理方面具有較好的效果。因此，在《方案》中將該類技術(shù)界定在適用于惡臭異味治理領(lǐng)域，特別適用于VOCs達(dá)標(biāo)排放后惡臭異味的凈化。

任何技術(shù)的完善都需要一個發(fā)展過程。目前國內(nèi)的一些企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)都在進(jìn)行低溫等離子體等技術(shù)的深化研究工作，包括與其他技術(shù)的協(xié)同凈化技術(shù)的研究開發(fā)，如低溫等離子體+催化技術(shù)、低溫等離子體+生物技術(shù)等。該類技術(shù)的應(yīng)用還具有一定的提升空間。

（五）有條件的工業(yè)園區(qū)和產(chǎn)業(yè)集群等，需加強(qiáng)資源共享，提高VOCs治理效率；采用一次性活性炭吸附技術(shù)的，應(yīng)定期更換活性炭，廢舊活性炭應(yīng)再生或處理處置

工業(yè)園區(qū)和產(chǎn)業(yè)集群是目前我國VOCs排放的主要來源地。采用集中噴涂、溶劑集中回收、活性炭集中再生等集中治理模式，可以有效地降低單一企業(yè)的治理費(fèi)用，提高企業(yè)VOCs治理的積極性。近年來，上述綜合治理模式均在不同地區(qū)得到了實(shí)際應(yīng)用，并得到了廣泛的肯定。

集中噴涂適用于汽修、家具制造等行業(yè)。單個汽修企業(yè)的噴涂量少，噴涂廢氣的治理難度又較大，治理費(fèi)用高。目前各地都在推廣“鈑噴模式”，即在一定區(qū)域內(nèi)建設(shè)集中噴涂中心，各企業(yè)的噴涂工序統(tǒng)一在中心內(nèi)進(jìn)行，噴涂廢氣統(tǒng)一進(jìn)行治理。

溶劑集中回收適用于溶劑使用量大、同行業(yè)比較集中的區(qū)域，如蘇州吳江區(qū)盛澤鎮(zhèn)的面料整理行業(yè)，同行業(yè)企業(yè)高度集中，通過對水吸收和活性炭吸附回收后的DMF和甲苯統(tǒng)一進(jìn)行精餾提純，解決了單個企業(yè)回收的廢溶劑無法進(jìn)行有效處理的難題，同時又產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟(jì)效益。

在VOCs凈化領(lǐng)域，活性炭吸附設(shè)備的應(yīng)用最為廣泛，特別是針對小型污染源，活性炭吸附是一種有效的低成本的凈化方式，但必須解決使用后活性炭的再生問題。目前，活性炭吸附了有機(jī)溶劑以后如何處置是制約其應(yīng)用的一個瓶頸問題。對于大量分散的規(guī)模較小的排放源，如4S店、小印刷、家具、金屬加工噴涂、精細(xì)化工等，在業(yè)主單位建立活性炭“原位”再生裝置，治理費(fèi)用高，業(yè)主單位往往難以承擔(dān)；另外，由于國家把吸附了有機(jī)物的活性炭作為危險(xiǎn)固體廢棄物進(jìn)行管理，用過的活性炭必須交到危廢中心進(jìn)行焚燒處理，業(yè)主單位需要交納昂貴的危廢處理費(fèi)用。要解決這個問題，就需要建立統(tǒng)一的活性炭集中再生服務(wù)中心，采用分散收集、集中再生的方式使活性炭得到循環(huán)利用。如此可以大大降低業(yè)主單位的治理成本，又可以解決活性炭資源的循環(huán)利用問題，對我國VOCs的治理工作將會起到重要的推動作用。