揮發(fā)性有機廢氣治理方式的思考與分析

劉 鑫（上海建科環(huán)境技術(shù)有限公司， 上海 200032）

近年來，隨著國家對環(huán)境空氣中 PM2.5污染的重視，作為 PM2.5重要來源之一的 VOCs（揮發(fā)性有機物）愈發(fā)引起環(huán)境管理部門重視。國家多部門和各地出臺多項措施，要求工業(yè)企業(yè)對產(chǎn)生的有機廢氣進行治理。在工業(yè)生產(chǎn)活動中揮發(fā)性有機物產(chǎn)生環(huán)節(jié)多樣、成分復(fù)雜、產(chǎn)生源強不一，同時面對日益嚴格的排放標準和減排要求，對 VOCs 凈化設(shè)施要求實現(xiàn)穩(wěn)定高效的運行。本次研究結(jié)合對上海市某區(qū)排放量較大的 62 家典型企業(yè)進行研究，分析其有機廢氣治理措施工藝選擇和存在問題。

根據(jù)上海市某區(qū) 2015 年排污申報數(shù)據(jù)，梳理出 62 家涉及揮發(fā)性有機物排放的典型企業(yè)。其中，涉及表面涂裝企業(yè)最多，為 29 家，其次分別為印刷企業(yè) 10 家、石化企業(yè) 6家、制藥企業(yè) 4 家、香精香料生產(chǎn)企業(yè) 4 家、集裝箱清洗企業(yè) 3 家、橡膠及塑料制品企業(yè) 2 家、電子產(chǎn)品企業(yè) 2 家、印染 1 家、釀酒 1 家。

1 不同行業(yè)揮發(fā)性有機廢氣末端治理技術(shù)

基于對 62 家典型企業(yè)的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，對于 VOCs 濃度較高的表面涂裝工藝、橡膠制品主要采用“活性炭吸附+催化氧化”等具有再生裝置的末端凈化技術(shù)，而對于印刷、香精香料、電子產(chǎn)品清洗等 VOCs 濃度較低行業(yè)主要采用單純活性炭吸附或結(jié)合光催化等裝置，詳見表 1。

表 1 上海市某區(qū)不同行業(yè)揮發(fā)性有機物末端治理技術(shù)情況

對 62 家典型企業(yè)所采取的 VOCs 末端治理技術(shù)進行分析，主要涉及吸附、燃燒、冷凝、光催化氧化、等離子氧化等治理技術(shù)，詳見圖 1。結(jié)合本次調(diào)查 62 家典型企業(yè)實際情況，將調(diào)查的 VOCs 末端治理技術(shù)分為無再生措施的活性炭吸附、可再生活性炭吸附、燃燒（沸石轉(zhuǎn)輪+RTO、RTO、TO）和其他（洗滌、UV、低溫等離子）。62 家典型企業(yè)主要通過無再生措施的活性炭吸附去除揮發(fā)性有機物。

圖 1 典型企業(yè)所使用 VOCs 末端治理技術(shù)

2 各類揮發(fā)性有機物末端治理技術(shù)分析

（1）無再生措施的活性炭吸附。根據(jù)本次調(diào)研結(jié)果，可知，多數(shù)企業(yè)（32 家）采用了無再生措施的活性炭吸附措施，這類治理措施主要依靠活性炭吸附去除 VOCs。這類末端治理技術(shù)除了活性炭吸附裝置外，多數(shù)處理系統(tǒng)會在安裝活性炭吸附裝置之前，增加 UV 光催化氧化、洗滌塔、低溫等離子等處理裝置。從去除效果來看， “UV/低溫等離子+活性炭過濾”工藝對 VOCs 的去除主要依靠活性炭吸附，而該類型工藝中，活性炭一般不可原地脫附再生。在噴漆等 VOCs 進口濃度較高的工藝中，VOCs 產(chǎn)生量較多，需要較為頻繁更換活性炭，一旦更換不及時，極易出現(xiàn)超標和去除效率低下的情況。在印刷等 VOCs 進口濃度較低的工藝中，雖可做到達標排放，但末端治理裝置去除效率很低，甚至出現(xiàn)倒掛的情況。

（2）可再生活性炭吸附。在 62 家典型企業(yè)中，有 19家采用了可再生活性炭吸附的末端治理技術(shù)，主要再生方式有催化氧化和蒸汽冷凝回收 2 類。其中，采用催化氧化再生方式的有 16 家，采用冷凝回收方式的有 4 家，同時有些企業(yè)既有“活性炭吸附+催化氧化”設(shè)施又有“活性炭吸附+蒸汽冷凝回收”設(shè)施。多數(shù)“活性炭吸附+催化氧化”設(shè)施處理效果較好，但部分企業(yè)因設(shè)計選型原因，仍出現(xiàn)超標、效率低的情況。根據(jù)對某公司“活性炭吸附+蒸汽冷凝回收”設(shè)施的監(jiān)測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，處理效果較好，但蒸汽脫附冷凝后的液體進入廢水處理站，而廢水處理站目前缺少密閉收集效果較差。

（3）燃燒。在 62 家典型企業(yè)中，有 2 家企業(yè)采用了RTO 末端治理設(shè)施，3 家企業(yè)采用了“沸石轉(zhuǎn)輪+RTO”的治理措施，1 家企業(yè)采用直接燃燒（TO）治理措施。從現(xiàn)有監(jiān)測結(jié)果來看，采用燃燒方式去除 VOCs 效果普遍較好，普遍可達到 80% 以上，多數(shù)可達 90% 以上。

（4）其他。在 62 家典型企業(yè)中，有部分企業(yè)的 VOCs末端治理設(shè)施僅采用洗滌、光催化氧化（UV）或低溫等離子技術(shù)。其中，2 家制藥企業(yè)因廢氣中主要為乙醇，采用水吸收后進入廢水處理系統(tǒng)。某電子產(chǎn)品企業(yè)廢氣中主要為擦拭用丙酮，采用水洗滌塔處理，根據(jù)實測結(jié)果，非甲烷總烴處理效率為 66.7%，而丙酮去除效率僅為 11.9%。

目前調(diào)查企業(yè)中，僅有 1 家企業(yè)采用“低溫等離子+光催化氧化（UV）”技術(shù)處理油性漆表面涂裝廢氣。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果其 2 套處理裝置 1 套出現(xiàn)數(shù)據(jù)倒掛，1 套效率僅為17.8%，且均出現(xiàn)超標排放。

3 思考與建議

（1）無再生措施的活性炭吸附裝置適用于 VOCs 產(chǎn)生量較小的工藝環(huán)節(jié)，但應(yīng)重點關(guān)注活性炭裝填量和更換情況。企業(yè)可在日常巡檢中通過便攜式檢測設(shè)備對處理裝置進出口進行檢測，初步判定處理效果，發(fā)現(xiàn)異常及時更換活性炭。含顆粒物或含水率較高的廢氣應(yīng)先經(jīng)過預(yù)處理后方可進入活性炭吸附裝置。如前道設(shè)置洗滌塔，應(yīng)檢查進入活性炭吸附裝置前是否有除水霧裝置。

（2）可再生活性炭吸附裝置建議采用氮氣或蒸汽脫附。采用空氣脫附時，脫附溫度較低，脫附不徹底，且容易發(fā)生火災(zāi)。企業(yè)應(yīng)建立設(shè)備運行維護和監(jiān)控檔案。記錄活性炭更換頻率和數(shù)量，脫附時間、脫附溫度，催化劑更換時間等工藝參數(shù)，更換的廢活性炭、廢催化劑屬于危險廢物，應(yīng)納入企業(yè)危險廢物管理程序。

（3）采用燃燒的方式處理揮發(fā)性有機物效果較好，但對于低濃度有機廢氣處理過程需要額外燃料，使用成本較高。同時企業(yè)應(yīng)建立設(shè)備運行維護和監(jiān)控檔案。記錄運行時間、運行溫度以及維護保養(yǎng)情況。

（4）不建議將水洗滌塔、低溫等離子、光催化氧化（UV）技術(shù)作為 VOCs 去除的主要工藝，對于高濃度有機廢氣慎用低溫等離子技術(shù)。水洗滌塔內(nèi)洗滌液應(yīng)定期更換，廢水一般不能滿足納管標準要求，需要單獨處理。光催化氧化（UV）燈管一般 8 個月更換一次，廢棄燈管屬于危險廢物，應(yīng)納入企業(yè)危險廢物管理系統(tǒng)。低溫等離子設(shè)備在運行過程中易將廢氣中 VOCs 引燃發(fā)生燃爆事故。

4 結(jié) 語

根據(jù)對上海市某區(qū)揮發(fā)性有機物排放情況梳理，重點調(diào)查 62 家典型企業(yè)，對于 VOCs 產(chǎn)生濃度較高工藝采用具有再生裝置的末端凈化技術(shù)，并應(yīng)注意再生過程的風險防控和運行臺賬記錄。對 VOCs 濃度較低工序可采用無再生措施的活性炭吸附技術(shù)，但應(yīng)做好巡查維護，防止吸附飽和。水洗滌塔、低溫等離子、光催化氧化（UV）技術(shù)處理效率較低，不建議將其作為 VOCs 去除的主要工藝。