論揮發(fā)性有機(jī)物的危害和控制

李磊 杜超慶 胡發(fā)明

中通客車控股股份有限公司 山東聊城 252000

世界衛(wèi)生組織將VOCs定義為：沸點(diǎn)在50℃到250℃的化合物，室溫下飽和蒸汽壓超過(guò)133．3Pa，在常溫下以蒸汽形式存在于空氣中的一類有機(jī)物質(zhì)。常見(jiàn)的污染物質(zhì)例如二氧化硫、二氧化氮等等，屬于一次污染物質(zhì)，而VOCs 等臭氧揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)屬于二次污染，會(huì)對(duì)空氣造成非常嚴(yán)重的危害。

1 揮發(fā)性有機(jī)物的成因與危害

揮發(fā)性有機(jī)物與氮氧化物等在紫外光的照射下發(fā)生一系列的光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生臭氧和二次氣溶膠等污染物，引起臭氧和氣溶膠增加。這些二次氣溶膠和硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽、黑炭和有機(jī)化合物等共同組成了PM2．5。也就是說(shuō)揮發(fā)性有機(jī)物一方面會(huì)導(dǎo)致細(xì)粒子的產(chǎn)生，形成PM2．5；另一方面揮發(fā)性有機(jī)物也會(huì)導(dǎo)致近地面臭氧濃度增高[1]。

低濃度臭氧有殺菌消毒的作用，但超標(biāo)臭氧是無(wú)形殺手。超標(biāo)臭氧對(duì)人體的呼吸道有著嚴(yán)重的刺激作用，會(huì)引起咳嗽、胸悶、喉嚨腫痛等不適癥狀，增加肺氣腫和支氣管炎發(fā)病率；它會(huì)引起神經(jīng)中毒，造成頭疼、頭疼、視力下降或記憶力衰退；會(huì)破壞人體皮膚中的維生素E，使皮膚起皺、出現(xiàn)黑斑，加速皮膚老化和損傷；同時(shí)還會(huì)使人體的免疫機(jī)能下降，增加淋巴細(xì)胞染色體病變率，加速衰老過(guò)程。

二次氣溶膠和硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽、黑炭和有機(jī)化合物等共同組成了PM2．5，PM2．5 為霾的形成提供了晶核，成為霾形成的最大貢獻(xiàn)者。霾是指空氣中的大量極細(xì)微的塵粒子均勻地懸浮在空中，使空氣渾濁，能見(jiàn)度降低并導(dǎo)致水平能見(jiàn)度小于10 千米的自然天氣現(xiàn)象。霾污染主要源于人為污染，罪魁禍?zhǔn)拙褪荘M2．5。

2 揮發(fā)性有機(jī)物的治理

2.1 熱破壞技術(shù)

作為一類在治理大氣中揮發(fā)性有機(jī)物工作中應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)，熱破壞技術(shù)的工作原理就是對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行催化燃燒和直接燃燒，促使氧氣和大氣中的揮發(fā)性有機(jī)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，破壞揮發(fā)性有機(jī)物的有機(jī)性并將其分解，從而大大降低揮發(fā)性有機(jī)物在大氣中的濃度，將其危害降到最低。在那些揮發(fā)性有機(jī)物濃度不高的地區(qū)應(yīng)用這一技術(shù)往往能取得良好的治理效果，對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行直接燃燒效果較好，絕大部分的揮發(fā)性有機(jī)物都能夠被分解處理。催化燃燒相對(duì)來(lái)說(shuō)成本更高，當(dāng)然治理效果也更好，并且也更具穩(wěn)定性。蓄熱燃燒法（RTO）是利用輔助燃料燃燒產(chǎn)生的熱能、廢氣本身的燃燒熱能，或者利用蓄熱裝置所貯存的反應(yīng)熱能，將廢氣加熱到燃燒溫度，進(jìn)行氧化（燃燒）反應(yīng)，廢氣中的有害組分通過(guò)充分燃燒，氧化分解成為二氧化碳和水，從而實(shí)現(xiàn)污染物的去除。蓄熱燃燒工藝適用于處理連續(xù)、穩(wěn)定生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的有機(jī)廢氣。蓄熱燃燒工藝通常使用氣體或液體燃料進(jìn)行輔助燃燒加熱，在蓄熱燃燒系統(tǒng)使用合適的蓄熱材料和工藝，以便系統(tǒng)達(dá)到處理廢氣所必需的反應(yīng)溫度、停留時(shí)間、湍流混合度的三個(gè)條件。該技術(shù)的特點(diǎn)是系統(tǒng)運(yùn)行能夠適合多種難處理的有機(jī)廢氣的凈化處理要求，處理效率高，工藝技術(shù)可靠，沒(méi)有二次污染，管理方便[2]。

2.2 光分解技術(shù)

這一治理技術(shù)的原理就是借助于光來(lái)直接照射大氣中的揮發(fā)性有機(jī)物，從而將其快速分解，將其分解成各類無(wú)毒的物質(zhì)，如二氧化碳和水等，光分解技術(shù)具有一定的優(yōu)勢(shì)，在光的作用下其能夠?qū)⒋髿庵械膿]發(fā)性有機(jī)物徹底分解，并且分解產(chǎn)物是無(wú)毒的，具有很好的處理?yè)]發(fā)性有機(jī)物的效率，因此，在以后的治理大氣中揮發(fā)性有機(jī)物的工作中，一個(gè)理想的狀態(tài)就更加廣泛的應(yīng)用光分解這一治理技術(shù)來(lái)處理?yè)]發(fā)性有機(jī)物。

2.3 吸附法控制

吸附法是目前最廣泛使用的VOCs 回收法。它屬于干法工藝，是通過(guò)具有較大比表面積的吸附劑對(duì)廢氣中所含的VOCs 進(jìn)行吸附，將凈化后的氣體排入大氣。吸附法主要用于低濃度，高通量的VOCs 處理。如圖4 所示，含揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）的氣態(tài)混合物與多孔固體接觸時(shí)，利用固體表面存在的未平衡的分子吸收力或化學(xué)鍵力，把混合氣體中揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）組分吸附在固體表面，從而達(dá)到揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）與廢氣分離的目的。由于全過(guò)程的復(fù)雜性，費(fèi)用也相對(duì)較高。吸附操作石油化工、有機(jī)化工等生產(chǎn)部門已廣泛應(yīng)用，成為一種重要的操作單元，這種處理方法工藝上也存在諸多的落后，隨著技術(shù)的發(fā)展，會(huì)有更先進(jìn)的處理方式出現(xiàn)。

2.4 生物處理技術(shù)

作為一類新型的大氣中揮發(fā)性有機(jī)物的治理技術(shù)，在治理過(guò)程中引入生物技術(shù)是近幾年才興起的，在絕大部分的有機(jī)物中，微生物都是具有非常強(qiáng)的生存能力和適應(yīng)性的，它們還能夠?qū)⒂袡C(jī)物沉底的降解轉(zhuǎn)化，與傳統(tǒng)的各類治理?yè)]發(fā)性有機(jī)物的技術(shù)相比，生物處理技術(shù)的成本更低，其處理效果也更好，并且處理完成后不會(huì)產(chǎn)生二次污染，當(dāng)然，目前生物處理技術(shù)發(fā)展的還并不成熟，在實(shí)際的工作中也還沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用，這一技術(shù)是該領(lǐng)域的研究人員未來(lái)應(yīng)重點(diǎn)研究關(guān)注的方向之一[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，VOCs 的治理是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中不可忽視的重要問(wèn)題，在下一個(gè)階段，只有對(duì)各行業(yè)的VOCs 排放進(jìn)行綜合分析，摸清底細(xì)，才能夠制定可行性政策。從本文的分析可知，研究VOCs 污染與控制，有利于我們從問(wèn)題的角度看待目前治理VOCs 過(guò)程當(dāng)中存在的不足，因而我們要加強(qiáng)系統(tǒng)性分析，探討有效政策方法以及技術(shù)方法，從而提高VOCs 治理的全面性與科學(xué)性。

VOCs 的治理問(wèn)題是擺在我們從事相關(guān)行業(yè)人的面前一個(gè)共有的問(wèn)題，怎樣進(jìn)行這一方面的綜合治理，是一個(gè)長(zhǎng)久的課題。對(duì)于VOCs 的治理，我們要采取綜合治理、分別控制、層層落實(shí)、關(guān)頭核驗(yàn)，只有這樣，才能夠?qū)OCs 排放控制達(dá)到一個(gè)有效的控制。