揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)治理技術(shù)及發(fā)展探究

羅中華

摘要：揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）是威脅大氣環(huán)境的重要元兇。我國近年來針對(duì)VOCs的治理頒布和修訂了多項(xiàng)法律法規(guī)，如何在法律法規(guī)的指導(dǎo)下做好VOCs治理工作是環(huán)境部門及從業(yè)人員關(guān)注和研究的重要議題。本文就這一議題進(jìn)行了探討，文章首先對(duì)VOCs的危害性進(jìn)行了闡述，然后論述了VOCs治理技術(shù)，并展望了未來發(fā)展趨勢(shì)，供相關(guān)人士參考。

關(guān)鍵詞：VOCs;危害性;治理;發(fā)展

分類號(hào)：X701

一、引言

近年來，環(huán)保政策日益收緊，對(duì)污染物的排放和治理工作也進(jìn)入到快速發(fā)展階段。揮發(fā)性有機(jī)物VOCs指的是在常溫下飽和蒸氣壓超過70pa，常壓下沸點(diǎn)在260℃以下的有機(jī)化合物，通常包括非甲烷碳?xì)浠衔?、鹵代烴、含氧、含氮或含硫的有機(jī)化合物。VOCs是對(duì)環(huán)境危害很大的一類物質(zhì)，但是在實(shí)際環(huán)保監(jiān)管中仍舊發(fā)現(xiàn)存在違法違規(guī)行為，加強(qiáng)VOCs防控和治理工作依然任重道遠(yuǎn)。

二、揮發(fā)性有機(jī)物 VOCs 產(chǎn)生來源及危害

結(jié)合國家大氣污染防治法律法規(guī)，在對(duì)VOCs進(jìn)行監(jiān)管的過程中發(fā)現(xiàn)有以下來源。①使用高VOCs含量物料（包括含VOCs原輔材料、含VOCs產(chǎn)品、含VOCs廢料以及有機(jī)聚合物材料等）;②容器或包裝不密封發(fā)生VOCs泄漏：如濱州市xx公司甲苯儲(chǔ)罐灌頂兩個(gè)放空口存在泄漏，F(xiàn)ID檢測(cè)到的VOCs濃度分別為5322ppm、810ppm。③在物料轉(zhuǎn)移和輸送過程中發(fā)生VOCs泄漏：如新鄉(xiāng)市xx化工有限公司原料罐輸送管道有泄漏點(diǎn)，企業(yè)采用塑料盤接泄漏物，PID檢測(cè)結(jié)果高，有揮發(fā)性氣體逸出;濰坊xx化學(xué)有限公司，檢查中發(fā)現(xiàn)該企業(yè)物料敞開式裝載，物料混合筒與集氣罩距離較遠(yuǎn)，收集風(fēng)速幾乎為零，廠房?jī)?nèi)溶劑回收池未封閉，循環(huán)水敞開輸送及儲(chǔ)存，現(xiàn)場(chǎng)異味嚴(yán)重。④設(shè)備與管線組件發(fā)生VOCs泄漏：如淄博市xx化工有限公司原料產(chǎn)品罐區(qū)、反應(yīng)塔和車間房頂大量管線連接點(diǎn)未開展LDAR項(xiàng)目檢測(cè)。⑤工藝過程中存在VOCs無組織排放：如蕪湖市xx塑料印制包裝公司噴墨、熔斷車間未安裝收集處理設(shè)施，檢測(cè)后判定物料VOCs質(zhì)量占比超過10%，企業(yè)一直未落實(shí)VOCs廢氣收集和排放措施;宿遷市xx家紡有限公司在生產(chǎn)低碳時(shí)采用的染料中檢測(cè)到含有72.9%的VOCs，企業(yè)生產(chǎn)工藝中沒有對(duì)廢氣進(jìn)行收集和治理的措施。⑥工藝過程中雖然存在VOCs有組織排放，但是效果不達(dá)標(biāo)：如濱州市xx醫(yī)藥科技有限公司有機(jī)廢氣集中收集通過納米微氣泡工藝進(jìn)行處理，該工藝VOCs去除效率很低，僅起到水洗的效果。采用FID對(duì)排氣筒進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)VOCs濃度為874mg/m3，嚴(yán)重超標(biāo);天津市xx塑料制品有限公司吹塑環(huán)節(jié)配套的治污設(shè)施僅打開風(fēng)機(jī)，UV光解設(shè)施沒有開啟，車間內(nèi)廢氣收集管道未連接，治理設(shè)施形同虛設(shè)。

由于VOCs并不是單一的污染物，而是多種污染物的集合，因此其危害性也有復(fù)雜性。如VOCs中的氮氧化物對(duì)人、植物、動(dòng)物的生長(zhǎng)狀況造成不利影響，對(duì)人呼吸道產(chǎn)生刺激性，導(dǎo)致皮膚過敏，影響動(dòng)植物繁殖;VOCs中的臭氧能夠引發(fā)光化學(xué)煙霧;VOCs與氣溶膠相遇會(huì)形成顆粒狀物質(zhì)，長(zhǎng)期停留在大氣環(huán)境中，延長(zhǎng)污染危害。

三、揮發(fā)性有機(jī)物 VOCs 治理技術(shù)

目前，國內(nèi)關(guān)于VOCs治理主要包括單一末端治理技術(shù)和組合末端治理技術(shù)兩大類。前一類主要是通過回收或者是銷毀的方式來達(dá)到治理的目標(biāo)。如采用選擇性的吸附劑進(jìn)行吸附，采用一定孔隙的滲透膜進(jìn)行分離等。回收的工藝條件包括溫度、壓力等，通過對(duì)這些條件進(jìn)行優(yōu)化來實(shí)現(xiàn)較好的治理效果。銷毀技術(shù)具體包括光催化技術(shù)、燃燒技術(shù)、生物降解技術(shù)、等離子體技術(shù)。這類技術(shù)的原理是采用一些催化劑或者利用生物降解的過程來對(duì)VOCs中的污染物進(jìn)行分解、轉(zhuǎn)化，最終形成水或二氧化碳。

組合末端治理技術(shù)是目前業(yè)內(nèi)研究和應(yīng)用更多的一類。如將吸附技術(shù)、催化技術(shù)和燃燒技術(shù)結(jié)合起來，采用活性炭作為吸附劑先對(duì)VOCs進(jìn)行吸附，初步凈化后進(jìn)行催化燃燒，得到水和二氧化碳。吸附劑飽和后經(jīng)過脫附再生，可重復(fù)利用。該技術(shù)對(duì)工藝的條件較為嚴(yán)格，但是治理效果好，不僅可以到的較理想的處理效率，而且沒有二次污染。如將冷凝技術(shù)、催化技術(shù)和燃燒技術(shù)結(jié)合起來，先對(duì)VOCs進(jìn)行冷凝處理，然后對(duì)沒有冷凝的廢氣進(jìn)行催化燃燒處理。冷凝后的VOCs凝結(jié)成液滴在冷凝器中沉降，集中處理。該技術(shù)催化燃燒的負(fù)荷低，因此安全穩(wěn)定性更高，其不足之處在熱量交換的過程中會(huì)存在熱能損失，因此提高了成本。如吸附技術(shù)和冷凝技術(shù)結(jié)合起來，先對(duì)VOCs進(jìn)行冷凝處理，然后沒有冷凝的廢氣進(jìn)行吸附處理。該技術(shù)對(duì)吸附劑和冷凝劑的篩選技術(shù)要求高，吸附劑和冷凝劑的效率在很大程度上決定著治理效果和治理成本。如將吸附技術(shù)和光催化技術(shù)結(jié)合起來，先對(duì)VOCs進(jìn)行吸附，使其濃縮，然后用紫外光對(duì)VOCs進(jìn)行光催化降解，提高降解效率。該技術(shù)占地面積少，反應(yīng)條件溫和，能耗低，但是治理效果不穩(wěn)定，主要受到催化劑活性以及氣體流動(dòng)的影響。

四、揮發(fā)性有機(jī)物 VOCs 治理技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

今后，VOCs治理技術(shù)研究的重點(diǎn)集中在①催化劑綜合性能的提升，通過尋找新型催化劑，延長(zhǎng)催化劑的使用壽命，實(shí)現(xiàn)更好地催化燃燒效果或光催化效果;②根據(jù)企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)工藝狀況，對(duì)工藝設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，使工藝設(shè)備的布局更緊湊，設(shè)備設(shè)施占地面積更小，提高空間使用率;③對(duì)組合技術(shù)的反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行深入研究，對(duì)組合技術(shù)的應(yīng)用條件的進(jìn)一步優(yōu)化，提高技術(shù)投入的科學(xué)性，節(jié)約成本，提高工藝技術(shù)的應(yīng)用效率;④在保證揮發(fā)性有機(jī)物VOCs治理效果的基礎(chǔ)上，探索經(jīng)濟(jì)成本更低，安全性更高的技術(shù)路徑。

五、結(jié)語

我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中，VOCs排放治理技術(shù)在生態(tài)環(huán)保中發(fā)揮出重要的作用。只有環(huán)境機(jī)構(gòu)、監(jiān)管部門、科研單位、企業(yè)等社會(huì)各界齊心協(xié)力，才能更好地實(shí)現(xiàn)VOCs治理目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。

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（博羅縣環(huán)境科學(xué)研究所，廣東 惠州 516100）