江西省VOC 污染防治工作的調(diào)查研究與思考

徐作濤，王超

（1. 江西省生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究與規(guī)劃院，江西南昌，330077；2. 南昌市公園事務(wù)中心，江西南昌，330077）

0 引言

筆者近年來在省內(nèi)多地對汽車制造、煉油、化工、制藥和線路板等VOC 污染物排放的主要行業(yè)展開了調(diào)研，根據(jù)調(diào)研情況歸納總結(jié)存在的共性問題，提出合理的VOC 排放控制建議，以期為江西省VOC 污染防治工作提供一定的科學(xué)依據(jù)。

1 VOC 的危害及其主要處理工藝

1.1 VOC 對人體和環(huán)境的危害

揮發(fā)性有機化合物(Volatile Organic Compounds)的英文縮寫為VOC。VOC 指的是揮發(fā)性的碳?xì)浠衔锛捌溲苌铮瑹N類、芳烴類、醇類、醛類、酯類、胺類、有機酸等。VOC 的損害主要有光化學(xué)污染，使人患積累性的呼吸道疾病，高濃度條件作用下有時會形成急性中毒乃至死亡，致癌，易燃易爆，損壞臭氧層等，已成為國際性的公害。

1.2 VOC 的處理工藝

當(dāng)前VOC 廢氣處理工藝主要包括吸附法、熱破壞法、生物處理法、液體吸收法、冷凝回收法、氧化法、變壓吸附分離與凈化技術(shù)、等離子體技術(shù)等。各方法的特性不同，適用范圍也有所不同。

（1）吸附法。該方法主要是利用活性炭等比表面積較大的物質(zhì)吸附有機廢氣中的有害物質(zhì)，適用于濃度較低、通量較高的有機廢氣。目前這種方法在實際應(yīng)用中已經(jīng)非常成熟，且能耗相對其它方法較?。?］。

（2）熱破壞法。該方法是指直接和輔助燃燒處理有機廢氣或利用催化劑加快VOC 的化學(xué)反應(yīng)，降低VOC 排放濃度［1］。

（3）生物處理法。該方法是通過微生物的生理過程將廢氣中的VOC 轉(zhuǎn)化為水、二氧化碳和其它無機物等［1］。

（4）變壓吸附分離法。該方法是利用氣體組分可吸附在固體材料上的特性，在VOC 廢氣與分離凈化裝置中，氣體的壓力會出現(xiàn)一定的變化，可通過這種壓力變化進(jìn)行VOC 廢氣處理［1］。

（5）冷凝法。該方法是利用不同溫度下物質(zhì)飽和度不同的特點，通過調(diào)整系統(tǒng)壓力，使之產(chǎn)生變化，將氣態(tài)有機物冷凝分離。

（6）吸收法。該方法是通過廢氣與吸收劑的接觸，利用吸收劑充分吸收VOC 污染物，達(dá)到凈化廢氣的目的。

（7）氧化法。該方法是通過氧氣與廢氣中的VOC 污染物發(fā)生氧化反應(yīng)，生成水和二氧化碳，從而去除廢氣中的VOC。VOC 廢氣處理的氧化法分為兩種：催化氧化法和熱氧化法。

（8）等離子體技術(shù)。該方法利用外加電壓產(chǎn)生高頻高壓的電磁場，擊穿氣體產(chǎn)生等離子體，破壞廢氣中的VOC 組分，使廢氣得以凈化。

2 江西省企業(yè)主要采用的VOC 處理方法

從調(diào)研的情況來看，江西省企業(yè)目前采用的VOC 處理方法主要包括了上述的吸附法、熱破壞法、液體吸收法、冷凝回收法、氧化法。生物處理法和變壓吸附分離與凈化技術(shù)應(yīng)用暫未推廣。且為了滿足達(dá)標(biāo)排放的要求，很多企業(yè)并不是使用一種方法進(jìn)行處理，較多的是采用幾種方法組合，這也是VOC 處理的一種大的發(fā)展趨勢。

2.1 汽車行業(yè)

某汽車公司是我省汽車行業(yè)的代表性企業(yè)，根據(jù)實地調(diào)研，目前該企業(yè)烘干車間采用的是熱回收式熱力焚燒系統(tǒng)（TNV）處理VOC 廢氣。TNV 廢氣焚燒系統(tǒng)通過燃燒將烘干室廢氣轉(zhuǎn)變成水和二氧化碳，并且高溫?zé)煔馔ㄟ^回收、換熱等措施回收余熱，節(jié)約能耗，最終排放的煙氣溫度可以控制在100℃以內(nèi)。該廢氣處理方式對有機廢氣去除效率可達(dá)99%，熱回收率可達(dá)76%［2］。

由于該公司將這部分處置費用計入生產(chǎn)成本中，未單獨進(jìn)行核算，因此筆者類比其它同類汽車生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟數(shù)據(jù)進(jìn)行折算，每年可節(jié)約天然氣用量約77 萬立方米，每年節(jié)省費用約270 萬元。

2.2 石化行業(yè)

某石化企業(yè)是我省的一家煉油與石油化工企業(yè)。石化行業(yè)的VOC 是一個重大的污染源項，產(chǎn)生VOC 污染的環(huán)節(jié)眾多，治理難度較大。根據(jù)對該石化企業(yè)的調(diào)研，該企業(yè)重點裝置區(qū)異味源包括常減壓隔油池區(qū)域、苯乙烯裝置區(qū)、焦化焦池區(qū)域、三部污水汽提區(qū)域及原料水罐區(qū)域、PACT 單元、堿罐區(qū)、中轉(zhuǎn)站罐區(qū)、苯罐區(qū)、煤制氫污水處理裝置、苯乙烯污水池、碼頭裝卸區(qū)、鐵路裝車區(qū)等。

由于產(chǎn)生源點眾多，因此，該企業(yè)選用的處理方法根據(jù)各源點特征有所區(qū)別。芳烴抽提裝置采用催化氧化工藝；煤制氫污水處理裝置采用該高效菌混合液吸收；成品油罐、中間油品罐頂釋放氣采用低溫柴油吸收、冷凝回收+ 焚燒（加熱爐、催化裂化再生器、RTO/RCO 等設(shè)施）；涉苯類VOC 氣體采用一級處置進(jìn)行低溫冷凝，冷凝后的低濃度含苯VOC 氣體進(jìn)入二級焚燒設(shè)備；碼頭裝卸氣體采用低溫柴油吸收、低溫冷凝、通用吸附等工藝，二級處置的通用技術(shù)擬采用旋轉(zhuǎn)式RTO 等小型化焚燒工藝；鐵路裝車苯、混二甲苯及公路苯系物回收治理采用壓縮+吸收+膜+ PSA 組合工藝；鐵路汽油、航煤裝車油氣回收設(shè)施采用柴油吸收+活性炭吸附法組合工藝。

環(huán)保部評估中心在該企業(yè)開展了一期LDAR泄漏檢測與修復(fù)工作的排量核算研究，根據(jù)研究結(jié)果，該企業(yè)初步測算VOC 的年排放量約為1382t。

該企業(yè)目前“綜合整治+油氣回收+源頭控制”的治理原則已初步取得成效，正在全面開展LDAR 和清潔生產(chǎn)工作，加強工藝廢氣的有組織收集和處理，做好儲存與裝卸等無組織廢氣產(chǎn)生點的控制，強化污水系統(tǒng)逸散廢氣治理，加強非正常工況污染控制是石化行業(yè)VOC污染物控制的重要舉措，值得其他行業(yè)借鑒。

2.3 制藥、化工行業(yè)

江西某藥業(yè)股份有限公司是我省知名的醫(yī)藥制造企業(yè)，其1 號生產(chǎn)線廢氣主要是三合一工序產(chǎn)生的有機廢氣和粉碎包裝工序產(chǎn)生的粉塵，其中三合一工序產(chǎn)生的有機廢氣采用多級冷凝+水吸收處理，丁醇、甲醇、乙酸乙酯去除率分別達(dá)90%；2 號生產(chǎn)線廢氣主要是反應(yīng)過程、結(jié)晶工序和三合一工序產(chǎn)生的有機廢氣，采用多級冷凝+水吸收（水環(huán)泵）處理，丁醇、乙酸乙酯去除率分別達(dá)90%；溶媒蒸餾二車間設(shè)五套溶媒回收系統(tǒng)，分別為甲醇回收、乙醇回收、乙酸乙酯回收、丁醇回收等工序的有機廢氣，分別通過多級冷凝+二級活性炭吸附處理。

江西某化工有限公司是一家生產(chǎn)規(guī)范的化工企業(yè)，涉及的VOC 產(chǎn)排點較多，采用的治理方法也根據(jù)不同的廢氣特點，選用適合的方式進(jìn)行處理。其中，精餾釜負(fù)壓精餾過程產(chǎn)生的廢氣主要為二氯苯酚、三氯苯酚等，廢氣經(jīng)冷凝后引至兩級填料塔采用稀堿液吸收處理，去除效率達(dá)90%；縮合、結(jié)晶過程及結(jié)晶溶液壓濾、洗滌過程中產(chǎn)生的廢氣主要為二氯苯酚、三氯苯酚等，收集的廢氣分別采用一套兩級填料塔稀堿水吸收處理，去除效率達(dá)90%；堿性高鹽母液酸化、萃取過程中產(chǎn)生的廢氣主要為甲苯、HCl 等，收集的廢氣采用一級填料塔稀堿液吸收+兩級活性炭吸附處理，HCl、甲苯去除效率均為90%；酸性高鹽母液反萃取過程中產(chǎn)生的廢氣主要為甲苯，收集的廢氣經(jīng)冷凝+兩級活性炭吸附處理，甲苯去除效率達(dá)95%；酸性低鹽母液、吸收液甲苯萃取過程產(chǎn)生的廢氣主要為HCl 和甲苯，收集的廢氣經(jīng)冷凝+水封+兩級活性炭吸附處理，HCl 去除效率可達(dá)50%，甲苯去除效率可達(dá)95%；酸性高鹽母液和酸性低鹽母液在負(fù)壓蒸發(fā)過程產(chǎn)生的廢氣主要為甲苯，收集的廢氣經(jīng)二級水冷+兩級活性炭吸附處理，甲苯去除效率可達(dá)95%；常壓酯化過程產(chǎn)生的廢氣、酯化液中和后壓濾過程產(chǎn)生的廢氣、含醇廢氣常壓精餾過程產(chǎn)生的廢氣、羥基乙酸丁酯常壓水解過程產(chǎn)生的廢氣分別采用兩級填料塔堿液吸收處理后，再共用一套兩級活性炭吸附裝置處理，主要污染物正丁醇、1-氯正丁烷、羥基乙酸丁酯去除效率均可達(dá)90%。

某化工農(nóng)藥有限公司是一家農(nóng)藥原藥生產(chǎn)企業(yè)，其異酯車間工藝廢氣、甲基硫菌靈車間工藝廢氣、精細(xì)化學(xué)品多功能車間工藝廢氣采用催化破壞+堿液噴淋方式吸收處理，三氯甲烷和一甲胺處理等有機物處理效率均為90%；原藥合成車間工藝廢氣、鄰仲鄰異車間工藝廢氣、乳劑車間廢氣采用RTO 焚燒裝置+堿液噴淋裝置處理，有機物處理效率均為99%以上。

2.4 線路板行業(yè)

近幾年，隨著沿海發(fā)達(dá)省份產(chǎn)業(yè)梯度的轉(zhuǎn)移，我省承接了大量的線路板項目，主要分布在贛州、吉安、九江等地區(qū)。線路板企業(yè)生產(chǎn)過程中也有VOC 廢氣產(chǎn)生，但普遍濃度較低，基本在100mg/m3以下，風(fēng)量大部分在10000～30000m3/h 之間，屬于中小風(fēng)量。大部分企業(yè)采用的有機廢氣處理方法為水噴淋+等離子吸附+光氧化催化處理或堿液噴淋塔+活性炭吸附裝置處理，VOC 的凈化效率均可達(dá)90%以上。

3 存在的問題

VOC 治理工作存在一些突出的困難和共性的問題，主要表現(xiàn)在以下兩個方面。

（1）治理方案存在與工況不匹配問題，例如VOC 產(chǎn)生濃度不足以支持燃燒，因此需要大量的天然氣作為輔助燃料，因此處理成本比較高。

（2）設(shè)施投入和運維成本高，小型企業(yè)缺乏資金投入，存在處理設(shè)施安裝不到位或耗材不及時更換的問題，部分VOC 廢氣處理設(shè)施的排氣筒高度達(dá)不到要求。由于RTO、轉(zhuǎn)輪吸附、等離子體、催化氧化等工藝設(shè)備的一次性投入較高，很多中小型企業(yè)只能選擇一次性投入較小的活性炭吸附、噴淋等工藝，但由于噴淋藥劑需不斷投加，活性炭在使用過程中易飽和，更換頻次高，運行成本較大，很多企業(yè)處理資金得不到保障，因此更換不及時或不更換，對環(huán)境造成了一定的污染。

4 結(jié)語

綜合以上分析，筆者建議VOC 排放控制從以下兩個方面考慮：

（1）高度重視VOC 治理工作，加快制定重點行業(yè)治理計劃，進(jìn)一步提升VOC 污染防治工作水平。

根據(jù)生態(tài)環(huán)保部和省里印發(fā)的揮發(fā)性有機物污染防治工作的要求，重點開展工業(yè)涂裝、化工、石化、印刷等重點行業(yè)的防治與管控，同時加強機動車和油品儲存、運輸和銷售等環(huán)節(jié)的VOC 污染防治。加強對活性強的VOC（主要為芳香烴、烯烴、炔烴、醛類等）的排放控制。加大財政資金對VOC 治理的支持力度，選擇工業(yè)涂裝、化工、石化、印刷等治理重點行業(yè)，實施環(huán)?！邦I(lǐng)跑者”制度。

工業(yè)源VOC 排放所涉及的行業(yè)多，具備污染物種類多、排放濃度高、持續(xù)時間長等特點，對產(chǎn)生點周邊區(qū)域空氣質(zhì)量的影響比較明顯。重點行業(yè)產(chǎn)生的VOC 占比較大，一般為有組織排放，濃度高，易于收集和處理，且有較為成熟的治理技術(shù)。按照《江西省工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機物整治方案》《江西省有機化工等行業(yè)揮發(fā)性有機物綜合整治方案的通知》開展工作，工業(yè)源VOC 通過管控可以較為明顯地改善。

（2）依據(jù)實際工程特點設(shè)計，不能靠模仿。

VOC 處理技術(shù)各有優(yōu)缺點，組合方式更是多種多樣，不能“一套方案打天下”，不能完全依靠模仿和類比。設(shè)計單位在給企業(yè)設(shè)計治理方案時，應(yīng)深入了解技術(shù)特點，深入了解工況，深入了解企業(yè)需求，制定“臨床”解決方案，達(dá)到環(huán)保經(jīng)濟雙豐收，取得雙贏或多贏的效果。設(shè)計單位要設(shè)計出適宜的一種處理辦法（或幾種辦法組合），建議充分考慮以下要素，最終得到最佳的處理效果：一是廢氣的性質(zhì)和成分，二是廢氣的濃度，三是產(chǎn)生的具體情況，四是凈化要求，五是經(jīng)濟性。在企業(yè)的生產(chǎn)工藝中廣泛采用清潔生產(chǎn)技術(shù)，能夠提高清潔生產(chǎn)水平，嚴(yán)格控制VOC 污染物在生產(chǎn)過程和儲運等環(huán)節(jié)中的產(chǎn)生與排放，鼓勵在條件允許的情況下回收利用相關(guān)產(chǎn)品，以及在生產(chǎn)和生活中使用VOC 含量較低的產(chǎn)品或者不含VOC 的替代品等一系列控制方案及措施，嚴(yán)控VOC 的排放總量。