揮發(fā)性有機廢氣治理技術(shù)的現(xiàn)狀與進展

安徽環(huán)境科技研究院股份有限公司 鐘煒

揮發(fā)性有機廢氣是一種常見的大氣污染物質(zhì)，主要來自化工企業(yè)、交通行業(yè)，還有各種工業(yè)領(lǐng)域排除的有機溶劑，這種廢氣如果不進行處理會嚴重污染環(huán)境，危害人體健康，對此需要加強治理，積極研究先進的治理技術(shù)，以此強化治理效果。為了更好地應(yīng)用廢氣治理技術(shù)，需要有關(guān)部門對其進行合理開發(fā)、應(yīng)用，并根據(jù)各地區(qū)的具體情況科學(xué)設(shè)計、針對性地處理，有效緩解我國大氣污染現(xiàn)狀。

一、揮發(fā)性有機廢氣概述

在室內(nèi)溫度恒定下，飽和蒸汽壓高于134.34MPa時，沸點在55°至265°時會產(chǎn)生揮發(fā)性有機氣體，這種污染物質(zhì)主要來源于各種化工制藥企業(yè)、油漆企業(yè)、印刷企業(yè)排放的廢氣和有機溶劑中，這種不同生產(chǎn)性質(zhì)的企業(yè)會不定時地向空氣中排放揮發(fā)性有機廢氣。除了以上因素，還有自然因素，比如，森林火災(zāi)、植被破壞、濕地厭氧、動物糞便等也會排放揮發(fā)性有機廢氣[1]。

二、揮發(fā)性有機廢氣治理技術(shù)概述

（一）吸附處理技術(shù)

吸附處理技術(shù)具體包括直接吸附法、吸附回收法、催化燃燒法等，其中第一種可以直接通過不同類型的吸附劑吸附揮發(fā)性有機廢氣，該方法可以有效提高廢氣凈化率，投資成本低、設(shè)備操作簡便，但是也存在一些負面問題，比如，吸附材料來源單一，需要根據(jù)吸附要求不斷更換材料，一般該方法主要用來處理濃度較低的揮發(fā)性有機廢氣。吸附回收法主要通過活性炭等多孔物質(zhì)來吸附有機廢氣，一般當(dāng)吸附劑內(nèi)的吸附量達到飽和時，可以通過水蒸氣來脫除活性炭內(nèi)的污染物，以此循環(huán)利用吸附劑。利用水蒸氣脫除時，需要通過冷卻、分離等方法得到處理后的其他液體，用于生產(chǎn)，這種方法處理效率高、成本低，但是在具體操作中會耗費大量的水蒸氣，回收操作復(fù)雜。吸附催化燃燒法也可以利用活性炭來處理廢氣，一般可以通過熱空氣脫除雜質(zhì)，并將雜質(zhì)輸送至催化燃燒床內(nèi)進行燃燒，在放出熱能后可以再次加熱空氣，回收熱能，該方法可以有效提高廢氣濃度，通過燃燒來凈化有機廢氣。

（二）燃燒處理技術(shù)

燃燒處理技術(shù)具體包括蓄熱燃燒法、催化燃燒法。蓄熱燃燒法先要促存儲蓄熱體釋放熱量，將釋放后的熱量用來加入有機廢氣，當(dāng)加熱到700°以上時即可以產(chǎn)生已經(jīng)分解后的有機廢氣。該方法易于操作，可以處理高濃度有機廢氣，但是對于可燃性差的廢氣需要加入助燃劑才可以持續(xù)燃燒。使用此方法時，當(dāng)加熱到200°以上時，廢氣會轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，最終有效凈化廢氣。在使用該方法時加入催化劑可以降低燃燒溫度，有效節(jié)約能源，污染程度低、安全性能高，設(shè)備購買和維修費用低，可以有效治理中高濃度揮發(fā)性有機廢氣，該方法使用范圍較廣，但是在處理低濃度廢氣時成本較高，因此需要謹慎選擇[2]。

（三）生物處理技術(shù)

生物處理技術(shù)指利用微生物和廢氣中的其他成分，在長時間代謝和降解中轉(zhuǎn)換成為二氧化碳和單細胞物質(zhì)、無機物等，相比傳統(tǒng)的廢水生物處理技術(shù)，廢氣生物處理技術(shù)無法保證有害物質(zhì)的充分降解，對此需要根據(jù)具體降解情況加入降解劑，以此確保氣態(tài)污染物質(zhì)可以充分降解。該技術(shù)在我國的應(yīng)用研究已經(jīng)取得了一系列成效，但是相關(guān)理論和方法研究還不夠成熟，對此還需要加大研究力度。生物處理技術(shù)可以處理相同活性纖維，一般將微生物成分和廢氣成分進行融合，可以打亂污染氣體污染物組織，將其轉(zhuǎn)化成為有機物質(zhì)。一般在具體處理時，工作人員需要時刻注意化學(xué)反應(yīng)情況，以此采取科學(xué)的微生物和廢氣進行實驗。該方法易于操作，不需要使用多臺設(shè)備，只需要根據(jù)需求增加技術(shù)即可，但是該方法最終的處理效果不盡相同，對此需要有專門的高技術(shù)人才[3]。

（四）微波催化氧化技術(shù)

微波催化氧化技術(shù)相較于空氣凈化技術(shù)治理效果更佳，用到的吸附材料功能更強，會將降解方法轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒉ń馕椒?，有效避免各種浪費情況的出現(xiàn)，并縮短吸附和解吸時間，且該方法經(jīng)濟性強，可以促使吸附劑循環(huán)利用，有效提高吸附效果。從技術(shù)層面來看，微波催化氧化技術(shù)在應(yīng)用時主要以理論為指導(dǎo)，只需要工作人員根據(jù)具體問題進行改進即可，此外，該技術(shù)實用性強，可以根據(jù)實際情況對揮發(fā)性有機廢氣進行氧化處理，以此提高治理水平。

（五）活性炭纖維技術(shù)

該技術(shù)科技含量高，優(yōu)勢顯著，需要用到各種先進的活性炭和環(huán)保材料，活性炭纖維主要由具備吸附能力的碳原子組成，其可以在活性炭表面形成固體薄膜結(jié)構(gòu)，以此發(fā)揮治理功能，這種纖維和傳統(tǒng)的碳吸附材料有著本質(zhì)的差別?；钚蕴坷w維物理和化學(xué)結(jié)構(gòu)顯著，含碳量大、孔隙表面積大，可以在治理過程中有效發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，應(yīng)用價值顯著。當(dāng)前研究出的新活性炭纖維技術(shù)主要增加了碳纖維表面的空隙數(shù)量，可以有效治理廢氣，在遇到污染物質(zhì)時會自動產(chǎn)生呼吸性毛孔，自動吸收有害物質(zhì)，并通過碳原子來凈化空氣?？傊?，活性炭本身就具有一定的凈化作用，因此也可以作為環(huán)保材料使用。

（六）冷卻技術(shù)

冷卻技術(shù)是將揮發(fā)性有機廢氣集中在一起，通過使用低溫度原材料將廢氣凝結(jié)，因為不同廢氣物理溫度差異大，在治理時需要進行分類處理，促使其可以自動分離，以此提高治理效率。當(dāng)前人們已經(jīng)研發(fā)出了大型罐裝和桶裝的冷卻設(shè)備，只需要將工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢氣輸入其中，通過調(diào)試設(shè)備溫度就可以對廢氣集中冷卻，促使廢氣中的顆粒物粘連在一起，自動分離，最終得出無害氣體，以此實現(xiàn)循環(huán)利用。如果想要提高處理效率，需要根據(jù)需求降低溫度，科學(xué)處理成本和技術(shù)之間的關(guān)系，并不斷研發(fā)新的技術(shù)方法[4]。

（七）液體吸收技術(shù)

在進行揮發(fā)性有機廢氣治理時，需要合理選擇液體吸收技術(shù)，該技術(shù)在處理氣態(tài)污染物的同時，也可以回收有利物質(zhì)，一般需要將揮發(fā)性低或者不揮發(fā)的液體轉(zhuǎn)化為吸收劑，通過吸收裝置回收廢氣中的有用成分，或者對有害成分進行溶解或進行化學(xué)反應(yīng)處理，最終實現(xiàn)凈化目的。在使用水溶劑時，人們可以直接通過機械處理回收有機溶劑，以此循環(huán)利用吸收劑，這種處理方法簡單、成本低，可以有效提高處理效率。另外，該技術(shù)也可以處理氣體流量大、濃度高的污染氣體，因為其應(yīng)用廣泛。

（八）納米材料治理技術(shù)

納米材料治理技術(shù)是指利用納米材料和催化劑的共同作用，對揮發(fā)性有機廢氣進行處理的一種技術(shù)方法，納米材料是一種晶體類尺寸在納米級的超細材料，其表面活性物質(zhì)多、表面密度大、催化作用顯著，在加入催化劑后可以提高納米的反應(yīng)速度，促使原來無法發(fā)生作用的分子也可以發(fā)生作用，隨著科學(xué)技術(shù)的進步，當(dāng)前納米型號規(guī)格較多，其作為一種強功能、精細性強的無機產(chǎn)品，在治理揮發(fā)性有機廢氣時的作用和效果顯著。另外，納米還具有降解作用，可以在一定的光照作用下直接將廢氣中的部分成分轉(zhuǎn)化為有機酸、水等，且納米光催化劑也可以對室內(nèi)空氣進行凈化，應(yīng)用前景廣闊。

（九）膜基吸收凈化技術(shù)

該技術(shù)主要是針對傳統(tǒng)的膜分離技術(shù)而言的，該技術(shù)中的吸收劑可以增強膜基吸收能力，促使膜基即使在低推動力下也可以不斷吸收，促使不同的氣體不斷流動，以此保證凈化過程的穩(wěn)定性。膜基吸收凈化技術(shù)在治理揮發(fā)性有機廢氣時常常會用到兩種空纖維膜，一種可以對吸收劑進行脫吸的膜，需要進行真空或者加熱處理才可以吸收有機物，另一種是對廢氣進行吸收，其通過吸收劑的溶解作用對空氣中不溶解的成分進行溶解。一般在具體應(yīng)用時，可以促使液體相壓力不高于氣體相壓力，確保膜可以順利吸收有機氣體，以此實現(xiàn)凈化治理目的[5]。

三、揮發(fā)性有機廢氣治理技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

揮發(fā)性有機廢氣在大氣污染物中含量高，為了提高治理效果，人們需要對處理技術(shù)進行研究，并加強實踐應(yīng)用，當(dāng)前經(jīng)濟性強的有機廢氣處理技術(shù)主要通過清潔生產(chǎn)的方式從源頭控制廢氣排放量。但是在石油、化工等行業(yè)還沒有出臺相關(guān)技術(shù)生產(chǎn)標準和管理體系，且各企業(yè)還沒有對設(shè)備進行升級、改造，在實際生產(chǎn)中常常會選擇一種低成本、高效率的方法來治理揮發(fā)性有機廢氣，這種方式不僅無法發(fā)揮各種技術(shù)的治理優(yōu)勢，也難以管理，最終無法實現(xiàn)預(yù)期的治理效果。

當(dāng)前，我國常用的治理技術(shù)主要有吸附技術(shù)、吸收技術(shù)、燃燒處理技術(shù)、冷卻技術(shù)、燃燒處理技術(shù)、生物處理技術(shù)等，這些技術(shù)各有優(yōu)缺點，部分技術(shù)只能處理低濃度、發(fā)揮性小的廢氣，對此還需要工作人員科學(xué)探討、綜合應(yīng)用，不斷升級和改造該技術(shù)。我國相關(guān)技術(shù)研發(fā)單位和企業(yè)也需要積極學(xué)習(xí)國外先進的技術(shù)經(jīng)驗，借鑒國外成熟的理論體系，根據(jù)自身實際情況創(chuàng)建揮發(fā)性廢氣治理技術(shù)管理體系，確保以上技術(shù)均可以發(fā)揮自身的治理優(yōu)勢和價值。一般情況下，化工企業(yè)或者傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)在廢氣排放時，往往沒有直接處理或者反復(fù)加工，嚴重污染環(huán)境，對人體健康也造成了一定的影響，對此各行業(yè)都需要加強重視，積極探尋新的、更加合理的廢棄治理方法和策略。

另外，我國政府部門在不同時期均出臺了政策和制度，比如《重點區(qū)域大氣污染防治規(guī)劃》，主要是針對我國重點行業(yè)揮發(fā)性有機廢棄物治理而言的，此后多個省市紛紛出臺了相關(guān)政策和法律法規(guī)、廢氣檢測標準和方法、大氣污染治理方案、排污收費方案等。我國在法律層面出臺了《大氣污染防治法》，并提出了大氣污染區(qū)域聯(lián)合防治策略，促使各區(qū)域協(xié)同治理大氣污染，共同控制揮發(fā)性有機物的產(chǎn)生，并出臺了相應(yīng)的揮發(fā)性有機物產(chǎn)品質(zhì)量合格指標，確保各企業(yè)更加規(guī)范地生產(chǎn)相關(guān)設(shè)備、研發(fā)技術(shù)。以上污染防治法中規(guī)定了企業(yè)不合理排放的處罰辦法，明確了政府不科學(xué)監(jiān)管生產(chǎn)、企業(yè)不合理營銷的原材料等，要求各級政府部門根據(jù)具體情況靈活處理。為了督促各部門積極施行，環(huán)保部門、工信部門還需要積極出臺相關(guān)文件，發(fā)布相關(guān)技術(shù)治理政策，揮發(fā)性有機廢氣物料生產(chǎn)、運輸、存儲、使用相關(guān)污染防治方法，國家財政部門還出臺了相關(guān)廢棄物排放收費辦法，這些政策、辦法都為治理揮發(fā)性有機廢氣指明了方向[6]。

四、揮發(fā)性有機廢氣治理技術(shù)的應(yīng)用對策

（一）健全組織機構(gòu)

為了更好地將揮發(fā)性有機廢氣治理技術(shù)和環(huán)境保護工作深度融合，需要建立一支專業(yè)能力強的組織機構(gòu)，通過組建廢氣檢測和治理工作小組、領(lǐng)導(dǎo)小組來督促各個地區(qū)對揮發(fā)性有機廢氣進行檢測和治理，具體的檢測內(nèi)容需要根據(jù)具體需求科學(xué)選擇，且工作小組需要合理安排工作內(nèi)容，以此確保檢測和治理工作目標的實現(xiàn)。

（二）制定廢氣治理制度

隨著城市化的推進，大氣污染問題日益嚴重，為了更好地凈化空氣、治理污染問題，需要加強對揮發(fā)性有機廢氣排放的控制，加強廢氣治理技術(shù)的研究，并不斷推進研究進程，強化治理效果，以上目標和任務(wù)的實現(xiàn)必須依賴完善的大氣檢測制度和廢氣治理制度。廢氣治理工作是一項復(fù)雜、長期的工作，需要根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境、大氣污染情況、經(jīng)濟發(fā)展水平科學(xué)制定目標，采取治理手段，以此確保最終的治理效果[7]。

（三）優(yōu)化大氣檢測程序

大氣檢測效果直接影響揮發(fā)性有機廢氣的治理效果，尤其是在工業(yè)區(qū)和農(nóng)村治理工作中，更需要加強對大氣的檢測，重點對各種有害氣體、污染物質(zhì)進行監(jiān)測，并對監(jiān)測工作進行全過程管理，便于為政府部門、治理單位作出信息決策提供數(shù)據(jù)依據(jù)。在具體的大氣檢測之前，工作人員首先需要了解檢測地區(qū)的具體情況，重點對地理地質(zhì)條件、人文因素等進行了解，以此明確檢測地點、方法、設(shè)備、次數(shù)等，最終提高檢測數(shù)據(jù)的精準性和實效性。此外，檢測機構(gòu)還需要根據(jù)檢測結(jié)果不斷優(yōu)化檢測程序，科學(xué)應(yīng)用檢測技術(shù)，對最終的數(shù)據(jù)進行整合、分析，以此公布于眾。

（四）完善規(guī)范體系

政府部門和相關(guān)單位需要根據(jù)各地區(qū)揮發(fā)性有機廢氣治理情況，不斷調(diào)整和完善有機廢氣治理規(guī)范體系，根據(jù)我國《環(huán)境保護標準“十三五”發(fā)展規(guī)劃》中的基本要求，對各行業(yè)大氣污染物排放情況進行監(jiān)管，促使他們嚴格根據(jù)相關(guān)標準對廢氣進行凈化處理、加工處理、排污處理。國家還需要統(tǒng)一大氣綜合排放標準，制定最新的揮發(fā)性有機廢氣排放檢測方法、管理方法、治理方法，以此為相關(guān)企業(yè)提供指導(dǎo)意見[8]。

（五）加強排污控制管理

政府部門需要安排專職人員定期或者不定期檢查化工行業(yè)、部分工業(yè)領(lǐng)域中揮發(fā)性有機廢氣的排放情況、物料生產(chǎn)情況、相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)和運輸情況、廢氣治理設(shè)備生產(chǎn)和使用情況，從工業(yè)生產(chǎn)的全過程加強監(jiān)管，且還需要從源頭加強管控，通過廢氣收集和回收利用、工藝優(yōu)化、治理技術(shù)升級、場所建設(shè)等措施有效控制揮發(fā)性有機廢氣的排放。

五、結(jié)束語

綜上所述，當(dāng)前我國面臨著嚴重的大氣污染問題，尤其是發(fā)展型城市，為了更好地實現(xiàn)保護環(huán)境、恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的目標，我國需要加強揮發(fā)性有機廢氣治理技術(shù)的研究，需要在遵循國家相關(guān)政策、規(guī)范、文件要求的基礎(chǔ)上完善理論和應(yīng)用研究。此外，對于各種治理技術(shù)還需要相關(guān)部門不斷創(chuàng)新和改進，不斷優(yōu)化治理程序，以此確保揮發(fā)性有機廢氣治理技術(shù)研究取得重大進展。