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(guó)近年來(lái)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(mén)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(lái)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(lèi)號(hào):X701
一、引言
近年來(lái),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(guò)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(lèi)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(lái)源及危害
結(jié)合國(guó)家大氣污染防治法律法規(guī),在對(duì)VOCs進(jìn)行監(jiān)管的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有以下來(lái)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(guò)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(pán)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(kāi)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(kāi)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(chē)間房頂大量管線連接點(diǎn)未開(kāi)展LDAR項(xiàng)目檢測(cè)。⑤工藝過(guò)程中存在VOCs無(wú)組織排放:如蕪湖市xx塑料印制包裝公司噴墨、熔斷車(chē)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(guò)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(méi)有對(duì)廢氣進(jìn)行收集和治理的措施。⑥工藝過(guò)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(guò)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(kāi)風(fēng)機(jī),UV光解設(shè)施沒(méi)有開(kāi)啟,車(chē)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(guò)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(guó)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(lèi)。前一類(lèi)主要是通過(guò)回收或者是銷(xiāo)毀的方式來(lái)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?;厥盏墓に嚄l件包括溫度、壓力等,通過(guò)對(duì)這些條件進(jìn)行優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn)較好的治理效果。銷(xiāo)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(lèi)技術(shù)的原理是采用一些催化劑或者利用生物降解的過(guò)程來(lái)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(lèi)。如將吸附技術(shù)、催化技術(shù)和燃燒技術(shù)結(jié)合起來(lái),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(guò)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(méi)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(lái),先對(duì)VOCs進(jìn)行冷凝處理,然后對(duì)沒(méi)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(guò)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(lái),先對(duì)VOCs進(jìn)行冷凝處理,然后沒(méi)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(lái),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(guò)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(yǔ)
我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過(guò)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(mén)、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)