孫先武，湯崢玉

（安徽皖維高新材料股份有限公司，安徽 合肥238002）

VOCs是揮發(fā)性有機(jī)化合物(Volatile Organic Compounds）的英文縮寫(xiě)，指的是室溫下飽和蒸氣壓超過(guò)133.32 Pa，以氣態(tài)分子形態(tài)逸散到空氣中的有機(jī)化合物。VOCs主要由烴類(lèi)、酯類(lèi)、醛類(lèi)、酮類(lèi)等化合物組成，可分為自然源和人為源。自然源是本身存在且不受人類(lèi)影響的來(lái)源，沒(méi)有明顯的證據(jù)表明植物排放的VOCs會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生直接的危害；人為源則是人類(lèi)活動(dòng)中產(chǎn)生的來(lái)源，在人為源中，工業(yè)源的排放量和影響最大，其中重點(diǎn)排放領(lǐng)域?yàn)橛∷?、石油化工、涂裝、包裝印刷和油品儲(chǔ)運(yùn)銷(xiāo)等。

VOCs對(duì)環(huán)境的危害主要是光化學(xué)污染和霧霾天氣。在日光（紫外線）照射下，VOCs與NO通過(guò)光化學(xué)反應(yīng)形成了O和二次有機(jī)氣溶膠（簡(jiǎn)稱(chēng)SOA）。VOCs一方面是PM2.5生成的主要前體物質(zhì)，導(dǎo)致霧霾天氣頻繁出現(xiàn)；另一方面導(dǎo)致近地面O濃度增高，使得光化學(xué)煙霧污染嚴(yán)重。我國(guó)的空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）是由PM2.5、PM10、O、SO、NO、CO六項(xiàng)指標(biāo)構(gòu)成，所以，控制VOCs對(duì)控制PM2.5和O的形成格外重要。

VOCs種類(lèi)繁多，有些基本沒(méi)有毒性，但有些如甲醛、多環(huán)芳烴、鹵代烴、二噁英類(lèi)等具有較強(qiáng)的致癌、致畸、致突變等生物毒性。環(huán)境空氣中有些VOCs具有刺激性、腐蝕性，可使皮膚出現(xiàn)丘疹、瘙癢等癥狀，對(duì)眼、鼻、呼吸道等具有刺激作用，嚴(yán)重時(shí)可引起氣喘、嘔吐、神志不清、暈厥等。有一些VOCs（如苯、芥子氣、氯乙烯、甲醛）已經(jīng)被證實(shí)對(duì)人體具有致癌效應(yīng)，長(zhǎng)期暴露于高濃度VOCs的高危人群，致癌風(fēng)險(xiǎn)很高。

本文將從源頭替代、過(guò)程控制、末端治理、精細(xì)管控四部分構(gòu)成的VOCs污染防治體系，簡(jiǎn)單介紹化工企業(yè)VOCs治理現(xiàn)狀及發(fā)展前景。

1 VOCs污染防治技術(shù)體系

1.1 源頭替代

使用低（無(wú)）VOCs含量的原輔料加快綠色替代，進(jìn)而從源頭控制排放。

1.1.1 石化/化工行業(yè)

使用低（無(wú)）VOCs含量、低反應(yīng)活性的原輔材料，加快對(duì)芳香烴、含鹵素有機(jī)化合物的綠色替代。

1.1.2 包裝印刷行業(yè)

可選擇水性、輻射固化、植物基等低VOCs含量的油墨；可選擇水基、熱熔、無(wú)溶劑、輻射固化、改性、生物降解等低VOCs含量的膠粘劑；可選擇低VOCs含量、低反應(yīng)活性的清洗劑。

1.1.3 工業(yè)涂裝行業(yè)

可選擇水性、粉末、高固體分、無(wú)溶劑、輻射固化等低VOCs含量的涂料。

嚴(yán)格落實(shí)生產(chǎn)、銷(xiāo)售、使用符合國(guó)家或地方VOCs含量限值標(biāo)準(zhǔn)的VOCs物料，不斷推進(jìn)源頭替代。

1.1.4 總結(jié)

如果能在源頭就做好VOCs的控制往往事半功倍。然而源頭控制排放對(duì)于工廠或企業(yè)生產(chǎn)前的設(shè)計(jì)工作要求較高，所以，能否在源頭做好VOCs排放的控制是衡量一家工廠或企業(yè)生產(chǎn)能力的重要指標(biāo)。

1.2 過(guò)程控制

對(duì)含VOCs物料（包括原輔料、產(chǎn)品、廢料等）儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)移和輸送、設(shè)備與管線組件泄漏、敞開(kāi)液面逸散以及工藝過(guò)程等五類(lèi)排放源實(shí)施管控，通過(guò)采取設(shè)備與場(chǎng)所密閉、工藝改進(jìn)、廢氣有效收集等措施，消減無(wú)組織排放。

1.2.1 開(kāi)展現(xiàn)狀調(diào)查

定期開(kāi)展全過(guò)程排放檢查，主要包括：原輔材料的使用和存放，生產(chǎn)工序廢水、廢氣來(lái)源及污染治理設(shè)施，固體廢棄物（包括危險(xiǎn)廢物）貯存、處置等。

1.2.2 實(shí)施VOCs全過(guò)程污染控制

通過(guò)實(shí)施清潔生產(chǎn)、異味廢氣收集及污染治理、泄漏檢測(cè)和修復(fù)（LDAR）等方式，減少VOCs的產(chǎn)生、排放。

大力推進(jìn)清潔生產(chǎn)。優(yōu)先選用先進(jìn)密閉的生產(chǎn)工藝，強(qiáng)化生產(chǎn)、輸送、存儲(chǔ)、進(jìn)出料、干燥以及采樣等易泄漏環(huán)節(jié)的密閉性，加強(qiáng)無(wú)組織廢氣的收集和有效處理。清潔生產(chǎn)的特點(diǎn)在于其更注重全過(guò)程的物料回收，充分實(shí)現(xiàn)再回收、再利用，防止和減少污染的產(chǎn)生。各行業(yè)應(yīng)積極實(shí)施清潔生產(chǎn)，采用VOCs含量低或無(wú)VOCs的原料，同時(shí)對(duì)必需原料中的有毒有害品應(yīng)按國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范進(jìn)行運(yùn)輸與儲(chǔ)存，并采取相應(yīng)的環(huán)境保護(hù)措施，盡可能地降低VOCs的產(chǎn)生。

全面推行“泄漏檢測(cè)與修復(fù)（LDAR）”，建立“泄漏檢測(cè)與修復(fù)”管理制度，細(xì)化工作程序，建立健全管理臺(tái)賬，全面分析泄漏點(diǎn)信息，對(duì)易泄漏環(huán)節(jié)制定針對(duì)性改進(jìn)措施。對(duì)計(jì)劃性開(kāi)停車(chē)、裝置整體停工檢修和儲(chǔ)罐清洗等VOCs排放量大的作業(yè)，事前做好物料的收集與處理，減少VOCs泄漏排放。

1.2.3 建立治理檔案

在現(xiàn)狀調(diào)查的基礎(chǔ)上，對(duì)VOCs治理薄弱環(huán)節(jié)，以提高廢氣收集率、治理設(shè)施同步運(yùn)行率和去除率為目標(biāo)，有針對(duì)性地制定VOCs管控能力提升方案并落實(shí)整改。

1.3 末端治理

遵循“應(yīng)收盡收、分質(zhì)收集”原則，將無(wú)組織排放轉(zhuǎn)變?yōu)橛薪M織排放進(jìn)行控制，低濃度、大風(fēng)量廢氣應(yīng)采用吸附濃縮后凈化處理；高濃度廢氣，應(yīng)優(yōu)先溶劑回收，難以回收的，采用焚燒等技術(shù)凈化處理。

目前各行業(yè)已經(jīng)針對(duì)大多數(shù)種類(lèi)的VOCs有了比較成熟的處理辦法，這些辦法適用性很強(qiáng)，本章將介紹目前比較常見(jiàn)的一些VOCs收集后集中處理的辦法。

1.3.1 冷凝法

冷凝法是利用有機(jī)物在不同溫度下的飽和蒸氣壓不同，通過(guò)冷凝器冷凝成液體，從氣相中分離出來(lái)。冷凝法應(yīng)用于較高濃度VOCs氣體的處理過(guò)程。盡管理論上冷凝法可以達(dá)到很高的凈化程度，但是由于其操作難度大，用常溫的冷卻水來(lái)完成冷凝效果不好，所以需要給冷卻水降溫，而且當(dāng)濃度較低時(shí)，處理成本會(huì)大大提高。所以冷凝法常作為吸附、膜分離或者其他VOCs處理方法的前處理措施，用以回收部分VOCs，并降低后續(xù)處理的負(fù)荷。最常見(jiàn)的冷凝方法有表面冷凝和接觸冷凝。

1.3.2 吸收法

吸收法有物理和化學(xué)吸收兩種途徑。物理吸收法是利用物理性質(zhì)差異進(jìn)行分離，根據(jù)相似相溶和溶解度原理，吸收劑一般選用與VOCs性質(zhì)相近的非極性或弱極性液體，這類(lèi)溶劑沸點(diǎn)高、揮發(fā)性低且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，能夠長(zhǎng)期使用。常用的吸收劑包括以柴油為主的礦物油、水型復(fù)合溶劑及高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑。除易溶于水的VOCs以水或液相有機(jī)物為溶劑進(jìn)行物理吸收外，其他VOCs用酸、堿液為溶劑進(jìn)行化學(xué)吸收。

吸收法操作簡(jiǎn)便，回收效率高，適用范圍廣，并且工藝技術(shù)相對(duì)成熟，因此是目前應(yīng)用較為廣泛的一種VOCs處理方法。而吸收法使用難點(diǎn)在于吸收劑的選擇，以及吸收后富吸收溶劑需進(jìn)一步處理，如果處理不善可能會(huì)造成二次污染。另外，吸收法雖然在技術(shù)上具有良好的實(shí)踐價(jià)值，但是要想進(jìn)行較大范圍的VOCs廢氣治理工程，就需要消耗大量的水資源，造成浪費(fèi)。因此，吸收法僅適合較小范圍內(nèi)的VOCs廢氣治理。

1.3.3 吸附法

吸附法是指利用吸附劑本身的吸附選擇性分離氣體中VOCs的方法，主要適用于風(fēng)量大、濕度溫度低、濃度小于5 000 mg/m的VOCs氣體的回收處理。吸附法的優(yōu)勢(shì)在于去除效果好、能耗低、無(wú)毒無(wú)害、技術(shù)成熟等，而缺點(diǎn)則是設(shè)備體積較大，需要較大空間，以及工藝相對(duì)繁雜。

吸附法分為固定床吸附法、流動(dòng)床吸附法和濃縮輪吸附法等。有些固體表面具有分子引力和化學(xué)鍵能，可使有機(jī)物分子在固體表面吸附并富集，我們稱(chēng)這種固體為吸附劑。常用的吸附劑主要有活性炭、硅膠、合成沸石分子篩等。

1.3.4 膜分離法

膜分離法源于海水淡化研究的一種新的高效分離方法，是一種選擇性透過(guò)技術(shù)。不同氣體分子通過(guò)選擇性膜時(shí)，其擴(kuò)散滲透率不同，在膜兩側(cè)施加推動(dòng)力，有機(jī)選擇滲透膜將氣體分成兩種物流，不能通過(guò)膜的氣體為脫除了VOCs的潔凈空氣被排放，通過(guò)膜的有機(jī)氣體繼續(xù)被循環(huán)冷凝。膜分離法主要應(yīng)用于濃度在1 000 mg/m以上的VOCs氣體回收處理，回收率能夠達(dá)到90%～99.9%。

膜分離法的優(yōu)點(diǎn)在于運(yùn)行效果好，無(wú)二次污染物，同時(shí)回收的VOCs無(wú)須后續(xù)處理。但是，膜分離法使用的設(shè)備造價(jià)高，且污染的膜也會(huì)造成污染。由于國(guó)家重視并大力支持與開(kāi)發(fā)，該技術(shù)成熟并且價(jià)格大幅下降，所以膜分離法有著廣闊的應(yīng)用前景。

1.3.5 直接燃燒法

直接燃燒法也稱(chēng)為直接火焰燃燒法，是將生產(chǎn)過(guò)程中排放的VOCs當(dāng)作燃料的處理方式，因此該法只適用于VOCs濃度或熱值較高的廢氣，其燃燒溫度通常維持在1 100C左右。該方法主要處理濃度較高，且不可回收利用的VOCs氣體，對(duì)于低濃度且不適合直接燃燒的VOCs氣體，需要濃縮后再燃燒。直接燃燒可采用普通燃燒爐窯或?qū)Ｓ萌紵?。因?yàn)槿紵郎囟容^高，該技術(shù)在使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的氮氧化物，造成二次污染；同時(shí)由于明火的存在，不宜在罐區(qū)等易燃易爆介質(zhì)較多的場(chǎng)所使用。

1.3.6 熱力焚燒法

當(dāng)可燃性VOCs濃度較低時(shí)，必須借助輔助燃料來(lái)實(shí)現(xiàn)燃燒，這種方法稱(chēng)為熱力焚燒法。輔助燃料使溫度提高到VOCs氣體足以完全氧化為二氧化碳、水和氮?dú)獾葻o(wú)害組分對(duì)應(yīng)的溫度。因此，VOCs更像助燃?xì)怏w或燃燒對(duì)象。由此可見(jiàn)，熱力焚燒法主要用于處理VOCs濃度或熱值較低的廢氣。

經(jīng)過(guò)多年的實(shí)際VOCs處理過(guò)程，最終發(fā)現(xiàn)還是使用蓄熱式氧化焚燒技術(shù)進(jìn)行VOCs處理效果最好，這一技術(shù)簡(jiǎn)稱(chēng)RTO，其原理如下：首先，在極高溫度下，VOCs能和氧氣反應(yīng)，此時(shí)VOCs轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳，同時(shí)散發(fā)出大量的熱。而這些熱通過(guò)回收就能夠得到良好的利用。目前看來(lái)，RTO這一VOCs處理技術(shù)能夠發(fā)揮巨大的作用，也有十分光明的前景。但從另一個(gè)角度看，其在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中也存在一些弊端。例如，進(jìn)口處很容易發(fā)生鹽類(lèi)物質(zhì)堵塞的狀況；由于長(zhǎng)期操作，其氣動(dòng)閥門(mén)容易出現(xiàn)故障；在對(duì)VOCs進(jìn)行焚燒的過(guò)程中，很可能產(chǎn)生其他的有毒氣體，如二惡英等。

1.3.7 催化燃燒法

催化燃燒法是利用催化劑將有機(jī)組分在燃點(diǎn)以下與氧化合生成二氧化碳和水的方法。催化燃燒表面為無(wú)火焰燃燒，安全性好，燃燒溫度僅200℃～450℃，輔助燃燒消耗少，對(duì)廢氣中VOCs可燃組分濃度和熱值要求低，燃燒過(guò)程幾乎不產(chǎn)生氮氧化物，從而節(jié)能資源和成本，使其能夠大面積推廣應(yīng)用。

催化燃燒法所用的催化劑為具有大比表面積的貴金屬和過(guò)渡金屬氧化物多組分物質(zhì)。畢貴芹以某中石油與中日政府間合作項(xiàng)目為例介紹了催化劑的兩種活性組分貴金屬和過(guò)渡金屬氧化物在VOCs的催化活性上表現(xiàn)出的優(yōu)異性能。催化劑載體有三種，分別是金屬氧化物、分子篩和陶瓷蜂窩載體。

1.3.8 生物處理法

生物處理法是指利用微生物的降解作用，將VOCs中的污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物的方法，其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物主要包括水、二氧化碳等。

常見(jiàn)的生物處理法有生物洗滌法、生物過(guò)濾法和生物滴濾法。生物處理法在處理大風(fēng)量、低濃度VOCs方面具有處理成分多樣，無(wú)二次污染，運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)勢(shì)，但其缺點(diǎn)是占地面積大。

廢水處理廠在處理含VOCs的化工廢水時(shí)，通常會(huì)使用生物處理法。這種方法也被稱(chēng)為好氧生化處理法，所謂好氧生化處理，就是向廢水中通入大量空氣（該過(guò)程稱(chēng)為“曝氣”），促使好氧微生物大量繁殖，從而分解有機(jī)物，實(shí)現(xiàn)廢水處理的目的。

1.3.9 光催化降解法

光催化降解法是在特定波長(zhǎng)光照下，活化光催化劑，并對(duì)廢氣中低濃度的VOCs進(jìn)行氧化，生成二氧化碳、水等無(wú)機(jī)物。該方法可分為直接光照法和催化光照法。催化光照法是在催化劑存在的前提下，光照分解氣體，常用的光催化劑有氧化鎢、二氧化鈦、氧化鋅、氧化鐵等。

莆田市雙利鞋業(yè)有限公司鞋底車(chē)間采用UV光催化裝置，將納米級(jí)二氧化鈦均勻地分布在泡沫鎳基體上，在尖端納米復(fù)合技術(shù)及納米光觸媒材料的基礎(chǔ)上，研制出一種新型材料。經(jīng)過(guò)紫外燈光照射，高能離子可以破壞異味氣體中細(xì)菌的核酸，從而分解有機(jī)廢氣，達(dá)到滅菌目的。

從實(shí)際情況來(lái)，已經(jīng)有許多國(guó)家將含有二氧化鈦的光催化涂料應(yīng)用在建筑涂料中，目的是為了進(jìn)一步分解汽車(chē)尾氣及工業(yè)廢氣中的VOCs，從而改善空氣質(zhì)量。

1.3.10 等離子體技術(shù)

等離子體技術(shù)是在外加電場(chǎng)的作用下，介質(zhì)放電產(chǎn)生的大量電子轟擊污染物分子，使其電解和激發(fā)，經(jīng)過(guò)電子碰撞后的氣體分子形成了具有高活性的粒子，高活性粒子對(duì)VOCs分子進(jìn)行氧化和降解，將其轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水等無(wú)毒無(wú)害物質(zhì)。然而該方法存在氧化不夠徹底，能耗較高以及降解產(chǎn)物成分復(fù)雜可能造成二次污染等問(wèn)題。

1.3.11 超重力處理技術(shù)

在我國(guó)工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展中，超重力技術(shù)是處理VOCs的一項(xiàng)重要技術(shù)手段。它利用高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中填料轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生強(qiáng)大的離心力強(qiáng)化氣態(tài)傳質(zhì)，進(jìn)而模擬超重力的環(huán)境。

1.3.12 組合技術(shù)

除了回收利用和銷(xiāo)毀處理，很多企業(yè)或工廠在處理VOCs時(shí)會(huì)采用多種方法結(jié)合的方式，下面我們將結(jié)合具體生產(chǎn)實(shí)例介紹幾種VOCs組合處理方式。

1.3.12.1 活性炭吸附+催化燃燒

活性炭吸附與催化燃燒聯(lián)合是一種很好的治理方法。在處理含VOCs的排放廢氣時(shí)，主要利用活性炭的吸附層實(shí)現(xiàn)合理控制，而活性炭吸附的VOCs則會(huì)濃縮。然后通過(guò)加熱的方式使VOCs脫附并使其催化分解成二氧化碳和水，同時(shí)釋放大量能量，而這些能量又使催化燃燒器中的VOCs燃燒，實(shí)現(xiàn)廢氣的凈化處理。

1.3.12.2 沸石濃縮轉(zhuǎn)輪+熱力焚燒

沸石濃縮轉(zhuǎn)輪與熱力焚燒聯(lián)合治理的方式是利用沸石轉(zhuǎn)輪分段將大風(fēng)量低濃度的廢氣處理為高濃度低風(fēng)量的氣體，再通過(guò)小的焚燒爐進(jìn)行焚燒處理。而低溫狀況下，有機(jī)廢氣則通過(guò)沸石轉(zhuǎn)盤(pán)進(jìn)行吸附處理，一些氣流會(huì)進(jìn)入冷卻區(qū)中，然后進(jìn)入到換熱器中，利用高溫氣體反向脫附有機(jī)物，其濃度為原來(lái)的25倍左右。溫度在700℃～800℃左右，對(duì)其濃縮處理后裂解有機(jī)廢氣，產(chǎn)生二氧化碳和水（表1）。

截至2021年3月，生態(tài)環(huán)境部制定了3項(xiàng)常用末端治理裝置的工程技術(shù)規(guī)范，分別是《吸附法工業(yè)有機(jī)廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范》（HJ 2026-2013）、《催化燃燒法工業(yè)有機(jī)廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范》（HJ 2027-2013）、《蓄熱燃燒法工業(yè)有機(jī)廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范》(HJ 1093-2020)。

1.3.13 方案舉例

安徽皖維高新材料股份有限公司是安徽省最大的化工、化纖、建材、新材料聯(lián)合制造企業(yè)，涉及火力發(fā)電、水泥制造、合成樹(shù)脂制造、化學(xué)纖維制造、塑料薄膜制造等多個(gè)行業(yè)。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中VOCs優(yōu)先在生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)回用；對(duì)于高濃度VOCs的廢氣，采用冷凝回收技術(shù)進(jìn)行回收利用，并輔助蓄熱燃燒技術(shù)，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)高空排放；對(duì)于含中等濃度VOCs的廢氣，采用蓄熱燃燒技術(shù)凈化后達(dá)標(biāo)高空排放；對(duì)于水溶性低濃度VOCs的廢氣，采用水噴淋、堿液噴淋；對(duì)于非水溶性低濃度VOCs的廢氣，采用活性炭吸附技術(shù)凈化后達(dá)標(biāo)高空排放；不能再生的活性炭，按照國(guó)家固體廢物管理相關(guān)規(guī)定處理處置。

皖維公司對(duì)各環(huán)節(jié)產(chǎn)生的無(wú)組織和有組織廢氣“應(yīng)收盡收”“分質(zhì)收集”后集中采用負(fù)壓收集裝置區(qū)預(yù)處理(靜壓箱+除霧器+阻火器)+三箱式RTO蓄熱焚燒爐+事故應(yīng)急(活性炭吸附脫附)+排氣煙囪的處理工藝,對(duì)VOCs廢氣進(jìn)行集中處理，進(jìn)一步提高廢氣處理效率。

蓄熱式熱力燃燒爐（RTO)是在一定溫度(一般≥760℃)作用下將揮發(fā)性有機(jī)物完全氧化成CO和HO，效率可達(dá)99%以上，并利用蓄熱體對(duì)待處理廢氣進(jìn)行換熱升溫，對(duì)凈化后排氣進(jìn)行換熱降溫，大幅減少熱量的損耗，減少燃?xì)庀摹．?dāng)進(jìn)氣VOCs濃度在2 000 mg/m時(shí)，僅依靠廢氣中VOCs燃燒所釋放出來(lái)的熱量，就能維持RTO在設(shè)定溫度下正常進(jìn)行燃燒。所以說(shuō)，RTO具有凈化效率高、運(yùn)行費(fèi)用低的特點(diǎn)。

1.3.14 總結(jié)

目前化工企業(yè)對(duì)于VOCs治理的主要方式是收集后集中處理，低效、簡(jiǎn)單的等離子體、UV光解等處理技術(shù)因?yàn)槌杀鞠鄬?duì)較低，仍在廣泛使用，但選用更環(huán)保的方法才是更合理的。

在前文的治理方法中，我認(rèn)為采用多種技術(shù)聯(lián)合治理是更合理的，這樣既可以發(fā)揮各項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，又可以互相彌補(bǔ)不足，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)VOCs的更好治理。

1.4 精細(xì)管控

企業(yè)編制切實(shí)可行的污染防治方案，明確原輔材料替代、工藝改進(jìn)、無(wú)組織排放管控、廢氣收集、治污設(shè)施

建設(shè)等全過(guò)程減排要求。

表1 常見(jiàn)VOCs控制技術(shù)之優(yōu)缺點(diǎn)比較

1.4.1 工藝改進(jìn)

工藝改進(jìn)就是在原有的生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，從而在投入生產(chǎn)之前就對(duì)VOCs的產(chǎn)生加以控制。改進(jìn)工藝設(shè)備，切實(shí)減少?gòu)U氣產(chǎn)生。推廣使用全自動(dòng)密閉一體化生產(chǎn)技術(shù)，逐步更新淘汰現(xiàn)有設(shè)備與裝置；采用無(wú)泄漏泵等設(shè)備、裝置，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，減少有機(jī)溶劑使用量，降低揮發(fā)性有機(jī)物產(chǎn)生。如，塑料包裝印刷企業(yè)宜采用無(wú)溶劑復(fù)合技術(shù)、共擠出復(fù)合技術(shù)代替干式復(fù)合技術(shù)；金屬包裝等印刷產(chǎn)品應(yīng)盡量減少圖文部分覆蓋比例、印刷色數(shù)等；紙包裝印刷企業(yè)宜采用水性光油、UV光油代替溶劑型光油；新建、改建、擴(kuò)建項(xiàng)目?jī)?yōu)先選擇柔版印刷、水性凹版印刷、UV凹版印刷等污染物產(chǎn)生水平較低的印刷工藝。

1.4.2 VOCs無(wú)組織排放

除了源頭排放控制和收集后集中處理，工廠中還會(huì)發(fā)生VOCs的無(wú)組織排放，無(wú)組織排放包括以下幾個(gè)方面：

（1）工藝無(wú)組織排放；

（2）生產(chǎn)設(shè)備及裝置密封點(diǎn)泄漏；

（3）儲(chǔ)罐呼吸與泄漏的逸散；

（4）原材料裝卸過(guò)程中的逸散；

（5）污水處理過(guò)程中的逸散；

（6）采樣過(guò)程中的排放；

（7）冷卻水系統(tǒng)的釋放；

（8）非正常工況下的排放；

（9）事故發(fā)生時(shí)的排放；

（10）固體物料堆放及裝卸過(guò)程中的釋放。

1.4.3 對(duì)于無(wú)組織排放的治理措施舉例

1.4.3.1 煉化企業(yè)

煉化企業(yè)VOCs治理的困難在于生產(chǎn)流程中各裝置設(shè)備的無(wú)組織排放。煉油企業(yè)的VOCs排放來(lái)源主要包括原料及產(chǎn)品儲(chǔ)罐的呼吸、污水處理系統(tǒng)等開(kāi)放空間逸散、煉油裝置的關(guān)鍵位點(diǎn)泄漏、焦化裝置的切焦與冷焦、產(chǎn)品裝車(chē)及運(yùn)輸過(guò)程中的揮發(fā)、停工檢修時(shí)廢氣的必要排放、少量換熱器滲漏的物料通過(guò)循環(huán)水冷卻塔逸散排放以及放空過(guò)程中排出的工藝尾氣。由于VOCs無(wú)組織排放源頭及排放位置都過(guò)多，所以煉化企業(yè)治理VOCs的無(wú)組織排放難度極大。

中國(guó)石化濟(jì)南分公司某煉化部門(mén)針對(duì)延遲焦化裝置和柴油加氫改質(zhì)裝置的無(wú)組織排放進(jìn)行了治理。該部門(mén)于2006年增上冷焦水罐惡臭治理設(shè)施，采用堿液吸收技術(shù)，對(duì)于硫化氫、苯、甲苯、二甲苯等產(chǎn)生了良好的去除效果。

1.4.3.2 醫(yī)藥化工企業(yè)

醫(yī)藥化工企業(yè)選擇罐裝儲(chǔ)存其生產(chǎn)所需要的原料。因此，為了防止原料中VOCs的揮發(fā)，醫(yī)藥化工企業(yè)在儲(chǔ)罐表面進(jìn)行均勻涂層，就好像在儲(chǔ)罐外涂上一層“防曬霜”，也就讓儲(chǔ)罐在一定程度上避免陽(yáng)光的直射，從而減少“呼吸”引起的原料揮發(fā)。

另外一些醫(yī)藥化工企業(yè)會(huì)選擇地下儲(chǔ)存的方式來(lái)保存原料，那么這些企業(yè)會(huì)為他們的儲(chǔ)存罐配備氮封裝置，這樣在更大程度上減少了VOCs的泄漏和原料的損失。

1.4.3.3 農(nóng)藥行業(yè)

由于農(nóng)藥行業(yè)在當(dāng)前階段對(duì)于源頭控制重視程度不夠，同時(shí)對(duì)于VOCs收集效果也不佳，所以目前農(nóng)藥行業(yè)無(wú)組織VOCs排放情況不容樂(lè)觀。

農(nóng)藥行業(yè)VOCs的無(wú)組織排放主要來(lái)自生產(chǎn)設(shè)備泄漏、物料運(yùn)輸以及廢水處理過(guò)程。針對(duì)這樣的現(xiàn)狀，農(nóng)藥企業(yè)加強(qiáng)了對(duì)于設(shè)備密封件的選擇與維護(hù)；同時(shí)在物料運(yùn)輸過(guò)程中盡可能降低物料儲(chǔ)存溫度，通過(guò)改變相態(tài)的方式減少揮發(fā)；而在廢水及廢氣的處理階段，農(nóng)藥企業(yè)選擇負(fù)壓密閉的方法，盡可能減少VOCs的逸散。這些方法目前均取得了一定的效果。

1.4.3.4 氯堿行業(yè)

氯堿行業(yè)中無(wú)組織排放的VOCs主要是氯乙烯和二氯甲烷。天辰化工有限公司為了減少VOCs的無(wú)組織排放，對(duì)界區(qū)閥門(mén)、法蘭等易發(fā)生泄漏的設(shè)備與管線組件加強(qiáng)巡檢，同時(shí)定期對(duì)設(shè)備、管線進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)修復(fù)，防止或減少“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象的發(fā)生。而對(duì)于廢水收集和處理過(guò)程中產(chǎn)生的VOCs廢氣，天辰化工有限公司選擇增加廠房設(shè)施，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)廠房?jī)?nèi)VOCs進(jìn)行集中收集的目標(biāo)。

1.4.4 總結(jié)

VOCs無(wú)組織排放是任何相關(guān)企業(yè)不可能避免的問(wèn)題，但是各企業(yè)可以結(jié)合自身特點(diǎn)和發(fā)展需要進(jìn)行治理。從目前已有的例子可以看出，只要各企業(yè)有治理的意愿，都可以達(dá)到比較好的治理效果。同時(shí)，對(duì)于VOCs無(wú)組織排放的治理除了能夠減少污染，還能在一定程度上降低原料成本，更好地體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性，也能使企業(yè)獲得更多的利潤(rùn)。所以各企業(yè)對(duì)于VOCs無(wú)組織排放的治理是很必要的。

2 總結(jié)與展望

化工企業(yè)VOCs污染防治的技術(shù)體系包括源頭替代、過(guò)程控制、末端治理、精細(xì)管控四部分。要求企業(yè)或工廠在生產(chǎn)工藝、原料等方面加以研究，同時(shí)要注意清潔生產(chǎn)。而在收集后集中處理方法的選擇上，不同處理技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及適用性各不相同，應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同VOCs物理和化學(xué)性質(zhì)的實(shí)際情況選擇不同的回收、處理方法或者選擇多種方法相結(jié)合的方式來(lái)處理。本文中介紹的VOCs治理方法都是比較成熟且已經(jīng)用于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際中的，對(duì)于目前各類(lèi)企業(yè)和工廠排放的VOCs都有較好的治理效果，但是大多數(shù)的治理方法還存在成本較高或者可能產(chǎn)生二次污染的問(wèn)題。盡管可以采用多種治理方法聯(lián)合治理的方式，但是治理方法的更新還是很必要的，畢竟好的方法能夠事半功倍。希望更多優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)室治理VOCs方法可以被應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中，這不僅會(huì)推動(dòng)各行業(yè)發(fā)展，還可以保護(hù)環(huán)境，為社會(huì)做出更大貢獻(xiàn)。