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摘要:挥发性有机物(VOCs)是威胁大气环境的重要元凶。我国近年来针对VOCs的治理颁布和修订了多项法律法规,如何在法律法规的指导下做好VOCs治理工作是环境部门及从业人员关注和研究的重要议题。本文就这一议题进行了探讨,文章首先对VOCs的危害性进行了阐述,然后论述了VOCs治理技术,并展望了未来发展趋势,供相关人士参考。
关键词:VOCs;危害性;治理;发展
分类号:X701
一、引言
近年来,环保政策日益收紧,对污染物的排放和治理工作也进入到快速发展阶段。挥发性有机物VOCs指的是在常温下饱和蒸气压超过70pa,常压下沸点在260℃以下的有机化合物,通常包括非甲烷碳氢化合物、卤代烃、含氧、含氮或含硫的有机化合物。VOCs是对环境危害很大的一类物质,但是在实际环保监管中仍旧发现存在违法违规行为,加强VOCs防控和治理工作依然任重道远。
二、挥发性有机物 VOCs 产生来源及危害
结合国家大气污染防治法律法规,在对VOCs进行监管的过程中发现有以下来源。①使用高VOCs含量物料(包括含VOCs原辅材料、含VOCs产品、含VOCs废料以及有机聚合物材料等);②容器或包装不密封发生VOCs泄漏:如滨州市xx公司甲苯储罐灌顶两个放空口存在泄漏,FID检测到的VOCs浓度分别为5322ppm、810ppm。③在物料转移和输送过程中发生VOCs泄漏:如新乡市xx化工有限公司原料罐输送管道有泄漏点,企业采用塑料盘接泄漏物,PID检测结果高,有挥发性气体逸出;潍坊xx化学有限公司,检查中发现该企业物料敞开式装载,物料混合筒与集气罩距离较远,收集风速几乎为零,厂房内溶剂回收池未封闭,循环水敞开输送及储存,现场异味严重。④设备与管线组件发生VOCs泄漏:如淄博市xx化工有限公司原料产品罐区、反应塔和车间房顶大量管线连接点未开展LDAR项目检测。⑤工艺过程中存在VOCs无组织排放:如芜湖市xx塑料印制包装公司喷墨、熔断车间未安装收集处理设施,检测后判定物料VOCs质量占比超过10%,企业一直未落实VOCs废气收集和排放措施;宿迁市xx家纺有限公司在生产低碳时采用的染料中检测到含有72.9%的VOCs,企业生产工艺中没有对废气进行收集和治理的措施。⑥工艺过程中虽然存在VOCs有组织排放,但是效果不达标:如滨州市xx医药科技有限公司有机废气集中收集通过纳米微气泡工艺进行处理,该工艺VOCs去除效率很低,仅起到水洗的效果。采用FID对排气筒进行检测发现VOCs浓度为874mg/m3,严重超标;天津市xx塑料制品有限公司吹塑环节配套的治污设施仅打开风机,UV光解设施没有开启,车间内废气收集管道未连接,治理设施形同虚设。
由于VOCs并不是单一的污染物,而是多种污染物的集合,因此其危害性也有复杂性。如VOCs中的氮氧化物对人、植物、动物的生长状况造成不利影响,对人呼吸道产生刺激性,导致皮肤过敏,影响动植物繁殖;VOCs中的臭氧能够引发光化學烟雾;VOCs与气溶胶相遇会形成颗粒状物质,长期停留在大气环境中,延长污染危害。
三、挥发性有机物 VOCs 治理技术
目前,国内关于VOCs治理主要包括单一末端治理技术和组合末端治理技术两大类。前一类主要是通过回收或者是销毁的方式来达到治理的目标。如采用选择性的吸附剂进行吸附,采用一定孔隙的渗透膜进行分离等。回收的工艺条件包括温度、压力等,通过对这些条件进行优化来实现较好的治理效果。销毁技术具体包括光催化技术、燃烧技术、生物降解技术、等离子体技术。这类技术的原理是采用一些催化剂或者利用生物降解的过程来对VOCs中的污染物进行分解、转化,最终形成水或二氧化碳。
组合末端治理技术是目前业内研究和应用更多的一类。如将吸附技术、催化技术和燃烧技术结合起来,采用活性炭作为吸附剂先对VOCs进行吸附,初步净化后进行催化燃烧,得到水和二氧化碳。吸附剂饱和后经过脱附再生,可重复利用。该技术对工艺的条件较为严格,但是治理效果好,不仅可以到的较理想的处理效率,而且没有二次污染。如将冷凝技术、催化技术和燃烧技术结合起来,先对VOCs进行冷凝处理,然后对没有冷凝的废气进行催化燃烧处理。冷凝后的VOCs凝结成液滴在冷凝器中沉降,集中处理。该技术催化燃烧的负荷低,因此安全稳定性更高,其不足之处在热量交换的过程中会存在热能损失,因此提高了成本。如吸附技术和冷凝技术结合起来,先对VOCs进行冷凝处理,然后没有冷凝的废气进行吸附处理。该技术对吸附剂和冷凝剂的筛选技术要求高,吸附剂和冷凝剂的效率在很大程度上决定着治理效果和治理成本。如将吸附技术和光催化技术结合起来,先对VOCs进行吸附,使其浓缩,然后用紫外光对VOCs进行光催化降解,提高降解效率。该技术占地面积少,反应条件温和,能耗低,但是治理效果不稳定,主要受到催化剂活性以及气体流动的影响。
四、挥发性有机物 VOCs 治理技术发展趋势
今后,VOCs治理技术研究的重点集中在①催化剂综合性能的提升,通过寻找新型催化剂,延长催化剂的使用寿命,实现更好地催化燃烧效果或光催化效果;②根据企业的实际生产工艺状况,对工艺设备进行技术改造,使工艺设备的布局更紧凑,设备设施占地面积更小,提高空间使用率;③对组合技术的反应机理进行深入研究,对组合技术的应用条件的进一步优化,提高技术投入的科学性,节约成本,提高工艺技术的应用效率;④在保证挥发性有机物VOCs治理效果的基础上,探索经济成本更低,安全性更高的技术路径。
五、结语
我国经济发展的过程中,VOCs排放治理技术在生态环保中发挥出重要的作用。只有环境机构、监管部门、科研单位、企业等社会各界齐心协力,才能更好地实现VOCs治理目标,实现社会经济和生态环境可持续发展。
参考文献
[1]张栖.挥发性有机物(VOCs)治理技术研究进展及探讨[J].北方环境,2019(031),007:92.
[2]武宁.杨忠凯.李玉.李涛.任保增.挥发性有机物治理技术研究进展[J].现代化工,2020,40(02):17.
[3]刘春晖.高举成.浅析挥发性有机物(VOCs)的危害治理[J].汽车实用技术,2020,44(15):183.
(博罗县环境科学研究所,广东 惠州 516100)
关键词:VOCs;危害性;治理;发展
分类号:X701
一、引言
近年来,环保政策日益收紧,对污染物的排放和治理工作也进入到快速发展阶段。挥发性有机物VOCs指的是在常温下饱和蒸气压超过70pa,常压下沸点在260℃以下的有机化合物,通常包括非甲烷碳氢化合物、卤代烃、含氧、含氮或含硫的有机化合物。VOCs是对环境危害很大的一类物质,但是在实际环保监管中仍旧发现存在违法违规行为,加强VOCs防控和治理工作依然任重道远。
二、挥发性有机物 VOCs 产生来源及危害
结合国家大气污染防治法律法规,在对VOCs进行监管的过程中发现有以下来源。①使用高VOCs含量物料(包括含VOCs原辅材料、含VOCs产品、含VOCs废料以及有机聚合物材料等);②容器或包装不密封发生VOCs泄漏:如滨州市xx公司甲苯储罐灌顶两个放空口存在泄漏,FID检测到的VOCs浓度分别为5322ppm、810ppm。③在物料转移和输送过程中发生VOCs泄漏:如新乡市xx化工有限公司原料罐输送管道有泄漏点,企业采用塑料盘接泄漏物,PID检测结果高,有挥发性气体逸出;潍坊xx化学有限公司,检查中发现该企业物料敞开式装载,物料混合筒与集气罩距离较远,收集风速几乎为零,厂房内溶剂回收池未封闭,循环水敞开输送及储存,现场异味严重。④设备与管线组件发生VOCs泄漏:如淄博市xx化工有限公司原料产品罐区、反应塔和车间房顶大量管线连接点未开展LDAR项目检测。⑤工艺过程中存在VOCs无组织排放:如芜湖市xx塑料印制包装公司喷墨、熔断车间未安装收集处理设施,检测后判定物料VOCs质量占比超过10%,企业一直未落实VOCs废气收集和排放措施;宿迁市xx家纺有限公司在生产低碳时采用的染料中检测到含有72.9%的VOCs,企业生产工艺中没有对废气进行收集和治理的措施。⑥工艺过程中虽然存在VOCs有组织排放,但是效果不达标:如滨州市xx医药科技有限公司有机废气集中收集通过纳米微气泡工艺进行处理,该工艺VOCs去除效率很低,仅起到水洗的效果。采用FID对排气筒进行检测发现VOCs浓度为874mg/m3,严重超标;天津市xx塑料制品有限公司吹塑环节配套的治污设施仅打开风机,UV光解设施没有开启,车间内废气收集管道未连接,治理设施形同虚设。
由于VOCs并不是单一的污染物,而是多种污染物的集合,因此其危害性也有复杂性。如VOCs中的氮氧化物对人、植物、动物的生长状况造成不利影响,对人呼吸道产生刺激性,导致皮肤过敏,影响动植物繁殖;VOCs中的臭氧能够引发光化學烟雾;VOCs与气溶胶相遇会形成颗粒状物质,长期停留在大气环境中,延长污染危害。
三、挥发性有机物 VOCs 治理技术
目前,国内关于VOCs治理主要包括单一末端治理技术和组合末端治理技术两大类。前一类主要是通过回收或者是销毁的方式来达到治理的目标。如采用选择性的吸附剂进行吸附,采用一定孔隙的渗透膜进行分离等。回收的工艺条件包括温度、压力等,通过对这些条件进行优化来实现较好的治理效果。销毁技术具体包括光催化技术、燃烧技术、生物降解技术、等离子体技术。这类技术的原理是采用一些催化剂或者利用生物降解的过程来对VOCs中的污染物进行分解、转化,最终形成水或二氧化碳。
组合末端治理技术是目前业内研究和应用更多的一类。如将吸附技术、催化技术和燃烧技术结合起来,采用活性炭作为吸附剂先对VOCs进行吸附,初步净化后进行催化燃烧,得到水和二氧化碳。吸附剂饱和后经过脱附再生,可重复利用。该技术对工艺的条件较为严格,但是治理效果好,不仅可以到的较理想的处理效率,而且没有二次污染。如将冷凝技术、催化技术和燃烧技术结合起来,先对VOCs进行冷凝处理,然后对没有冷凝的废气进行催化燃烧处理。冷凝后的VOCs凝结成液滴在冷凝器中沉降,集中处理。该技术催化燃烧的负荷低,因此安全稳定性更高,其不足之处在热量交换的过程中会存在热能损失,因此提高了成本。如吸附技术和冷凝技术结合起来,先对VOCs进行冷凝处理,然后没有冷凝的废气进行吸附处理。该技术对吸附剂和冷凝剂的筛选技术要求高,吸附剂和冷凝剂的效率在很大程度上决定着治理效果和治理成本。如将吸附技术和光催化技术结合起来,先对VOCs进行吸附,使其浓缩,然后用紫外光对VOCs进行光催化降解,提高降解效率。该技术占地面积少,反应条件温和,能耗低,但是治理效果不稳定,主要受到催化剂活性以及气体流动的影响。
四、挥发性有机物 VOCs 治理技术发展趋势
今后,VOCs治理技术研究的重点集中在①催化剂综合性能的提升,通过寻找新型催化剂,延长催化剂的使用寿命,实现更好地催化燃烧效果或光催化效果;②根据企业的实际生产工艺状况,对工艺设备进行技术改造,使工艺设备的布局更紧凑,设备设施占地面积更小,提高空间使用率;③对组合技术的反应机理进行深入研究,对组合技术的应用条件的进一步优化,提高技术投入的科学性,节约成本,提高工艺技术的应用效率;④在保证挥发性有机物VOCs治理效果的基础上,探索经济成本更低,安全性更高的技术路径。
五、结语
我国经济发展的过程中,VOCs排放治理技术在生态环保中发挥出重要的作用。只有环境机构、监管部门、科研单位、企业等社会各界齐心协力,才能更好地实现VOCs治理目标,实现社会经济和生态环境可持续发展。
参考文献
[1]张栖.挥发性有机物(VOCs)治理技术研究进展及探讨[J].北方环境,2019(031),007:92.
[2]武宁.杨忠凯.李玉.李涛.任保增.挥发性有机物治理技术研究进展[J].现代化工,2020,40(02):17.
[3]刘春晖.高举成.浅析挥发性有机物(VOCs)的危害治理[J].汽车实用技术,2020,44(15):183.
(博罗县环境科学研究所,广东 惠州 516100)