揮發性有機物（VOCs）污染空氣的防治技術分析

吳國平 王偉州

摘要：揮發性有機物是一種有機污染物，是造成大氣污染的復合物質之一，同時對人體健康也會造成一定的危害。隨著我國經濟的發展，揮發性有機物排放量不斷增加，引發的霧霾以及光化學煙霧等污染事件也日益嚴重。本文主要闡述了揮發性有機物的概念、分類以及污染來源，并對揮發性有機物的治理技術進行了詳細闡述。結果表明，選用組合技術對于揮發性有機物進行治理能夠實現達標排放，并且降低污染治理費用的目的，具有較好的治理效果。

關鍵詞：揮發性有機物；空氣污染；防治技術

中圖分類號：X51 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2018）03-0046-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.03.027

Abstract： Volatile organic compounds （VOCs） are an organic pollutant and one of the complex substances that cause air pollution. At the same time， they can also cause some harm to human health. With the development of economy， the emission of volatile organic compounds is on the increase. The pollution incidents such as smog and photochemical smog are more and more serious. This paper mainly expounds the concept， classification and source of the volatile organic compounds， elaborates on the technologies for the management of volatile organic compounds， and selects combinatorial technology for the purpose of emission-standard treatment of volatile organic compounds and reduces the pollution treatment costs， with Better governance effect.

Key words： Volatile organic compounds； Air pollution； Prevention and control technology

揮發性有機物是一種有機污染物的總稱，對于人體健康有多方面的危害性，具體表現在以下幾個方面：大部分的揮發性有機物均具有刺激性氣味，這種氣體對人體有致癌以及基因突變的作用；如果揮發性有機物濃度過高，人會出現眩暈和惡心等情況，重者會危及生命安全；有些揮發性有機物還會引起火災。由此可見揮發性有機物對人體和整個生態環境危害巨大，必須進行科學的防治[1]。

1 揮發性有機物的來源

（1）大氣污染的來源。大氣中揮發性有機物污染的來源主要包括室內和室外兩個方面，室外的揮發性有機物主要來源于在工業當中生產（比如在化工冶煉以及表面涂裝和電子產業中）、化學燃料的燃燒以及交通工具產生的尾氣等；室內污染來源主要來自于煤和天然氣的燃燒產物以及建筑材料的揮發性物質等等[2]。（2）水體污染的來源。水體中的揮發性有機物目前已經達到上千種，其中對于人體有害的大概有兩百多種。水體中可揮發性有機物的來源主要是企業排放的工業廢水和廢氣，水中的藻類代謝物經過消毒之后也會產生部分揮發性有機物。

2 揮發性有機物對于環境的危害

揮發性有機物中的碳氫化合物與氮氧化合物在紫外線的作用下能夠合成臭氧，這種臭氧可以導致光化學煙霧危害的發生，光化學煙霧嚴重危害人類的身體健康和動植物的生長。揮發性有機物參與大氣中二次氣溶膠的形成，附著在這種膠體的周圍，能夠較長的保存的大氣之處，而且對于光的散射能力較強，在一定程度上影響了大氣的能見度。在我國城市上空當中形成的霧霾以及酸雨等氣體污染，很大程度上是由于揮發性有機物導致的。揮發性有機物的刺激性氣味會使人體感到不適，能夠刺激人體的呼吸道和眼睛，使皮膚產生過敏，具有致癌作用，特別是揮發性有機物中的苯和甲醛，對人體會造成很大的危害[3]。

3 揮發性有機物的防治措施

3.1 揮發性有機物的回收技術

對于濃度較高，而且具有回收價值的揮發性有機物，我們可以采用回收的技術進行循環利用，經常使用的回收技術，包括吸附、冷凝、膜分離等。（1）液體吸收技術。這種技術能夠使得揮發性有機物從氣象轉移到液相，然后再對吸附的揮發性有機物進行回收處理。這種回收循環利用的技術可以消除氣體中的污染物，得到一些能夠循環利用的物質。這種技術的優點是投資費用較少，施工工藝比較簡單，價格相對合理，適用的范圍是揮發性有機物數量較大、濃度較高以及溫度較低的情況，這種方法的缺陷是設備容易受到氣體的腐蝕，存在二次污染的可能性。（2）吸附回收的技術。吸附回收技術是利用多孔吸附劑來處理揮發性有機物，使得揮發性有機物的成分濃縮于固體的表面，用以達到分離目的。這種處理技術應用極為廣泛，主要適用于濃度較低，通量較高的有機廢氣的治理。這種技術的優點是去除率比較高，沒有二次污染，氣體去除比較徹底，而且能夠自動控制；缺點是由于吸附劑吸附的量有限，因此不能夠處理濃度較高的揮發性有機物，如果揮發性有機物中含有膠質雜質，那么吸附劑就很容易失去效果。（3）冷凝回收技術。冷凝回收技術就是通過降低揮發性有機物的溫度，來使得其轉化為其他形態，用于回收有機污染物。這種技術的優點是可以適用于沸點較高，濃度較高的揮發性氣體回收利用，通常可以作為以上兩種回收技術的輔助手段，缺點是由于需要低溫導致能量消耗很大，操作費用較高。（4）膜分離技術回收。膜分離技術是利用揮發性有機物與其他物質穿透人工膜的性質各異的原理設計出來的一種方法。最早是用于汽油產品的回收，分離汽油回收氣體中的甲烷乙烷等物質。這種方法適用于高濃度揮發性有機物氣體的回收，并且沒有二次污染，缺點是回收成本較高，膜分離技術價格較為昂貴。

3.2 揮發性有機物的銷毀技術

（1）利用催化器進行燃燒。這種技術是在低溫之下在揮發性有機物中參入催化劑，徹底進行氧化分解，能得到純凈氣體的方法。催化劑的燃燒技術適用于可燃或者高溫的揮發性氣體的治理。具有的優點是安全系數比較高，且能量消耗較低，工藝操作比較簡單。但是缺點是不允許氣體中有影響催化劑效果的雜質存在，必須要對于廢氣進行提前處理，如果在燃燒過程中，廢氣含有大量的硫化物，則不適用于催化器燃燒技術。（2）高溫焚燒技術。高溫焚燒技術主要是用于組成成分較為復雜的揮發性有機氣體。目前有三種高溫焚燒技術，一種是進行直接焚燒的焚燒爐，第二種對流轉換式焚燒爐，第三種是蓄熱式焚燒爐。高溫焚燒技術主要用于制漆工業以及制藥工業的廢氣處理[4]。（3）生物氧化技術。利用生物氧化技術處理揮發性有機物，主要是利用微生物的新陳代謝過程，對于有機揮發物進行自然的分解和利用，最終變成對于環境無害的二氧化碳和水。這種技術只能夠降解某些特定的揮發性有機物，一些生物菌對于周圍環境條件要求較高，普遍適應性不高。（4）光催化技術。光催化技術是目前最具有前景的治理污染的新技術，其對于揮發性有機物的降解可達到九成以上。這種技術的原理是在特定的光波長照射下，催化技術將揮發性有機物的表面進行氧化還原，最終生成對環境無害的二氧化碳和水等小分子物質。光化學的催化的穩定性比較高，而且來源廣泛，對于很多毒性較強的有機物均具有催化作用，整個處理過程操作也較為簡單。

3.3 組合技術處理揮發性有機物

揮發性有機物成分比較復雜，大多數行業中的揮發性有機物排放都采取混合物形式，因此采用單一的技術往往達不到實際的效果，在這種情況下我們可以采用組合方式處理廢氣，這樣不但能夠降低處理費用，能夠取得更好的治療效果。（1）吸附濃縮-催化燃燒技術。這種技術采用的原理是以蜂窩活性炭作為吸附劑，當蜂窩活性炭吸附飽和之后，其濃縮的有機物在送往催化劑進行催化燃燒，分解成沒有污染的二氧化碳和水，達到廢熱利用以及污染治理的目的。這種技術的優點是凈化效率較高、投資成本較低，在啟動之后，無需再進行加熱，產生的熱廢氣又使得活性炭再生，達到了循環利用的目的。（2）吸附濃縮-蓄熱燃燒技術。這種技術是利用陶瓷蓄熱體將尾氣的熱量直接蓄積在其中，然后高溫區的氣體可以直接加熱需要處理的廢氣，這種技術的熱轉換效率在70%以上。吸附濃縮-蓄熱燃燒技術可以擴展催化燃燒和粉高溫焚燒技術的應用范圍，并且逐步取代了傳統的催化燃燒技術。

4 結束語

目前國家將大氣污染防治規劃擴展到揮發性有機物，提出全面治理揮發性有機物等聯合工作措施。鼓勵企業多采用清潔生產技術和廢氣處理工藝，用以減少揮發性有機物的排放。由于現在揮發性有機物氣體多數為混合排放，因此采用單一處理技術，很難達到良好的治理效果，需要采用多種技術進行綜合治理，進而實現污染物達標排放的目的，起到了比較好的凈化治理效果。

參考文獻

[1]張卿川，夏邦壽，楊正寧等.國內外對揮發性有機物定義與表征的問題研究[J].污染防治技術，2014，27（5）：3.

[2]楚波，曹喜萍.揮發性有機物（VOCs）污染空氣的防治技術分析[J].資源節約與環保，2016，（08）：122.

[3]孫浩程，趙朝成，陳亞男等催化燃燒法處理揮發性有機物的研究進展[J].現代化工，2015，3（56）：57.

[4]金偉力.揮發性有機物（VOCs）污染空氣防治技術[A].中國環境科學學會、北京科技大學.2013北京國際環境技術研討會論文集[C].中國環境科學學會、北京科技大學，2013：7.

收稿日期：2018-01-26

作者簡介：吳國平（1987-），男，本科，助理工程師，研究方向為大氣防治污染。