揮發性有機廢氣治理方式的思考與分析

劉 鑫（上海建科環境技術有限公司， 上海 200032）

近年來，隨著國家對環境空氣中 PM2.5污染的重視，作為 PM2.5重要來源之一的 VOCs（揮發性有機物）愈發引起環境管理部門重視。國家多部門和各地出臺多項措施，要求工業企業對產生的有機廢氣進行治理。在工業生產活動中揮發性有機物產生環節多樣、成分復雜、產生源強不一，同時面對日益嚴格的排放標準和減排要求，對 VOCs 凈化設施要求實現穩定高效的運行。本次研究結合對上海市某區排放量較大的 62 家典型企業進行研究，分析其有機廢氣治理措施工藝選擇和存在問題。

根據上海市某區 2015 年排污申報數據，梳理出 62 家涉及揮發性有機物排放的典型企業。其中，涉及表面涂裝企業最多，為 29 家，其次分別為印刷企業 10 家、石化企業 6家、制藥企業 4 家、香精香料生產企業 4 家、集裝箱清洗企業 3 家、橡膠及塑料制品企業 2 家、電子產品企業 2 家、印染 1 家、釀酒 1 家。

1 不同行業揮發性有機廢氣末端治理技術

基于對 62 家典型企業的調研發現，對于 VOCs 濃度較高的表面涂裝工藝、橡膠制品主要采用“活性炭吸附+催化氧化”等具有再生裝置的末端凈化技術，而對于印刷、香精香料、電子產品清洗等 VOCs 濃度較低行業主要采用單純活性炭吸附或結合光催化等裝置，詳見表 1。

表 1 上海市某區不同行業揮發性有機物末端治理技術情況

對 62 家典型企業所采取的 VOCs 末端治理技術進行分析，主要涉及吸附、燃燒、冷凝、光催化氧化、等離子氧化等治理技術，詳見圖 1。結合本次調查 62 家典型企業實際情況，將調查的 VOCs 末端治理技術分為無再生措施的活性炭吸附、可再生活性炭吸附、燃燒（沸石轉輪+RTO、RTO、TO）和其他（洗滌、UV、低溫等離子）。62 家典型企業主要通過無再生措施的活性炭吸附去除揮發性有機物。

圖 1 典型企業所使用 VOCs 末端治理技術

2 各類揮發性有機物末端治理技術分析

（1）無再生措施的活性炭吸附。根據本次調研結果，可知，多數企業（32 家）采用了無再生措施的活性炭吸附措施，這類治理措施主要依靠活性炭吸附去除 VOCs。這類末端治理技術除了活性炭吸附裝置外，多數處理系統會在安裝活性炭吸附裝置之前，增加 UV 光催化氧化、洗滌塔、低溫等離子等處理裝置。從去除效果來看， “UV/低溫等離子+活性炭過濾”工藝對 VOCs 的去除主要依靠活性炭吸附，而該類型工藝中，活性炭一般不可原地脫附再生。在噴漆等 VOCs 進口濃度較高的工藝中，VOCs 產生量較多，需要較為頻繁更換活性炭，一旦更換不及時，極易出現超標和去除效率低下的情況。在印刷等 VOCs 進口濃度較低的工藝中，雖可做到達標排放，但末端治理裝置去除效率很低，甚至出現倒掛的情況。

（2）可再生活性炭吸附。在 62 家典型企業中，有 19家采用了可再生活性炭吸附的末端治理技術，主要再生方式有催化氧化和蒸汽冷凝回收 2 類。其中，采用催化氧化再生方式的有 16 家，采用冷凝回收方式的有 4 家，同時有些企業既有“活性炭吸附+催化氧化”設施又有“活性炭吸附+蒸汽冷凝回收”設施。多數“活性炭吸附+催化氧化”設施處理效果較好，但部分企業因設計選型原因，仍出現超標、效率低的情況。根據對某公司“活性炭吸附+蒸汽冷凝回收”設施的監測結果發現，處理效果較好，但蒸汽脫附冷凝后的液體進入廢水處理站，而廢水處理站目前缺少密閉收集效果較差。

（3）燃燒。在 62 家典型企業中，有 2 家企業采用了RTO 末端治理設施，3 家企業采用了“沸石轉輪+RTO”的治理措施，1 家企業采用直接燃燒（TO）治理措施。從現有監測結果來看，采用燃燒方式去除 VOCs 效果普遍較好，普遍可達到 80% 以上，多數可達 90% 以上。

（4）其他。在 62 家典型企業中，有部分企業的 VOCs末端治理設施僅采用洗滌、光催化氧化（UV）或低溫等離子技術。其中，2 家制藥企業因廢氣中主要為乙醇，采用水吸收后進入廢水處理系統。某電子產品企業廢氣中主要為擦拭用丙酮，采用水洗滌塔處理，根據實測結果，非甲烷總烴處理效率為 66.7%，而丙酮去除效率僅為 11.9%。

目前調查企業中，僅有 1 家企業采用“低溫等離子+光催化氧化（UV）”技術處理油性漆表面涂裝廢氣。根據監測結果其 2 套處理裝置 1 套出現數據倒掛，1 套效率僅為17.8%，且均出現超標排放。

3 思考與建議

（1）無再生措施的活性炭吸附裝置適用于 VOCs 產生量較小的工藝環節，但應重點關注活性炭裝填量和更換情況。企業可在日常巡檢中通過便攜式檢測設備對處理裝置進出口進行檢測，初步判定處理效果，發現異常及時更換活性炭。含顆粒物或含水率較高的廢氣應先經過預處理后方可進入活性炭吸附裝置。如前道設置洗滌塔，應檢查進入活性炭吸附裝置前是否有除水霧裝置。

（2）可再生活性炭吸附裝置建議采用氮氣或蒸汽脫附。采用空氣脫附時，脫附溫度較低，脫附不徹底，且容易發生火災。企業應建立設備運行維護和監控檔案。記錄活性炭更換頻率和數量，脫附時間、脫附溫度，催化劑更換時間等工藝參數，更換的廢活性炭、廢催化劑屬于危險廢物，應納入企業危險廢物管理程序。

（3）采用燃燒的方式處理揮發性有機物效果較好，但對于低濃度有機廢氣處理過程需要額外燃料，使用成本較高。同時企業應建立設備運行維護和監控檔案。記錄運行時間、運行溫度以及維護保養情況。

（4）不建議將水洗滌塔、低溫等離子、光催化氧化（UV）技術作為 VOCs 去除的主要工藝，對于高濃度有機廢氣慎用低溫等離子技術。水洗滌塔內洗滌液應定期更換，廢水一般不能滿足納管標準要求，需要單獨處理。光催化氧化（UV）燈管一般 8 個月更換一次，廢棄燈管屬于危險廢物，應納入企業危險廢物管理系統。低溫等離子設備在運行過程中易將廢氣中 VOCs 引燃發生燃爆事故。

4 結 語

根據對上海市某區揮發性有機物排放情況梳理，重點調查 62 家典型企業，對于 VOCs 產生濃度較高工藝采用具有再生裝置的末端凈化技術，并應注意再生過程的風險防控和運行臺賬記錄。對 VOCs 濃度較低工序可采用無再生措施的活性炭吸附技術，但應做好巡查維護，防止吸附飽和。水洗滌塔、低溫等離子、光催化氧化（UV）技術處理效率較低，不建議將其作為 VOCs 去除的主要工藝。