淺談揮發性有機物（VOCs）污染控制技術

劉春暉

摘 要：文章介紹VOCs的危害，并對VOCs污染控制技術中的回收技術進行較為詳細介紹，以便于對揮發性有機物（VOCs）的治理方法上進行借鑒，對治理與綜合利用進行了簡要論述。

關鍵詞：揮發性有機物;危害;回收技術;治理

中圖分類號：U473.9 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）20-244-03

Abstract： This paper introduces the harm of VOCs and the recycling technology in VOCs Pollution Control Technology， so as to draw lessons from the treatment methods of VOCs， and briefly discusses the treatment and comprehensive utilization.

Keywords： Volatile organic compounds; Hazard; Recovery technology; Treatment

CLC NO.： U473.9 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）20-244-03

前言

VOCs（volatile organic compounds）即揮發性有機物，是一類化學質的統稱。在常溫壓下通具有高蒸汽。我國現行國家標準中VOCs是指20℃條件下蒸汽壓力≥0.01kPa，或在特定適用條件下具有揮發性的全部揮發性物質，或在特定適用條件下具有揮發性的全部有機化合物的統稱。VOCs組成比較復雜，包括烷烴、芳香烴類、烯烴類、鹵烴類、酯類、醛類、酮類和其它化合物等8類。1989年，世界衛生組織（WHO）對揮發性有機化合物（VOCs）的定義是常溫下飽和蒸氣壓大于70Pa，常壓下沸點在50～260℃以內，極容易揮發的有機化合物。

1 VOCs的危害

VOCs是大氣污染物的主要組成之一，在光照作用下發生光化學反應，導致光化學煙霧，同時影響人體健康。

VOCs典型治理技術包括回收技術、銷毀技術以及組合技術，回收技術即包括采用物理方法，包括吸收法、冷凝法、吸咐法和膜分離法等;銷毀技術即包括熱力焚燒法、催化燃燒法、生物降解法、光催化降解法和等離子體技術等;組合技術即包括吸附濃縮-催化燃燒技術、沸石轉輪吸附濃縮-催化燃燒技術、濾筒除塵+蓄熱催化燃燒以及吸附+高級氧化等。銷毀技術中的熱力焚燒法、催化燃燒法以及生物降解法屬于傳統技術;光催化降解法和等離子體技術屬于新型技術。

2 VOCs對人體的毒害作用

（1）VOCs對呼吸系統的毒害。嗅覺、呼吸道、肺部，幾乎全部VOCs;主要是惡臭類，有機硫化物，含氯有機化合物，含氮有機化合物等。

（2）對皮膚眼睛的毒害。主要在刺激性方面，其中醛類最為突出;主要是有機硫化物，含氯有機化合物，含氮有機化合物等。

（3）對血液、神經系統、肝腎臟的毒害。會造成白血病，肝、腎功能衰竭，主要是殺蟲劑、除草劑、醛類，烯，烷烴，苯系物，含氯有機化合物，有機鹵化物等。

（4）“三致”作用。即致癌、致畸、致突變，其中苯系物最為突出，烯，含氯有機化合物，含氮有機化合物等。

3 常用VOCs治理技術

常用VOCs治理技術包括VOCs污染源頭控制技術以及VOCs污染末端治理技術。

（1）VOCs污染源頭控制技術主要包括

① 清潔生產。注重生產全過程的物料回收，充分實現再回收、再利用，防止和減少污染的產生;

② 原料替代。生產過程中采用低VOCs含量的原料，如包裝印刷過程中使用低VOCs溶劑、汽車涂裝過程使用低VOCs涂料等;

③ 工藝改進。采用先進的工藝技術，減少VOCs排放量，如汽車涂裝過程中用3C1B工藝代替傳統的3C2B工藝。

（2）VOCs污染末端治理技術的情況見圖1。

4 重點行業排放特征及治理技術

（1）工業VOCs排放四大環節

① 生產過程環節中的典型行業：石化行業，有機化學原料生產企業（包含溶劑），化學原料藥行業。

② 儲運過程環節中的典型行業：倉儲、物流環節，主要是產品存儲、轉運、配送過程。

③ 使用過程環節中的典型行業：油漆與建筑涂料行業，高分子合成行業，食品行業，日常用品行業（肥皂，洗滌劑），農用化學品行業，輪胎制造行業。

④ 排放過程環節中的典型行業：油漆與建筑涂料行業，電線電纜行業、 電子行業、印刷行業，紡織行業，造紙行業，鋼鐵冶煉行業，半導體行業。

（2）VOCs的可行性控制技術

① 源頭控制：將無組織排放的廢氣有組織化，進行密閉式加料和密閉式生產。

② 回收：對高濃度的有機廢氣進行冷凍或冷凝處理，回收利用。

③ 未端治理：對于低濃度的有機廢氣，采用吸附催化燃燒或者蓄熱催化燃燒銷毀。

5 治理與綜合利用

（1）鼓勵各相關廠家進行VOCs的回收利用，并優先鼓勵VOCs在各級單位生產系統內回收利用。

（2）應根據VOCs廢氣的進行處理產生量、污染物有害的組分和物理性質、蒸發溫度、飽和壓力等因素進行綜合分析后選擇廢氣治理工藝路線。

（3）對于高濃度VOCs廢氣，較適合的方法是采用高壓冷凝回收、變壓吸附完全蒸發回收等技術對廢氣中的VOCs回收利用。

（4）對于低濃度VOCs廢氣成分，有較大程序回收價值時，較適合的方法是采用可加壓的吸附技術對有機溶劑回收后達標排放。

（5）惡臭氣體較適合的方法是采用生物降解還原技術、等離子體吸咐技術、高濃度吸附技術等凈化完全后達標排放到大氣中。

6 總結

綜上所述，VOCs氣體處理本身的特性不同，同時在回收處理技術選擇時還應綜合考慮不同技術處理水平方面的不同性能指標、投資建設成本和投入運行成本、執行的不同排放標準等因素。目前國內外的各類相關的企業在VOCs處理技術的選擇、處理方式方面有一些共性的規律和相關國家、地方標準可以遵循，但是由于實際工業生產處在不同實際情況的行業企業所排放VOCs氣體的組成和特性等方面存在較大差異，因此在目前各個同類企業中的技術水平上很難用一個標準覆蓋所有的情形。

現實條件下，單一方式處理VOCs工藝難以滿足排放要求，各類不同排放物往往特性不同，很難采用共性進行處理，需要在相應主體工藝前加入預處理控制單元或進行不同處理工藝的組合，這樣才能全面有效處理好污染物。對于目前含有揮發性有機物中含有顆粒物的氣體，需要在VOCs去除單元之前加入水洗或深度過濾等前處理單元，對于濃度較低、不適于直接催化燃燒揮發性有機物的氣體，可采用深度吸附濃縮+深度催化燃燒的工藝組合進行處理。

吸附濃縮、催化轉化燃燒、生物工程處理、熱力催化燃燒、等離子體處理等工藝在國內外工業VOCs氣體處理領域應用較為廣泛。

催化轉化燃燒、熱力深度燃燒、強力吸附等方面的處理工藝對所處理的VOCs種類表現出強效性和完全性，而生物處理技術處理、冷凝、膜分離技術則表現出一定的偏好和選擇性。應綜合考慮VOCs氣體特性、VOCs處理技術經濟性能、排放標準等因素進行技術的選擇，不斷發展的VOCs處理技術，是當前各類處理企業發展的趨勢，只有這樣才能使用大氣環境更加良好，保護人類共同的家園，為了子孫的藍天白云作出貢獻。

參考文獻

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