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        天津開發(fā)區(qū)工業(yè)VOCs和VOOCs治理的研究

        2011-08-29 08:17:24王鈺田順天津經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)環(huán)境保護局監(jiān)察支隊天津300456
        天津科技 2011年3期
        關(guān)鍵詞:填料污染生產(chǎn)

        王鈺 田順 (天津經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)環(huán)境保護局監(jiān)察支隊 天津300456)

        0 引言

        VOCs(Volatile Organic Compounds,揮發(fā)性有機化合物)是石油化工、制藥、噴漆等行業(yè)排放的最常見的污染物。該類有機物大多具有毒性,部分已被列為致癌物質(zhì),如氯乙烯、苯、多環(huán)芳香烴等。[1]VOOCs(Volatile Odorous Organic Compounds,揮發(fā)性惡臭有機化合物)屬于惡臭污染研究的重要內(nèi)容,主要是含氨、磷、硫和鹵族元素等多原子的VOCs。[2]伴隨著人民生活水平的不斷提高,以及對生活、工作、學(xué)習(xí)環(huán)境的要求日益增高,國民經(jīng)濟的高速發(fā)展帶來的環(huán)境問題日益突出,特別是VOCs和VOOCs的污染越來越受到人們的關(guān)注。

        1 VOCs和VOOCs治理的主要方法

        目前VOCs和VOOCs的治理方法主要有破壞性方法、非破壞性方法和兩者的聯(lián)合方法。破壞性方法有直接燃燒、熱氧化、催化燃燒、生物氧化、紫外線催化氧化法及其集成技術(shù),主要是通過化學(xué)或生化反應(yīng),用熱、光、催化劑和微生物將VOCs和VOOCs轉(zhuǎn)化成二氧化碳和水等無毒害無機小分子化合物;非破壞性方法即回收法,主要有碳吸附、變壓吸附、吸收法、冷凝法及膜分離技術(shù),一般通過物理方法,改變溫度、壓力或采用選擇性吸附劑和選擇性滲透膜等方法來富集分離VOCs和VOOCs。[3]

        1.1 熱破壞法

        熱破壞法是目前應(yīng)用比較廣泛,也是研究較多的治理方法,可分為直接燃燒和催化燃燒。直接燃燒是VOCs和VOOCs在氣流中直接燃燒和輔助燃燒的方法。催化燃燒是VOCs和VOOCs在氣流中被加熱,在催化床層作用下,加快燃燒的化學(xué)反應(yīng),催化劑的存在使VOCs和VOOCs比直接燃燒法需要更少的保留時間和更低的溫度。蓄熱燃燒技術(shù)(RTO蓄熱熱力焚燒技術(shù)和RCO蓄熱催化燃燒技術(shù))目前在技術(shù)上已經(jīng)相對成熟。隨著蓄熱材料的發(fā)展,蓄熱式熱交換器的熱回收率已能達到95%以上,而且占用空間越來越小。這樣輔助燃料的消耗很少,甚至不用輔助燃料,且當(dāng)VOC的濃度達到一定值以上時,還可從RTO輸出熱量。[4]

        1.2 吸附法

        吸附法的應(yīng)用廣泛,具有能耗低、工藝成熟、去除率高、凈化徹底、易于推廣的特點,有很好的環(huán)境和經(jīng)濟效益。目前,吸附多數(shù)采用活性炭,其具有去除率高的特點。為了提高凈化效率,吸附法常和其他方法聯(lián)用,如,液體吸收和活性碳濕法吸附聯(lián)合處理、吸附-催化燃燒處理等。[5]

        1.3 吸收法

        吸收法是控制VOCs和VOOCs污染的重要手段之一,利用VOCs和VOOCs能和大部分的油類物質(zhì)互溶的特點,可用高沸點、低蒸汽壓得油類作為吸收劑來吸收VOCs和VOOCs,常見的吸收器有填料洗滌吸收塔等。

        1.4 生物膜法

        生物膜法就是將微生物固定附著在多孔性介質(zhì)填料表面,使污染空氣在填料床層中進行生物處理,VOCs和VOOCs被吸附在孔隙表面,被孔隙中的微生物消耗,降解成二氧化碳、水和中性鹽,達到去除污染物的效果。生物膜處理VOCs和VOOCs裝置有生物過濾器和生物滴濾過濾器兩種。生物過濾器主要采用吸附法填料,如土壤、改性活性炭、改性硅藻土等,生物滴濾過濾器主要采用粗碎石、塑料蜂窩狀填料、塑料波紋板料等不具有大孔隙的填料。[6]

        1.5 光分解法

        光分解VOCs和VOOCs有兩種形式:一種是直接光照在波長合適時,VOCs和VOOCs分解;另一種是催化劑存在下,光照VOCs和VOOCs使之分解。日本專家田中啟一等進行了利用紫外線光分解VOCs和VOOCs的實驗,有機氯化物和氟氯烴在185 nm紫外光照下,兩種物質(zhì)能在極短的時間內(nèi)分解成氧氣、氯氣、氟氣等,光分解產(chǎn)生的中間產(chǎn)物,可通過氫氧化鈉溶液處理或延長滯留時間等手段最終去除。光催化劑的基本原理就是在一定波長照射下,光催化劑使H2O生成-OH,然后-OH將VOCs和VOOCs氧化成二氧化碳和水。由于其中具有較高的分子擴散和質(zhì)量傳遞速率和較易進行的鏈反應(yīng),光催化劑對氣相化學(xué)污染物的活性比水溶液高得多。[7]

        2 天津開發(fā)區(qū)工業(yè)VOCs和VOOCs治理的實例2 分析(見表1)

        2010年,天津開發(fā)區(qū)環(huán)保局監(jiān)察支隊會同專業(yè)技術(shù)人員,對開發(fā)區(qū)工業(yè)企業(yè)VOCs和VOOCs的污染情況進行現(xiàn)場排查,確定污染源,并要求企業(yè)有針對性的對VOCs和VOOCs進行治理。

        由表1可看出,天津開發(fā)區(qū)VOCs和VOOCs污染主要集中在石油化工、精細化工、制藥等行業(yè)。民營、臺資企業(yè)VOCs和VOOCs污染源頭較多,中外合資、外商獨資企業(yè)污染源頭相對較少。VOCs和VOOCs污染源主要集中在生產(chǎn)車間、主要生產(chǎn)設(shè)備、儲罐區(qū)呼吸、污水處理池和原材料裝卸區(qū)域。主要治理措施分為末端治理、清潔生產(chǎn)和管理制度3個方面。清潔生產(chǎn)措施主要是將產(chǎn)生VOCs和VOOCs大量揮發(fā)的主要生產(chǎn)設(shè)備更換成真空或者相對密封的生產(chǎn)設(shè)備,既節(jié)省原材料的消耗又減少了VOCs和VOOCs的揮發(fā)。末端治理技術(shù)以集成技術(shù)為主,既包含了熱力焚燒、吸收塔、洗滌塔、氮封等常用技術(shù),又有生物膜和RTO等先進技術(shù)。T公司采取的RTO不但能夠?qū)崿F(xiàn)VOCs和VOOCs的末端治理,還能夠?qū)TO輸出的熱能儲存后再用到生產(chǎn)中去,既完成了污染物治理,又實現(xiàn)了節(jié)能的目標。可以通過培訓(xùn)教育,提高現(xiàn)場操作人員的專業(yè)水準,避免原材料裝卸、暫存過程中產(chǎn)生的VOCs和VOOCs無組織排放。

        可見,VOCs和VOOCs的控制可以從多種途徑實現(xiàn),最經(jīng)濟的方法是通過加強管理和清潔生產(chǎn)的途徑減少VOCs和VOOCs的使用和揮發(fā)。但對于一些工藝過程和生產(chǎn)而言,清潔生產(chǎn)的路還很長,不可避免的還會有大量的VOCs和VOOCs被排放,末端治理技術(shù)仍然是必不可少的一種手段。

        3 結(jié)論

        天津開發(fā)區(qū)是1984年由國務(wù)院批準的第一批國家級開發(fā)區(qū),以第二產(chǎn)業(yè)為主,占到76%,主要產(chǎn)業(yè)有電子、汽車、裝備制造、石化、食品飲料、生物醫(yī)藥和新能源新材料等。針對天津開發(fā)區(qū)工業(yè)企業(yè)VOCs和VOOCs的污染治理可以分為3個步驟:一是加強環(huán)境監(jiān)察力度,建立社會監(jiān)督管理長效機制,促使企業(yè)高度重視VOCs和VOOCs治理工作;二是建立清潔生產(chǎn)和節(jié)能減排的鼓勵政策,促進企業(yè)積極履行清潔生產(chǎn)和節(jié)能減排的環(huán)境責(zé)任,為企業(yè)VOCs和VOOCs治理提供資金和政策支持;三是積極推廣VOCs和VOOCs治理先進經(jīng)驗,特別是組織技術(shù)推廣和經(jīng)驗交流會,使企業(yè)負責(zé)人及時了解VOCs和VOOCs治理的先進技術(shù)、良好效果和發(fā)展趨勢,為企業(yè)提供有效的技術(shù)支持。

        表1 企業(yè)VOCs和VOOCs治理措施一覽表

        南港工業(yè)區(qū)作為規(guī)劃建設(shè)中的中國北方最大的重化基地,VOCs和VOOCs污染治理勢必成為環(huán)境保護工作的重點,在吸取天津開發(fā)區(qū)成功經(jīng)驗的同時,還應(yīng)在項目初期結(jié)合區(qū)域總體規(guī)劃要求,注重VOCs和VOOCs的源頭控制,并結(jié)合國內(nèi)外先進管理經(jīng)驗和治理技術(shù),嚴格把控南港工業(yè)區(qū)VOCs和VOOCs的排放。

        相信,通過社會、企業(yè)和政府的共同努力,天津開發(fā)區(qū)和南港工業(yè)區(qū)VOCs和VOOCs排放問題必將得到有效的控制,為天津開發(fā)區(qū)和南港工業(yè)區(qū)的可持續(xù)發(fā)展提供更好的環(huán)境空間?!?/p>

        [1]許業(yè)偉,袁文輝.可揮發(fā)性有機化合物廢氣治理新進展[J].廣東化學(xué),2001,29(2):12-16.

        [2]A tkinsonR.A tmosphericchemistry ofV O Csand N O x[J].A tmospheric Environment,2000(34):2063-2101.

        [3]李潔.V O C廢氣處理的技術(shù)進展[C].中國環(huán)境保護優(yōu)秀論文集,2005(5):1411-1413.

        [4]馮智星,余炳林,胡勇,等.有機廢氣(V O C)處理技術(shù)[J].廣東科技,2008,(14):3-5.

        [5]齊慧敏,林大泉,劉銀乾,等.日本石油化工廢氣治理狀況[J].石油化工環(huán)境保護,2004,27(2):32-35.

        [6]唐運雪.有機廢氣處理技術(shù)及前景展望[J].湖南有色金屬,2005,21(5):31-35.

        [7]橋本和仁,大谷文章,工藤昭彥.光觸媒:基礎(chǔ)·材料開發(fā)·應(yīng)用[J].エヌ ティ—エス,2005(5):59-64.

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