李康婷 姚慶宋 黃 慧
浙江東天虹環(huán)保工程有限公司
揮發(fā)性有機化合物(VOCs)末端治理技術(shù)研究
李康婷 姚慶宋 黃 慧
浙江東天虹環(huán)保工程有限公司
本文從回收技術(shù)和銷毀技術(shù)處理VOCs的原理、主要方法和技術(shù)特點,論述了VOCs末端治理技術(shù),并根據(jù)不同技術(shù)的特點,結(jié)合VOCs的不同種類,建議在處理時作出相應(yīng)的應(yīng)用選擇和注意事項,具有積極的現(xiàn)實意義。
揮發(fā)性有機化合物;末端處理;VOCs
揮發(fā)性有機化合物(VOCs)排放源主要來自石油、化工、印刷、制藥以及電子等100多個行業(yè)。VOCs會產(chǎn)生臭氧污染,還會形成二次有機氣溶膠,是我國城市光化學(xué)煙霧的決定性前體物。重點行業(yè)的VOCs污染治理成為我國提升大氣環(huán)境質(zhì)量的重中之重。污染控制通??赏ㄟ^污染預(yù)防、過程控制和末端治理等三個層次來實施。由于污染預(yù)防和過程控制等措施與行業(yè)特性關(guān)系密切,宜分行業(yè)研究,故本文僅研究末端治理技術(shù)。目前,VOCs末端治理技術(shù)主要包括回收技術(shù)和銷毀技術(shù)。
2.1 原理:主要是通過物理法,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收集、分離有機氣相污染物。
2.2 主要方法和技術(shù)特點:回收技術(shù)主要有主要有吸附法、冷凝法、膜分離法和吸收法等。①吸附法:VOCs氣體通過一多孔固體物質(zhì)(吸附劑),使之附著于其固體表面上,從而達到去除的目的。最常用的吸附劑是活性炭。適用于:中低濃度的VOCs的凈化。優(yōu)點:去除效率高,易于自動化控制;缺點:不適用于高濃度、高溫的有機廢氣,且吸附材料需定期更換。②冷凝法:冷凝將廢氣降溫至VOCs成份之露點以下,使之凝結(jié)為液態(tài)后加以回收之方法。多用于高濃度、單一組分有回收價值的VOCs的處理。處理成本較高,通常VOCs濃度≥5000ppm方才適用冷凝處理,效率介于50~85%之間;濃度≥1%以上時,則回收效率可達90%以上。③膜分離法:用人工合成的膜分離VOCs物質(zhì)。適用于高濃度VOCs,回收效率高于97%。優(yōu)點:回收組分,高效,可集成其余技術(shù);缺點:成本較高,膜污染,膜的穩(wěn)定性差,通量小。
3.1 原理:主要是通過化學(xué)或生化反應(yīng),用熱、光、催化劑和微生物將有機化合物轉(zhuǎn)變成為無害物質(zhì)。
3.2 主要方法和技術(shù)特點:銷毀技術(shù)主要有直接燃燒、熱力燃燒、催化燃燒、生物氧化和、光催化氧化和等離子體破壞等。焚燒法控制VOCs污染只能適應(yīng)可燃的或者高溫下分解的有害物質(zhì),可以除惡臭和回收熱量,但不能回收有用的物質(zhì)。具體見表1。
表1 :VOCs燃燒法工藝性能
最終產(chǎn)物投資情況運行費用二氧化碳、水較低低二氧化碳、水低高優(yōu)缺點易爆炸、熱能浪費,易產(chǎn)生二次污染處理風(fēng)量大、濃度低的有機廢氣。缺點:設(shè)備易腐蝕,處理成本高,易形成二次污染。二氧化碳、水高較低起燃溫度低,反應(yīng)速率快,節(jié)省能源。適用范圍廣,幾乎可以處理所有的烴類有機廢氣及惡臭氣體。缺點:催化劑易中毒,投入成本高。
燃燒法控制VOCs主要存在的問題是如果燃燒不完全,在燃燒過程中會產(chǎn)生有害的中間產(chǎn)物,如乙醚、二噁英、呋喃等。
目前,已經(jīng)鑒定出的VOCs種類超過了300種,按其化學(xué)結(jié)構(gòu)可以進一步分為烷類、芳烴類、脂類和其他類等。根據(jù)不同行業(yè)產(chǎn)生的VOCs,以及末端治理技術(shù)特點選擇不同的處理技術(shù)。具體來說主要包括:
4.1 根據(jù)行業(yè)選擇:在工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的VOCs,建議優(yōu)先采取回收技術(shù)處理。如在餐飲服務(wù)行業(yè),則根據(jù)餐飲業(yè)規(guī)模、場地、氣候等不同,采用高效油煙與VOCs凈化裝置凈化后達標排放。
4.2 根據(jù)濃度選擇:對于中低濃度VOCs,有回收利用價值的,可以采取吸附技術(shù)對有機溶劑回收后達標排放,無回收利用價值的,采用催化燃燒或熱力燃燒技術(shù)凈化后達標排放,余熱可以回收利用。高濃度VOCs,應(yīng)先采取冷凝回收、吸附回收進行回收利用,并輔之以其他治理技術(shù)實現(xiàn)達標排放。
4.3 注意事項:在處理VOCs過程中,要嚴格控制,防止產(chǎn)生二次污染,對于催化燃燒或者熱力燃燒過程中所產(chǎn)生的含硫、氮、氯等無機廢氣,以及以吸收、吸附、生物等治理過程中所產(chǎn)生的含有機物廢水,應(yīng)處理達標后方可排放。對于不能再生的過濾材料、吸附劑以及催化劑等凈化材料,應(yīng)按照國家固體廢物管理的有關(guān)規(guī)定,做好處理。
我國作為制造業(yè)大國,每年在工業(yè)生產(chǎn)中排放的VOCs種類繁多,數(shù)量大,年均排放量超過了2000萬噸。重點行業(yè)的VOCs污染已經(jīng)成為我國提升環(huán)境質(zhì)量的重中之重。2013年,國務(wù)院專門印發(fā)的《大氣污染防治行動計劃的通知》就明確提出要“推進揮發(fā)性有機物污染治理”,尤其是要“加強揮發(fā)性有機污染物和有毒廢氣控制”。VOCs治理注重源頭治理和環(huán)節(jié)控制外,更要做好末端治理,努力實現(xiàn)VOCs的全過程治理。
[1]陳可.電子行業(yè)VOCs的源頭控制與末端治理技術(shù)探討[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè),2014(8):47~50.
[2]劉海東,梁現(xiàn)鋒,宮建華.軟包裝企業(yè)VOCs末端治理技術(shù)探討[J].印刷技術(shù),2015(6):16~19.
李康婷(1991.1-),女,本科,漢族,浙江杭州人,助理工程師,主要從事?lián)]發(fā)性有機物治理研究。