彭 昆

（湖南品鑫環(huán)?？萍加邢薰荆?長(zhǎng)沙 410000）

環(huán)境污染問(wèn)題的日益嚴(yán)重，已經(jīng)對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展產(chǎn)生了明顯的制約，越來(lái)越多的行業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)意識(shí)到環(huán)境污染問(wèn)題治理的必要性與迫切性，其中包含對(duì)VOC有機(jī)廢氣的治理。為了改善生活環(huán)境，人們研發(fā)出各種各樣的廢氣治理技術(shù)措施，不同的廢氣治理技術(shù)措施有不同的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用劣勢(shì)，對(duì)這些廢氣治理技術(shù)措施進(jìn)行客觀地研究與分析，并探索提升VOC廢氣治理效果的策略，對(duì)降低大氣環(huán)境中VOC廢氣的濃度，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展有著積極影響。

1 VOC廢氣治理相關(guān)概述

1.1 VOC廢氣治理的重要性

為了加快環(huán)境保護(hù)工程的實(shí)施速度，緩解傳統(tǒng)生態(tài)模式下環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的矛盾，國(guó)家相關(guān)部門(mén)專門(mén)圍繞環(huán)境污染治理出臺(tái)了一系列政策方針和法律法規(guī)。作為一種常見(jiàn)的污染物質(zhì)，VOC廢氣與其他污染物質(zhì)相比，分解難度更高、分布范圍更廣、毒性更大[1]，所以VOC廢氣治理工作面臨的挑戰(zhàn)與壓力也更大，只有采取各種現(xiàn)代化的技術(shù)措施，對(duì)VOC廢氣進(jìn)行重點(diǎn)治理，才能有效改善生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展，有效實(shí)現(xiàn)生態(tài)文明社會(huì)的建設(shè)目標(biāo)。

1.2 VOC廢氣的來(lái)源

VOC廢氣是揮發(fā)性有機(jī)化合物的統(tǒng)稱，主要由以下幾類物質(zhì)組成：（1）酯類物質(zhì)；（2）烷烴類物質(zhì)；（3）芳烴類物質(zhì)；（4）醛類物質(zhì)等。以排放源的差異劃分，可以將VOC廢氣的來(lái)源分為兩種：一種是天然來(lái)源，如植物排放等；另一種是人為來(lái)源，如工業(yè)生產(chǎn)、金屬冶煉、印染工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等。據(jù)相關(guān)部門(mén)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年排放的VOC廢氣約為17.1 MtC，其中真正造成生態(tài)環(huán)境污染問(wèn)題的是人為來(lái)源的VOC廢氣。例如，在工業(yè)生產(chǎn)中，如果生產(chǎn)工藝方法不合理，就有可能在鍋爐運(yùn)行與加熱處理過(guò)程中，產(chǎn)生大量的VOC廢氣；在人們的日常生活中，廚房油煙也含有較高濃度的VOC廢氣；在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，如果農(nóng)民沒(méi)有對(duì)秸稈進(jìn)行綠色化處理，而是直接采取焚燒方式處理，也會(huì)產(chǎn)生大量的VOC廢氣。

1.3 VOC廢氣對(duì)人體健康的危害

人體在吸入一定量的VOC廢氣后會(huì)出現(xiàn)明顯的惡心、頭暈、嘔吐等中毒癥狀，如果長(zhǎng)時(shí)間處于高濃度的VOC廢氣環(huán)境中，還有可能出現(xiàn)急性中毒癥狀，嚴(yán)重威脅生命安全。VOC廢氣還會(huì)對(duì)人體的神經(jīng)系統(tǒng)和消化系統(tǒng)造成破壞，使人體出現(xiàn)乏力、瘙癢等癥狀[2]，例如甲醛是一種存在于人們?nèi)粘Ｉ钪械腣OC廢氣，新房裝修過(guò)程中產(chǎn)生的甲醛氣體非常多，人們停留在充滿甲醛氣體的室內(nèi)環(huán)境中時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，輕則會(huì)引發(fā)鼻炎、支氣管炎，伴隨視力下降、皮炎等疾患，重則罹患癌癥。苯系物也會(huì)對(duì)人們的身體健康造成嚴(yán)重威脅，人體接觸苯系物之后，會(huì)出現(xiàn)流淚、惡心等不適癥狀，當(dāng)人體接觸的苯系物含量增多后，生命安全也會(huì)受到威脅。

2 常見(jiàn)的VOC廢氣治理技術(shù)

2.1 光分解治理技術(shù)

在VOC廢氣治理中，光分解技術(shù)的應(yīng)用指的是在紫外線光束作用下，利用特制的高能高臭氧UV紫外線，對(duì)VOC廢氣進(jìn)行降解處理。在光分解技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，需要使用專門(mén)的光分解治理系統(tǒng)，這一系統(tǒng)主要包含光解空氣凈化器、水洗塔、排風(fēng)機(jī)及相關(guān)管路等設(shè)備。在光分解技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，需要先對(duì)VOC廢氣進(jìn)行水洗和除霧處理，然后再將經(jīng)過(guò)處理的VOC廢氣送入光解空氣凈化器當(dāng)中，并調(diào)成常溫、常壓模式，然后利用UV紫外線光束，對(duì)VOC廢氣進(jìn)行反復(fù)照射，確保紫外線光束與凈化器內(nèi)的空氣進(jìn)行充分接觸，與氧分子產(chǎn)生分解和轉(zhuǎn)化反應(yīng)，形成臭氧[3]。臭氧的強(qiáng)氧化性能夠?qū)⒃镜奈廴疚镔|(zhì)氧化，使之生成低分子化合物、水和二氧化碳，再利用排風(fēng)管道將這些生成產(chǎn)物排出去，以達(dá)到VOC廢氣治理的目的。與傳統(tǒng)的VOC廢氣治理技術(shù)相比，光分解治理技術(shù)設(shè)備占地面積小、系統(tǒng)運(yùn)行成本低、廢氣治理24 h不間斷、治理效果好。另外，將適量的催化劑添加到VOC廢氣治理過(guò)程中，例如半導(dǎo)體材料或納米材料等，還可以進(jìn)一步提高VOC廢氣治理的速度及廢氣凈化質(zhì)量。

2.2 生物治理法

中低濃度的VOC廢氣不具有較高的回收利用價(jià)值，因此經(jīng)常采用生物治理法進(jìn)行治理。常用的生物治理法主要有三種類型：生物過(guò)濾法、生物濾滴法、生物洗滌法[4]。這三種生物治理法有著不同的技術(shù)原理、適用范圍與使用效果。在實(shí)際的VOC廢氣處理過(guò)程中，相關(guān)人員需要分析VOC廢氣的濃度、氣量及治理要求，并以此為基礎(chǔ)選擇合適的廢氣治理方法。

2.2.1 生物過(guò)濾法

生物過(guò)濾法的應(yīng)用需要修建專門(mén)的生物濾池，然后將填料均勻地填充到濾池內(nèi)部，將填料層的含水率控制在40%～60%之間，并在填料顆粒表面形成一層良好的生物活性水膜。VOC廢氣經(jīng)過(guò)生物濾池中的填料層，其中的污染物分子會(huì)逐步轉(zhuǎn)移，并擴(kuò)散到生物膜內(nèi)，充當(dāng)微生物的養(yǎng)分。圖1為生物濾池除臭系統(tǒng)。一般情況下，生物過(guò)濾法適用于濃度低、氣量大的一般性VOC廢氣的治理。

圖1 生物濾池除臭系統(tǒng)

需要注意的是，要想充分發(fā)揮生物過(guò)濾法的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，提高VOC廢氣治理質(zhì)量，相關(guān)人員需要嚴(yán)格控制生物濾池內(nèi)的溫度，使其始終維持在35 ℃左右，并嚴(yán)格控制生物濾池的pH值，使其始終維持在7～8之間。同時(shí)，在對(duì)憎水性有機(jī)氣體進(jìn)行處理的過(guò)程中，需要將填料含水率控制在40%左右；在對(duì)親水性有機(jī)氣體進(jìn)行處理的過(guò)程中，需要將填料含水率控制在60%左右。

2.2.2 生物濾滴法

在應(yīng)用生物濾滴法時(shí)，需要先修建一個(gè)專門(mén)的生物濾滴床，雖然生物濾滴床的結(jié)構(gòu)與生物濾池比較相似，但是其內(nèi)部的填充料是以惰性材料為主，填料層擁有更大的孔隙率，可以作為生物生長(zhǎng)的載體。微生物可以直接利用這一載體，對(duì)VOC廢氣中的污染物質(zhì)進(jìn)行降解。在應(yīng)用生物濾滴法的過(guò)程中，相關(guān)人員可以合理運(yùn)用投加回流液的形式，通過(guò)定期更換回流液體，滿足微生物生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)緩沖液與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的使用需求。如果VOC廢氣治理過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的酸性物質(zhì)，就可以使用生物濾滴法進(jìn)行治理，因?yàn)檫@種治理技術(shù)可以有效調(diào)節(jié)濾滴床的pH值及填料的緩沖能力，能夠承擔(dān)的污染物負(fù)荷相對(duì)較高，對(duì)鹵化物、氮化合物廢氣的處理效率較高。需要注意的是，該技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中容易出現(xiàn)填料堵塞問(wèn)題，所以必須注意填料的定期清理及更換。

2.2.3 生物洗滌法

在應(yīng)用生物洗滌法時(shí)，需要先修建活性污泥曝氣池、沉淀池以及洗滌塔，并安裝鼓風(fēng)機(jī)設(shè)備。先將VOC廢氣送入洗滌塔中，對(duì)VOC廢氣中的污染物質(zhì)進(jìn)行氧化處理，并使之呈液相[5]，然后利用活性污泥對(duì)液相的污染物質(zhì)進(jìn)行分解、凈化，就可以達(dá)到相應(yīng)的VOC廢氣治理目標(biāo)。生物洗滌法常用于濃度高、氣量小，且不具有較強(qiáng)生物代謝能力的VOC廢氣治理中，但是其最終的VOC廢氣治理效果，容易受到曝氣水深、污泥濃度、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)投放頻率、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)單次投放量等因素的影響。工作人員在應(yīng)用這一技術(shù)時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況，制定出一套科學(xué)合理的VOC廢氣治理方案。

2.3 新型吸附治理技術(shù)

在VOC廢氣治理過(guò)程中，傳統(tǒng)吸附治理技術(shù)強(qiáng)調(diào)利用具有吸附性能的物質(zhì)對(duì)VOC廢氣進(jìn)行處理，常用的具有吸附性能的物質(zhì)主要有活性炭、無(wú)機(jī)吸附材料等，其中活性炭指的是以炭為主要成分的多孔物質(zhì)，例如常規(guī)活性炭、纖維蜂窩以及破碎碳素等，這些物質(zhì)的孔隙都可以有效吸附VOC廢氣中的顆粒狀有機(jī)物。無(wú)機(jī)吸附材料指的是沸石、硅石等，同樣可以利用物質(zhì)自身的結(jié)晶結(jié)構(gòu)孔隙，對(duì)VOC廢氣中的顆粒物質(zhì)進(jìn)行吸附。這種處理技術(shù)存在處理效果較差、氧化反應(yīng)表面積較小等缺陷，而將沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮法、UV光解催化-活性炭吸附法等新型吸附治理技術(shù)應(yīng)用到VOC廢氣治理中，能夠有效解決這些問(wèn)題。

首先，在應(yīng)用沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮法時(shí)，可以將陶瓷纖維材料作為基礎(chǔ)材料，制作蜂窩狀的大型圓盤(pán)輪，然后再將疏水性較強(qiáng)的沸石均勻地涂刷到圓盤(pán)輪表面。對(duì)疏水沸石進(jìn)行高溫燃燒，可以使其具備較強(qiáng)的吸附性，能夠滿足濃度低、風(fēng)量大的VOC廢氣的治理需求[6]。其次，在應(yīng)用UV光解催化-活性炭吸附法時(shí)，需要將UV光解催化氧化箱與活性炭吸附箱等設(shè)備安裝到VOC廢氣治理系統(tǒng)當(dāng)中，使VOC廢氣在UV光解催化氧化箱內(nèi)發(fā)生光催化氧化反應(yīng)；并使用紫外線光束對(duì)VOC廢氣進(jìn)行反復(fù)照射，為VOC廢氣裂解成水、二氧化碳、臭氧以及小分子物質(zhì)創(chuàng)造便利條件；最后將經(jīng)過(guò)氧化處理的VOC廢氣送入活性炭吸附箱，借助活性炭的結(jié)構(gòu)特征，對(duì)剩余的污染物質(zhì)進(jìn)行有效吸收。與傳統(tǒng)的吸附治理技術(shù)相比，這種治理技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)吸附效果的最大化。

3 提升VOC廢氣治理效果的策略

3.1 優(yōu)化生產(chǎn)工藝

要提高VOC廢氣的治理效果，需要對(duì)VOC廢氣的排放源頭進(jìn)行嚴(yán)格控制。對(duì)此，本文建議各大企業(yè)優(yōu)化生產(chǎn)工藝，借助封閉式的生產(chǎn)方式，防止有毒有害氣體揮發(fā)到空氣當(dāng)中，對(duì)城市的大氣環(huán)境造成污染。首先，相關(guān)企業(yè)應(yīng)對(duì)生產(chǎn)工藝流程中容易出現(xiàn)泄漏問(wèn)題的環(huán)節(jié)進(jìn)行研究，然后制定出有針對(duì)性的生產(chǎn)工藝檢查計(jì)劃，做好重點(diǎn)環(huán)節(jié)的定期檢查，對(duì)VOC廢氣中的污染物質(zhì)濃度進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)[7]。其次，應(yīng)科學(xué)選擇儲(chǔ)罐的呼吸閥，對(duì)排放管道進(jìn)行專業(yè)安裝，對(duì)安全閥進(jìn)行定期檢查，以此加強(qiáng)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物排放量的控制。最后，在對(duì)VOC廢氣進(jìn)行治理的過(guò)程中，相關(guān)企業(yè)可以合理應(yīng)用熱破壞法，即對(duì)有機(jī)氣體進(jìn)行直接燃燒，并添加相應(yīng)的催化劑，使揮發(fā)性有機(jī)物發(fā)生充分的化學(xué)反應(yīng)，生成二氧化碳和水，從而大幅降低污染物質(zhì)的濃度。如果污染物質(zhì)的濃度較高，還可以將冷凝回收法和吸附法結(jié)合在一起，增強(qiáng)廢氣治理效果。其中，冷凝回收法可以根據(jù)不同溫度環(huán)境下有機(jī)物飽和蒸汽壓存在差異的特點(diǎn)，利用特殊裝置系統(tǒng)，使處于蒸汽狀態(tài)的VOC廢氣發(fā)生冷凝反應(yīng)，以達(dá)到分離和提取VOC廢氣中有害物質(zhì)的目的。

3.2 完善生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)環(huán)境污染問(wèn)題的治理具有一定的復(fù)雜性，要想提高VOC廢氣的治理效果，還需要對(duì)相應(yīng)的VOC廢氣治理標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行優(yōu)化和完善，對(duì)VOC廢氣治理技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新和升級(jí)。在對(duì)VOC廢氣治理標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行優(yōu)化和完善的過(guò)程中，相關(guān)部門(mén)需要分析我國(guó)企業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況，并以此為基礎(chǔ)，制定有針對(duì)性的廢氣治理標(biāo)準(zhǔn)。另外，不同地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不同，企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排放出的VOC廢氣量也不同，所以相關(guān)人員還需要在充分考慮區(qū)域差異的基礎(chǔ)上，使用差異化的VOC廢氣治理技術(shù)。

3.3 調(diào)整排放標(biāo)準(zhǔn)

在對(duì)VOC廢氣進(jìn)行治理的過(guò)程中，政府部門(mén)還要給出具體、合理的廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)，并引導(dǎo)企業(yè)嚴(yán)格按照這一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行VOC廢氣排放量的控制。如果發(fā)現(xiàn)某家企業(yè)存在VOC廢氣排放量超標(biāo)問(wèn)題，則要對(duì)其采取嚴(yán)厲的處罰措施[8]。需要注意的是，不同的行業(yè)有著不同的發(fā)展情況，排放出的VOC廢氣量也不同，所以政府部門(mén)還需要結(jié)合不同行業(yè)之間的發(fā)展差異，進(jìn)行VOC廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)整，例如需要對(duì)化工行業(yè)和涂裝行業(yè)的VOC廢氣排放予以嚴(yán)格控制。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，VOC廢氣是一種對(duì)人體健康和大氣環(huán)境影響較大的污染物質(zhì)，利用各種先進(jìn)的治理技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)VOC廢氣的治理具有十分重要的意義。要加強(qiáng)對(duì)VOC廢氣的治理，相關(guān)單位及人員不僅要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的治理技術(shù)，還要對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化，完善生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)VOC廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整。