蔡步翔，舒澤慧，潘春雷，蔣建勇

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引言

近年來，隨著我國工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進程的不斷加快，各種工業(yè)企業(yè)的生產活動產生了大量廢氣，這些廢氣中含有大量的VOC，不僅嚴重污染了空氣環(huán)境，還會對人體健康產生危害。目前，我國VOC污染防治工作還處于起步階段，VOC污染防治僅依靠末端治理技術已不能滿足環(huán)境保護的需求，因此，現(xiàn)階段迫切需要建立一套針對各類廢氣處理的綜合防治方案。

1 VOC綜合防治概述

VOC綜合防治是指對生產過程中揮發(fā)性有機化合物的產生、儲存、運輸、使用以及最終排放等環(huán)節(jié)的全過程控制，以減少VOC的排放。VOC的綜合防治措施主要包括以下幾個方面。

1.1 源頭控制

源頭控制可減少工業(yè)生產過程中VOC的產生和儲存，其中包括采用高效低VOC揮發(fā)性 有機化合物涂料及優(yōu)化工藝等，以減少生產過程中VOC的產生，及使用低VOC的溶劑和膠粘劑等材料。

1.2 過程控制

過程控制指通過控制生產工藝的參數(shù)，如溫度、壓力、液固比等來減少VOC的產生和儲存。包括采用先進的生產技術和設備減少VOC的產生、改進生產工藝、提高設備自動化程度、使用密閉生產系統(tǒng)及使用清潔燃料替代高污染燃料等。

1.3 末端控制

末端控制指通過回收利用或吸附濃縮等技術進行VOC的治理，其中包括采用高溫燃燒技術回收、濃縮VOC物質；采用吸附法回收或濃縮VOC物質；采用低溫燃燒技術回收VOC物質等[1]。

2 VOC綜合防治在廢氣處理中應用的重要意義和要求

近年來VOC的排放對環(huán)境造成的污染越來越嚴重，我國已經成為全球VOC排放總量最大的國家，因此在治理VOC的過程中必須采取綜合性措施才能降低其排放總量，同時減少其對環(huán)境造成的污染。VOC具有揮發(fā)性強、來源廣、種類多、毒性大等特點，并且容易引發(fā)爆炸等安全事故，因此要想控制VOC的排放必須從源頭抓起。在對VOC進行處理時，我們要充分利用其自身特點，盡量采用物理吸收、化學吸收等方法，降低其污染程度。比如在對VOC進行處理時，可以采用冷凝+吸附+催化燃燒等方式，使用低溫等離子體技術，提高廢氣處理效率。由于VOC污染物的種類較多，所以相關人員要根據(jù)不同成分制定相應的處理措施，并做好監(jiān)督工作，只有這樣才能更好地保護環(huán)境。在工業(yè)生產過程中，揮發(fā)性有機化合物主要來源于石油化工、橡膠、油漆、印刷等行業(yè)，其會對人體健康造成很大危害，可引發(fā)皮膚過敏、造成免疫功能下降、影響神經系統(tǒng)等。如果長期處于VOC污染的環(huán)境中，人體內的某些代謝將受到影響，進而導致基因突變，造成白血病和癌癥等嚴重疾病。同時，其也會對生態(tài)環(huán)境造成嚴重破壞，如引起酸雨、光化學煙霧、霧霾等現(xiàn)象[2]。

隨著科技的不斷發(fā)展，VOC治理行業(yè)也在不斷更新和完善，傳統(tǒng)的廢氣處理方法已經不能滿足當前人們對環(huán)保的要求，所以在處理工業(yè)廢氣時，我們要利用VOC綜合防治方法，才能更好地處理工業(yè)廢氣[3]。

3 VOC綜合防治在廢氣處理中的主要技術應用

VOC綜合防治在廢氣處理中的主要技術應用有：熱破壞法、干式熱破壞法、濕式熱破壞法和等離子體技術等。

3.1 熱破壞法

應用熱破壞法時，一般需裝設預熱裝置，預熱溫度約為200 ℃，廢氣中的VOC在此溫度下即可被分解成低沸點物質。但該方法需消耗大量能源和熱能，且設備龐大、復雜，一般只適用于熱值較高的有機廢氣凈化。熱破壞法主要有以下特點：（1）熱破壞法能夠有效去除VOC廢氣中的大部分有毒有害物質；（2）熱破壞法對有機廢氣具有很高的凈化率；（3）熱破壞法可在常溫下運行，而不用添加任何物質；（4）熱破壞法工藝簡單，易于實現(xiàn)自動化；（5）熱破壞法不需要額外提供能源。熱破壞法適用于處理低濃度、小風量的有機廢氣；處理高溫、高濕廢氣，需要加熱到較高溫度時才能保證其被分解和破壞，但能耗較大；處理高沸點、易氧化的有機廢氣，則需要加熱到較高溫度才能使有機物徹底分解[4]。

3.2 生物處理法

生物處理法是指利用微生物或其代謝產物對有機廢氣進行分解，使廢氣中的有機物轉化為無毒、無臭的物質，從而達到凈化廢氣的目的。該法主要利用微生物對有機物的分解能力進行處理。其中活性污泥法是一種傳統(tǒng)的處理方法，其技術成熟、簡單、可靠，且具有較高的凈化效率，因此在實際中被廣泛應用。

生物處理法主要包括生物濾池和生物滴濾塔兩種工藝。前者由填料、活性污泥和微生物組成；后者由填料、污水系統(tǒng)和微生物組成。（1）生物濾池是一種高效的有機廢氣凈化設備，該設備運行穩(wěn)定、凈化效率高，不會產生二次污染。該處理工藝簡單、可靠，運行費用低，適合處理中低濃度、大風量的有機廢氣。（2）生物滴濾塔是一種高效、穩(wěn)定、可靠、投資和運行成本較低的有機廢氣處理設備，在處理低濃度有機廢氣方面具有明顯優(yōu)勢，其適用于處理含有少量有機溶劑、刺激性氣味較強的VOC廢氣和含揮發(fā)性有機物的廢氣，如涂料、油墨、印刷等行業(yè)產生的惡臭異味及表面涂裝類車間產生的揮發(fā)性有機廢氣等。

3.3 吸附法

吸附法是利用多孔固體吸附劑對廢氣中的污染物進行吸附，使污染物得到凈化的方法，吸附法可分為固體吸附劑吸附和液體吸附兩種。常用的固體吸附劑有活性炭、硅膠、分子篩等，液體吸附劑有水蒸汽和各種有機溶劑。該方法可用于凈化高濃度VOC廢氣，并能回收VOC，但回收后的氣體仍需進行進一步處理。在實際操作中，處理有機溶劑廢氣常用的吸附方法有以下幾種：（1）直接吸附法是將VOC氣體加熱、加壓使之膨脹，使VOC氣體中的VOC分子進入固體吸附劑的微孔內。（2）滲透法是利用有機溶劑蒸氣向多孔吸附劑內滲透，從而達到凈化目的。（3）催化燃燒法是利用催化劑 在高溫下將VOC分解為二氧化碳和水，該方法適于處理中溫或低溫的廢氣，且對二次污染要求較低。（4）膜分離法是將吸附在多孔固體上的有機物，通過一定方式轉移到另一種固體上去。（5）熱力焚燒法是將VOC廢氣加熱至適當溫度后，使之與水蒸氣一起進入焚燒爐中進行處理，并通過熱能提高廢氣溫度，使有機溶劑受熱裂解轉化為小分子。（6）等離子法是利用等離子體將廢氣中的污染物分解成二氧化碳和水等無害物質[5]。

3.4 液體吸收法

液體吸收法是指通過吸收劑，使VOC與吸收劑接觸并被吸收后，將VOC從吸收液中轉移到大氣中。吸收劑多選用表面活性劑、醇類和脂肪酸等；有機溶劑選用二甲基二氯硅烷、液堿和液氨等。使用液體吸收法時，應注意以下幾點：（1）在采用液體吸收法時，需對被吸收的VOC氣體進行預處理，去除其中的灰分、水分、油類及其他可凝結物；（2）需根據(jù)被處理氣體的特點和所采用液體的性質，選擇適當?shù)奈談┖凸に嚥僮鳁l件；（3）要合理控制吸收劑的濃度和壓力；（4）液體吸收法雖可用于高濃度VOC廢氣的處理，但其能量消耗大，運行費用高，對處理后的氣體進行回收再利用有一定困難。液體吸收法一般適用于凈化濃度較低、溫度較高、成分簡單、性質穩(wěn)定、無腐蝕性、易于回收的有機廢氣。該技術方法成熟，應用較廣。液體吸收法是目前工業(yè)上應用最廣泛的凈化技術之一，該方法處理有機廢氣時對濕度和溫度要求不高，吸收劑來源容易得到且價格低廉。在處理有機物含量高、成分復雜、粘性大、易凝結等難吸附的有機廢氣時，該方法具有獨特的優(yōu)越性，缺點是吸收劑不易再生，操作費用高。

4 VOC綜合防治在廢氣處理中應用的優(yōu)化策略

4.1 加強源頭控制和末端治理

廢氣是工業(yè)企業(yè)產生的主要污染物之一，是造成空氣污染的主要來源。而VOC綜合防治技術是一種先進、有效的廢氣處理方法，在工業(yè)企業(yè)中應用VOC綜合防治技術能夠從源頭上控制廢氣排放。

4.1.1 源頭控制

源頭控制是指從源頭上控制住企業(yè)生產過程中所產生的VOC廢氣量，并對企業(yè)生產過程中產生的VOC廢氣進行有效處理。相關部門應制定相應的標準來規(guī)范VOC廢氣的排放，在對企業(yè)生產過程中所產生的VOC廢氣進行處理時，企業(yè)需要對設備進行優(yōu)化，才能達到良好的處理效果。

4.1.2 末端治理

末端治理技術是一種具有針對性的治理方法，在進行處理時必須要先對廢氣進行收集、分離和凈化，針對不同行業(yè)產生的不同種類的有機廢氣，相關人員必須有針對性地采取相應的治理措施[6]。

4.2 創(chuàng)新綜合防治技術

由于VOC氣體自身的特點和技術上的缺陷，通常會導致各種設備無法正常運行，從而影響廢氣處理效果。在傳統(tǒng)的廢氣處理方法中，有機廢氣處理效率低、能耗高、占地面積大，因此在工業(yè)生產中需要進行綜合防治。相關部門應不斷改進和完善現(xiàn)有的VOC廢氣處理工藝和設備，加強對有機氣體的分析檢測及技術研究，并研發(fā)有機氣體控制技術，改進生產設備，建立有機氣體排放檢測平臺，從而完善VOC廢氣綜合防治技術體系；還要加強對企業(yè)、園區(qū)等區(qū)域污染排放源的管控力度，加強對重點區(qū)域、重點企業(yè)的監(jiān)管力度，推動VOC源頭控制措施落實到位，降低VOC排放總量。

4.3 完善相關規(guī)章條例，強化監(jiān)管

4.3.1 完善相關規(guī)章條例

完善法律法規(guī)，盡快修訂《大氣污染防治法》、《排污許可管理條例》等，尤其是其中關于VOC的排放標準，才能更好地開展VOC綜合防治工作，同時還能有效解決VOC排放問題。

4.3.2 實施科學合理的治理方案

相關部門應優(yōu)化治理方案，結合實際情況以及VOC的排放濃度、排放量等，明確具體的實施方案。

4.3.3 強化對VOC排放企業(yè)的監(jiān)管

企業(yè)要從源頭抓起，優(yōu)化生產工藝，積極推廣清潔生產，降低有機溶劑在生產過程中的使用量，同時還要進行精細化管理，確保對廢氣排放濃度、排放量等的有效控制。相關部門應加強源頭管控，切實推進清潔生產，加強監(jiān)督管理，加大執(zhí)法力度，加強宣傳教育，提升全民環(huán)境保護意識，加大財政支持力度，加強部門協(xié)調聯(lián)動。

5 結語

綜上所述，根據(jù)VOC的治理特點和實際情況，目前行業(yè)內常采用吸附法、催化燃燒法、吸收法和冷凝回收法等工藝對各類廢氣進行治理。在實際應用過程中，不同類型的廢氣治理技術有著不同的適用條件和特點，相關人員應根據(jù)不同廢氣治理的需求選擇適宜的治理技術。我國一直在積極推進綠色環(huán)保技術和清潔生產技術，目前，VOC排放控制已成為我國環(huán)境保護工作中亟待解決的問題。