VOCs
1、概念定義
所謂VOCs，是指特定條件下具有揮發(fā)性的有機(jī)化合物的統(tǒng)稱。具有揮發(fā)性的有機(jī)化合物主要包括非甲烷總烴（烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴）、含氧有機(jī)化合物（醛、酮、醇、醚等）、鹵代烴、含氮化合物、含硫化合物等。
近年來隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，化工企業(yè)的大量新起，在加上環(huán)保投資力度的不夠，導(dǎo)致了大量工業(yè)有機(jī)廢氣的排放 ，使得大氣環(huán)境質(zhì)量下降，給人體健康來嚴(yán)重危害，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成巨大損失 ，因此 ，需要加大對(duì)有機(jī)廢氣的處理。對(duì)有機(jī)廢氣的治理，人們?cè)缇陀醒芯?，而且已經(jīng)開發(fā)出一些卓有成效的控制技術(shù)，如廣泛采用并且研究較多的有熱破壞法、冷凝法、吸收法等，近年來形成的新控制技術(shù)有生物膜法、 電暈法、 等離子體分解法等。本文將對(duì)上述方法作較為詳細(xì)的介紹。
2、VOCs來源
VOCS來源廣泛，涉及生產(chǎn)、生活等許多途徑。VOCS主要有工業(yè)固定源、機(jī)動(dòng)車尾氣排放源和日常生活源等3個(gè)方面。
工業(yè)固定源是主要排放源
不同行業(yè)VOCS排放的環(huán)境、排放的物質(zhì)、排放特征以及治理技術(shù)都不盡相同
產(chǎn)生VOCS的工業(yè)行業(yè)眾多，包括石油煉制、有機(jī)化工、醫(yī)藥、食品、日用品、輪胎制造等VOCS生產(chǎn)行業(yè)，以及包裝印刷、機(jī)械制造、電子產(chǎn)品制造、交通設(shè)備制造、人造板與家具制造等以VOCS產(chǎn)品為原料的制造行業(yè)。
不同行業(yè)VOCS排放的環(huán)境、排放的物質(zhì)、排放特征以及治理技術(shù)都不盡相同。比如石油化工行業(yè)排放VOCS主要在生產(chǎn)過程、燃料油和有機(jī)溶劑輸配儲(chǔ)存過程中，排放的組分主要有苯系物、有機(jī)鹵化物氟利昂系列、有機(jī)銅、胺等，采用燃燒方式或吸收、吸附或冷凝處理技術(shù)。煉油行業(yè)排放VOCS主要在煉油過程中，排放組分主要有氯乙烷、三氯甲烷、硫化物，采用催化燃燒技術(shù)處理。因此，需要結(jié)合行業(yè)排放特征，制定適宜的VOCS行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
生活源排放危害不容忽視
汽車、新居涂料裝潢、秸稈燃燒，廚房油煙無組織排放。
近幾年，我國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量持續(xù)快速增長(zhǎng)，汽油、柴油的使用量逐年增大，特別是中東部城市機(jī)動(dòng)車尾氣排放VOCS已成為空氣污染的首要因素，機(jī)動(dòng)車尾氣VOCS排放治理不容忽視。
研究發(fā)現(xiàn)，汽油機(jī)動(dòng)車排放的VOCS中含有苯、甲苯和二甲苯等苯系物，柴油機(jī)動(dòng)車尾氣富含丙酮、丙烯和丙烷等短鏈碳?xì)浠衔铩?/span>
在日常生活中，能產(chǎn)生VOCS的環(huán)節(jié)主要為新居涂料裝潢、生物質(zhì)燃燒和炒菜做飯產(chǎn)生的油煙等。新涂料裝潢產(chǎn)生的VOCS含量與組分主要是由所使用涂料的成分決定。裝潢過程中產(chǎn)生的VOCS在短時(shí)間內(nèi)濃度高，成分復(fù)雜，無組織排放，不易擴(kuò)散，對(duì)人體健康危害較大。
我國(guó)有些農(nóng)村特別是中西部地區(qū)，把植物秸稈和木柴等生物質(zhì)作為取暖、做飯的燃料。在收割播種時(shí)節(jié)，有些地方的農(nóng)民將秸稈就地 燒排放的VOCS主要是芳香烴和醛類化合物。
作為面源污染的廚房油煙帶來的VOCS不容忽視，無組織性排放，廚房油煙VOCS中主要污染物為乙醇和丙烷，當(dāng)前我國(guó)餐館油煙去除效率不足30%，對(duì)環(huán)境影響顯著，醛類是影響油煙排放源臭氣指數(shù)的主要污染物，廚房排放油煙中含氧有機(jī)物和烯烴是其光化學(xué)活性的主要貢獻(xiàn)者。
在我國(guó)已作為污染物開始系統(tǒng)控制和防治。從2015年10月1日起，對(duì)石油化工、包裝印刷等行業(yè)開始征收VOCs排污費(fèi)。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，總體來說，VOCs治理有兩類基本技術(shù)，一類是回收技術(shù)，治理的基本思路是對(duì)排放的VOCs進(jìn)行吸收、過濾、分離，然后進(jìn)行提純等處理，再資源化循環(huán)利用。比如吸附回收技術(shù)、吸收技術(shù)和膜技術(shù)等。另一類是銷毀技術(shù)，處理的基本思路是通過燃燒等化學(xué)反應(yīng)，把排放的VOCs分解化合轉(zhuǎn)化為其他無毒無害的物質(zhì)。比如燃燒技術(shù)、生物技術(shù)和等離子體技術(shù)等。目前，這兩類技術(shù)都得到研究和應(yīng)用。
3、常見VOCs治理技術(shù)
常見VOCs治理技術(shù)主要有：溶劑吸收法（物理吸收/化學(xué)吸附）、吸附法（界面吸附作用）、熱破壞法（燃燒反應(yīng)）、生物法（生物降解作用）、低溫等離子體技術(shù)（氧化反應(yīng)）、微波催化氧化技術(shù)（氧化反應(yīng)）、半導(dǎo)體光催化技術(shù)（氧化反應(yīng)）、臭氧分解法（氧化反應(yīng)）。
3.1溶劑吸收法
溶劑吸收法采用低揮發(fā)或不揮發(fā)性溶劑對(duì)VOCs 進(jìn)行吸收，在利用VOCs 分子和吸收劑物理性質(zhì)的差異進(jìn)行分離。吸收效果主要取決于吸收劑的吸收性能和吸收設(shè)備的結(jié)構(gòu)特征。在環(huán)境工程中，吸收法是控制大氣污染的重要手段之一。該方法是以液體溶劑作為吸收劑，使廢氣中的有害成分被液體吸收，從而達(dá)到凈化的。其吸收過程是氣相和液相之間進(jìn)行氣體分子擴(kuò)散或者是湍流擴(kuò)散進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)移。由于吸收法治理氣態(tài)污染物技術(shù)成熟，設(shè)計(jì)及操作經(jīng)驗(yàn)豐富，適用性強(qiáng)，對(duì)處理大風(fēng)量、常溫、低濃度有機(jī)廢氣比較有效且費(fèi)用低，而且能將污染物轉(zhuǎn)化為有用產(chǎn)品，不足在于吸收劑后處理投資大，對(duì)有機(jī)成分選擇性大，易出現(xiàn)二次污染。影響吸收效率的因素主要有:有機(jī)物在吸收劑，卜的溶解度;有機(jī)廢氣的濃度;吸收器的結(jié)構(gòu)形式，如填料塔、噴淋塔;液氣比、溫度等操作參數(shù)。
日本人研究利用了用環(huán)糊精作為有機(jī)鹵化物的吸收材料 ，根據(jù)環(huán)糊精對(duì)有機(jī)鹵化物親合性極強(qiáng)的原理 ，將環(huán)糊精的水溶液作為吸收劑對(duì)有機(jī)鹵化物氣體進(jìn)行吸收。這種吸收劑具有無毒不污染 ，捕集后解吸率高 ，回收節(jié)省能源 ，可反復(fù)使用的優(yōu)點(diǎn)
該裝置的主要特征:
1）采用活性碳纖維吸付方式。
2）吸附回收率可以達(dá)到99%以上。
3）吸付后的排氣可以達(dá)到5ppm以下。
4）根據(jù)溶劑種類配備專用活性碳纖維。
5）該設(shè)備在中國(guó)軟包裝行業(yè)，電池膜制造行業(yè)已發(fā)揮效益。
6）設(shè)備24時(shí)間使用時(shí)約1年多就可收回投資成本。
3.2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、易于推廣的優(yōu)點(diǎn)，有很好的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。缺點(diǎn)是設(shè)備龐大，流程復(fù)雜，當(dāng)廢氣中有膠粒物質(zhì)或其他雜質(zhì)時(shí)，吸附劑易中毒。吸附法主要用于低濃度 ，高通量可揮法性有機(jī)物（VOCs）的處理。決定吸附法處理VOCs的關(guān)鍵是吸附劑，吸附劑應(yīng)具有密集的細(xì)孔結(jié)構(gòu)、內(nèi)表面積大、吸附性能好、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、不易破碎、對(duì)空氣阻力小等性能，常用的有活性炭、氧化鋁、硅膠、人工沸石等。
目前，多數(shù)采用活性炭，其去除效率高?；钚蕴坑辛詈屠w維狀兩類。顆粒狀活性炭結(jié)構(gòu)氣孔均勻，除小孔外，還有 10～100nm的中孔和 1 . 5～5um的大孔 ，處理氣體從外向內(nèi)擴(kuò)散 ，吸附脫附都較慢;而纖維活性炭孔徑分布均勻 ，孔徑小且絕大多數(shù)是1.5～3nm的微孔 ，由于小孔都向外 ，氣體擴(kuò)散距離短 ，因而吸附脫附快。經(jīng)過氧化鐵或氫氧化鈉或臭氧處理的活性炭往往具有更好的吸附性能。
吸附工藝適合低濃度情況，需要提供能量進(jìn)行脫附再生，脫附出來的高濃度污染物需要進(jìn)行再處理。燃燒工藝：適合高濃度情況，合適的設(shè)計(jì)工藝可以在只需要補(bǔ)充少量能源情況下維持燃燒，并且可以產(chǎn)生富裕能量，可以徹底分解污染物，催化燃燒的運(yùn)行費(fèi)用更低。
