工業(yè)園區(qū)揮發(fā)性有機(jī)物污染治理措施研究
更新時(shí)間：2020-09-03 17:37
來源：中國資源綜合利用
作者: 孟慧娟
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摘要：隨著工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，我國工業(yè)園區(qū)迅速發(fā)展，揮發(fā)性有機(jī)物造成的大氣污染也日益嚴(yán)重。本文首先對工業(yè)園區(qū)揮發(fā)性有機(jī)物的來源和危害進(jìn)行介紹，然后對國內(nèi)外揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)控治理進(jìn)行比較分析，了解到國外進(jìn)行揮發(fā)性有機(jī)物的監(jiān)控比我國要提前許多，我國需要繼續(xù)加強(qiáng)這方面的治理。目前，國內(nèi)外的揮發(fā)性有機(jī)物治理方法主要有燃燒法、活性炭吸附法、催化氧化法等，人們要合理選擇方法，有效治理工業(yè)園區(qū)揮發(fā)性有機(jī)物。
揮發(fā)性有機(jī)物簡稱為 VOCs，在 20 世紀(jì)被發(fā)現(xiàn)并被定義為熔點(diǎn)低于室溫的一類有機(jī)物質(zhì)。一些工業(yè)不可避免地會產(chǎn)生 VOCs，如印刷、涂料等，所以要對其進(jìn)行監(jiān)測治理。VOCs 在大氣中的來源主要有兩個(gè)渠道，一是自然界產(chǎn)生，二是人為排放，我國空氣中的揮發(fā)性有機(jī)物主要來自人為排放 [1]。其中，工業(yè)排放量占人為排放量的大部分，工業(yè)園區(qū)排放的揮發(fā)性有機(jī)物具有濃度高、污染種類多等特點(diǎn)，所以治理較為麻煩。與傳統(tǒng)大氣污染相比，揮發(fā)性有機(jī)物的排放范圍比較大，涉及多種行業(yè)，如果工業(yè)企業(yè)采取有組織排放，揮發(fā)性有機(jī)物將會得到較好的處理，但是目前企業(yè)大多采用無組織排放廢氣。
1 揮發(fā)性有機(jī)物危害
研究發(fā)現(xiàn)，VOCs 的危害主要有：刺激人體器官，使人體感到不適；對人的眼睛和鼻膜等組織產(chǎn)生刺激，甚至誘發(fā)病變；影響人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)，嚴(yán)重的會引發(fā)癌癥等，對人體健康產(chǎn)生極大危害；含有的一些鹵代烴類化合物會加劇溫室效應(yīng)；污染土壤和地下水，進(jìn)而對動(dòng)植物造成危害 [2]。另外，揮發(fā)性有機(jī)物還有其他危害，所以治理勢在必行。
2 國內(nèi)外對 VOCs 的監(jiān)管
2.1 我國對揮發(fā)性有機(jī)物的監(jiān)管政策
21 世紀(jì)，我國將揮發(fā)性有機(jī)物作為關(guān)鍵污染物進(jìn)行監(jiān)控，VOCs 治理變得有法可依。經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速的地區(qū)先后頒布了諸多法規(guī)來監(jiān)控?fù)]發(fā)性有機(jī)物排放，但都限于某一類問題，還不夠完善，并不能很好地解決揮發(fā)性有機(jī)物造成的大氣污染問題。當(dāng)前，許多重污染企業(yè)依然無組織排放揮發(fā)性有機(jī)物，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)很多年沒有更新，不足以應(yīng)對我國目前的環(huán)境污染問題。
數(shù)據(jù)顯示，我國已經(jīng)發(fā)布的涉及 VOCs 排放的標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)有 14 項(xiàng)，煉焦化學(xué)工業(yè)污染、電子產(chǎn)品制造行業(yè)、制藥行業(yè)、油漆等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還處于制定中。等到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布以后，我國 VOCs 治理行業(yè)將會更加健全，大氣污染治理也會更加有成效。
2.2 國外揮發(fā)性有機(jī)物排放標(biāo)準(zhǔn)
西方發(fā)達(dá)國家進(jìn)行揮發(fā)性有機(jī)物的監(jiān)控比我國早許多，20 世紀(jì)就已經(jīng)發(fā)布了一些揮發(fā)性有機(jī)物排放標(biāo)準(zhǔn) [3]。美國首先通過《清潔空氣法》中的條款來限制揮發(fā)性有機(jī)物等污染物的排放，使其達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。歐盟大多通過指令來監(jiān)管污染物，其成員國根據(jù)自身情況對本國的 VOCs 進(jìn)行控制。日本的揮發(fā)性有機(jī)物控制比較嚴(yán)格，其根據(jù)污染物的綜合特征來確定排放標(biāo)準(zhǔn)。
3 揮發(fā)性有機(jī)物處理技術(shù)及效果
3.1 活性炭吸附法
活性炭吸附法是目前企業(yè)常用的一種方法，前期投資少，活性炭本身具有優(yōu)良的吸附性，能有效吸附 VOCs，當(dāng)活性炭吸附飽和后，工業(yè)企業(yè)會將飽和的活性炭交給處置單位進(jìn)行再生或危廢處理。目前，很多環(huán)境保護(hù)公司都宣稱其會脫除絕大部分的揮發(fā)性有機(jī)物，但是實(shí)際脫除效率遠(yuǎn)低于宣稱的 90%，另外，活性炭的類型不同也會造成處理效果的差異。在實(shí)際處理過程中，若想達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，企業(yè)需要投入較大的成本。
3.2 光催化氧化技術(shù)
光催化氧化技術(shù)主要利用光波中的特殊波段來加快催化作用，使大氣中的氧分解成為負(fù)氧離子、臭氧和羥基，再與揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)來去除污染氣體 [4]。但是，光催化的波長、濕度、催化材料等因素都影響揮發(fā)有機(jī)物的處理效果。若反應(yīng)不夠充分，揮發(fā)性有機(jī)物有可能被分解為醛、酮等中間毒性產(chǎn)物 [5]。
3.3 生物處理法
生物處理法主要通過自然界微生物的分解作用來將揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行分解，通過微生物的新陳代謝來將揮發(fā)性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無害的水、無機(jī)鹽等物質(zhì)。生物處理法具有無二次污染、抗沖擊能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，國內(nèi)外廣泛研究。生物處理法沒有二次污染，但是其適用性較差，有的微生物僅能處理特定的污染物，而且微生物的培養(yǎng)具有不確定性，例如，培養(yǎng)的微生物經(jīng)常會出現(xiàn)死亡現(xiàn)象，微生物的新陳代謝造成設(shè)備堵塞等，造成后期維護(hù)成本增高。
3.4 低溫等離子體技術(shù)
低溫等離子體技術(shù)可以處理工業(yè)廢氣，通過廢氣處理設(shè)施中的介質(zhì)來阻擋放電產(chǎn)生等離子體，進(jìn)而通過反應(yīng)生成大量高能活性粒子，其與有機(jī)廢氣進(jìn)行反應(yīng)，部分廢氣被裂解成為水和二氧化碳，達(dá)到凈化目的。該技術(shù)適用于低濃度的揮發(fā)性有機(jī)物處理，操作方便，設(shè)備投資少，運(yùn)行成本低。在實(shí)際應(yīng)用中，低溫等離子體技術(shù)處理油煙內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物的效果較好，高濃度 VOCs 的處理效果一般。
3.5 燃燒法
燃燒法是指通過燃燒將揮發(fā)性有機(jī)物中的碳氧化為 CO2，主要分為催化燃燒法、直接燃燒法和蓄熱燃燒法。其中應(yīng)用最多的是催化燃燒法和蓄熱燃燒法。燃燒法處理效率高，但是投資成本較高。蓄熱燃燒法要求燃燒溫度不能小于 750 ℃，有些特定情況需要達(dá)到 1 000 ℃，燃燒過程中可能產(chǎn)生氮氧化物。在催化燃燒法中，預(yù)處理一般采用自來水噴淋，而水和有機(jī)物中的氯離子通過燃燒室（200 ～ 500 ℃）時(shí)極易產(chǎn)生二噁英，VOCs 處理設(shè)備內(nèi)并沒有可以分解二噁英的高溫燃燒裝置，所以焚燒過程中生成的二噁英會直接排入空氣中。
3.6 組合凈化法
揮發(fā)性有機(jī)物成分復(fù)雜，不同組分的有機(jī)物具有不同的特征，工業(yè)中通常揮發(fā)性有機(jī)物是以混合物的形態(tài)排放，所以通常一種處理方式并不會對混合污染物產(chǎn)生理想效果 [6]。近年來，許多研究通過多種方法組合的方式來處理工業(yè)污染物，常見的有活性炭 +催化氧化、燃燒 + 吸附等方式 [7-8]。由于催化氧化法只能處理廢氣中的部分特定污染物，不能達(dá)到完全處理廢氣的目的，單一處理后經(jīng)常會達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，所以在其前面加上一道活性炭吸附工藝，以吸附部分難分解有機(jī)物。
4 治理管控建議
想要短時(shí)間內(nèi)有效處理工業(yè)園區(qū)的揮發(fā)性有機(jī)物，企業(yè)需要加強(qiáng)治理，政府需要做好管控，同時(shí)發(fā)力。首先加強(qiáng)對工業(yè)園區(qū)的揮發(fā)性有機(jī)物排放監(jiān)管，加強(qiáng)原材料檢測，其次改進(jìn)揮發(fā)性有機(jī)物排放設(shè)備，采用高效率廢氣治理設(shè)備，加強(qiáng)廢氣末端處理。
工業(yè)園區(qū)要嚴(yán)格監(jiān)管揮發(fā)性有機(jī)物排放，強(qiáng)化項(xiàng)目管理。要對園區(qū)企業(yè)的揮發(fā)性有機(jī)物排放進(jìn)行環(huán)境影響評價(jià)，如果評價(jià)不達(dá)標(biāo)，就采取暫停生產(chǎn)活動(dòng)等措施，對違規(guī)排放行為進(jìn)行嚴(yán)格處罰。
5 結(jié)論
常見的揮發(fā)性有機(jī)物去除方法較多，雖然我國揮發(fā)性有機(jī)物處理技術(shù)已經(jīng)同國際接軌，但是設(shè)備制造依然不能滿足需求，一些核心處理技術(shù)還需要靠引進(jìn)。針對這些問題，國家大力支持相關(guān)行業(yè)發(fā)展，許多企業(yè)積極研發(fā)和推廣新技術(shù)。當(dāng)前，最重要的是要進(jìn)行源頭污染減排，工業(yè)園區(qū)要實(shí)行高標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)揮發(fā)性有機(jī)物的減排，一些使用揮發(fā)性有機(jī)物作為原料的行業(yè)可以使用環(huán)保材料來替代。國家要加強(qiáng)工業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物的排放監(jiān)管，建立揮發(fā)性有機(jī)物的排放監(jiān)控機(jī)制，從源頭上限制揮發(fā)性有機(jī)物的排放。同時(shí)，要制定和完善監(jiān)管執(zhí)法條例，建立獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，對高污染工業(yè)企業(yè)進(jìn)行有效監(jiān)管，進(jìn)一步提升空氣質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
1 李 陽 . 揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）污染防治技術(shù)政策 [J]. 化工管理，2017，（27）：123.
2 唐 偉，鄭 思，偉何平 . 杭州市城市生活垃圾處理主要溫室氣體及 VOCs 排放特征 [J]. 環(huán)境科學(xué)研究，2018，（11）：1883-1890.
3 Yang Kaixiong，Wang Chen，Xue Song，et al.The identification，health risks and olfactory effects assessment of VOCs released from the wastewater storage tank in a pesticide plant[J].Ecotoxicology and environmental safety，2019，（184）：16-18.
4 王 強(qiáng)，周 剛，鐘 琪 . 固定源廢氣 VOCs 排放在線監(jiān)測技術(shù)現(xiàn)狀與需求研究 [J]. 環(huán)境科學(xué)，2013，（12）：4764-4770.
5 Guo Mingming，Li Kan，Liu Lizhong，et al.Manganese-based multi-oxide derived from spent ternary lithium-ions batteries as high-efficient catalyst for VOCs oxidation[J].Journal of hazardous materials，2019，（380）：15.
6 晏淑梅，徐文哲，韓高瑩 . 唐山市大氣環(huán)境中VOCs 組 分 及 防 治 措 施 研 究 [J]. 化 學(xué) 與 黏 合，2017，（2）：41-43.
7 姚 軼 . 浙江省木制品制造行業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)研究 [D]. 杭州：浙江工業(yè)大學(xué)，2017.
8 Thorson Jacob，Collier-Oxandale Ashley，Hannigan Michael.Using A Low-Cost Sensor Array and Machine Learning Techniques to Detect Complex Pollutant Mixtures and Identify Likely Sources[J].Sensors （Basel，Switzerland），2019，19（17）：22-26.
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