对于VOC废气处理现状与处理技术的探讨

对于VOC废气处理现状与处理技术的探讨

胡丽霞丁响雷

上海深通环境节能工程咨询有限公司上海市201201

摘要：文章首先简述了VOC的定义及其危害，然后介绍现阶段我国VOC治理的现状，最后探讨了我国工业废气中VOC的几种处理技术，并对其优缺点进行比较，供工业企业作为参考。

关键词：VOC废气；处理现状；处理技术

随着工业经济的快速增长，为社会带来了巨大经济利益。但是，在工业生产过程中，溶剂使用、涂装、烤漆、印刷、制药、橡胶、石油化工等行业会产生大量VOC废气，不仅对空气质量造成极大程度的污染，也给人们的生命健康造成极大的威胁。雾霾天气在很大程度上就是由于工业废气造成的，随着雾霾天气的持续发生，因此，控制各行业VOC达标排放至关重要，加强对废气处理的研究，对保护环境、提高工业可持续发展具有极其重要的意义。

1、VOC概述

1.1什么是VOC

VOC是挥发性有机化合物（volatileorganiccompounds）的英文缩写。根据上海市地方标准《大气污染物综合排放标准》（DB31/933-2015），指参与大气光化学反应的有机化合物，即20℃时蒸汽压不小于10Pa或者101.325kPa标准大气压下，沸点不高于260℃的有机化合物或者实际生产条件下具有以上相应挥发性的有机化合物（甲烷除外）的统称。

VOC的主要成分有：烃类、卤代烃、氧烃和氮烃，它包括：苯系物、有机氯化物、氟里昂系列、有机酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烃化合物等。

1.2VOC的危害

首先，VOC中的有机物质会对人体造成直接损害，如甲苯等苯系物，对皮肤、粘膜有刺激性，对中枢神经系统有麻醉作用。短时间内吸入较高浓度，会出现眼及上呼吸道明显的刺激症状、眼结膜及咽部充血、头晕、头痛、恶心、呕吐、胸闷、四肢无力、步态蹒跚、意识模糊。长期接触，会发生神经衰弱综合征，肝肿大。其次，VOC破坏大气生态环境，例如，VOC碳氢化合物和氮氧化物在阳光和热的作用下会发生一系列复杂反应而形成光化学烟雾，此外还会破坏高空中的臭氧层[1]。再次，VOC中的大部分物质属于易燃易爆的化合物，这对企业的日常生产也带来了安全隐患。

2、我国VOC治理的现状

我国对VOC防治工作起步较晚，但是近些年来不断加强对VOC污染的管理控制。

2010年5月，环保部等9部门联合制定了《关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量的指导意见》（国办发[2010]33号），把挥发性有机物作为大气污染联防联控的重点污染物。

2012年12月，《国家“十二五”重点区域大气污染防治规划》（环发[2012]130号）发布，指出开展重点行业治理，完善挥发性有机物污染防治体系。（1）开展挥发性有机物摸底调查；（2）完善重点行业挥发性有机物排放控制要求和政策体系；（3）全面开战加油站、储油库和油罐车油气回收治理；（4）大力削减石化行业挥发性有机物排放；（5）积极推进有机化工等行业挥发性有机物控制；（6）加强表面涂装工业挥发性有机物排放控制；（7）推进溶剂使用工艺挥发性有机物治理。

2013年，国务院发布《大气污染防治行动计划》（国发[2013]37号），要求推进挥发性有机物污染治理。同年，环保部印发了《挥发性有机物VOCs污染防治技术政策》（环境保护部公告2013年第31号），提出了生产VOCs物料和含VOCs产品的生产、储存运输销售、使用、消费等环节的污染防治策略和方法。2014年环保部颁布《石化行业挥发性有机物综合整治方案》（环发[2014]177号），率先开展石化行业的VOCs治理工作。

2016年国务院发布《“十三五”生态环境保护规划》，首次在重点地区、重点行业推进挥发性有机物总量控制，全国排放总量下降10%以上。

2016年7月，工业和信息化部财政部两部委印发《重点行业挥发性有机物削减行动计划》（工信部联节[2016]217号），明确到2018年，工业行业VOCs排放量比2015年削减330万吨以上，减少苯、甲苯、二甲苯、二甲基甲酰胺（DMF）等溶剂、助剂使用量20%以上，低（无）VOCs的绿色农药制剂、涂料、油墨、胶粘剂和轮胎产品比例分别达到70%、60%、70%、85%和40%以上。

2018年10月发布的《中华人民共和国大气污染防治法》明确，国家建立重点区域大气污染防联防控机制，统筹协调重点区域大气污染防治工作。

目前，我国VOC控制工作的政策体系已初步形成，并具有一定的可操作性。

3、VOC处理技术

3.1吸附法

在有机废气治理工艺中，吸附是处理效果好、使用较广的方法之一。同时，这种处理方法的成本较低、能源消耗量少、操作简单，能够减少对环境的污染，具有广阔的市场前景。

吸附法是通过采用选择性吸附剂物理性吸附和捕捉VOC的方法[3]。吸附剂有活性炭、硅藻土、沸石等，其中活性炭吸附应用最多。通过吸附系统，不仅可以使VOC废气浓度大大降低，实现废气达标排放，而且吸附后通过气提解吸，收集物可以再回用于生产中。

3.2吸收法

吸收法是利用液态吸收剂处理气体混合物以除去其中某一种或几种气体的过程[3]。因VOC一般都溶解于柴油或200#汽油等有机溶剂，可用柴油或200#汽油吸收VOC，吸收后的溶剂可用于燃料或稀释剂。这种方法优点在于可以回收有用成分，缺点是吸收处理后一般尚有挥发气体残余，而且因有机溶剂本身易挥发，容易造成二次污染。

3.3冷凝回收法

冷凝回收法是基于不同的温度条件，有机物具有不同的饱和度。利用这一特性，通过改变（降低或提升）系统的压力，将VOC中的有机物质通过冷凝的方式提炼出来。冷凝回收法的优点是有机废气净化纯度高，缺点是操作难度相对较大，在常温情况下一般不能利用冷却水实现，还需要利用冷凝水降温过程，因此成本较高。

3.4燃烧法

VOC是有机挥发性物质，易燃烧，VOC的燃烧法是指将VOC中的碳氧化分解为二氧化碳的处理方法，包括直接燃烧法和催化氧化燃烧处理。直接燃烧法是利用助燃剂，在高温条件下使VOC燃烧分解为二氧化碳、水等物质，助燃剂可使用液体燃料或气体燃烧。催化燃烧法是指采用加入催化剂的方法降低氧化分解VOC所需要的温度，目前一般使用金属或金属盐作为催化剂，但成本过高。近几年我国一直在研究利用非贵金属作为催化剂的工作，已经取得一定进展。此法处理比较完全，基本可以把VOC转化为CO2、H2O。

3.5生物处理法

有机废气的生物处理是最经济有效的方法，效果好、运行费用低于任何一种处理方法，安全、易操作。生物处理法是利用微生物生理特点与过程，将VOC废气中的有害物质有效的转化为无机物，转化成的无机物主要包括水、二氧化碳等[4]。VOC的生物净化法有直接微生物净化法、间接微生物处理法（先水吸收再废水生物处理）及植物净化法等。直接生物净化有生物吸收池、生物洗涤池、生物滴滤池、生物过滤池，处理效果好、操作方便，其中生物过滤池技术成熟，应用较多。植物净化法就是厂区内增加绿化面积，利用绿色植物吸收和转化大气中的污染物来净化空气，这种方法适用于大环境低浓度的污染。相较其他VOC处理方法来说，生物处理法是一种无害的方式。

3.6等离子体法

等离子体法是利用NS级的高压脉冲电晕进行放电，在常温常压环境中，获得非平衡的等离子体（包括氧离子、氢氧离子、高能电子等），氧化与降解VOC废气，将其转化为其他易回收的形式或无害的物质。这种处理方法的优点是可在常温下处理VOC废气，缺点是可能会产生氮氧化物或其他二次生成物。

4、总结

通过上述分析可知，随着我国工业经济的发展，为社会带来经济效益的同时。在工业生产中，不可避免的会产生大量VOC废气。近年来，我国不断加大对VOC的管控力度，VOC控制工作的政策体系已初步形成，并具有一定的可操作性。我国VOC废气主要的处理技术包括吸附法、吸收法、冷凝回收法、燃烧法、生物处理法、等离子体法等，这些处理方法各有优缺点，需要企业根据自身VOC废气排放实际情况，选择合适的处理方式，为我国环保事业贡献自己的力量。

参考文献：

[1]陈锐章.VOC处理技术综述[J].环境与发展，2018，（1）：98+100.

[2]刘宏亮.浅谈VOCs治理现状与问题[J].环境保护与循环经济，2017年，（1）：70-72.

[3]崔凤.工业废气中VOC处理技术简介[J].科技视界，2017，（1）：70+93.

[4]叶冬竹.对VOC废气处理技术的相关探讨[J].广东化工，2016，43（14）：184-185.