天津開發區工業VOCs和VOOCs治理的研究

王鈺 田順 （天津經濟技術開發區環境保護局監察支隊 天津300456）

0 引言

VOCs（Volatile Organic Compounds，揮發性有機化合物）是石油化工、制藥、噴漆等行業排放的最常見的污染物。該類有機物大多具有毒性，部分已被列為致癌物質，如氯乙烯、苯、多環芳香烴等。[1]VOOCs（Volatile Odorous Organic Compounds，揮發性惡臭有機化合物）屬于惡臭污染研究的重要內容，主要是含氨、磷、硫和鹵族元素等多原子的VOCs。[2]伴隨著人民生活水平的不斷提高，以及對生活、工作、學習環境的要求日益增高，國民經濟的高速發展帶來的環境問題日益突出，特別是VOCs和VOOCs的污染越來越受到人們的關注。

1 VOCs和VOOCs治理的主要方法

目前VOCs和VOOCs的治理方法主要有破壞性方法、非破壞性方法和兩者的聯合方法。破壞性方法有直接燃燒、熱氧化、催化燃燒、生物氧化、紫外線催化氧化法及其集成技術，主要是通過化學或生化反應，用熱、光、催化劑和微生物將VOCs和VOOCs轉化成二氧化碳和水等無毒害無機小分子化合物；非破壞性方法即回收法，主要有碳吸附、變壓吸附、吸收法、冷凝法及膜分離技術，一般通過物理方法，改變溫度、壓力或采用選擇性吸附劑和選擇性滲透膜等方法來富集分離VOCs和VOOCs。[3]

1.1 熱破壞法

熱破壞法是目前應用比較廣泛，也是研究較多的治理方法，可分為直接燃燒和催化燃燒。直接燃燒是VOCs和VOOCs在氣流中直接燃燒和輔助燃燒的方法。催化燃燒是VOCs和VOOCs在氣流中被加熱，在催化床層作用下，加快燃燒的化學反應，催化劑的存在使VOCs和VOOCs比直接燃燒法需要更少的保留時間和更低的溫度。蓄熱燃燒技術（RTO蓄熱熱力焚燒技術和RCO蓄熱催化燃燒技術）目前在技術上已經相對成熟。隨著蓄熱材料的發展，蓄熱式熱交換器的熱回收率已能達到95%以上，而且占用空間越來越小。這樣輔助燃料的消耗很少，甚至不用輔助燃料，且當VOC的濃度達到一定值以上時，還可從RTO輸出熱量。[4]

1.2 吸附法

吸附法的應用廣泛，具有能耗低、工藝成熟、去除率高、凈化徹底、易于推廣的特點，有很好的環境和經濟效益。目前，吸附多數采用活性炭，其具有去除率高的特點。為了提高凈化效率，吸附法常和其他方法聯用，如，液體吸收和活性碳濕法吸附聯合處理、吸附-催化燃燒處理等。[5]

1.3 吸收法

吸收法是控制VOCs和VOOCs污染的重要手段之一，利用VOCs和VOOCs能和大部分的油類物質互溶的特點，可用高沸點、低蒸汽壓得油類作為吸收劑來吸收VOCs和VOOCs，常見的吸收器有填料洗滌吸收塔等。

1.4 生物膜法

生物膜法就是將微生物固定附著在多孔性介質填料表面，使污染空氣在填料床層中進行生物處理，VOCs和VOOCs被吸附在孔隙表面，被孔隙中的微生物消耗，降解成二氧化碳、水和中性鹽，達到去除污染物的效果。生物膜處理VOCs和VOOCs裝置有生物過濾器和生物滴濾過濾器兩種。生物過濾器主要采用吸附法填料，如土壤、改性活性炭、改性硅藻土等，生物滴濾過濾器主要采用粗碎石、塑料蜂窩狀填料、塑料波紋板料等不具有大孔隙的填料。[6]

1.5 光分解法

光分解VOCs和VOOCs有兩種形式：一種是直接光照在波長合適時，VOCs和VOOCs分解；另一種是催化劑存在下，光照VOCs和VOOCs使之分解。日本專家田中啟一等進行了利用紫外線光分解VOCs和VOOCs的實驗，有機氯化物和氟氯烴在185 nm紫外光照下，兩種物質能在極短的時間內分解成氧氣、氯氣、氟氣等，光分解產生的中間產物，可通過氫氧化鈉溶液處理或延長滯留時間等手段最終去除。光催化劑的基本原理就是在一定波長照射下，光催化劑使H2O生成-OH，然后-OH將VOCs和VOOCs氧化成二氧化碳和水。由于其中具有較高的分子擴散和質量傳遞速率和較易進行的鏈反應，光催化劑對氣相化學污染物的活性比水溶液高得多。[7]

2 天津開發區工業VOCs和VOOCs治理的實例2 分析（見表1）

2010年，天津開發區環保局監察支隊會同專業技術人員，對開發區工業企業VOCs和VOOCs的污染情況進行現場排查，確定污染源，并要求企業有針對性的對VOCs和VOOCs進行治理。

由表1可看出，天津開發區VOCs和VOOCs污染主要集中在石油化工、精細化工、制藥等行業。民營、臺資企業VOCs和VOOCs污染源頭較多，中外合資、外商獨資企業污染源頭相對較少。VOCs和VOOCs污染源主要集中在生產車間、主要生產設備、儲罐區呼吸、污水處理池和原材料裝卸區域。主要治理措施分為末端治理、清潔生產和管理制度3個方面。清潔生產措施主要是將產生VOCs和VOOCs大量揮發的主要生產設備更換成真空或者相對密封的生產設備，既節省原材料的消耗又減少了VOCs和VOOCs的揮發。末端治理技術以集成技術為主，既包含了熱力焚燒、吸收塔、洗滌塔、氮封等常用技術，又有生物膜和RTO等先進技術。T公司采取的RTO不但能夠實現VOCs和VOOCs的末端治理，還能夠將RTO輸出的熱能儲存后再用到生產中去，既完成了污染物治理，又實現了節能的目標?？梢酝ㄟ^培訓教育，提高現場操作人員的專業水準，避免原材料裝卸、暫存過程中產生的VOCs和VOOCs無組織排放。

可見，VOCs和VOOCs的控制可以從多種途徑實現，最經濟的方法是通過加強管理和清潔生產的途徑減少VOCs和VOOCs的使用和揮發。但對于一些工藝過程和生產而言，清潔生產的路還很長，不可避免的還會有大量的VOCs和VOOCs被排放，末端治理技術仍然是必不可少的一種手段。

3 結論

天津開發區是1984年由國務院批準的第一批國家級開發區，以第二產業為主，占到76%，主要產業有電子、汽車、裝備制造、石化、食品飲料、生物醫藥和新能源新材料等。針對天津開發區工業企業VOCs和VOOCs的污染治理可以分為3個步驟：一是加強環境監察力度，建立社會監督管理長效機制，促使企業高度重視VOCs和VOOCs治理工作；二是建立清潔生產和節能減排的鼓勵政策，促進企業積極履行清潔生產和節能減排的環境責任，為企業VOCs和VOOCs治理提供資金和政策支持；三是積極推廣VOCs和VOOCs治理先進經驗，特別是組織技術推廣和經驗交流會，使企業負責人及時了解VOCs和VOOCs治理的先進技術、良好效果和發展趨勢，為企業提供有效的技術支持。

表1 企業VOCs和VOOCs治理措施一覽表

南港工業區作為規劃建設中的中國北方最大的重化基地，VOCs和VOOCs污染治理勢必成為環境保護工作的重點，在吸取天津開發區成功經驗的同時，還應在項目初期結合區域總體規劃要求，注重VOCs和VOOCs的源頭控制，并結合國內外先進管理經驗和治理技術，嚴格把控南港工業區VOCs和VOOCs的排放。

相信，通過社會、企業和政府的共同努力，天津開發區和南港工業區VOCs和VOOCs排放問題必將得到有效的控制，為天津開發區和南港工業區的可持續發展提供更好的環境空間。■

[1]許業偉，袁文輝.可揮發性有機化合物廢氣治理新進展[J].廣東化學，2001，29（2）：12-16.

[2]A tkinsonR.A tmosphericchemistry ofV O Csand N O x[J].A tmospheric Environment，2000（34）:2063-2101.

[3]李潔.V O C廢氣處理的技術進展[C].中國環境保護優秀論文集，2005（5）：1411-1413.

[4]馮智星，余炳林，胡勇，等.有機廢氣（V O C）處理技術[J].廣東科技，2008，（14）：3-5.

[5]齊慧敏，林大泉，劉銀乾，等.日本石油化工廢氣治理狀況[J].石油化工環境保護，2004，27（2）：32-35.

[6]唐運雪.有機廢氣處理技術及前景展望[J].湖南有色金屬，2005，21（5）：31-35.

[7]橋本和仁,大谷文章,工藤昭彥.光觸媒:基礎·材料開發·應用[J].エヌ テ?！ē?，2005（5）：59-64.