VOCs來源及治理技術綜述

摘要：VOCs對人類健康及環境危害巨大，VOCs治理成為備受關注的環境問題之一。本文分析了VOCs污染物來源，重點闡述了VOCs治理技術的原理、優缺點，具有積極的現實意義。原理、優缺點，具有積極的現實指導意義。

關鍵詞：VOCs技術;技術選擇;綜述

中圖分類號：X512 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）05-00-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.05.052

Summary of VOCs sources and governance technologies

Cui Yanni

（Yantai Environmental Engineering Consulting and Design Institute Co.，Ltd.，Yantai Shandong 264002，China）

Abstract：VOCs are harmful to human health and the environment. VOCs governance has become one of the environmental issues that attract much attention.This article analyzes the sources of VOCs pollutants，focuses on the principles， advantages and disadvantages of VOCs treatment technology， and has positive practical significance.

Key words：VOCs technology;Technology selection;Review

1 概述

揮發性有機化合物（Volatile Organic Compounds，簡稱VOCs），是指常溫下飽和蒸氣壓大于70Pa，常壓下沸點在260℃以下的有機化合物。芳香烴、脂肪烴、烯、醇、酯、鹵代類、環氧化合物等有機物為VOCs主要成分。VOCs中的某些成分具有刺激性氣味，傷害人的呼吸道、肺部、皮膚等，具有致畸性、致突變性;有些成分則形成霧霾或光化學煙霧前體物，污染大氣、破壞臭氧層。VOCs對人類健康及環境危害巨大，VOCs治理成為當今社會備受關注的環境問題之一。

2 VOCs污染物來源

2.1 石油煉制

石油煉制是VOCs最主要來源。在繁瑣復雜的裂解煉油工藝過程中，會產生烴類、醛類、醇類及酸類物質。如，鍋爐、焚燒爐及加熱爐加熱過程中會產生燃燒煙霧廢氣;催化、裂化會產生二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳等廢氣;瀝青氧化過程中會產生有毒氧化瀝青廢氣，等等。USUPA估算，石油煉制企業每年石油煉制泄漏VOCs約占原油加工量的0.01%-0.03%，歐盟排放系數為0.18%。即，一家年加工原油1×107t的石化企業，其年VOCs排放量約為1.8×104t。

2.2 化工行業

化工行業在生產、燃料油、有機溶劑輸配、儲存時會產生大量苯系物、胺、有機鹵化物。其中，鍋爐、裂解爐、焚燒爐燃燒所產生的煙氣會產生大量含有一氧化碳、二氧化碳等煙霧類污染物;甲醛、聚乙烯、環氧氯丙烷、對苯二甲酸等特殊裝置運行過程中也會產生烷烴、環烷烴、芳香烴等工業廢氣。2015年我國工業源VOCs產生量約為1.075×107t。

2.3 生活來源

汽車、新居涂料、秸稈焚燒、廚房油煙等生活源VOCs排放量較大。尤其隨著我國機動車保有量的持續增長，每年由汽柴油機動車尾氣所排放的苯、甲苯、二甲苯、丙酮、丙烯、丙烷等苯系物和短鏈碳氫化合物也與日增多。此外，秸稈焚燒所產生的醛類化合物、芳香烴化合物、廚房油煙釋放過程中，乙醇、丙烷等污染物也會加劇空氣污染，影響環境。

3 VOCs治理技術綜述

3.1 焚燒法

將VOCs廢氣直接燃燒去除凈化。根據燃燒材料及設備的不同，焚燒法又可分為直接焚燒法、催化焚燒法（RCO）和熱力焚燒法（RTO）。其中，（1）直接焚燒法具有設備簡單、易操作，初始投資低等優勢，但其不足之處是焚燒時會產生氮氧化物、二噁英、熱輻射及粉塵等。直接焚燒法主要應用于有害組分濃度高或熱值較高的VOCs廢氣;（2）RTO法利用熱交換技術、陶瓷蓄熱材料，利用換向閥式換熱系統確保燃燒熱量得到回收及進出氣的連續性，該法具有熱回收率高，操作系統范圍大等優點，不足之處是起燃溫度高，會產生氮氧化物、二噁英等有害氣體，運行費用較高，該技術主要應用于低濃度有機廢氣、操作風量范圍大領域;（3）RCO法利用催化劑加快化學反應速度，降低燃燒溫度，與RTO聯合應用可提升熱回收率。該法具有熱回收率高、安全、節能、無二次污染且輔助燃料消耗少等優點，不足之處是初始投資高。主要應用于小流量、高濃度、低沸點有機廢氣連續處理領域。

3.2 吸附法

吸附法是指利用活性炭的吸附作用，將VOCs吸附至活性炭，然后采用變壓或變溫的方式將活性炭上的VOCs解吸，從而達到去除效果?；钚蕴课椒ㄌ幚鞻OCs具有吸附效率高的優點，適用于鹵代烴、醛類、芳香烴、醚類等吸收效果，可吸附不同分子大小的物質。處理成本低，工藝簡單，易脫附再生。但吸附法也有其不足，即，吸附法處理沸點較高VOCs介質時，再生難度大。如，重油、瀝青類介質VOCs處理效果差;活性炭在吸附過程中，隨著吸附濃度的上升，介質易引起自燃等。

3.3 吸收法

吸收法分為壓縮冷凝回收、濃縮冷凝回收和直接回收三類。吸收法是廢氣與洗滌液接觸去除VOCs，利用化學劑中和、氧化來反應掉VOCs。傳質效率高，高效去除酸性氣體，也可去除顆粒物及氣態VOCs，但吸收法不足之處是需要處理后續廢水，后期維護費較高。吸收法治理VOCs主要應用于高水溶性VOCs領域，低濃度氣體不適用。

3.4 生物法

利用微生物與污染氣體接觸，廢氣經微生物表面時被特定微生物捕獲、消化，達到去除有毒有害污染物效果。生物法處理VOCs具有投資少、適用水溶性好、低濃度異味去除效率高、不會產生二次污染等優點，其不足之處是生物降解性差、高濃度及難生物降解類的VOCs去除率低。生物法處理VOCs方式及設備主要包括生物濾池、滴濾塔、洗滌器等。

3.5 膜分離法

膜分離法處理VOCs，就是利用有機分子粒徑大小差異實現分離、回收揮發組分。膜分離技術主要適用于高濃度VOCs處理，具有處理效率高，組分可回收，可與其他技術聯合應用等優點，不足之處是膜分離技術的成本高，穩定量差，且膜分離存在膜污染，需要再次回收處理。

3.6 低溫等離子體技術

在外加電場的作用下，介質會放電產生出大量電子，電子直接轟擊VOCs分子，使VOCs分子電離、解離，最終實現VOCs分子解離為若干小分子安全物質，實現降解去除的預期效果。低溫等離子技術處理VOCs投資費用低，適用于噴涂等異味去除領域，但不足之處是處理高濃度的VOCs效率不高，有爆炸隱患。

3.7 催化氧化法

這里的催化氧化法治理VOCs主要包括光催化氧化技術和微波催化氧化技術。前者主要是利用CdS、ZnO、TiO2等光敏半導體材料，在光照作用下將光能轉化為化學能，產生自由基具有很強的氧化能力，達到VOCs氧化處理效果。光催化氧化技術具有處理效率好，反應速率高，且處理后的產物便于回收等優勢。后者則集合了填料吸附技能，有效提升VOCs處理效果，其優點是極大地縮短廢氣吸附及解吸時間，處理效率高，降低處理成本。

4 結語

除了上述單一的治理方法外，近年來，各種組合凈化VOCs技術也在實踐中得到了廣泛應用。如：低溫等離子體+催化技術;低溫等離子體+吸收技術;吸附濃縮+高溫焚燒技術;吸附濃縮+催化燃燒技術;吸附濃縮+吸收技術。組合凈化技術的聯合應用，通過兩種及以上技術組合達到最佳治理效果。

參考文獻

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收稿日期：2020-03-11

作者簡介：崔燕妮（1987-），女，漢族，碩士研究生，中級工程師，研究方向為環境污染防治。