工業源VOCs污染治理存在的問題及對策建議分析

上饒市婺源生態環境局 王輝

VOCs是一類揮發性很強的化合物，是產生大氣污染最主要的因素，同時也是光化學煙霧污染所產生的最主要前體物質，其對人們身體各系統和臟器功能會很大的影響，嚴重威脅著人們的身體健康。工業生產源是VOCs產生的最主要來源，是對人們影響最大的主要污染源。當前，盡管我國有關VOCs等有機廢氣的處理技術已經有了一定的進步和改善，但在實際處理流程中仍然面臨著很多技術問題，導致VOCs處理一直未收到明顯的成效。正基于此原因，本文就當前工業源VOCs廢氣處理中的主要問題展開系統的分析與研究，并給出具體的解決措施。

一、工業源VOCs污染特點及危害

（一）工業源VOCs污染特點

VOCs是一種具有高度毒性和污染性的有機化合物，它對自然環境的污染和損害相當巨大。一方面，VOCs的化學性質十分顯著，由于其本身降解難度很大，如果在土壤中生成這些污染物，會對附近的土地和水文系統造成嚴重污染。另外，VOCs的遷移性質也增加了它對自然環境的污染和危害。有科學研究表明，如果雨水和泥土中的VOCs通過光揮發的方式排入到室內空氣當中，則更易于引發光化工環境污染問題。值得注意的是，在現階段，由于還缺乏短期內去除大氣環境中VOCs的有效技術手段，因此這將導致大氣環境中的生化物質含量存在著不可逆的特性，并會極大影響自然環境，直接威脅人們的身體健康[1]。

（二）工業源VOCs污染的危害

現階段，工業源VOCs的危害主要體現在以下兩個方面：其一，將對環境造成很大的影響，這和VOCs放射性較強、遷移力較強存在著很大的關系，但同時也受物質難以自然分解的影響，所以它對環境的影響存在著持久性的特點。其二，對人們健康來說，如果VOCs的排放量超過了人們所能接受的限度，必將對人們的日常生活、工作、生產環境條件造成嚴重干擾，危害人們的身體健康。例如，一旦VOCs揮發到大氣環境，大氣環境中VOCs含量過多時，就很容易造成人們的嚴重中毒，此時中毒者多出現頭疼、眩暈、惡心、腹瀉等現象，嚴重中毒者還可能因此昏迷，甚至危及生命，所以，對工業源VOCs污染的處理至關重要。

二、工業源VOCs污染治理中存在的問題

（一）治理設施運行管理問題

活性炭吸附處理技術，針對低濃度的VOCs和較大風量的氣態污染治理效益都是相當好的，而且實施起來也非常簡單，甚至還能夠輕松做到智能化，也可以采用化學脫附的方法處置可二次使用的表面活性劑，以達到工業廢棄物資源化制成的目的。但就現實而言，大部分工廠在應用活性炭吸附方法處置工業垃圾時，出現活性炭在吸附飽和后不按時置換的問題，不少公司因為財務層面的考慮，而沒有按時置換活性炭。另外，不同企業因為生產過程的差異，所排放的VOCs特性也具有一定的差異性，一般公司也沒有具體的工藝條件對活性炭的飽和能力做出評估，也沒有有效開展環境保護工作，在應用活性炭吸附技術處理后，有關設備由于保護不善沒有起到良好的作用[2]。

另外一些實際應用的方法則是通過復合處理工藝實現VOCs治理，比如將吸附和催化焚燒結合在一起應用時，要通過催化焚燒處理VOCs廢氣，焚燒溫度要控制在200-400℃左右。而從當前的技術來看，催化能力最佳的是貴金屬催化劑，焚燒的初始溫度可以達到100-200℃，但是達不到VOCs的起燃溫，用催化劑焚燒顯然不能達到這個目標。一些公司也選擇了噴淋塔與生物凈化結合方式處置VOCs廢物，但通過大量的技術調查發現，這些公司中大多數的設備長期閑置，而VOCs處置也只有噴淋塔發揮了作用，且處置效率并不理想。

（二）廢氣收集難度大，存在無組織排放現象

大量研究表明，一般工廠中的廢物回收設施沒有對有可能產生VOCs的部分加以徹底遮蓋，很多公司只針對某一個較為關鍵的部分安裝VOCs集氣罩，而沒有注意到溶液的處理，也沒有注意到墨水的調配，在使用VOCs的原料后，由于不能進行密封，導致VOCs大量揮發；個別工廠即使在主要的生產工藝中，也沒有安裝氣體收集裝置，或者僅僅在屋頂安裝了一個風扇。另外，一些工廠由于廠房密封差，在生產作業中廠房的窗戶大多保持開啟狀態，使得未經處理的VOCs大量釋放在環境中，對生態環境造成了很大危害。

（三）治理設施設計方案與實際不符

某家公司的廢氣治理設計方案為一種新型的光催化技術，其采用特殊的纖維作為催化劑，將光催化劑和新型氣體濾料相結合。但在實際生產中，采用的卻是蜂窩狀活性炭。玻璃纖維與蜂窩樣的活性炭在整體結構、表面積、吸收能力、廢氣電阻和氣壓損失等幾個方面都有很大的不同，且參數特性也并不相同，如果擅自更換材質很難實現設計處理效果。大多數公司應用的是吸附法處理技術，含有VOCs的廢氣徑直由下部流入吸收塔，并在塔內與霧化的柴油乳化液完全接觸后被除去。但在現場調查時看到，VOCs氣體在進入吸收塔前又安裝了水簾機，與原設計相悖[3]。

（四）VOCs處理不夠徹底，容易出現二次污染的問題

現在以一家包裝公司為例，該公司采用吸附和凝結結合處理技術對VOCs廢水進行處理。當活性炭纖維吸附床將飽和的物料吸收后，再進行蒸氣脫附和再生，在這個過程中，乙酸丙烯和一部分水汽會進入到冷凝器中，在進入冷凝器的過程中會發生凝固，從而形成液體，并使乙酸丙烯和水分離開來。初次分解以后，所制得的丙烯酸含量約為3%，而只有乙酸丙烯在水中的含量為8%以上，才能通過精餾的方式將其提純出來。萃取后產生的污水中，醋酸丙烯的濃度需要低于1.5%，再采用專用的滲透汽化膜設備對醋酸丙烯進行純化處理。但是，處置過程中產生的VOCs廢氣，在沒有加以處理的前提下就已經排入城市管網中，并形成了二次污染。另外，一些公司也應用分離體凈化工藝處置VOCs排放，通過該技術可以對排放的VOCs元素進行處置，分解過程會收到相應的效果，但在分解過程中會形成相應的氮氧化物或其他中間產品，若企業沒有對這些產品進行處置，直接進行高空排放放，就很容易產生二次污染。

三、工業源VOCs污染治理存在的問題的解決措施

（一）增加資金投入

要想從根本上改善工業源VOCs大氣污染問題，地方政府和有關部門就必須增加成本投入，利用新科技和先進設備來治理污染，并出臺政策和鼓勵措施，促進有關企業不斷進行裝備、技術的更新換代，鼓勵工業企業采用節能技術手段。另外，有關企業還必須在繼續應用清潔型資源利用技術的基礎上，進一步更新制造技術和裝備，并以此來提高資源利用水平，從而減少各種資源損耗，從節約資源和減少消耗兩方面入手，共同提高生態環境保護效果。另外，科研部門要積極開發各種新技術，尋找可以取代煤炭和燃氣等不可再生資源的可再生資源，例如核能和風電等，利用清潔型能源，以減少污染。

（二）合理選擇治理方法

強化環境污染管理措施是VOCs污染管理的根本。調查數據表明，目前使用較多的是活性炭和冷凝等吸附技術，活性炭的吸附效果已達到99%，可高效地對室內空氣中的有害物質實現吸附。但其不足之處在于必須定期更換新的活性炭，所以活性炭的使用量較大。而冷凝吸附技術可以進行廢物和污水的分離與降解，具有很高的污染處理效率，因此要增加冷凝吸附技術的應用，以提高總體的處理效益[4]。

（三）提高治理水平

生產環境中極易出現含量較大的VOCs污染氣體，因此，應針對相關情況加以收集與處置，合理應用不同的處理技術，以提高處理效率，防止VOCs污染氣體排放達不到有關要求。因此，對含量適中的VOCs污染氣體應采用活性炭吸附工藝，進行收集處置后加以焚燒。必須重視的是在燃燒過程中也必須做好空氣凈化處理，以防止在燃燒過程出現其他的有害物質。對VOCs污染氣體可通過冷凝吸附等生物工藝手段進行空氣凈化處理，以保證對自然環境不造成危害的前提下再加以使用。所以，只有全面提高VOCs處理技術，才能確保自然環境。

（四）把控各個環節

污染氣體治理一定要充分考慮到污染氣體處理設施與車間通風設備之間的聯系，唯有如此才能充分掌控處理工藝，最后取得理想的處理結果。例如，有些產品存在污染氣體回收率過低、無組織污染或只注重末端處理設備，不關注通風設備與其是否適配的問題，最終造成處理效果不佳。為此，要本著各個環節整體控制的原則，從源頭、中段和末梢管理著手。為了進一步提高污染氣體的回收率，企業在生產中應應用科學高效的污染氣體回收技術，避免無組織污染，同時要對污染氣體進行監測，檢查合格后才可使用。企業生產過程中形成的污染氣體應采用密閉一體化的工藝，按照分類要求采集完成后進行處置。為能從根源上降低VOCs污染，應積極尋求能取代常規資源的潔凈能源，如太陽能、水電、風電等，以節約能源和減少污染。

（五）注重產業布局

積極調整產業布局政策對VOCs污染治理有深遠影響。在新時代，企業為了逐步減少VOCs污染，提高污染物處理質量，還須調整產業結構，以實現產業布局的合理優化。首先，地方政府及主管部門應當出臺優惠政策出臺，做到生產經營和環保管理的統籌布局。其次，為了促進現代企業清潔生產，政府部門應當積極幫助現代工業企業實現產業升級與布局調整，特別是企業要積極推行清潔生產，把國家環保發展戰略落到企業。最后，對能耗較大，且環境污染相對嚴重的企業，地方政府部門應當強化監督與整治，并責成有關企業開展整頓工作，對達不到污染排放標準的企業，勒令其立即停業，降低工業污染排放量，提高環保效益。

（六）制定嚴格的工業源VOCs排放標準

沒有規矩不成方圓。所有行業都會建立有關的管理體系，工業源大氣污染治理也不例外。做好一切工作的基礎都要有一整套管理制度為依據，綜合防治工業大氣污染也是如此，企業應該隨著社會主義市場經濟體系的完善，通過科學技術的探索，進一步提高各行業的排放標準，通過規范企業行為，行業逐步減少企業的VOCs排放，通過研究不同行業的VOCs排放量，可以制定相關的規范，以逐步控制和企業減排總量，對工業源大氣污染控制綜合治理同時，也為綜合防治工業源的大氣污染提供了法律依據[5]。

（七）加強對環境污染的管理控制

政府監管部門應當隨著社會主義市場經濟的發展以及科技的發展，不斷完善監測手段，進一步強化對工業源VOCs的監測管理，并在已有技術手段、方法的基礎上，進一步豐富新的技術手段和措施，從各個角度加強管理。比如，可以向社會購買環境監測服務，還可引進第三方的檢測組織，完善工業環境監測管理工作。同時，政府應引導工業企業進行VOCs的泄漏監測和設備檢修工作，并按照《石化行業揮發性有機物全面整治方案》中有關VOCs危害總量的有關規定，進一步加強監控、嚴格監管，指導企業保持推進VOCs排放整改工作，進一步提升城市生態環境質量。圖1為VOCs在線監測系統。

圖1 VOCs在線監測系統

（八）加強VOCs污染治理方法應用

強化環境污染綜合治理方法的應用，是VOCs環境污染綜合治理的關鍵?，F階段，活性炭吸附技術、冷凝吸附技術等在VOCs廢氣處置領域中的運用較多。對活性炭吸附技術來說，其大多使用了活性炭材料，在活性炭吸附氣體有害物質到達飽和時，再對其加以脫附處置，將廢氣吹脫并加以焚燒，這種有害物質就會轉變為無毒材料。而冷凝吸附技術是目前比較普遍的一類VOCs廢氣處理技術，它可以利用特殊的冷凝裝置，迅速分解VOCs中的有害物質，并在規定的范圍內進行廢物和污水的分散與減量，從而取得很好的污染處理效果。有關研究指出，在控制VOCs排放的過程中，必須加強對VOCs源頭的有效監控，新時期VOCs的監測方法日益多樣化，一些新的技術對VOCs的控制具有顯著的優勢，例如固相微萃取、VOCs超聲波萃取、VOCs GC等。VOCs固相微萃取工藝必須經過提取、解溶、進樣等步驟，工藝簡單，具有明顯的生態效益。但是對于VOCs的超聲波萃取，一般都是在VOCs排放前的處理過程中，采用的是一種特別的混合溶液。此外，對于VOCs的處理，GC的溫度也有很高的要求，例如，在測量土壤中VOCs的時候，必須考慮下列情況（參見表1）。新時期，針對以上兩種方法，應該進一步探討其應用于工業污染源VOCs治理中，拓寬其應用領域，實現治理效果與治理質量的提高。

表1 VOCs氣相色譜質譜法處置溫度條件

（九）完善污染檢測方法

VOCs的污染監測也是后期環境整治工作的重點。環保部門應當建立污染監測標準并確定檢測內容，安排人員應用環境監測技術對全國各地的主要污染物成分實施監測，對VOCs的污染物狀況進行有效的監測。同時，針對監測到的VOCs污染，要具備適當的處理方法，確保污染對人體沒有產生危害，或污染沒有進一步蔓延。一旦污染出現了蔓延，要及時判斷蔓延情況，盡快采取有關措施并有針對性地加以處置。

四、總結語

綜上所述，治理工業源VOCs治理的效果，既與國家的空氣質量有關，又與人民的生命和健康息息相關，工業污染源VOCs的治理需要引起業界和環保主管部門的高度重視。因此，需要針對現實狀況剖析工業源VOCs環境污染的原因及其當前治理面臨的問題，從而提出針對性的解決辦法，合理地把先進的科學技術和新能源融合到產業發展之中。同時有關環境保護監督管理機構還應該不斷完善環保監管的制度，規范工業的生產與廢氣排放，保證他們能達到嚴格的排放標準。