挥发性有机物（VOCs）污染空气的防治技术分析

吴国平 王伟州

摘要：挥发性有机物是一种有机污染物，是造成大气污染的复合物质之一，同时对人体健康也会造成一定的危害。随着我国经济的发展，挥发性有机物排放量不断增加，引发的雾霾以及光化学烟雾等污染事件也日益严重。本文主要阐述了挥发性有机物的概念、分类以及污染来源，并对挥发性有机物的治理技术进行了详细阐述。结果表明，选用组合技术对于挥发性有机物进行治理能够实现达标排放，并且降低污染治理费用的目的，具有较好的治理效果。

关键词：挥发性有机物；空气污染；防治技术

中图分类号：X51 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）03-0046-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.03.027

Abstract： Volatile organic compounds （VOCs） are an organic pollutant and one of the complex substances that cause air pollution. At the same time， they can also cause some harm to human health. With the development of economy， the emission of volatile organic compounds is on the increase. The pollution incidents such as smog and photochemical smog are more and more serious. This paper mainly expounds the concept， classification and source of the volatile organic compounds， elaborates on the technologies for the management of volatile organic compounds， and selects combinatorial technology for the purpose of emission-standard treatment of volatile organic compounds and reduces the pollution treatment costs， with Better governance effect.

Key words： Volatile organic compounds； Air pollution； Prevention and control technology

挥发性有机物是一种有机污染物的总称，对于人體健康有多方面的危害性，具体表现在以下几个方面：大部分的挥发性有机物均具有刺激性气味，这种气体对人体有致癌以及基因突变的作用；如果挥发性有机物浓度过高，人会出现眩晕和恶心等情况，重者会危及生命安全；有些挥发性有机物还会引起火灾。由此可见挥发性有机物对人体和整个生态环境危害巨大，必须进行科学的防治[1]。

1 挥发性有机物的来源

（1）大气污染的来源。大气中挥发性有机物污染的来源主要包括室内和室外两个方面，室外的挥发性有机物主要来源于在工业当中生产（比如在化工冶炼以及表面涂装和电子产业中）、化学燃料的燃烧以及交通工具产生的尾气等；室内污染来源主要来自于煤和天然气的燃烧产物以及建筑材料的挥发性物质等等[2]。（2）水体污染的来源。水体中的挥发性有机物目前已经达到上千种，其中对于人体有害的大概有两百多种。水体中可挥发性有机物的来源主要是企业排放的工业废水和废气，水中的藻类代谢物经过消毒之后也会产生部分挥发性有机物。

2 挥发性有机物对于环境的危害

挥发性有机物中的碳氢化合物与氮氧化合物在紫外线的作用下能够合成臭氧，这种臭氧可以导致光化学烟雾危害的发生，光化学烟雾严重危害人类的身体健康和动植物的生长。挥发性有机物参与大气中二次气溶胶的形成，附着在这种胶体的周围，能够较长的保存的大气之处，而且对于光的散射能力较强，在一定程度上影响了大气的能见度。在我国城市上空当中形成的雾霾以及酸雨等气体污染，很大程度上是由于挥发性有机物导致的。挥发性有机物的刺激性气味会使人体感到不适，能够刺激人体的呼吸道和眼睛，使皮肤产生过敏，具有致癌作用，特别是挥发性有机物中的苯和甲醛，对人体会造成很大的危害[3]。

3 挥发性有机物的防治措施

3.1 挥发性有机物的回收技术

对于浓度较高，而且具有回收价值的挥发性有机物，我们可以采用回收的技术进行循环利用，经常使用的回收技术，包括吸附、冷凝、膜分离等。（1）液体吸收技术。这种技术能够使得挥发性有机物从气象转移到液相，然后再对吸附的挥发性有机物进行回收处理。这种回收循环利用的技术可以消除气体中的污染物，得到一些能够循环利用的物质。这种技术的优点是投资费用较少，施工工艺比较简单，价格相对合理，适用的范围是挥发性有机物数量较大、浓度较高以及温度较低的情况，这种方法的缺陷是设备容易受到气体的腐蚀，存在二次污染的可能性。（2）吸附回收的技术。吸附回收技术是利用多孔吸附剂来处理挥发性有机物，使得挥发性有机物的成分浓缩于固体的表面，用以达到分离目的。这种处理技术应用极为广泛，主要适用于浓度较低，通量较高的有机废气的治理。这种技术的优点是去除率比较高，没有二次污染，气体去除比较彻底，而且能够自动控制；缺点是由于吸附剂吸附的量有限，因此不能够处理浓度较高的挥发性有机物，如果挥发性有机物中含有胶质杂质，那么吸附剂就很容易失去效果。（3）冷凝回收技术。冷凝回收技术就是通过降低挥发性有机物的温度，来使得其转化为其他形态，用于回收有机污染物。这种技术的优点是可以适用于沸点较高，浓度较高的挥发性气体回收利用，通常可以作为以上两种回收技术的辅助手段，缺点是由于需要低温导致能量消耗很大，操作费用较高。（4）膜分离技术回收。膜分离技术是利用挥发性有机物与其他物质穿透人工膜的性质各异的原理设计出来的一种方法。最早是用于汽油产品的回收，分离汽油回收气体中的甲烷乙烷等物质。这种方法适用于高浓度挥发性有机物气体的回收，并且没有二次污染，缺点是回收成本较高，膜分离技术价格较为昂贵。

3.2 挥发性有机物的销毁技术

（1）利用催化器进行燃烧。这种技术是在低温之下在挥发性有机物中参入催化剂，彻底进行氧化分解，能得到纯净气体的方法。催化剂的燃烧技术适用于可燃或者高温的挥发性气体的治理。具有的优点是安全系数比较高，且能量消耗较低，工艺操作比较简单。但是缺点是不允许气体中有影响催化剂效果的杂质存在，必须要对于废气进行提前处理，如果在燃烧过程中，废气含有大量的硫化物，则不适用于催化器燃烧技术。（2）高温焚烧技术。高温焚烧技术主要是用于组成成分较为复杂的挥发性有机气体。目前有三种高温焚烧技术，一种是进行直接焚烧的焚烧炉，第二种对流转换式焚烧炉，第三种是蓄热式焚烧炉。高温焚烧技术主要用于制漆工业以及制药工业的废气处理[4]。（3）生物氧化技术。利用生物氧化技术处理挥发性有机物，主要是利用微生物的新陈代谢过程，对于有机挥发物进行自然的分解和利用，最终变成对于环境无害的二氧化碳和水。这种技术只能够降解某些特定的挥发性有机物，一些生物菌对于周围环境条件要求较高，普遍适应性不高。（4）光催化技术。光催化技术是目前最具有前景的治理污染的新技术，其对于挥发性有机物的降解可达到九成以上。这种技术的原理是在特定的光波长照射下，催化技术将挥发性有机物的表面进行氧化还原，最终生成对环境无害的二氧化碳和水等小分子物质。光化学的催化的稳定性比较高，而且来源广泛，对于很多毒性较强的有机物均具有催化作用，整个处理过程操作也较为简单。

3.3 组合技术处理挥发性有机物

挥发性有机物成分比较复杂，大多数行业中的挥发性有机物排放都采取混合物形式，因此采用单一的技术往往达不到实际的效果，在这种情况下我们可以采用组合方式处理废气，这样不但能够降低处理费用，能够取得更好的治疗效果。（1）吸附浓缩-催化燃烧技术。这种技术采用的原理是以蜂窝活性炭作为吸附剂，当蜂窝活性炭吸附饱和之后，其浓缩的有机物在送往催化剂进行催化燃烧，分解成没有污染的二氧化碳和水，达到废热利用以及污染治理的目的。这种技术的优点是净化效率较高、投资成本较低，在启动之后，无需再进行加热，产生的热废气又使得活性炭再生，达到了循环利用的目的。（2）吸附浓缩-蓄热燃烧技术。这种技术是利用陶瓷蓄热体将尾气的热量直接蓄积在其中，然后高温区的气体可以直接加热需要处理的废气，这种技术的热转换效率在70%以上。吸附浓缩-蓄热燃烧技术可以扩展催化燃烧和粉高温焚烧技术的应用范围，并且逐步取代了传统的催化燃燒技术。

4 结束语

目前国家将大气污染防治规划扩展到挥发性有机物，提出全面治理挥发性有机物等联合工作措施。鼓励企业多采用清洁生产技术和废气处理工艺，用以减少挥发性有机物的排放。由于现在挥发性有机物气体多数为混合排放，因此采用单一处理技术，很难达到良好的治理效果，需要采用多种技术进行综合治理，进而实现污染物达标排放的目的，起到了比较好的净化治理效果。

参考文献

[1]张卿川，夏邦寿，杨正宁等.国内外对挥发性有机物定义与表征的问题研究[J].污染防治技术，2014，27（5）：3.

[2]楚波，曹喜萍.挥发性有机物（VOCs）污染空气的防治技术分析[J].资源节约与环保，2016，（08）：122.

[3]孙浩程，赵朝成，陈亚男等催化燃烧法处理挥发性有机物的研究进展[J].现代化工，2015，3（56）：57.

[4]金伟力.挥发性有机物（VOCs）污染空气防治技术[A].中国环境科学学会、北京科技大学.2013北京国际环境技术研讨会论文集[C].中国环境科学学会、北京科技大学，2013：7.

收稿日期：2018-01-26

作者简介：吴国平（1987-），男，本科，助理工程师，研究方向为大气防治污染。