江西省VOC 污染防治工作的调查研究与思考

徐作涛，王超

（1. 江西省生态环境科学研究与规划院，江西南昌，330077；2. 南昌市公园事务中心，江西南昌，330077）

0 引言

笔者近年来在省内多地对汽车制造、炼油、化工、制药和线路板等VOC 污染物排放的主要行业展开了调研，根据调研情况归纳总结存在的共性问题，提出合理的VOC 排放控制建议，以期为江西省VOC 污染防治工作提供一定的科学依据。

1 VOC 的危害及其主要处理工艺

1.1 VOC 对人体和环境的危害

挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds)的英文缩写为VOC。VOC 指的是挥发性的碳氢化合物及其衍生物，包含烃类、芳烃类、醇类、醛类、酯类、胺类、有机酸等。VOC 的损害主要有光化学污染，使人患积累性的呼吸道疾病，高浓度条件作用下有时会形成急性中毒乃至死亡，致癌，易燃易爆，损坏臭氧层等，已成为国际性的公害。

1.2 VOC 的处理工艺

当前VOC 废气处理工艺主要包括吸附法、热破坏法、生物处理法、液体吸收法、冷凝回收法、氧化法、变压吸附分离与净化技术、等离子体技术等。各方法的特性不同，适用范围也有所不同。

（1）吸附法。该方法主要是利用活性炭等比表面积较大的物质吸附有机废气中的有害物质，适用于浓度较低、通量较高的有机废气。目前这种方法在实际应用中已经非常成熟，且能耗相对其它方法较小［1］。

（2）热破坏法。该方法是指直接和辅助燃烧处理有机废气或利用催化剂加快VOC 的化学反应，降低VOC 排放浓度［1］。

（3）生物处理法。该方法是通过微生物的生理过程将废气中的VOC 转化为水、二氧化碳和其它无机物等［1］。

（4）变压吸附分离法。该方法是利用气体组分可吸附在固体材料上的特性，在VOC 废气与分离净化装置中，气体的压力会出现一定的变化，可通过这种压力变化进行VOC 废气处理［1］。

（5）冷凝法。该方法是利用不同温度下物质饱和度不同的特点，通过调整系统压力，使之产生变化，将气态有机物冷凝分离。

（6）吸收法。该方法是通过废气与吸收剂的接触，利用吸收剂充分吸收VOC 污染物，达到净化废气的目的。

（7）氧化法。该方法是通过氧气与废气中的VOC 污染物发生氧化反应，生成水和二氧化碳，从而去除废气中的VOC。VOC 废气处理的氧化法分为两种：催化氧化法和热氧化法。

（8）等离子体技术。该方法利用外加电压产生高频高压的电磁场，击穿气体产生等离子体，破坏废气中的VOC 组分，使废气得以净化。

2 江西省企业主要采用的VOC 处理方法

从调研的情况来看，江西省企业目前采用的VOC 处理方法主要包括了上述的吸附法、热破坏法、液体吸收法、冷凝回收法、氧化法。生物处理法和变压吸附分离与净化技术应用暂未推广。且为了满足达标排放的要求，很多企业并不是使用一种方法进行处理，较多的是采用几种方法组合，这也是VOC 处理的一种大的发展趋势。

2.1 汽车行业

某汽车公司是我省汽车行业的代表性企业，根据实地调研，目前该企业烘干车间采用的是热回收式热力焚烧系统（TNV）处理VOC 废气。TNV 废气焚烧系统通过燃烧将烘干室废气转变成水和二氧化碳，并且高温烟气通过回收、换热等措施回收余热，节约能耗，最终排放的烟气温度可以控制在100℃以内。该废气处理方式对有机废气去除效率可达99%，热回收率可达76%［2］。

由于该公司将这部分处置费用计入生产成本中，未单独进行核算，因此笔者类比其它同类汽车生产企业的经济数据进行折算，每年可节约天然气用量约77 万立方米，每年节省费用约270 万元。

2.2 石化行业

某石化企业是我省的一家炼油与石油化工企业。石化行业的VOC 是一个重大的污染源项，产生VOC 污染的环节众多，治理难度较大。根据对该石化企业的调研，该企业重点装置区异味源包括常减压隔油池区域、苯乙烯装置区、焦化焦池区域、三部污水汽提区域及原料水罐区域、PACT 单元、碱罐区、中转站罐区、苯罐区、煤制氢污水处理装置、苯乙烯污水池、码头装卸区、铁路装车区等。

由于产生源点众多，因此，该企业选用的处理方法根据各源点特征有所区别。芳烃抽提装置采用催化氧化工艺；煤制氢污水处理装置采用该高效菌混合液吸收；成品油罐、中间油品罐顶释放气采用低温柴油吸收、冷凝回收+ 焚烧（加热炉、催化裂化再生器、RTO/RCO 等设施）；涉苯类VOC 气体采用一级处置进行低温冷凝，冷凝后的低浓度含苯VOC 气体进入二级焚烧设备；码头装卸气体采用低温柴油吸收、低温冷凝、通用吸附等工艺，二级处置的通用技术拟采用旋转式RTO 等小型化焚烧工艺；铁路装车苯、混二甲苯及公路苯系物回收治理采用压缩+吸收+膜+ PSA 组合工艺；铁路汽油、航煤装车油气回收设施采用柴油吸收+活性炭吸附法组合工艺。

环保部评估中心在该企业开展了一期LDAR泄漏检测与修复工作的排量核算研究，根据研究结果，该企业初步测算VOC 的年排放量约为1382t。

该企业目前“综合整治+油气回收+源头控制”的治理原则已初步取得成效，正在全面开展LDAR 和清洁生产工作，加强工艺废气的有组织收集和处理，做好储存与装卸等无组织废气产生点的控制，强化污水系统逸散废气治理，加强非正常工况污染控制是石化行业VOC污染物控制的重要举措，值得其他行业借鉴。

2.3 制药、化工行业

江西某药业股份有限公司是我省知名的医药制造企业，其1 号生产线废气主要是三合一工序产生的有机废气和粉碎包装工序产生的粉尘，其中三合一工序产生的有机废气采用多级冷凝+水吸收处理，丁醇、甲醇、乙酸乙酯去除率分别达90%；2 号生产线废气主要是反应过程、结晶工序和三合一工序产生的有机废气，采用多级冷凝+水吸收（水环泵）处理，丁醇、乙酸乙酯去除率分别达90%；溶媒蒸馏二车间设五套溶媒回收系统，分别为甲醇回收、乙醇回收、乙酸乙酯回收、丁醇回收等工序的有机废气，分别通过多级冷凝+二级活性炭吸附处理。

江西某化工有限公司是一家生产规范的化工企业，涉及的VOC 产排点较多，采用的治理方法也根据不同的废气特点，选用适合的方式进行处理。其中，精馏釜负压精馏过程产生的废气主要为二氯苯酚、三氯苯酚等，废气经冷凝后引至两级填料塔采用稀碱液吸收处理，去除效率达90%；缩合、结晶过程及结晶溶液压滤、洗涤过程中产生的废气主要为二氯苯酚、三氯苯酚等，收集的废气分别采用一套两级填料塔稀碱水吸收处理，去除效率达90%；碱性高盐母液酸化、萃取过程中产生的废气主要为甲苯、HCl 等，收集的废气采用一级填料塔稀碱液吸收+两级活性炭吸附处理，HCl、甲苯去除效率均为90%；酸性高盐母液反萃取过程中产生的废气主要为甲苯，收集的废气经冷凝+两级活性炭吸附处理，甲苯去除效率达95%；酸性低盐母液、吸收液甲苯萃取过程产生的废气主要为HCl 和甲苯，收集的废气经冷凝+水封+两级活性炭吸附处理，HCl 去除效率可达50%，甲苯去除效率可达95%；酸性高盐母液和酸性低盐母液在负压蒸发过程产生的废气主要为甲苯，收集的废气经二级水冷+两级活性炭吸附处理，甲苯去除效率可达95%；常压酯化过程产生的废气、酯化液中和后压滤过程产生的废气、含醇废气常压精馏过程产生的废气、羟基乙酸丁酯常压水解过程产生的废气分别采用两级填料塔碱液吸收处理后，再共用一套两级活性炭吸附装置处理，主要污染物正丁醇、1-氯正丁烷、羟基乙酸丁酯去除效率均可达90%。

某化工农药有限公司是一家农药原药生产企业，其异酯车间工艺废气、甲基硫菌灵车间工艺废气、精细化学品多功能车间工艺废气采用催化破坏+碱液喷淋方式吸收处理，三氯甲烷和一甲胺处理等有机物处理效率均为90%；原药合成车间工艺废气、邻仲邻异车间工艺废气、乳剂车间废气采用RTO 焚烧装置+碱液喷淋装置处理，有机物处理效率均为99%以上。

2.4 线路板行业

近几年，随着沿海发达省份产业梯度的转移，我省承接了大量的线路板项目，主要分布在赣州、吉安、九江等地区。线路板企业生产过程中也有VOC 废气产生，但普遍浓度较低，基本在100mg/m3以下，风量大部分在10000～30000m3/h 之间，属于中小风量。大部分企业采用的有机废气处理方法为水喷淋+等离子吸附+光氧化催化处理或碱液喷淋塔+活性炭吸附装置处理，VOC 的净化效率均可达90%以上。

3 存在的问题

VOC 治理工作存在一些突出的困难和共性的问题，主要表现在以下两个方面。

（1）治理方案存在与工况不匹配问题，例如VOC 产生浓度不足以支持燃烧，因此需要大量的天然气作为辅助燃料，因此处理成本比较高。

（2）设施投入和运维成本高，小型企业缺乏资金投入，存在处理设施安装不到位或耗材不及时更换的问题，部分VOC 废气处理设施的排气筒高度达不到要求。由于RTO、转轮吸附、等离子体、催化氧化等工艺设备的一次性投入较高，很多中小型企业只能选择一次性投入较小的活性炭吸附、喷淋等工艺，但由于喷淋药剂需不断投加，活性炭在使用过程中易饱和，更换频次高，运行成本较大，很多企业处理资金得不到保障，因此更换不及时或不更换，对环境造成了一定的污染。

4 结语

综合以上分析，笔者建议VOC 排放控制从以下两个方面考虑：

（1）高度重视VOC 治理工作，加快制定重点行业治理计划，进一步提升VOC 污染防治工作水平。

根据生态环保部和省里印发的挥发性有机物污染防治工作的要求，重点开展工业涂装、化工、石化、印刷等重点行业的防治与管控，同时加强机动车和油品储存、运输和销售等环节的VOC 污染防治。加强对活性强的VOC（主要为芳香烃、烯烃、炔烃、醛类等）的排放控制。加大财政资金对VOC 治理的支持力度，选择工业涂装、化工、石化、印刷等治理重点行业，实施环保“领跑者”制度。

工业源VOC 排放所涉及的行业多，具备污染物种类多、排放浓度高、持续时间长等特点，对产生点周边区域空气质量的影响比较明显。重点行业产生的VOC 占比较大，一般为有组织排放，浓度高，易于收集和处理，且有较为成熟的治理技术。按照《江西省工业企业挥发性有机物整治方案》《江西省有机化工等行业挥发性有机物综合整治方案的通知》开展工作，工业源VOC 通过管控可以较为明显地改善。

（2）依据实际工程特点设计，不能靠模仿。

VOC 处理技术各有优缺点，组合方式更是多种多样，不能“一套方案打天下”，不能完全依靠模仿和类比。设计单位在给企业设计治理方案时，应深入了解技术特点，深入了解工况，深入了解企业需求，制定“临床”解决方案，达到环保经济双丰收，取得双赢或多赢的效果。设计单位要设计出适宜的一种处理办法（或几种办法组合），建议充分考虑以下要素，最终得到最佳的处理效果：一是废气的性质和成分，二是废气的浓度，三是产生的具体情况，四是净化要求，五是经济性。在企业的生产工艺中广泛采用清洁生产技术，能够提高清洁生产水平，严格控制VOC 污染物在生产过程和储运等环节中的产生与排放，鼓励在条件允许的情况下回收利用相关产品，以及在生产和生活中使用VOC 含量较低的产品或者不含VOC 的替代品等一系列控制方案及措施，严控VOC 的排放总量。