化工行业VOC废气治理措施分析

陈 刚，陆晓昊，潘春雷，蒋建勇

（1.浙江献驰环保科技有限公司，浙江 杭州 311612；2.杭州绿普环境科技有限公司，浙江 杭州 310000；3.浙江瑞阳环保科技有限公司，浙江 温州 325200；4.天能控股集团有限公司，浙江 湖州 313100）

引言

在工业化和城市化加快发展的背景下，我国很多地区的大气污染现象日益严重。“十三五”以来，为改善大气环境污染问题，从根本上控制污染源的排放，减少温室气体的产生，我国出台了一系列政策标准和工作方案，同时针对VOC废气的减排制定了阶段性的目标任务[1]。VOC废气是臭氧和雾霾产生的关键性前体物质，构建VOC废气污染防治管理体系是重要的工作目标。但与发达国家相比，我国在VOC废气治理方面起步较晚，化工行业产生的VOC废气种类较多，理化性质比较复杂，废气的排放形式也比较多样，目前废气治理基础仍然比较薄弱，治理技术水平有待提高。采取有效的治理措施来实现化工行业VOC废气的达标排放是一项艰巨且复杂的任务。

1 化工行业VOC废气概述

VOC废气指的是挥发性有机废气，是常温状态下，沸点在50～260 ℃之间的各类有机化合物的总称，这些化合物具有易挥发的特点，能够参与大气的光化合反应[2]。由于VOC废气的理化性质并不稳定，在日光照射下易发生反应，因此造成雾霾等问题。同时，很多挥发性有机物都有毒，人体大量吸入会增加肺的负担，还会增加细胞癌变的可能。如果空气中弥漫大量VOC废气，区域内动植物的生长都会不同程度地受到影响[3]。

2 化工行业VOC废气治理技术

2.1 低温等离子处理技术

低温等离子态是物质存在的第四种形态，其中集合了大量的中性离子和正负带电离子，是一种以集体方式存在的准中性状态。在对化工行业VOC废气进行处理时，可以利用低温等离子处理技术，使大量高能电子和自由基等活性粒子以较高的频率反复轰击VOC废气分子，将其中的各类成分电离出来。在经过一系列的化学反应之后，其中对人体有害的气体会转化为无害状态，同时减少对大气的污染和破坏[4]。与其他治理技术相比，低温等离子处理技术的优点在于操作简单、占用空间小、装置成本费用低等。但与此同时，这种技术容易形成小分子化合物，对二氧化碳的选择性也不高，因此在操作不当的情况下容易出现二次污染。

2.2 生物技术

生物技术具有绿色化和环保化的特点，近年来在各个领域得到广泛应用。在对化工行业VOC废气进行治理时也可以使用这种技术手段，利用一些以VOC废气为养料的微生物，通过其新陈代谢功能对废气进行降解，使其转化为二氧化碳和水。在实际应用过程中，生物技术的优势比较明显，前期投资较少，使用设备绿色环保，在运行的过程中不会造成二次污染[5]。当前，在对低浓度VOC废气进行处理时，生物技术已被广泛应用，生物菌的种类也更加多样化。但由于生物技术的发展时间较短，当前在微生物培养方面还存在不足，微生物对VOC废气的降解速度有待提升，因此目前只能用于处理低浓度废气。当前生物技术处理VOC废气的工艺也并不成熟，未来还需要不断进行探索和研究。

2.3 微波催化氧化技术

微波催化氧化技术是在传统空气净化技术和解吸技术的基础上发展而来的。在运用这种方法对VOC废气进行治理时，可以有效缩短废气吸附时间，大幅度提高治理效率，同时大大降低成本消耗。微波催化氧化技术的吸附能力较强，通常可以重复利用20次以上，在反复使用的过程中，吸附效果并不会发生明显变化。从技术应用角度来说，微波催化氧化技术与污水治理技术具有较强的相似性，因此在VOC废气治理的过程中可以充分运用污水治理的经验。

2.4 冷凝技术

在化工生产过程中，大多数VOC废气都不是直接产生的，而是在工业废渣中产生的。在对工业废渣进行处理时，化工企业通常会将其先存到冷凝罐中进行降温处理。在温度下降到一定程度之后，这些废渣会发生凝结，其中的有机物会被分离出来，避免VOC废气的无序排放。冷凝技术的操作过程比较简单，工作人员接受程度也较高[6]。同时，冷凝技术在操作过程中不会对周边环境造成污染与破坏，不仅可以减少VOC废气在大气中的排放量，还可以将其中有价值的有机物分离出来，再使用合理的手段对其进行回收。但冷凝技术对周围环境的要求较高，比如冷凝过程需处于低温状态。冷凝技术对VOC废气的浓度也有较高要求，面对低浓度废气时，处理效果会大打折扣。

2.5 纳米材料净化技术

在社会生产生活中，纳米材料是一种比较常见的材料，这是一种超细的材料，具有较好的吸附能力及净化功能。在光照的条件下，纳米材料可以将有机物转化为二氧化碳、有机酸及水。其在对VOC废气进行处理时体现出明显优势，不仅可以将那些原本不能降解的物质分解，还可以加快废气分解的速度[7]。当前，纳米材料净化技术已经在室内环境空气净化领域广泛应用，未来将会被用于VOC废气治理领域，将废气中对人体健康有害的物质转化为无害的物质，使化工企业排放的废气更加环保。

3 化工行业VOC废气治理措施

3.1 制定VOC废气排放标准

在对VOC废气进行治理时，国家和地区环保执法部门要发挥应有的作用，按照排放准则对化工企业实施相应的管理。因此，制定VOC废气排放标准十分重要。当前，我国针对VOC废气的排放还没有形成一个全面化、具体化的标准，当前环境技术标准中也缺乏能代表VOC废气排放量的保护指标体系。在未来，我国要根据化工行业的发展现状制定VOC废气排放标准体系，对VOC废气的排放总量进行严格管控，这是遏制VOC废气污染的重要途径。首先，VOC废气的实质是由于化学溶剂污染而释放的有机污染物，因此可以使用TVOC这一指标来表示VOC废气的释放程度，并根据这一程度对排放物的暴露情况进行控制。其次，化工行业使用的化学制剂种类多样，每年都会产生很多新型的制剂，产品生产更新速度较快，因此难以通过单位时间生产的TVOC来确定污染控制指数。在这样的情况下，可以构建溶剂回收控制指数，对造成VOC废气的有机物测量溶剂进行回收。最后，各个地区要根据当地工业发展程度和发展水平来确定TVOC排放的总体控制方案，实现对TVOC的全程化控制，避免残留的溶剂气体经过稀释之后直接被排放到大气中，造成环境污染。

3.2 提高化工行业准入和发展的要求

相关部门应通过提高化工行业的准入门槛，对相关企业进行筛选，对行业发展提出更高要求，并对VOC废气进行有效治理。（1）相关部门要根据化工行业VOC废气治理的经验和知识来对化工企业的生产行为进行综合考察，并制定有效措施最大程度地减少VOC废气排放。（2）制定化工行业溶剂污染物减排要求，从技术路线、废气治理、设备更新以及行业管理等方面减少VOC废气的产生，同时要尽量选用污染程度低、经济效益高的废气治理技术。（3）在对VOC废气进行处理时，要运用整套处理技术，实现全过程控制，实现资源节约和废气处理的有效结合；还要运用综合防控技术，对化工行业产生的废水、废气等进行综合处理，减少二次污染，避免污染物发生转结[8]。

3.3 研究新型治理技术

当前，很多化工企业在对VOC废气进行治理时仍然沿用吸附法、冷凝法、燃烧法等常规的技术手段。未来，相关人员要研发新的吸收剂和吸收器，同时对反应器进行改造，这有利于提升工艺技术的应用效果，降低治理成本，还可以解决VOC废气回收过程中普遍存在的解溶和解析问题。尤其是在制药和石油化工等行业，要对VOC废气处理方案进行创新，运用新兴的催化氧化法提高处理效率，更好地对溶液废气进行处置，研发新型催化剂。相关人员还可以使用生物技术对VOC废气进行治理，对不同菌种进行研究，增强菌种的处理能力和加工能力，并致力于提高研究装置的填充性能和抗冲击性能。大力发展等离子技术，利用该技术的高效和经济性对低浓度的VOC废气进行治理。为了更好地体现环境保护的理念，还可以利用光催化法将VOC废气进行分解，通过光照和催化剂的作用使有毒有害的废气转变为无毒无害的气体。其中纳米技术无论是在取材，还是在用料方面都展现出了安全性和环保性。除此之外，在对VOC废气进行治理的同时，还可以通过生物分子转化技术实现对污染物的充分利用，达到“变废为宝”的目的，该技术的投入成本较低，操作也比较简单。

3.4 捕获源头并按类别收集

当前，大多数化工企业在对VOC废气进行处理时，都没有对残留气体的来源进行调查，面对所有废气采取的都是最终处理方法，这导致处理规模大、处理流程复杂。为了解决这一问题，相关人员要探寻VOC废气的来源，对不同来源废气的成分进行分析，找到针对性的解决措施。当前，很多化工企业所使用的生产设备在运行过程中都会产生大量的残留溶剂气体，对这些气体的治理容易被忽视。同时，相关人员在生产和制造这些设备时缺乏系统化的构想，没有充分关注VOC废气的治理问题，技术的密切配合度不够。未来，为了更好地对行业溶剂尾气进行治理，企业要更为关注生产设备的结构设计，提升技术实力，在此基础上找到残留溶剂废气的来源。除此之外，企业还要通过有效的管理培训来降低溶剂残留气体处理的难度，在企业内部营造良好的环境保护氛围。

4 结语

当前，我国化工行业实现了快速发展，为人们的生活创造了便利条件，同时也对周边环境造成了一定的污染与破坏。化工生产活动会产生一定量的VOC废气，这些废气的不合理排放不仅会造成大气污染，还会对周边群众的身体健康造成威胁。因此，采取有效的治理措施治理VOC废气十分必要，这需要相关企业严格按照国家政策和地方制度处理VOC废气，根据自身的生产特点选择有效的治理技术，形成组合型的治理工艺。同时，企业要树立起VOC废气治理的主体意识，提高化工行业的绿色发展水平。