VOC综合防治在废气处理中的应用分析

蔡步翔，舒泽慧，潘春雷，蒋建勇

（1.浙江精一企业咨询有限公司，浙江 温州 325200；2.浙江瑞阳环保科技有限公司，浙江 温州 325200；3.天能控股集团有限公司，浙江 湖州 313100）

引言

近年来，随着我国工业化和城镇化进程的不断加快，各种工业企业的生产活动产生了大量废气，这些废气中含有大量的VOC，不仅严重污染了空气环境，还会对人体健康产生危害。目前，我国VOC污染防治工作还处于起步阶段，VOC污染防治仅依靠末端治理技术已不能满足环境保护的需求，因此，现阶段迫切需要建立一套针对各类废气处理的综合防治方案。

1 VOC综合防治概述

VOC综合防治是指对生产过程中挥发性有机化合物的产生、储存、运输、使用以及最终排放等环节的全过程控制，以减少VOC的排放。VOC的综合防治措施主要包括以下几个方面。

1.1 源头控制

源头控制可减少工业生产过程中VOC的产生和储存，其中包括采用高效低VOC挥发性 有机化合物涂料及优化工艺等，以减少生产过程中VOC的产生，及使用低VOC的溶剂和胶粘剂等材料。

1.2 过程控制

过程控制指通过控制生产工艺的参数，如温度、压力、液固比等来减少VOC的产生和储存。包括采用先进的生产技术和设备减少VOC的产生、改进生产工艺、提高设备自动化程度、使用密闭生产系统及使用清洁燃料替代高污染燃料等。

1.3 末端控制

末端控制指通过回收利用或吸附浓缩等技术进行VOC的治理，其中包括采用高温燃烧技术回收、浓缩VOC物质；采用吸附法回收或浓缩VOC物质；采用低温燃烧技术回收VOC物质等[1]。

2 VOC综合防治在废气处理中应用的重要意义和要求

近年来VOC的排放对环境造成的污染越来越严重，我国已经成为全球VOC排放总量最大的国家，因此在治理VOC的过程中必须采取综合性措施才能降低其排放总量，同时减少其对环境造成的污染。VOC具有挥发性强、来源广、种类多、毒性大等特点，并且容易引发爆炸等安全事故，因此要想控制VOC的排放必须从源头抓起。在对VOC进行处理时，我们要充分利用其自身特点，尽量采用物理吸收、化学吸收等方法，降低其污染程度。比如在对VOC进行处理时，可以采用冷凝+吸附+催化燃烧等方式，使用低温等离子体技术，提高废气处理效率。由于VOC污染物的种类较多，所以相关人员要根据不同成分制定相应的处理措施，并做好监督工作，只有这样才能更好地保护环境。在工业生产过程中，挥发性有机化合物主要来源于石油化工、橡胶、油漆、印刷等行业，其会对人体健康造成很大危害，可引发皮肤过敏、造成免疫功能下降、影响神经系统等。如果长期处于VOC污染的环境中，人体内的某些代谢将受到影响，进而导致基因突变，造成白血病和癌症等严重疾病。同时，其也会对生态环境造成严重破坏，如引起酸雨、光化学烟雾、雾霾等现象[2]。

随着科技的不断发展，VOC治理行业也在不断更新和完善，传统的废气处理方法已经不能满足当前人们对环保的要求，所以在处理工业废气时，我们要利用VOC综合防治方法，才能更好地处理工业废气[3]。

3 VOC综合防治在废气处理中的主要技术应用

VOC综合防治在废气处理中的主要技术应用有：热破坏法、干式热破坏法、湿式热破坏法和等离子体技术等。

3.1 热破坏法

应用热破坏法时，一般需装设预热装置，预热温度约为200 ℃，废气中的VOC在此温度下即可被分解成低沸点物质。但该方法需消耗大量能源和热能，且设备庞大、复杂，一般只适用于热值较高的有机废气净化。热破坏法主要有以下特点：（1）热破坏法能够有效去除VOC废气中的大部分有毒有害物质；（2）热破坏法对有机废气具有很高的净化率；（3）热破坏法可在常温下运行，而不用添加任何物质；（4）热破坏法工艺简单，易于实现自动化；（5）热破坏法不需要额外提供能源。热破坏法适用于处理低浓度、小风量的有机废气；处理高温、高湿废气，需要加热到较高温度时才能保证其被分解和破坏，但能耗较大；处理高沸点、易氧化的有机废气，则需要加热到较高温度才能使有机物彻底分解[4]。

3.2 生物处理法

生物处理法是指利用微生物或其代谢产物对有机废气进行分解，使废气中的有机物转化为无毒、无臭的物质，从而达到净化废气的目的。该法主要利用微生物对有机物的分解能力进行处理。其中活性污泥法是一种传统的处理方法，其技术成熟、简单、可靠，且具有较高的净化效率，因此在实际中被广泛应用。

生物处理法主要包括生物滤池和生物滴滤塔两种工艺。前者由填料、活性污泥和微生物组成；后者由填料、污水系统和微生物组成。（1）生物滤池是一种高效的有机废气净化设备，该设备运行稳定、净化效率高，不会产生二次污染。该处理工艺简单、可靠，运行费用低，适合处理中低浓度、大风量的有机废气。（2）生物滴滤塔是一种高效、稳定、可靠、投资和运行成本较低的有机废气处理设备，在处理低浓度有机废气方面具有明显优势，其适用于处理含有少量有机溶剂、刺激性气味较强的VOC废气和含挥发性有机物的废气，如涂料、油墨、印刷等行业产生的恶臭异味及表面涂装类车间产生的挥发性有机废气等。

3.3 吸附法

吸附法是利用多孔固体吸附剂对废气中的污染物进行吸附，使污染物得到净化的方法，吸附法可分为固体吸附剂吸附和液体吸附两种。常用的固体吸附剂有活性炭、硅胶、分子筛等，液体吸附剂有水蒸汽和各种有机溶剂。该方法可用于净化高浓度VOC废气，并能回收VOC，但回收后的气体仍需进行进一步处理。在实际操作中，处理有机溶剂废气常用的吸附方法有以下几种：（1）直接吸附法是将VOC气体加热、加压使之膨胀，使VOC气体中的VOC分子进入固体吸附剂的微孔内。（2）渗透法是利用有机溶剂蒸气向多孔吸附剂内渗透，从而达到净化目的。（3）催化燃烧法是利用催化剂 在高温下将VOC分解为二氧化碳和水，该方法适于处理中温或低温的废气，且对二次污染要求较低。（4）膜分离法是将吸附在多孔固体上的有机物，通过一定方式转移到另一种固体上去。（5）热力焚烧法是将VOC废气加热至适当温度后，使之与水蒸气一起进入焚烧炉中进行处理，并通过热能提高废气温度，使有机溶剂受热裂解转化为小分子。（6）等离子法是利用等离子体将废气中的污染物分解成二氧化碳和水等无害物质[5]。

3.4 液体吸收法

液体吸收法是指通过吸收剂，使VOC与吸收剂接触并被吸收后，将VOC从吸收液中转移到大气中。吸收剂多选用表面活性剂、醇类和脂肪酸等；有机溶剂选用二甲基二氯硅烷、液碱和液氨等。使用液体吸收法时，应注意以下几点：（1）在采用液体吸收法时，需对被吸收的VOC气体进行预处理，去除其中的灰分、水分、油类及其他可凝结物；（2）需根据被处理气体的特点和所采用液体的性质，选择适当的吸收剂和工艺操作条件；（3）要合理控制吸收剂的浓度和压力；（4）液体吸收法虽可用于高浓度VOC废气的处理，但其能量消耗大，运行费用高，对处理后的气体进行回收再利用有一定困难。液体吸收法一般适用于净化浓度较低、温度较高、成分简单、性质稳定、无腐蚀性、易于回收的有机废气。该技术方法成熟，应用较广。液体吸收法是目前工业上应用最广泛的净化技术之一，该方法处理有机废气时对湿度和温度要求不高，吸收剂来源容易得到且价格低廉。在处理有机物含量高、成分复杂、粘性大、易凝结等难吸附的有机废气时，该方法具有独特的优越性，缺点是吸收剂不易再生，操作费用高。

4 VOC综合防治在废气处理中应用的优化策略

4.1 加强源头控制和末端治理

废气是工业企业产生的主要污染物之一，是造成空气污染的主要来源。而VOC综合防治技术是一种先进、有效的废气处理方法，在工业企业中应用VOC综合防治技术能够从源头上控制废气排放。

4.1.1 源头控制

源头控制是指从源头上控制住企业生产过程中所产生的VOC废气量，并对企业生产过程中产生的VOC废气进行有效处理。相关部门应制定相应的标准来规范VOC废气的排放，在对企业生产过程中所产生的VOC废气进行处理时，企业需要对设备进行优化，才能达到良好的处理效果。

4.1.2 末端治理

末端治理技术是一种具有针对性的治理方法，在进行处理时必须要先对废气进行收集、分离和净化，针对不同行业产生的不同种类的有机废气，相关人员必须有针对性地采取相应的治理措施[6]。

4.2 创新综合防治技术

由于VOC气体自身的特点和技术上的缺陷，通常会导致各种设备无法正常运行，从而影响废气处理效果。在传统的废气处理方法中，有机废气处理效率低、能耗高、占地面积大，因此在工业生产中需要进行综合防治。相关部门应不断改进和完善现有的VOC废气处理工艺和设备，加强对有机气体的分析检测及技术研究，并研发有机气体控制技术，改进生产设备，建立有机气体排放检测平台，从而完善VOC废气综合防治技术体系；还要加强对企业、园区等区域污染排放源的管控力度，加强对重点区域、重点企业的监管力度，推动VOC源头控制措施落实到位，降低VOC排放总量。

4.3 完善相关规章条例，强化监管

4.3.1 完善相关规章条例

完善法律法规，尽快修订《大气污染防治法》、《排污许可管理条例》等，尤其是其中关于VOC的排放标准，才能更好地开展VOC综合防治工作，同时还能有效解决VOC排放问题。

4.3.2 实施科学合理的治理方案

相关部门应优化治理方案，结合实际情况以及VOC的排放浓度、排放量等，明确具体的实施方案。

4.3.3 强化对VOC排放企业的监管

企业要从源头抓起，优化生产工艺，积极推广清洁生产，降低有机溶剂在生产过程中的使用量，同时还要进行精细化管理，确保对废气排放浓度、排放量等的有效控制。相关部门应加强源头管控，切实推进清洁生产，加强监督管理，加大执法力度，加强宣传教育，提升全民环境保护意识，加大财政支持力度，加强部门协调联动。

5 结语

综上所述，根据VOC的治理特点和实际情况，目前行业内常采用吸附法、催化燃烧法、吸收法和冷凝回收法等工艺对各类废气进行治理。在实际应用过程中，不同类型的废气治理技术有着不同的适用条件和特点，相关人员应根据不同废气治理的需求选择适宜的治理技术。我国一直在积极推进绿色环保技术和清洁生产技术，目前，VOC排放控制已成为我国环境保护工作中亟待解决的问题。