探究挥发性有机物的治理措施

探究挥发性有机物的治理措施

宋行健

德州市第一中学

摘要：自改革开放以来，我国经济迅速发展，目前已跃居全球第二大经济体，但我国的经济高速发展付出了惨痛的代价，生态环境严重恶化，因此国家提出节能与环保的发展要求，在环境污染中，大气污染日益引起人们的重视，挥发性有机物（简称VOCs 气体）是造成大气污染的重要源，当前汽车制造、包装印刷等众多行业都存在超标排放挥发性有机物的问题，针对不同种类、浓度的挥发性有机物排放问题，通常采用不同的治理技术，本文对挥发性有机物进行概述，对常用的挥发性有机物治理技术进行了总结分析，对于不同治理技术适用对象、适用范围进行了分析和评估，希望能够对挥发性有机物的治理工作提供参考。

关键词：挥发性有机物；治理技术；评估方法1挥发性有机物概述随着我国工业化、城市化的快速发展，能源消费持续增长，由挥发性有机物所引起的大气污染问题成为人们关注的焦点。

挥发性有机物的主要成分包括烃类、卤代烃、氧烃和氮烃等，具体包括苯系物（例如甲苯、二甲苯等）、有机氯化物、有机酮、胺、醇、醚、酯、酸和烃化合物（例如非甲烷总烃）等。

挥发性有机物的沸点一般在50℃~260℃，室温下饱和蒸汽压超过133.32帕，常温下此类气体的蒸发速率大，易挥发。

挥发性有机物危害巨大，其中的多环芳烃具有毒性，容易导致发育畸形或者致癌，具体作用机理为影响细胞内的电子传递，影响细胞正常代谢，挥发性卤代烃还会对神经系统产生不可逆损害；除此之外挥发性有机物也是导致灰霾、光化学烟雾等大气污染的重要因素，此外挥发性有机物对于臭氧的形成也扮演了非常重要的因素。

2挥发性有机物VO C s 的来源

2.1工业生产过程中所排放的VOCs

工业生产是导致VOCs 产生的主要源头，产生VOCs 的行业众多，尤其是石油化工、汽车喷涂、包装印刷（例如广告行业）、医药工程、轮胎制造、家具制造、建筑涂装等行业。2.2生活中所排放的VOCs

生活中的VOCs 气体主要来源有三个，一是室内装修中产生的挥发性有机物，例如各类油漆、涂料及胶粘剂等；二是汽车尾气中所产生的挥发性有机物，近年我国城市汽车保有量持续上升，燃料使用量逐年增大，机动车尾气中的VOCs 已成为导致空气污染的重要因素；三是烹饪、采暖等过程中燃烧天然气或者燃煤所产生的挥发性有机物。

3挥发性有机物VO C s 的治理措施

图1挥发性有机物治理措施

针对挥发性有机物的治理，传统末端处理技术包含两类（详见图1），第一类是非破坏性方法，即采用物理方法将VOCs 回收，例如利用活性炭进行吸附等技术；第二类是破坏法，即通过生化反应将VOCs 氧化分解为无毒（例如二氧化碳、水等）或低毒物质的方法。其中吸附、催化燃烧、生物处理是当前应用最为广泛的三项处理技术，其市场占有率分别为38%、22%、15%。3.1非破坏法

非破坏法是当前应用作为广泛的一项技术，该方法简单易行，投入成本低，成为了企业的首选，主要包括冷凝、吸收、吸附和膜分离。吸收法是利用液体溶剂对挥发性有机物的可溶性来吸收VOCs ，废气将被吸附在液体溶剂中；冷凝法也是常见的回收方法,冷凝法主要是通过调节温度使VOCs 气体处在沸点以下，从而将VOCs 冷凝,从而实现回收目的。吸附法早已用于VOCs 的回收处理。尤其是活性炭吸附，目前已广泛应用于苯系物（例如甲苯、二甲苯等）、卤代烃的吸附处理。除此之外膜分离法也是治理挥发性有机物的措施之一。需要注意的是，非破坏性方法只是改变挥发性有机物的贮存状态与贮存位置，例如活性炭吸附技术，只是将挥发性有机物吸收到活性炭中，且吸附过程并非是无限吸附，需要对活性炭原材进行定期更换。而且吸附后的活性炭不能作为普通固态废物处理，而需要作为危险废物寻找有资质的处理单位进行处理，客观上增加了企业的成本投入。3.2燃烧法

燃烧法也是一种常用的挥发性有机物处理技术，燃烧法包括直接燃烧法、催化燃烧法等，相比于吸附等方法，燃烧法的处理效果相对较好，处理的也更加彻底，吸附浓缩+催化燃烧是当前的主流技术，在全国已得到了推广。

例如在汽车喷涂行业，喷漆废气属于低浓度、大风量型有机废气，采用直接焚烧法，投资及运行费用极大，不宜采用，可以考虑采用吸附浓缩+催化焚烧处理方式处理喷漆房有机废气，利用吸附材料（多为活性碳纤维）的多孔性、比表面积大的特性，有机气体通过吸附材料时，混合气体中的挥发性有机物被吸附材料吸附截留，混合气体得到净化，净化后的混合气体可直接排向大气。待吸附材料吸附一定时间后，可利用热空气把截留在吸附材料表面的有机气体脱附，此时脱附热空气中的有机物浓度是吸附气体中有机物浓度的数倍，通过吸附+脱附的过程，实际上把大风量、低浓度的有机废气浓缩成小流量、高浓度有机废气，脱附风机的运行使热空气把吸附在转轮上的污染物吹脱出来，送至催化床进行催化焚烧处理，焚烧后的气体经过热交换器与从脱附系统出来的有机废气进行热交换，温度降到150℃左右时作为脱附热空气再次进入脱附系统。

催化床采用电加热，把气体加热到300℃左右进入催化室，在催化剂的作用下，气体中的有机物分解成CO 2、H 2O 等物质，同时放出热量，使气体温度进一步提升，该高温气体经蓄热陶瓷回收部分热量后排出，排出的气体温度在60℃～90℃左右，该气体分两部分，一部分冷却后回至吸附管路，重新吸附后排至烟囱；大部分通往换热器内，进一步提升气体温度后送至吸附器内，用于脱附热使用。控制气体的脱附温度，可控制脱附气体中的有机物浓度，利用燃烧放热的热量来达到催化燃烧、脱附需要的热平衡，以维持系统的运行，可很好地节约运行费用。整个系统采用PLC 自动控制运行，人机交互界面采用触摸屏。

（下转第37页）

DOI:10.16767/j.cnki.10-1213/tu.2019.04.020

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3.3生物处理技术

目前在挥发性有机物治理过程中，生物处理技术收到越来越多的青睐，与传统的治理技术相比，生物处理技术具有去除效果好，去除效率高，安全性好，无二次污染等。

生物处理技术可以分为生物洗涤技术、生物过滤技术与生物滴滤技术。生物洗涤技术主要是用于利用微生物降解的原理处理可溶性挥发性有机污物（例如乙醇、乙醚等）；生物滴滤法依靠生长在惰性载体上的微生物来处理污染物质的系统，去除效率更高、使用寿命更长，目前收到更多青睐。

4对于VO C s治理技术的评估方法4VO C s处理技术的选用标准

当前针对挥发性有机物的治理技术较多，且不同技术的优缺点鲜明，站在企业的角度上讲，需要结合技术与经济两方面的因素选择适合本企业的治理技术，例如在技术层面，需要充分考虑废气浓度、废气组成成分、设备占地面积等因素；从经济角度考虑，首先就要看挥发性有机物是否具有可回收价值，若没有回收价值，可采用破坏法中的吸附浓缩+催化燃烧技术进行处理，其次还需要考虑前期投资费用、后期运行费用、技术使用周期等因素，不同处理技术的投资是不同的，一般非破坏法投入较低，但后期运行成本较高，破坏法中的燃烧技术等前期投入较高，但是后期运行成本相对较低。

5结语

大气污染治理已刻不容缓，对挥发性有机物的治理也应该加快步伐，应充分落实监管职责，加强对涉污企业的管理，企业应该落实环境保护主体责任，企业主要负责人应清醒的认识到VOCs种类众多，性质也各有不同，目前已经形成了多种不同的治理技术，要根据所治理的VOCs进行综合分析，了解不同治理技术的特点和使用，从各个方面进行评估，选用合适的处理技术，达到最佳治理效果，公民应积极参与，协助做好监督管理工作，这样多项措施，数管齐下，最终实现挥发性有机物的高效治理。

参考文献：

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（上接第34页）（上接第35页）

言，需要对管网建设标准进行提升，对天然水系进行更多的保留为其排水管道作用的发挥奠定基础，并且实现对排水管网系统干管长度缩减的目标，减少管网造价及维护管理等方面费用。此外需要使管网方面和绿地、水系进行更好的配合，提高雨水管网系统效果，将内涝的负面影响降至最低。总而言之，通过上述措施能够对大排水系统进行构建、对小排水系统、微排水系统等进行完善，为城市内涝防治及海绵城市建设提供更多支持。

4结论

海绵城市应用于我国的城市建设规划中比较晚，国外已经有很多海绵城市建设的先例，并且取得了好的成效。目前我国面临的问题是如何更好地规划设计和实施海绵城市。一方面我们要积极借鉴国外建设的经验，另一方面结合自身的情况进行海绵城市试点建设，这不是一蹴而就的，需要长期的探索。目前在管理理念和机制方面我们国家的都有所欠缺，重点问题和重点解决应该落实在建立系统的理论体系、引进优秀的设计

规划人才、培养一流的建设队伍，争取打造良好的海绵城市试点。现在国内已有很多海绵城市试点在进行，同时也暴露出了新的运行实施方面的问题。如何将海绵城市与“美丽中国”及“绿色中国”相结合需要更深一步的探索，发展的空间极为广阔。另外,海绵城市建设对于实施新型城镇化的稳定发展,提高我国环境质量和生态文明建设水平具有重要作用。

参考文献：

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[3]高峰,刘鹏,黄超然.基于系统思考的武汉市内涝成因分析及对策[J].灾害学,2017(3):101~106．

5.2调节气候

人工湿地系统通常利用各种模式，并把水分成功转化为水蒸气，增加了空气湿润度，凭借降雨方法对周围气候有效调节。经过研究表明，湿地蒸发量相当于2-3倍的水面蒸发量，同时，经过对湿地植物和水生物人工种植和自然驯化，相应增加了热容量，这是形成较大蒸发量的关键因素，逐步提升了调节湿地气候的能力，人工湿地不仅对地区温度不断降低，还提升了空气湿润度，对热岛效应及时缓解，改善空气质量等。凭借光合作用与呼吸作用交换大气中的二氧化碳，动态平衡了二氧化碳和水，对其含量有效降低，推动了经济的可持续发展。也可以认为在对局部小气候的调节发挥了重要意义，有利于健康发展低碳经济。

5.3净化水资源

我国各个区域水系产生了不同程度的水体富营养化，具体是由于污水中大量富集了氮磷元素。通过研究说明，传统处理方法去除氮磷小狗不理想，导致缓慢富集现象，使地表水位发生了富营养化问题。简单的脱氮除磷操作需要投入较大成本，产生的污泥容易再次发生污染。但是，人工湿地处理系统包含的植物可以对各种物质有效吸收，通过一系列转化成为生长植物必需的微量元素，并对植物根系微生物有效吸收和分解，国外一部分类似项目在去除含量较大的氮磷方面效果显著。经过检测可知，基本上完全去除了氮磷，为居民重新提供纯净的水源。5.4污水分类处理

人工传统湿地具体是净化和处理排泄物冲洗水、洗涤水、种养殖水等，近些年来逐步朝着工业废水和城市污水方面发展，各种污水中存在不同的污染物和排水量，各类元素形成较大的含量差异，可以通过不同基底、水生植物等合理配置不同污水。结合物质不同种类与含量分别实施好氧型和厌氧型生物处置。按照处理污水方法科学划分为集中和分散内容，集中进行处理具体是统一处置搜集的家庭和农户污水，向污水处理系统直接投入，难以获得较好的效果；分散进行处理根据家庭农户实施，除去收集与传送形成的成本，在庭院中小型人工湿地还可以发挥装饰作用。

6结束语

在当今国际研究湿地工作中把人工湿地污水处理技术作为关键内容，利用这项工艺能够降低成本，提升去污效率，与传统处理方法比较体现出巨大的优势，但容易被气候条件和占地面积等因素的影响。综合分析，根据我国的实际情况，在未来处理污水领域这项技术产生了广泛的发展趋势。

参考文献：

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