揮發(fā)性有機(jī)物治理有哪些技術(shù)？
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圖為RTO(蓄熱式熱力焚燒技術(shù))濃縮及廢熱回收系統(tǒng)，可將低濃度、大風(fēng)量的VOCs廢氣濃縮為高濃度、小風(fēng)量的廢氣，然后高溫燃燒，并將儲(chǔ)熱體的熱量重新回收，利用在廢氣預(yù)熱和熱轉(zhuǎn)換設(shè)備上。資料圖片
VOCs治理系列報(bào)道
編者按
VOCs（揮發(fā)性有機(jī)物）在我國(guó)已作為污染物開(kāi)始系統(tǒng)控制和防治。從今年10月1日起，對(duì)石油化工、包裝印刷行業(yè)開(kāi)始征收VOCs排污費(fèi)。
對(duì)這一污染控制行業(yè)，圍繞政策法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)、工程實(shí)踐等，有很多需要關(guān)注和討論的問(wèn)題。為此，本報(bào)推出VOCs治理系列報(bào)道，將對(duì)VOCs治理政策、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)導(dǎo)則完善，治理技術(shù)最新進(jìn)展，重點(diǎn)行業(yè)治理以及VOCs治理市場(chǎng)狀況等話(huà)題進(jìn)行探討，期待大家關(guān)注和參與。
●活性炭吸附技術(shù)簡(jiǎn)單易行、成本低，是噴涂、包裝印刷企業(yè)首選的治理技術(shù)。但對(duì)單個(gè)企業(yè)來(lái)說(shuō)，建設(shè)相應(yīng)的活性炭再生裝置費(fèi)用高，難以承擔(dān)
各地環(huán)保部門(mén)為了減輕單個(gè)企業(yè)的VOCs治理投資負(fù)擔(dān)，組織建設(shè)統(tǒng)一的活性炭異地再生系統(tǒng)，收集吸附后的活性炭，并進(jìn)行集中再生處置，是可行且成本低的一種模式
◆本報(bào)記者張杰
“目前應(yīng)用范圍最廣的VOCs治理技術(shù)主要包括吸附回收技術(shù)、吸附濃縮技術(shù)、催化燃燒技術(shù)和高溫焚燒技術(shù)等。此外，低溫等離子體技術(shù)、生物治理技術(shù)和組合技術(shù)得到了快速發(fā)展。”中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)廢氣治理委員會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)、解放軍防化研究院研究員欒志強(qiáng)在中華環(huán)保聯(lián)合會(huì)近日舉辦的“第一期VOCs污染治理與監(jiān)測(cè)技術(shù)（系列）培訓(xùn)班”上說(shuō)。
工業(yè)上，VOCs排放涉及的行業(yè)眾多，污染物種類(lèi)繁多，組成復(fù)雜，其種類(lèi)有烴類(lèi)、酮類(lèi)、酯類(lèi)、醇類(lèi)、酚類(lèi)、醛類(lèi)、胺類(lèi)、氰類(lèi)等。所以治理技術(shù)體系復(fù)雜，涉及10多種技術(shù)及組合技術(shù)。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，總體來(lái)說(shuō)，VOCs治理有兩類(lèi)基本技術(shù)，一類(lèi)是回收技術(shù)，治理的基本思路是對(duì)排放的VOCs進(jìn)行吸收、過(guò)濾、分離，然后進(jìn)行提純等處理，再資源化循環(huán)利用。比如吸附回收技術(shù)、吸收技術(shù)和膜技術(shù)等。另一類(lèi)是銷(xiāo)毀技術(shù)，處理的基本思路是通過(guò)燃燒等化學(xué)反應(yīng)，把排放的VOCs分解化合轉(zhuǎn)化為其他無(wú)毒無(wú)害的物質(zhì)。比如燃燒技術(shù)、生物技術(shù)和等離子體技術(shù)等。目前，這兩類(lèi)技術(shù)都得到研究和應(yīng)用。
新的吸附（再生）工藝不斷發(fā)展和完善
吸附回收技術(shù)最為成熟，研發(fā)出氮?dú)獗Ｗo(hù)再生新工藝，降低溶劑提純費(fèi)用；低濃度廢氣凈化采用沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮工藝；活性炭吸附集中再生技術(shù)解決小企業(yè)投資成本問(wèn)題
在VOCs治理領(lǐng)域，溶劑（包裝印刷等行業(yè)溶解染料的有機(jī)性揮發(fā)物）的回收一般具有很好的經(jīng)濟(jì)效益，因此行業(yè)內(nèi)對(duì)吸附回收技術(shù)研究得最多，目前也最為成熟。當(dāng)前，很多行業(yè)的VOCs治理用到溶劑吸附回收技術(shù)，比如油氣回收、包裝印刷、集裝箱噴涂、石油化工、化學(xué)化工、原料藥制造等行業(yè)。
近年來(lái)，吸附工藝得到不斷完善。欒志強(qiáng)介紹說(shuō)，近年來(lái)已發(fā)展了氮?dú)獗Ｗo(hù)再生新工藝，避免使用水蒸氣，降低了回收溶劑的提純費(fèi)用，并提高了設(shè)備安全性，得到了大量應(yīng)用，特別是在包裝印刷行業(yè)的應(yīng)用最為廣泛。
在大部分工業(yè)尾氣中，VOCs是以低濃度、大風(fēng)量的形式排放的。為了降低治理費(fèi)用，通常利用吸附材料首先對(duì)低濃度廢氣進(jìn)行吸附濃縮，然后再進(jìn)行冷凝回收、催化燃燒或高溫焚燒處理。吸附濃縮技術(shù)的應(yīng)用近年來(lái)發(fā)展迅速，主要包括固定床吸附濃縮技術(shù)和沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮技術(shù)。
據(jù)悉，其中沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮技術(shù)最早由日本企業(yè)開(kāi)始使用，并在全世界范圍內(nèi)得到應(yīng)用。專(zhuān)家認(rèn)為，沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮技術(shù)凈化效率高，安全性好，被視為汽車(chē)制造等噴涂行業(yè)最佳的治理技術(shù)。
欒志強(qiáng)介紹說(shuō)，國(guó)外特別是一些日本的治理工程公司近年來(lái)開(kāi)始在中國(guó)大規(guī)模推廣沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮技術(shù)，發(fā)展迅速。我國(guó)的黑馬環(huán)保科技公司近年來(lái)自身開(kāi)發(fā)并掌握了這項(xiàng)技術(shù)，技術(shù)上逐步走向成熟，并得到很好應(yīng)用。
據(jù)參加培訓(xùn)的企業(yè)代表介紹，在噴涂（如4S店噴涂）、印刷（包裝印刷和書(shū)刊印刷）等行業(yè)，國(guó)內(nèi)目前有大量分散小型企業(yè)，VOCs的排放量小、排放濃度低，不能達(dá)到逐步趨嚴(yán)的排放標(biāo)準(zhǔn)要求。
活性炭吸附技術(shù)簡(jiǎn)單易行、成本低，是噴涂、包裝印刷企業(yè)首選的治理技術(shù)。但對(duì)單個(gè)企業(yè)來(lái)說(shuō)，建設(shè)相應(yīng)的活性炭再生裝置費(fèi)用高，難以承擔(dān)。
“各地環(huán)保部門(mén)為了減輕單個(gè)企業(yè)的VOCs治理投資負(fù)擔(dān)，組織建設(shè)統(tǒng)一的活性炭異地再生系統(tǒng)，收集吸附后的活性炭，并進(jìn)行集中再生處置，是最為可行且成本低的一種模式。”欒志強(qiáng)認(rèn)為。據(jù)了解，目前很多地區(qū)已采用這種模式治理VOCs，取得良好效果。
燃燒技術(shù)是較為有效和徹底的VOCs治理技術(shù)
蓄熱式（催化）燃燒技術(shù)逐步替代傳統(tǒng)的（催化）燃燒技術(shù)；低溫等離子體技術(shù)異軍突起，但有待規(guī)范；生物技術(shù)的發(fā)展不斷深入，適用范圍逐漸拓寬
當(dāng)不需要對(duì)廢氣中的有機(jī)物進(jìn)行回收利用時(shí)，通常采用燃燒法進(jìn)行治理。催化燃燒技術(shù)和高溫焚燒技術(shù)是最為普遍的VOCs燃燒治理技術(shù)，也是目前VOCs治理較為有效和徹底的治理技術(shù)。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，無(wú)論是熱力焚燒法還是催化燃燒法都需要將廢氣加熱到相應(yīng)可燃的溫度。如果廢氣中有機(jī)物的濃度較高，廢氣燃燒后產(chǎn)生的熱量可以維持有機(jī)物分解所需要的反應(yīng)溫度，采用燃燒法是一種經(jīng)濟(jì)可行的方法。
欒志強(qiáng)介紹說(shuō)，當(dāng)廢氣中有機(jī)物濃度較低時(shí)，由于傳統(tǒng)的催化燃燒技術(shù)和高溫焚燒技術(shù)換熱效率低，需要大量耗能，治理設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用較高。為了提高熱利用效率，降低設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用，近年來(lái)發(fā)展了蓄熱式熱力焚燒技術(shù)（RTO）和蓄熱式催化燃燒技術(shù)（RCO）。RTO和RCO技術(shù)換熱效率高，可以在VOCs較低濃度下使用，近年來(lái)得到了廣泛應(yīng)用。
低溫等離子體凈化技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的另一種廢氣治理新技術(shù)。據(jù)介紹，等離子體由電子、離子、自由基和中性粒子組成。低溫等離子體VOCs凈化技術(shù)利用介質(zhì)放電產(chǎn)生的等離子體以極快的速度反復(fù)轟擊廢氣中的氣體分子，去激活、電離、裂解廢氣中的各種成分，通過(guò)氧化等一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，使復(fù)雜大分子污染物轉(zhuǎn)變?yōu)橐恍┬》肿拥陌踩镔|(zhì)（如二氧化碳和水），或使有毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)毒無(wú)害或低毒低害物質(zhì)。
欒志強(qiáng)表示，由于低溫等離子體技術(shù)動(dòng)力消耗低，所以具有裝置簡(jiǎn)單，易于操作，占地面積小，使用方便等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)得到迅速發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)采用這項(xiàng)技術(shù)從事VOCs治理的環(huán)保企業(yè)迅速發(fā)展到20家~30家。但也存在對(duì)混合有機(jī)廢氣凈化效率低不足的問(wèn)題。
目前在實(shí)際應(yīng)用中也存在一些問(wèn)題，由于是一項(xiàng)新技術(shù)，人們對(duì)于其作用機(jī)理研究不夠充分，還沒(méi)有形成規(guī)律性認(rèn)識(shí)，很多企業(yè)只是在模仿這項(xiàng)技術(shù)，專(zhuān)家建議，今后應(yīng)該盡快對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)
行規(guī)范。
據(jù)介紹，生物法最早應(yīng)用于廢氣脫臭，近年來(lái)隨著對(duì)VOCs治理技術(shù)研究的不斷深入，生物法逐步被應(yīng)用于有機(jī)污染物的治理領(lǐng)域。生物法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、投資及運(yùn)行費(fèi)用低、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。
但生物法對(duì)有機(jī)污染物的降解速率較低，只是在處理低濃度有機(jī)廢氣時(shí)才具經(jīng)濟(jì)性。此外，由于生物菌種對(duì)有機(jī)物的消化具有很強(qiáng)的專(zhuān)一性，只是適合于易生物降解的有機(jī)物才可使用生物法進(jìn)行凈化。
但是，由于生物法具有綠色環(huán)保和處理費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)，生物法處理有機(jī)廢氣的研究工作進(jìn)展很快，各種生物菌劑和填料的開(kāi)發(fā)不斷取得突破。
除了在除臭領(lǐng)域應(yīng)用外，生物法近年來(lái)逐步拓展到酮類(lèi)、醛類(lèi)、脂類(lèi)等多種類(lèi)型的有機(jī)物凈化（在低濃度情況下使用），欒志強(qiáng)預(yù)測(cè)，生物法在今后將會(huì)成為有機(jī)廢氣治理的主要技術(shù)之一。
除臭市場(chǎng)需求巨大，技術(shù)發(fā)展迅速
異味污染物成分分析非常困難，排放濃度低，治理困難；涉及到民生問(wèn)題，環(huán)保部門(mén)加大治理力度，激發(fā)市場(chǎng)需求，治理技術(shù)多
據(jù)企業(yè)代表反映，異味擾民問(wèn)題已經(jīng)成為影響現(xiàn)階段我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定的問(wèn)題之一。據(jù)專(zhuān)家介紹，異味污染物包括臭味、香味、甜味、酸味、辣味及苦味等異于一般空氣的氣味（足以引起人們厭惡或其他不良情緒反應(yīng)的氣味）。在這些“異味污染物”中，大部分為揮發(fā)性有機(jī)化合物，部分屬于無(wú)機(jī)污染物（硫化氫、氨、二硫化碳）。異味污染物排放濃度低，治理困難。
異味治理涉及到民生問(wèn)題，近年來(lái)各地環(huán)保部門(mén)明顯加大了對(duì)異味的治理力度。由于涉及的行業(yè)眾多，加之以前對(duì)異味的治理重視不夠，業(yè)內(nèi)人士預(yù)測(cè)，目前和將來(lái)異味治理的市場(chǎng)巨大。
欒志強(qiáng)說(shuō)，異味的治理技術(shù)較多，以吸附技術(shù)、吸收技術(shù)、生物技術(shù)、低溫等離子體技術(shù)為主，光氧化及光催化技術(shù)近年來(lái)也得到部分應(yīng)用，但具體、長(zhǎng)期的治理效果有待進(jìn)一步考察與評(píng)估。此外，采用植物液掩蔽法去除異味在諸如垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站等場(chǎng)合也得到了大量的應(yīng)用。
據(jù)企業(yè)代表介紹，從目前的實(shí)際治理情況看，廢氣的成分分析非常困難，治理企業(yè)普遍缺乏對(duì)不同來(lái)源廢氣排放特征的認(rèn)識(shí)，在技術(shù)選擇上存在很大的盲目性，致使相當(dāng)一部分治理項(xiàng)目效果不佳，導(dǎo)致重復(fù)進(jìn)行治理的現(xiàn)象頻發(fā)。
不同技術(shù)交互融合，組合技術(shù)發(fā)展迅速
大多數(shù)行業(yè)的VOCs以混合物的形式排放，需要采用組合技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，并降低治理費(fèi)用；技術(shù)組合多樣
VOCs成分極其復(fù)雜，不同類(lèi)型的化合物性質(zhì)各異，大多數(shù)行業(yè)的VOCs又以混合物的形式排放，因此采用單一的治理技術(shù)往往難以達(dá)到治理效果，在經(jīng)濟(jì)上也不劃算，通常情況下需要采用多種治理技術(shù)的組合，才能達(dá)到很好的治理效果。
據(jù)介紹，目前VOCs治理組合技術(shù)有吸附濃縮+催化燃燒技術(shù)、吸附濃縮+高溫焚燒技術(shù)、吸附濃縮+吸收技術(shù)、低溫等離子體+吸收技術(shù)、低溫等離子體+催化技術(shù)等。
欒志強(qiáng)說(shuō)，即使是吸附技術(shù)，有時(shí)也會(huì)采用不同吸附劑工藝的組合工藝，如活性炭吸附回收+沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮技術(shù)+冷凝回收技術(shù)。采用組合治理技術(shù)，既能實(shí)現(xiàn)污染物達(dá)標(biāo)排放，也能降低治理費(fèi)用，所以各種組合技術(shù)發(fā)展迅速。
相關(guān)報(bào)道
中韓公司合作推廣VOCs治理技術(shù)
約定RTO技術(shù)將服務(wù)涂裝行業(yè)，處理效率可達(dá)99%
本報(bào)記者張杰通訊員丁鵬報(bào)道山東皓隆環(huán)境科技有限公司與韓國(guó)世進(jìn)環(huán)境研究所近日簽訂RTO（蓄熱式熱力焚燒技術(shù)）燃燒與熱能回收聯(lián)用技術(shù)合作研發(fā)、推廣協(xié)議。
協(xié)議約定山東皓隆投資5000萬(wàn)元建設(shè)研發(fā)中心、生產(chǎn)車(chē)間，研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)適合中國(guó)市場(chǎng)的RTO燃燒與熱能回收聯(lián)用技術(shù)設(shè)備，山東皓隆還負(fù)責(zé)技術(shù)改進(jìn)和市場(chǎng)開(kāi)發(fā)。韓國(guó)世進(jìn)以技術(shù)入股的形式提供RTO燃燒與熱能回收聯(lián)用技術(shù)。
據(jù)了解，雙方約定，研發(fā)的新技術(shù)VOCs（揮發(fā)性有機(jī)物）處理效率可達(dá)99%，熱回收率達(dá)到95%以上。不僅可以降低設(shè)備投資，還可大大降低運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)低成本、高效率VOCs尾氣無(wú)害化處理。
生產(chǎn)線達(dá)產(chǎn)后將為汽車(chē)、噴裝、涂裝行業(yè)、橡膠輪胎業(yè)、造紙印染業(yè)、制藥、化工、電子等VOCs排放企業(yè)提供技術(shù)支持和解決方案。
據(jù)了解，韓國(guó)世進(jìn)環(huán)境研究所具有26年RTO設(shè)備生產(chǎn)歷史，擁有12項(xiàng)RTO相關(guān)技術(shù)發(fā)明專(zhuān)利，其生產(chǎn)的設(shè)備銷(xiāo)往韓國(guó)、日本、美國(guó)、東南亞。
山東皓隆是一家生產(chǎn)、制作、安裝汽車(chē)涂裝設(shè)備的專(zhuān)業(yè)性公司，特別是對(duì)RTO燃燒后的熱能再利用有獨(dú)特的專(zhuān)業(yè)技術(shù)。掌握噴涂前處理技術(shù)，其設(shè)備已在大型汽車(chē)企業(yè)運(yùn)行近10年，在中國(guó)的汽車(chē)行業(yè)有良好的人脈關(guān)系。
業(yè)內(nèi)人士表示，中國(guó)目前有幾百條汽車(chē)涂裝線，加上大型的其他機(jī)械涂裝線，中國(guó)涂裝行業(yè)VOCs治理巿場(chǎng)很大。
據(jù)介紹，山東皓隆與韓國(guó)世進(jìn)環(huán)境研究所已經(jīng)成立合資公司，在北京和山東青島設(shè)有辦事處，關(guān)鍵零部件在韓國(guó)生產(chǎn)，大部件在中國(guó)制作安裝，以便降低成本，適應(yīng)中國(guó)市場(chǎng)。
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