活性炭吸附技術(shù)活性炭吸附技術(shù)是VOCs治理的主流技術(shù)之一，技術(shù)成熟、簡單易行、治理成本低、適應(yīng)范圍廣，在所有的治理技術(shù)中占有最大的市場份額，在涂裝、包裝印刷、石油化工、化學(xué)品制造、醫(yī)藥化工和異味治理等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，是噴涂、包裝印刷企業(yè)首選的治理技術(shù)。
VOCs治理，技術(shù)是關(guān)鍵
VOCs(揮發(fā)性有機(jī)物)在我國已作為污染物開始系統(tǒng)控制和防治。從2015年10月1日起，對石油化工、包裝印刷行業(yè)開始征收VOCs排污費(fèi)。
對這一污染控制行業(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)注和討論的問題。
活性炭吸附技術(shù)簡單易行、成本低，是噴涂、包裝印刷企業(yè)首選的治理技術(shù)。但對單個企業(yè)來說，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)保部門為了減輕單個企業(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。
“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。”中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會廢氣治理委員會副秘書長、解放軍防化研究院研究員欒志強(qiáng)接受記者采訪時表示。
總體來說，VOCs治理有兩類基本技術(shù)，一類是回收技術(shù)，治理的基本思路是對排放的VOCs進(jìn)行吸收、過濾、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。另一類是銷毀技術(shù)，處理的基本思路是通過燃燒等化學(xué)反應(yīng)，把排放的VOCs分解化合轉(zhuǎn)化為其他無毒無害的物質(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，吸附工藝得到不斷完善。欒志強(qiáng)介紹說，近年來已發(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)有關(guān)企業(yè)代表介紹，在噴涂(如4S店噴涂)、印刷(包裝印刷和書刊印刷)等行業(yè)，國內(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)。但對單個企業(yè)來說，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)保部門為了減輕單個企業(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?！睓柚緩?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)不需要對廢氣中的有機(jī)物進(jìn)行回收利用時，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，當(dāng)廢氣中有機(jī)物濃度較低時，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，近年來得到了廣泛應(yīng)用。下圖為RTO(蓄熱式熱力焚燒技術(shù))濃縮及廢熱回收系統(tǒng)。
低溫等離子體凈化技術(shù)是近年來發(fā)展起來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毒無害或低毒低害物質(zhì)。
由于低溫等離子體技術(shù)動力消耗低，所以具有裝置簡單，易于操作，占地面積小，使用方便等優(yōu)點(diǎn)，近年來得到迅速發(fā)展。目前國內(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。但也存在對混合有機(jī)廢氣凈化效率低不足的問題。
目前在實(shí)際應(yīng)用中也存在一些問題，由于是一項(xiàng)新技術(shù)，人們對于其作用機(jī)理研究不夠充分，還沒有形成規(guī)律性認(rèn)識，很多企業(yè)只是在模仿這項(xiàng)技術(shù)，專家建議，今后應(yīng)該盡快對這項(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，近年來隨著對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)備簡單、投資及運(yùn)行費(fèi)用低、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。
但生物法對有機(jī)污染物的降解速率較低，只是在處理低濃度有機(jī)廢氣時才具經(jīng)濟(jì)性。此外，由于生物菌種對有機(jī)物的消化具有很強(qiáng)的專一性，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，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，生物法近年來逐步拓展到酮類、醛類、脂類等多種類型的有機(jī)物凈化(在低濃度情況下使用)，據(jù)預(yù)測，生物法在今后將會成為有機(jī)廢氣治理的主要技術(shù)之一。
除臭市場需求巨大，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;涉及到民生問題，環(huán)保部門加大治理力度，激發(fā)市場需求，治理技術(shù)多。
異味擾民問題已經(jīng)成為影響現(xiàn)階段我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會穩(wěn)定的問題之一。據(jù)專家介紹，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題，近年來各地環(huán)保部門明顯加大了對異味的治理力度。由于涉及的行業(yè)眾多，加之以前對異味的治理重視不夠，業(yè)內(nèi)人士預(yù)測，目前和將來異味治理的市場巨大。
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)近年來也得到部分應(yīng)用，但具體、長期的治理效果有待進(jìn)一步考察與評估。此外，采用植物液掩蔽法去除異味在諸如垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站等場合也得到了大量的應(yīng)用。
據(jù)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)普遍缺乏對不同來源廢氣排放特征的認(rèn)識，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。
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。
此外，即使是吸附技術(shù)，有時也會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。
編輯：張偉
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