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揮發性有機廢氣治理政策發展及技術運用

來源:科柏盛環保     發布時間:2020-11-12

       摘要:現如今,在我國社會主義經濟快速發展的今天,随之而來的環境污染問題也原來越嚴重,針對各種污染狀況也出台了相應的防治措施。揮發性有機廢氣因其污染源較多、傳播半徑廣、對環境污染危害性大,已成為大氣環境治理重點。本文簡述了中國目前的揮發性有機物污染防治政策發展,并介紹了揮發性有機廢氣常用的治理技術,探讨今後揮發性有機廢氣治理提升方向。

       引言

       揮發性有機物,其定義為“參與大氣光化學反應的有機化合物”。首先,揮發性有機物可以分為兩部分,揮發性與有機物,揮發性是指可揮發的性質特征亦或是狀态,而這種揮發性質及狀态同時也是某種化合物由固體或者液體轉變為氣體或是蒸汽的全過程中,是物理學領域常見的一種特殊性質。有機物是有機化合物的簡稱,多數有機物是由碳元素、氫元素組成,可以說有機物是人類文明建設發展真正意義上的物質基礎,包括人體的新陳代謝以及遺傳現象,都有有機化合物的參與。除此之外,有機化合物還是當前我國最重視的新型能源的主要組成部分。揮發性有機物的兩個主要來源分别是人為來源和自然來源,世界衛生組織給予揮發性有機物的污染源分類為固定源和移動源兩種。

       1揮發性有機廢氣的危害

       從宏觀角度分析,揮發性有機廢氣能夠對人類賴以生存的生态環境造成直接影響,且對環境的損害程度較深,尤其是大氣環境。諸如臭氧層污染、PM2.5污染等問題時刻困擾着人們的生活質量改善,城市空氣中彌漫着的有害物質時刻威脅着人們的健康體質。由此可見,揮發性有機廢氣對大氣環境污染的深遠影響。

       2揮發性有機廢氣治理政策的發展

       2.1國家法律法規要求

       在法律層面上,制定了《大氣污染防治法》,推行大氣污染區域聯合防治措施,協同控制常規大氣污染物、揮發性有機物,也制定了揮發性有機物産品質量标準,在生産、銷售時應符合質量要求。《污染防治法》還規定了揮發性有機廢氣排放超标的處罰措施,縣級以上政府監管生産、銷售揮發性有機廢氣含量不符合質量要求的原料,若發現不滿足要求的,政府機構有權沒收原料和産品,并處經濟處罰。在部門規章層面上,環保部、發改委、工信部等出台針對揮發性有機廢氣污染防治文件。環保部發布了《揮發性有機物防治技術政策》,提出了生産揮發性有機廢氣物料和含揮發性有機廢氣産品的生産、儲存、運輸各環節污染防治方法。近幾年,國家财政部、環保部發布《揮發性有機物排污收費試點辦法》,明确規定了石油化工行業、包裝印刷行業揮發性有機廢氣排污費的征收、使用和管理辦法。

       2.2排放标準體系完善

       為了強化大氣污染物中揮發性有機物的控制,自“十二五”以來,國家已陸續發布了8個重點行業的大氣污染物排放标準,涉及到揮發性有機物排放的國家标準已累計達15個,新标準更強調揮發性有機物的全過程控制。2019年7月1日,國家又發布實施了《揮發性有機物無組織排放控制标準》,該标準規定了揮發性有機物物料存儲、轉移、運輸的要求,生産工藝過程的揮發性無組織排放、設備條件、管線洩漏以及廢氣的收集與處理要求。各省市區地方政府根據地區的産業特點與結構,制定不同的行業排放标準,規定了減排方向。标準的制定與發布說明了國家與地方政府對于環境治理的決心與力度正在加強。

       2.3整治提升工作方案制定

       近年來,為推動和深化揮發性有機物治理,國家相關部門先後出台了多個揮發性有機物治理工作指導意見。2017年9月14日,我國環保部等六部委聯合印發發布《“十三五”揮發性有機物污染防治工作方案》,提出了石化、化工行業确定的減排目标,對VOC重點排放行業全面推行VOC治理。2018年6月27日,國務院發布了《關于印發打赢藍天保衛戰三年行動計劃的通知》,提出重點區域二氧化硫、氮氧化物、顆粒物、揮發性有機物全面執行大氣污染物特别排放限值,并進一步要求健全相關法律法規體系。2019年6月26日,國家生态環境部印發《關于印發<重點行業揮發性有機物綜合治理方案>的通知》,提出到2020年建立健全VOCs污染防治管理體系,重點區域、重點行業VOCs治理應取得明顯成效,完成“十三五”确定的目标任務。

       3揮發性有機廢氣治理的技術運用

       3.1生物處理技術

       生物處理技術是有機廢氣治理的有效方法之一,是在污水處理技術的基礎上衍生而來的。與吸附技術和燃燒技術相比,生物處理技術能源和資源消耗量更低,處理工藝更為成熟,目前發達國家已經将生物技術作為揮發性有機廢氣處理的主流。生物處理技術的局限性在于生物降解,處理過程需要消耗大量的時間,且生物處理設備占地面積大。同時,由于生物處理技術主要應用微生物的降解作用,微生物自身在廢氣處理量上有一定的局限性,需要嚴格控制處理系統的運行周期,目前國内在生物技術處理有機廢氣上應用較少。

       3.2催化燃燒處理技術

       催化燃燒處理技術借助催化劑實現揮發性有機物在低溫下的完全氧化,達到工業廢氣淨化處理的效果。這種技術普遍應用在化工行業、噴漆行業和塗料生産行業,目前已經有多種型号的設備供企業選擇。催化燃燒處理設備主要由預熱裝置、催化燃燒裝置、煙道、電加熱裝置、廢熱回收裝置等構成。在早期生産中,通常采用氧化鋁作為載體的貴金屬催化劑,但是由于價格過于昂貴,因此它逐步被其他催化劑替代。目前,我國已經研發出稀土型催化劑,催化效果良好,同時我國稀土資源豐富。在催化燃燒處理廢氣的過程中,要重點關注安全問題。在設備運行中,揮發性有機廢氣将在高溫下與空氣進行混合,很容易引起爆炸。因此,在使用催化燃燒淨化處理技術時,要嚴格控制有機物與空氣的配合比,使配合比例控制在爆炸範圍下限。

       3.3吸附處理技術

       吸附處理技術主要有直接吸附法、吸附回收法、吸附催化燃燒法三種。其中直接吸附法即直接利用吸附劑來吸附揮發性有機廢氣,該方法的淨化率高達90%以上,且投資少,設備簡單。但同時也存在一定的局限性。因此,直接吸附技術常用于低濃度揮發性有機廢氣淨化治理中。吸附回收法即借助于活性炭等多孔物質來吸附揮發性有機廢氣,待吸附劑的吸附量達到飽和狀态時,再利用蒸汽對活性炭上的雜質進行淨化脫除,使吸附劑可以循環利用。經水蒸氣反複淨化的有機廢氣,經過冷凝、萃取分離等步驟,可以得到對應的液體有機物,可用于工業化生産。吸附回收法在揮發性有機廢氣淨化方面具有效率高等、成本低等優點,但在具體操作過程中會消耗大量的水蒸氣,且後期回收的有機廢氣淨化過程操作繁瑣,工藝複雜。吸附催化燃燒法也是利用活性炭等多孔物質來吸附有機廢氣,待吸附達到飽和狀态後,再利用熱空氣來脫附有機廢氣,最後将脫附後的有機廢氣輸送至催化燃燒床上燃燒。吸附催化燃燒法的關鍵在于利用吸附劑吸附有機廢氣,脫除後可以提高有機廢氣的濃度,然後通過燃燒來淨化有機廢氣。

       結束語

       綜上所述,揮發性有機廢氣是造成大氣環境污染的主要物質,對生态環境和生命體的破壞較強。随着環境保護意識的增強和空氣淨化技術水平的提高,大氣環境中揮發性有機廢氣處理技術已經逐漸完善,筆者相信,這些技術将成為社會可持續發展的重要保障。
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