摘要:隨著工業(yè)化進(jìn)程的不斷深入,工業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物(VolatileOrganicCompounds,簡(jiǎn)稱VOCs)污染排放量急劇上升,VOCs污染治理迫在眉睫。為此,國(guó)家及地方生態(tài)環(huán)境部門加大對(duì)工業(yè)VOCs污染的治理力度。然而,經(jīng)過(guò)VOCs污染治理,仍存在超標(biāo)排放現(xiàn)象,治理效果不甚理想。針對(duì)工業(yè)VOCs污染治理現(xiàn)狀,分析其原因,并結(jié)合相關(guān)防治經(jīng)驗(yàn),總結(jié)出有效防治技術(shù),旨在減少工業(yè)VOCs污染排放并提升空氣質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:工業(yè)VOCs污染源頭控制UV光解催化噴淋吸收法設(shè)施提升改造
ResearchontheCurrentSituationandPreventionTechnologyofIndustrialVOCsPollutionControl
YEDongjun
ShenzhenEcologicalEnvironmentMonitoringStation,ShenzhenCity,GuangdongProvince,518049China
Abstract:Withthedeepeningoftheindustrializationprocess,theemissionsofindustrialVolatileOrganicCompounds(VOCs)pollutionhaveincreasedsharply,andVOCspollutioncontrolisurgentlyneeded.Tothisend,thenationalandlocalecologicalenvironmentdepartmentshaveincreasedtheireffortstocontrolofindustrialVOCspollution.However,afterthetreatmentofVOCspollution,therearestillexcessiveemissions,andthetreatmenteffectisnot ideal.InviewofthecurrentsituationofindustrialVOCspollutioncontrol,thisarticleanalyzesthecauses,combinedwithrelevantpreventionandcontrolexperience,summarizeseffectivepreventionandcontroltechnologies,aimedatreducingindustrialVOCspollutionemissionsandimproveairquality.
KeyWords:Industry;VOCspollution;Sourcecontrol;UVphotodissociationcatalytic;SprayAbsorptionmethod;Facilitiesupgradeandrenovation
近年來(lái),隨著深圳經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,產(chǎn)業(yè)升級(jí)步伐逐步加緊,VOCs污染排放量不斷上升,已逐漸成為影響空氣環(huán)境質(zhì)量的重要因素[1]。尤其是在低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展背景下,工業(yè)企業(yè)作為揮發(fā)性有機(jī)物(VolatileOrganicCompounds,VOCs)污染排放的主要源頭,對(duì)工業(yè)VOCs污染進(jìn)行防治,對(duì)推動(dòng)VOCs的減量排放以及空氣質(zhì)量提升具有重要意義。
1工業(yè)VOCs污染治理現(xiàn)狀
在環(huán)保法規(guī)政策支持下,環(huán)保部門根據(jù)某區(qū)工業(yè)企業(yè)VOCs排放情況,通過(guò)綜合衡量VOCs物種的反應(yīng)活性對(duì)臭氧生成的指標(biāo)參數(shù),分析不同排放源VOCs物種對(duì)環(huán)境空氣中臭氧的潛在貢獻(xiàn),列出優(yōu)先級(jí)管理名錄,重點(diǎn)進(jìn)行VOCs組分管控,并采取防治技術(shù),對(duì)VOCs污染進(jìn)行治理[2]。為檢驗(yàn)該區(qū)VOCs污染治理效果,在VOCs排放的五大主要行業(yè)中抽取57家工業(yè)企業(yè)101批次樣品,對(duì)涂料、膠粘劑、清洗劑和油墨等主要涉原輔料VOCs進(jìn)行合規(guī)檢測(cè),結(jié)果如表1所示。
從表1可知,在101批次樣品中,VOCs的合規(guī)率為56.4%,其中涉原輔料VOCs含量不合格企業(yè)共28家,以塑料制造業(yè)及表面涂裝業(yè)為主,不合格率分別為56.0%和66.7%。由此可見(jiàn),該區(qū)工業(yè)VOCs仍存在超標(biāo)排放現(xiàn)象,工業(yè)VOCs污染治理情況不甚理想。
2VOCs污染治理問(wèn)題分析
結(jié)合工業(yè)VOCs污染治理現(xiàn)狀,分析其原因,其問(wèn)題主要表現(xiàn)在源頭消減、過(guò)程管控、末端治理等方面,具體如下。
2.1VOCs源頭控制不足
源頭控制是工業(yè)VOCs污染治理的最根本途徑之一。但是,從VOCs排放現(xiàn)狀來(lái)看,以涂料、膠粘劑、清洗劑和油墨等為原輔材料的工業(yè)生產(chǎn)中,VOCs超標(biāo)排放現(xiàn)象仍然存在。在電子元件制造、印制線路板以及表面噴涂等行業(yè)中,已經(jīng)有比較成熟的VOCs源頭減量生產(chǎn)工藝,但是由于受成本、設(shè)備等客觀因素影響,納入重點(diǎn)行業(yè)治理的企業(yè)VOCs源頭替代不甚明顯[3],導(dǎo)致VOCs源頭控制不足。
2.2生產(chǎn)過(guò)程控制不嚴(yán)
某區(qū)涉原輔料VOCs排放企業(yè)約90余家,雖部分企業(yè)已改進(jìn)生產(chǎn)工藝,但由于企業(yè)規(guī)模大小不一、產(chǎn)污環(huán)節(jié)較多,仍有部分企業(yè)無(wú)組織排放VOCs,或VOCs處理僅限于一個(gè)或多個(gè)重要工序,并未覆蓋生產(chǎn)的全過(guò)程[4],導(dǎo)致生產(chǎn)過(guò)程VOCs污染控制不嚴(yán)。同時(shí),由于生產(chǎn)管理水平參差不齊,生產(chǎn)過(guò)程中VOCs無(wú)組織排放和逸散的問(wèn)題普遍存在,導(dǎo)致VOCs直接排放到空氣中,造成空氣污染。
2.3VOCs末端治理工藝單一
從某區(qū)涉原輔料VOCs排放的工業(yè)企業(yè)中,隨機(jī)抽取38家進(jìn)行VOCs末端治理工藝調(diào)研,如表2所示。
由表2可知,企業(yè)主要采用冷凝+活性炭、催化燃燒、噴淋以及活性炭等工藝進(jìn)行VOCs治理。其中,催化燃燒的比例為15.8%,噴淋的比例為13.2%,活性炭的比例為31.6%,單獨(dú)VOCs末端治理方式約占組合方式的60.6%。同時(shí),企業(yè)采用的噴淋處理工藝為“每4小時(shí)換水”的循環(huán)用水模式,VOCs末端治理效率約為21.5%,治理效率較低。由此可見(jiàn),某區(qū)VOCs治理工藝單一、低效。
3常用工業(yè)VOCs治理技術(shù)
目前,在工業(yè)企業(yè)中常用的VOCs治理技術(shù)主要有UV光解催化技術(shù)、活性炭吸附、?蓄熱催化燃燒技術(shù)、噴淋吸收法等[5]。
3.1UV光解催化技術(shù)
UV光解催化技術(shù)是一種無(wú)污染、高效能的VOCs治理技術(shù),主要是利用紫外光將VOCs中的有機(jī)污染物進(jìn)行降解,使其生成小分子無(wú)害物質(zhì),如CO2、H2O等,達(dá)到凈化空氣的目的。該技術(shù)具有設(shè)備操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、處理效率高等特點(diǎn),在工業(yè)企業(yè)中應(yīng)用廣泛。
3.2活性炭吸附
活性炭吸附是VOCs治理技術(shù)中一種有效的凈化技術(shù),主要是利用活性炭的高比表面積和豐富的孔隙結(jié)構(gòu),借助活性炭的物理吸附、?化學(xué)吸附、?氧化、?催化氧化和還原等性能,將工業(yè)排放中的VOCs去除。該技術(shù)具有處理程度高、?效果穩(wěn)定、處理成本低等特點(diǎn),可廣泛應(yīng)用于印刷行業(yè),涂裝行業(yè)等。例如:印刷行業(yè)中油墨、?涂料等原輔材料釋放的VOCs,可采用活性炭吸附,能有效改善工作環(huán)境和降低生產(chǎn)中VOCs排放。但是,活性炭吸附處理技術(shù),其效果容易受廢氣的溫度、?濕度、?顆粒物含量等因素影響。
3.3?蓄熱催化燃燒技術(shù)
?蓄熱催化燃燒技術(shù)(RegenerativeCatalyticOxidizer,RCO)是一種更高效的燃燒方法,主要利用催化劑對(duì)VOCs氣體進(jìn)行催化燃燒,實(shí)現(xiàn)更高效燃燒。與傳統(tǒng)的燃燒技術(shù)相比,RCO燃燒效率高、能源消耗低,能有效降低VOCs的排放,在工業(yè)企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。
3.4噴淋吸收法
噴淋吸收法是最常用的一種VOCs治理技術(shù),主要是將水霧噴灑VOCs,利用液體去除VOCs中水溶性或大顆粒的成分,實(shí)現(xiàn)VOCs的分離與凈化目的。該技術(shù)雖然處理過(guò)程復(fù)雜、?投資較大,但是具有處理效率高、成本低等優(yōu)勢(shì),是VOCs治理技術(shù)中比較重要一種技術(shù)。?
4工業(yè)VOCs污染防治技術(shù)
為解決工業(yè)VOCs污染治理中過(guò)程存在的問(wèn)題,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),總結(jié)出工業(yè)VOCs污染防治技術(shù),有效降低VOCs排放量,提升空氣質(zhì)量。
4.1加強(qiáng)VOCs源頭和生產(chǎn)過(guò)程控制
一方面,研發(fā)和推廣替代型環(huán)保型原輔材料。將重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)調(diào)整為環(huán)保型產(chǎn)業(yè),替代使用水性涂料、粉末涂料等環(huán)保型原輔材料,以及水基型清洗劑、?半水基型清洗劑,從源頭上實(shí)現(xiàn)VOCs的減量排放;另一方面,優(yōu)化改造生產(chǎn)工藝。在工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,通過(guò)采用新技術(shù)和引進(jìn)新設(shè)備,升級(jí)改造生產(chǎn)工藝,減少生產(chǎn)過(guò)程中涉VOCs原輔材料使用量,減少VOCs的產(chǎn)生量,實(shí)現(xiàn)VOCs的減排目標(biāo)。例如:在印制線路板制造行業(yè)中,通過(guò)將內(nèi)層涂覆工藝從“濕膜”(油墨)升級(jí)為“干膜”(貼膜),將網(wǎng)版絲印技術(shù)升級(jí)為字符打JJKaRjnL8lKu87TdmxK4+g==印機(jī)技術(shù),減少洗網(wǎng)水的使用,大幅度降低了VOCs的產(chǎn)生量,實(shí)現(xiàn)了VOCs的減排效果。此外,還可引入負(fù)壓密閉的收集系統(tǒng),應(yīng)用于涉及VOCs原輔材料生產(chǎn)的工序,提升廢氣收集效率。
4.2合理應(yīng)用VOCs治理技術(shù)
在工業(yè)VOCs產(chǎn)生后,積極?采取合理的VOCs治理技術(shù),能有效減少VOCs對(duì)人體、空氣質(zhì)量以及生態(tài)環(huán)境的影響。根據(jù)環(huán)境部公布的相關(guān)文件,VOCs處理效率最高的為組合方式。因此,在VOCs治理過(guò)程中,應(yīng)根據(jù)行業(yè)類別及VOCs組分特征分析,結(jié)合VOCs治理技術(shù)特點(diǎn),科學(xué)地將2種及以上的VOCs治理技術(shù)進(jìn)行組合應(yīng)用,彌補(bǔ)單一VOCs治理工藝中存在弊端,實(shí)現(xiàn)VOCs的高效治理。因此,通過(guò)實(shí)踐證明,不同行業(yè)類別根據(jù)行業(yè)VOCs組分特征及VOCs治理技術(shù)特點(diǎn),對(duì)VOCs治理技術(shù)進(jìn)行組合應(yīng)用,提升VOCs末端治理效率,如表3所示。
4.3低效VOCs治理設(shè)施提升改造
為提升VOCs末端治理效率,還應(yīng)對(duì)現(xiàn)有的噴淋處理設(shè)施進(jìn)行提升改造,使設(shè)施在維持原有三級(jí)水噴淋的基礎(chǔ)上,對(duì)噴淋水循環(huán)模式進(jìn)行優(yōu)化升級(jí),采用直流水模式,使噴淋塔中用水持續(xù)維持在新鮮水狀態(tài),提高噴淋水對(duì)廢氣VOCs的吸收能力。噴淋直流水模式如圖1所示。
通過(guò)對(duì)比噴淋設(shè)施改造前后治理效率可知,提升改造后的噴淋設(shè)施,治理效率從整改前的37.6%提升至91.6%,實(shí)現(xiàn)水噴淋設(shè)備的高效治理化。
4結(jié)語(yǔ)
綜上所述,工業(yè)VOCs污染治理是一項(xiàng)長(zhǎng)期而煩瑣的工作,只有通過(guò)采取科學(xué)有效的防治技術(shù),才能降低工業(yè)VOCs的排放。為此,通過(guò)分析深圳某區(qū)工業(yè)VOCs污染治理現(xiàn)狀,分析治理過(guò)程中存在的問(wèn)題,基于常用工業(yè)VOCs治理技術(shù),通過(guò)VOCs源頭和生產(chǎn)過(guò)程控制、合理應(yīng)用VOCs治理技術(shù)以及提升改造低效VOCs治理設(shè)施等,實(shí)現(xiàn)VOCs污染的有效治理。
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