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挥发性有机废气治理政策发展及技术运用

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文章导读

本文简述了中国目前的挥发性有机物污染防治政策发展,并介绍了挥发性有机废气常用的治理技术,探讨今后挥发性有机废气治理提升方向。


▲   来源:《科学与技术》   作者:张文娟


现如今,在我国社会主义经济快速发展的今天,随之而来的环境污染问题也原来越严重,针对各种污染状况也出台了相应的防治措施。挥发性有机废气因其污染源较多、传播半径广、对环境污染危害性大,已成为大气环境治理重点。本文简述了中国目前的挥发性有机物污染防治政策发展,并介绍了挥发性有机废气常用的治理技术,探讨今后挥发性有机废气治理提升方向。

引言



挥发性有机物,其定义为“参与大气光化学反应的有机化合物”。首先,挥发性有机物可以分为两部分,挥发性与有机物,挥发性是指可挥发的性质特征亦或是状态,而这种挥发性质及状态同时也是某种化合物由固体或者液体转变为气体或是蒸汽的全过程中,是物理学领域常见的一种特殊性质。有机物是有机化合物的简称,多数有机物是由碳元素、氢元素组成,可以说有机物是人类文明建设发展真正意义上的物质基础,包括人体的新陈代谢以及遗传现象,都有有机化合物的参与。除此之外,有机化合物还是当前我国最重视的新型能源的主要组成部分。挥发性有机物的两个主要来源分别是人为来源和自然来源,世界卫生组织给予挥发性有机物的污染源分类为固定源和移动源两种。

1挥发性有机废气的危害

从宏观角度分析,挥发性有机废气能够对人类赖以生存的生态环境造成直接影响,且对环境的损害程度较深,尤其是大气环境。诸如臭氧层污染、PM2.5污染等问题时刻困扰着人们的生活质量改善,城市空气中弥漫着的有害物质时刻威胁着人们的健康体质。由此可见,挥发性有机废气对大气环境污染的深远影响。

2挥发性有机废气治理政策的发展

2.1国家法律法规要求

在法律层面上,制定了《大气污染防治法》,推行大气污染区域联合防治措施,协同控制常规大气污染物、挥发性有机物,也制定了挥发性有机物产品质量标准,在生产、销售时应符合质量要求。《污染防治法》还规定了挥发性有机废气排放超标的处罚措施,县级以上政府监管生产、销售挥发性有机废气含量不符合质量要求的原料,若发现不满足要求的,政府机构有权没收原料和产品,并处经济处罚。在部门规章层面上,环保部、发改委、工信部等出台针对挥发性有机废气污染防治文件。环保部发布了《挥发性有机物防治技术政策》,提出了生产挥发性有机废气物料和含挥发性有机废气产品的生产、储存、运输各环节污染防治方法。近几年,国家财政部、环保部发布《挥发性有机物排污收费试点办法》,明确规定了石油化工行业、包装印刷行业挥发性有机废气排污费的征收、使用和管理办法。

2.2排放标准体系完善

为了强化大气污染物中挥发性有机物的控制,自“十二五”以来,国家已陆续发布了8个重点行业的大气污染物排放标准,涉及到挥发性有机物排放的国家标准已累计达15个,新标准更强调挥发性有机物的全过程控制。2019年7月1日,国家又发布实施了《挥发性有机物无组织排放控制标准》,该标准规定了挥发性有机物物料存储、转移、运输的要求,生产工艺过程的挥发性无组织排放、设备条件、管线泄漏以及废气的收集与处理要求。各省市区地方政府根据地区的产业特点与结构,制定不同的行业排放标准,规定了减排方向。标准的制定与发布说明了国家与地方政府对于环境治理的决心与力度正在加强。

2.3整治提升工作方案制定

近年来,为推动和深化挥发性有机物治理,国家相关部门先后出台了多个挥发性有机物治理工作指导意见。2017年9月14日,我国环保部等六部委联合印发发布《“十三五”挥发性有机物污染防治工作方案》,提出了石化、化工行业确定的减排目标,对VOC重点排放行业全面推行VOC治理。2018年6月27日,国务院发布了《关于印发打赢蓝天保卫战三年行动计划的通知》,提出重点区域二氧化硫、氮氧化物、颗粒物、挥发性有机物全面执行大气污染物特别排放限值,并进一步要求健全相关法律法规体系。2019年6月26日,国家生态环境部印发《关于印发<重点行业挥发性有机物综合治理方案>的通知》,提出到2020年建立健全VOCs污染防治管理体系,重点区域、重点行业VOCs治理应取得明显成效,完成“十三五”确定的目标任务。

3挥发性有机废气治理的技术运用

3.1生物处理技术

生物处理技术是有机废气治理的有效方法之一,是在污水处理技术的基础上衍生而来的。与吸附技术和燃烧技术相比,生物处理技术能源和资源消耗量更低,处理工艺更为成熟,目前发达国家已经将生物技术作为挥发性有机废气处理的主流。生物处理技术的局限性在于生物降解,处理过程需要消耗大量的时间,且生物处理设备占地面积大。同时,由于生物处理技术主要应用微生物的降解作用,微生物自身在废气处理量上有一定的局限性,需要严格控制处理系统的运行周期,目前国内在生物技术处理有机废气上应用较少。

3.2催化燃烧处理技术

催化燃烧处理技术借助催化剂实现挥发性有机物在低温下的完全氧化,达到工业废气净化处理的效果。这种技术普遍应用在化工行业、喷漆行业和涂料生产行业,目前已经有多种型号的设备供企业选择。催化燃烧处理设备主要由预热装置、催化燃烧装置、烟道、电加热装置、废热回收装置等构成。在早期生产中,通常采用氧化铝作为载体的贵金属催化剂,但是由于价格过于昂贵,因此它逐步被其他催化剂替代。目前,我国已经研发出稀土型催化剂,催化效果良好,同时我国稀土资源丰富。在催化燃烧处理废气的过程中,要重点关注安全问题。在设备运行中,挥发性有机废气将在高温下与空气进行混合,很容易引起爆炸。因此,在使用催化燃烧净化处理技术时,要严格控制有机物与空气的配合比,使配合比例控制在爆炸范围下限。

3.3吸附处理技术

吸附处理技术主要有直接吸附法、吸附回收法、吸附催化燃烧法三种。其中直接吸附法即直接利用吸附剂来吸附挥发性有机废气,该方法的净化率高达90%以上,且投资少,设备简单。但同时也存在一定的局限性。因此,直接吸附技术常用于低浓度挥发性有机废气净化治理中。吸附回收法即借助于活性炭等多孔物质来吸附挥发性有机废气,待吸附剂的吸附量达到饱和状态时,再利用蒸汽对活性炭上的杂质进行净化脱除,使吸附剂可以循环利用。经水蒸气反复净化的有机废气,经过冷凝、萃取分离等步骤,可以得到对应的液体有机物,可用于工业化生产。吸附回收法在挥发性有机废气净化方面具有效率高等、成本低等优点,但在具体操作过程中会消耗大量的水蒸气,且后期回收的有机废气净化过程操作繁琐,工艺复杂。吸附催化燃烧法也是利用活性炭等多孔物质来吸附有机废气,待吸附达到饱和状态后,再利用热空气来脱附有机废气,最后将脱附后的有机废气输送至催化燃烧床上燃烧。吸附催化燃烧法的关键在于利用吸附剂吸附有机废气,脱除后可以提高有机废气的浓度,然后通过燃烧来净化有机废气。

结束语



综上所述,挥发性有机废气是造成大气环境污染的主要物质,对生态环境和生命体的破坏较强。随着环境保护意识的增强和空气净化技术水平的提高,大气环境中挥发性有机废气处理技术已经逐渐完善,笔者相信,这些技术将成为社会可持续发展的重要保障。

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