工業(yè)VOC治理措施課件

工業(yè)VOCs辨識及治理措施研究交流提綱1、VOCs分類及危害2、工業(yè)VOCs辨識3、工業(yè)VOCs排放標準4、工業(yè)VOCs治理方法5、國家工業(yè)VOCs治理愿景1.1揮發(fā)性有機化合物（VolatileOrganicCompounds，VOCs）定義1)美國ASTM（美國材料與試驗協(xié)會）D3960-98的定義：任何能參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的有機化合物。2)美國聯(lián)邦環(huán)保署(EPA)的定義：揮發(fā)性有機化合物是除CO、CO2、H2CO3、金屬碳化物、金屬碳酸鹽和碳酸銨外，任何參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的碳化合物。3)按照世界衛(wèi)生組織(WHO,1989)的定義：揮發(fā)性有機化合物(VolatileOrganicCompounds,VOC)是指沸點范圍在50～260℃之間，室溫下飽和蒸氣壓超過133.32Pa，在常溫下以蒸氣形式存在于空氣中的一類有機物。按揮發(fā)性有機化合物化學(xué)結(jié)構(gòu)可進一步分為8類：烷類、芳烴類、烯類、鹵烴類、酯類、醛類、酮類和其他化合物。4)有關(guān)色漆和清漆通用術(shù)語的國際標準ISO4618/1-1998和德國DIN55649-2000標準對VOC的定義：原則上，在常溫常在常溫常壓下，任何能自發(fā)揮發(fā)的有機液體和/或固體分析：（1）美國的定義，對沸點初餾點不作限定，強調(diào)參加大氣光化學(xué)反應(yīng)。不參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的就叫作豁免溶劑，如丙酮、四氯乙烷等；（2）世界衛(wèi)生組織和巴斯夫則對沸點或初餾點作限定，不管其是否參加大氣光化學(xué)反應(yīng)；（3）國際標準ISO4618/1-1998和德國DIN55649-2000標準對沸點初餾點不作限定，也不管是否參加大氣光化學(xué)反應(yīng)，只強調(diào)在常溫常壓下能自發(fā)揮發(fā)。

總結(jié)：（1）一類是普通意義上的VOCs定義，只說明什么是揮發(fā)性有機物，或者是在什么條件下是揮發(fā)性有機物；（2）另一類是環(huán)保意義上的定義，也就是說，是活潑的那一類揮發(fā)性有機物，即會產(chǎn)生危害的那一類揮發(fā)性有機物。VOCs的種類：

VOC包含各種可于室溫下?lián)]發(fā)的有機化合物，在一般的室內(nèi)環(huán)境中有著100種以上的VOC。主要成分有：苯系物、有機氯化物、氟利昂系列、有機酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烴化合物等。其中常見的VOC種類有甲苯（Toluene）、二甲苯(Xylene)、對-二氯苯(para-dichlorobenzene)、乙苯(Ethylbenzene)、苯乙烯(Styrene)、甲醛(Formaldehyde)、乙醛(Acetaldehyde)等。苯、甲苯、鹵代烯烴(三氯乙烯、二氯乙烯)等已被懷疑或確定為致癌物質(zhì)。序號化合物序號化合物序號化合物序號化合物1甲苯26反式-2-丁烯51異佛爾酮76環(huán)氧丙烷2二甲苯27乙基溶纖劑52環(huán)己酮77氯仿31，3，5-三甲苯28十一烷53乙醇78溴甲烷4醋酸乙酯29壬烷54甲基環(huán)庚烷79二戊烯5癸烷30丙二醇甲基醚乙酸55醋酸乙烯酯801-庚烯6甲醇312-甲基戊烷563-甲基己烷811,4-二氧六環(huán)7二氯甲烷32乙二醇572,3-二甲基丁烷82乙腈8甲基乙基酮332-甲基-2-丁烯582,2-二甲基丁烷83氯丙烯9正丁烷34乙基環(huán)己烷59甲基環(huán)己烷84丙烯酸10異丁烷35萘滿60異丙基溶纖劑85異戊二烯11三氯乙烯36甲基戊基甲酮611,2-二氯乙烷86乙醛12異丙醇37甲基-n-丁酮62氯乙烯871,2-二氯丙烷13醋酸丁酯38氯甲烷63四氟乙烯88甲基乙酸溶纖劑14丙酮39苯甲醇64乙苯89環(huán)氧乙烷15甲基異丁基酮40環(huán)戊酮65枯烯90鄰二氯苯16甲基溶纖劑412-甲基-1-丁烯66氯乙烷91氯苯17正己烷42正庚烷67三氯乙烷92甲酸甲酯18正丁醇43二環(huán)己烷68丙烯腈93三乙胺19正戊烷44N,N-二甲基酰胺69四氫呋喃943-甲基-庚烷20順式-2-丁烯45反式-2-戊烯70乙二醇甲基醚95苯酚21異丁醇46順式-2-戊烯71溴丙烷96萘22丙二醇甲基醚47苯乙烯72甲基丙烯酸甲酯97丙烯酸甲酯23四氯乙烯48N-甲基-2-吡咯烷酮731,3-丁二烯98環(huán)己胺24環(huán)己烷49乙基乙酸溶纖劑741,1-二氯乙烯99甲醛25醋酸丙酯50苯752,4-二甲基戊烷1003-氯-1,2-環(huán)氧丙烷臭氣強度0級1級2級2.5級3級3.5級4級

感受感覺不到臭味勉強感受到臭味易感到微弱臭味感覺到明顯臭味感到較強臭味甲硫醇<0.00010.00010.00070.0020.0040.010.03甲基硫<0.00010.00010.0020.010.050.20.8甲二硫<0.0030.0030.0030.0090.030.10.3丙烯醛<0.0020.0020.010.050.10.51三甲胺<0.00010.00010.00010.0050.020.070.2苯乙烯<0.030.030.20.40.8241.3VOCs分類1.3.1VOCs對生理作用產(chǎn)生的毒性可以進行如下分類1）.損害神經(jīng)的溶劑，如伯醇類(甲醇除外)、醚類、醛類、酮類、部分酯類、芐醇類等；2）.肺中毒溶劑，如羧基甲酯類、甲酸酯類；3）.血液中毒溶劑，如苯及其衍生物、乙二醇類；4）.肝臟及新陳代謝中毒的溶劑，如鹵代烴類；5).腎臟中毒的溶劑，如四氯乙烷及乙二醇類小結(jié)VOC是指室溫下飽和蒸氣壓超過了133．32pa的有機物，其沸點在50℃至250℃，在常溫下可以蒸發(fā)的形式存在于空氣中，它的毒性、刺激性、致癌性和特殊的氣味性，會影響皮膚和黏膜，對人體產(chǎn)生急性損害。VOC的主要成分有：烴類、鹵代烴、氧烴和氮烴，它包括：苯系物、有機氯化物、氟里昂系列、有機酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烴化合物等。1.4.1以VOCs類作溶劑的化學(xué)產(chǎn)品生產(chǎn)及其干燥設(shè)施(1)有機化工產(chǎn)品、化學(xué)纖維、涂料等生產(chǎn),以VOCs類為溶劑、原料,生產(chǎn)的中間體或產(chǎn)品、副產(chǎn)品屬VOCs類的生產(chǎn)設(shè)施。(2)VOCs類蒸發(fā)、干燥設(shè)施或經(jīng)焚燒、吸附后的治理設(shè)施。1.4.2涂裝設(shè)施(1)產(chǎn)品表面用漆或涂料保護、裝修或特殊漆膜的生產(chǎn)工藝。這類VOCs排放源較多,如:防銹涂料、防污涂料、發(fā)光涂料、絕緣涂料、導(dǎo)電涂料、半導(dǎo)體用涂料、磁性涂料及耐火、防火、降噪聲涂料等。粉體涂料、紫外線硬化型涂料、電子線路硬化型涂料等,此外部分水溶性涂料也含VOCs類污染物。(2)以噴射方式使涂料霧化的噴涂工藝,或以浸漬方式涂層的工藝中對排放的VOCs加熱分解、吸附設(shè)施的排放口。汽車行業(yè)涂裝使用水溶性涂料時,日本的排放標準定為700ppm。1.4.3涂裝工序的干燥設(shè)施涂料使用的溶劑中VOCs蒸發(fā)后的干燥設(shè)施與涂裝工序VOCs排放形態(tài)不同,制定標準時也應(yīng)有所區(qū)別。(1)干燥工序中一般都有加熱分解VOCs的設(shè)施。(2)在噴涂、浸漬過程中VOCs類大量揮發(fā),而干燥或焚燒之后排放口的VOC一s般濃度較低。(3)電涂裝是將水溶性涂料涂在導(dǎo)電性物體表面,這種工藝一般VOCs排放濃度較低。(4)日本對涂裝工序干燥設(shè)施的VOC排放標準定為600ppm。而木材制品中天然VOC含量較高,排放限值定為1000ppm。1.4.4電子行業(yè)電路板、集成電路、芯片、顯示屏生產(chǎn)等電子行業(yè)是VOC排放量較大的產(chǎn)業(yè)之一。必須將排放的VOCs經(jīng)干燥、焚燒、吸附后才能排放。1.4.5粘貼紙等在不干膠等紙、布單面或雙面涂膠過程中,也有大量VOCs類排放。1.4.6合成樹脂包裝材料以合成樹脂、金屬箔、紙、布等為原料制作包裝材料都使用粘合劑和粘合助劑。此外,塑料膜、聚乙烯樹脂膜、易拉罐等包裝材料的表面說明印制,圖案的噴涂印制等都使用VOCs,也必須經(jīng)干燥將VOCs分解后排放。1.4.7印刷彩色印刷,前述的包裝材料印刷紙器、建材表面印刷等也有VOCs排放。1.4.8工業(yè)用VOCs清洗設(shè)施指用VOCs類作為清洗劑對機械、器皿、金屬材料等脫脂清洗設(shè)施。又分為浸漬洗滌、噴洗、蒸發(fā)清洗等過程。由于工藝較多,只對其干燥排放設(shè)施進行監(jiān)控。這里不包括用表面活性劑的清洗工藝。1.4.9有機化學(xué)品儲罐及汽油、原油、柴油等揮發(fā)性油類等儲罐。這里的儲罐還包括在371.8℃蒸汽壓超過20kPa的VOC儲罐。密閉性儲罐在常溫、常壓下儲存揮發(fā)性強的有機物,當(dāng)罐內(nèi)壓力增大時設(shè)置安全閥自動開啟,以防爆炸發(fā)生。浮頂式儲罐是隨著浮筒內(nèi)溶液的進出使浮頂上下移動,液面上部并未設(shè)置VOCs蒸發(fā)的空間,因此是抑制VOC排放的儲存方式。1.4.10石油煉制與石油化工、煤炭加工與轉(zhuǎn)化等含VOCs原料的生產(chǎn)行業(yè)2、工業(yè)VOCs識別

2.1區(qū)域辨識

珠江三角洲（以下簡稱“珠三角”）地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展迅猛，工業(yè)發(fā)達，大氣污染物排放巨大且集中，由此引起的大氣環(huán)境污染問題尤為突出，以光化學(xué)煙霧污染和灰霾天氣為代表的二次污染事件頻有發(fā)生。由于揮發(fā)性有機物（VOCs）是大氣復(fù)合污染形成過程的重要前體物，開展典型工業(yè)VOCs源排放成分譜研究對了解大氣污染形成機理具有重要意義。優(yōu)先選取了珠三角五個排放貢獻較大的典型VOCs工業(yè)排放行業(yè)作為研究對象，包括印刷、木制家具制造、制鞋、涂料生產(chǎn)和金屬表面處理，而其中印刷行業(yè)則根據(jù)該地區(qū)主流工藝進一步細分為平版印刷、凹版印刷和凸版印刷工藝子類別。樣品分析參考美國EPA分析測試方法TO-14和TO-15，使用氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用系統(tǒng)（GC-MS），對上述各類污染源排放樣品的C3-C12揮發(fā)性有機物進行分析測定，共檢定出263種VOCs物種，分為烯烴、烷烴、芳香烴、鹵代烴、含氧VOCs和其他六類。通過生產(chǎn)工藝流程與含VOCs原輔材料的現(xiàn)場調(diào)研情況結(jié)合現(xiàn)場源排放樣品分析結(jié)果對比分析（1）五個典型VOCs排放行業(yè)之間總體類別結(jié)構(gòu)上有一定的相似性。含氧VOCs均為其VOCs排放成分譜中的重要組分。而涂料生產(chǎn)、木制家具制造以及金屬表面處理行業(yè)六類別VOCs組分非常相似，均以芳香烴類為首，其次為含氧VOCs。（2）五個典型VOCs排放行業(yè)之間源排放成分特征在具體物種方面存在明顯區(qū)別，尤其是印刷行業(yè)與制鞋行業(yè)。如芳香烴（苯和甲苯等）是凸版印刷的主要VOCs組分，其余兩個印刷工藝則以含氧VOCs（如乙酸乙酯、異丙醇等）為其特征VOCs。而制鞋行業(yè)則與其他幾個行業(yè)存在相當(dāng)大的差異，其排放的特征VOCs組分為酮類，尤其是2-丁酮和丙酮。2.2行業(yè)辨識環(huán)境治理為什么格外重視VOC排放？在北京“清潔空氣百項技改”發(fā)布會中，專家表示，家具、汽車等表面使用的油漆很可能是PM2.5的重要來源。中國涂料協(xié)會秘書長楊淵德認為“揮發(fā)性有機化合物”的VOC是形成PM2.5的重要來源，是霧霾天氣產(chǎn)生的重要原因，VOC排放占21%，而VOC排放中約18%是由傳統(tǒng)溶劑型油漆產(chǎn)生。因此，大量含有VOC物質(zhì)且廣泛應(yīng)用于家具、汽車等行業(yè)的溶劑型油漆成為霧霾天氣的重要影響因素。與傳統(tǒng)溶劑型油漆相比，使用水性漆的家具，其VOC含量大約可減少1/10，制造過程中向大氣排放VOC的量能夠有效降低90%。

傳統(tǒng)油性漆含有苯、二甲苯、甲醛、游離的TDI等大量有毒有害物質(zhì)，其揮發(fā)期長達十幾年；在生產(chǎn)和使用中不僅會消耗石油等工業(yè)原料，揮發(fā)出大量有害氣體，加劇空氣污染程度，而且存在損害消費者健康的隱患。歐盟在2014年就禁止生產(chǎn)油漆，但中國大部分地區(qū)還在使用油漆。

據(jù)中國涂料工業(yè)協(xié)會秘書長譚春雷介紹，涂料對環(huán)境造成的污染更多來自涂料中所使用的溶劑。如果VOC沒有得到恰當(dāng)?shù)奶幚恚瑫繐]發(fā)至大氣中，對環(huán)境造成污染，VOC還會受環(huán)境因素影響發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成比原來毒性更強的污染物，從而形成二次污染。降低涂料行業(yè)VOC排放成為環(huán)保壓力下的必然要求今年年底，北京市將出臺世界上最嚴格的工業(yè)涂裝VOC（揮發(fā)性有機物）地方標準。北京今年還將建立不符合環(huán)境標準、不適合北京發(fā)展的污染行業(yè)退出目錄。目錄正在研究中，預(yù)計將在今年下半年向社會公布。5月16日涂料行業(yè)已確定為北京今年重點調(diào)整退出的12個工業(yè)污染行業(yè)。北京還將征收工業(yè)揮發(fā)性有機物等排污費，未來北京VOC排污費至少在10-12元/公斤左右。此外，京津冀地區(qū)已經(jīng)開始實施VOC減排獎勵制度，如企業(yè)投入500萬，政府補貼200-300萬不等。京城上下嚴格限制VOC排放，鼓勵VOC減排，傳統(tǒng)油漆的生存空間越來越窄。汽車內(nèi)VOCs指標No.物質(zhì)我國標準限值

（mg/m3）WHO限值

（mg/m3）日本JAMA

（mg/m3）1苯0.11————2甲醛0.100.100.103甲苯1.10——0.264二甲苯1.504.8（24hr）0.875乙苯1.5022（1year）3.806苯乙烯0.260.260.227乙醛0.050.050.0488丙烯醛0.050.05——3工業(yè)VOCs排放標準

3.1排放標準（GB16297-1996和GB14554-93）檢測物有組織排放限值無組織排放限值苯12mg/m30.4mg/m3甲苯40mg/m32.4mg/m3二甲苯70mg/m31.2mg/m3甲醛25mg/m30.20mg/m3乙醛125mg/m30.040mg/m3甲醇190mg/m312mg/m3氯苯類60mg/m30.40mg/m3甲硫醇0.04-0.69mg/m30.004/0.007mg/m3甲硫醚0.33-5.2mg/m30.03/0.07mg/m3二甲二硫0.43-7.0mg/m30.03/0.06mg/m3二硫化碳1.5-97mg/m32.0/3.0mg/m3苯乙烯6.5-104mg/m33.0/5.0mg/m3臭氣2000-60000無量綱10/20無量綱3.3檢測結(jié)果判讀VOC是指1升涂料中含有有機揮發(fā)物的重量，而TVOC是指1升涂料中除去水的物質(zhì)當(dāng)中含有機揮發(fā)物的重量；TVOC是空氣中三種有機污染物（多環(huán)芳烴、揮發(fā)性有機物和醛類化合物）中影響較為嚴重的一種；由于苯和苯系物是TVOC的重要組成，所以有些人只檢測TVOC，而不檢測苯以及苯系物；也有只檢測總苯，而不檢測VOC；還有一些單位則兩者都檢測。

非甲烷總烴（NMHC）、TVOC、VOCs的差異

根據(jù)《大氣污染物排放標準》（GB16297－1996）以及《大氣污染物排放標準詳解》，非甲烷總烴主要包括烷烴、烯烴、芳香烴和含氧烴等組分，實際上是指具有C2－C12的烴類物質(zhì)。《固定污染源排氣中非甲烷總烴的測定氣相色譜法》（HJ/T38－1999）將非甲烷總烴定義為“除甲烷以外的碳氫化合物（其中主要是C2－C8）的總稱。從非甲烷總烴、TVOC、VOCs的定義可以看出，非甲烷總烴主要指C2－C12之間的烴類物質(zhì)，TVOC主要指C6到C16之間的揮發(fā)性有機化合物，VOCs的范圍相對較廣，基本上包含了所有的揮發(fā)性有機污染物；從監(jiān)測方法的比較上可以看出，TVOC和VOCs標準監(jiān)測方法相對較少，非甲烷總烴有多種監(jiān)測方法；VOCs監(jiān)測時不同的采樣方式，體現(xiàn)的污染物特征不同；非甲烷總烴主要應(yīng)用于油類等多種烴類物質(zhì)排放的建設(shè)項目環(huán)境影響評價中，TVOC基本上很少應(yīng)用，VOCs應(yīng)用案例較多，主要是由于VOCs包含物質(zhì)種類較多，并且不同的采樣方式可以體現(xiàn)出項目的污染特征。4工業(yè)VOCs治理方法4.1六種方法介紹

4.1.1燃燒法

4.1.2吸附法

4.1.3等離子體法

4.1.4膜分離法

4.1.5生物處理法

4.1.6冷凍法4.2六種方法比較4.3六種方法存在問題4.4實例介紹4.1.1燃燒法燃燒法包括直接燃燒法和催化燃燒法。直接燃燒是指對高濃度的有機廢氣，用燃油或燃氣作為輔助燃料，在高溫下直接分解為無害物質(zhì)。多數(shù)情況下，有機物濃度較低，不足以在沒有輔助燃料時燃燒。直接火焰燃燒在適當(dāng)溫度和保留時間條件下，可以達到99%的熱處理效率。此方法工藝簡單，投資小，適用于小風(fēng)量及高濃度的廢氣，對安全技術(shù)和操作要求很高。催化燃燒法在燃燒設(shè)備中，有機廢氣先被預(yù)熱后，通過催化床層的作用，在較低的溫度下和較短的時間內(nèi)完成化學(xué)反應(yīng)過程。目前使用的金屬催化劑主要是Pt、Pd，技術(shù)成熟而且催化活性高，但價格比較昂貴而且在處理鹵素有機物，含N、S、P等元素時，有機物易發(fā)生氧化等作用使催化劑失活；非金屬催化劑有過渡族元素鈷、稀土等。實踐中如：V2O5+MOx(M：過渡族金屬)+貴金屬制成的催化劑用于治理甲硫醇廢氣；Pt+Pd+CuO催化劑用于治理含氮有機醇廢氣。有機廢氣催化燃燒裝置和流程4.1.2吸附法吸附法在治理工業(yè)有機廢氣污染方面也是常用的方法之一。該法主要是利用吸附劑具有密集的細孔結(jié)構(gòu)，內(nèi)表面積大，對有機廢氣具有特殊的吸附性能，達到凈化廢氣的目的。作為吸附劑材料應(yīng)具有吸附性能好，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐酸堿、耐水、耐高溫高壓，不易破碎和對空氣阻力小等特性。根據(jù)吸附機理，可以將吸附劑分為物理吸附材料和化學(xué)吸附材料?；瘜W(xué)吸附材料如殼聚糖等通常通過疏水鍵化學(xué)吸附作用去除有機污染物質(zhì)，但是化學(xué)吸附材料通常應(yīng)用于水相有機污染物質(zhì)的去除，在有機廢氣方面的應(yīng)用較少，可能是因為在氣－固兩相界面上有機廢氣污染物質(zhì)與吸附劑之間的接觸時間太短，不利于化學(xué)吸附反應(yīng)的進行，吸附效果不理想。因此在吸附法治理有機廢氣的實際應(yīng)用過程中，常用的吸附劑為活性炭、沸石、活性氧化鋁、硅膠、等物理吸附材料，因為這些吸附劑呈孔狀結(jié)構(gòu)，比表面積大，物理吸附作用強，適用范圍寬。4.1.3等離子體分解法等離子體分解氯氟烴的技術(shù)已到實用階段，此技術(shù)可在短時間內(nèi)進行大量的氯氟烴等氣體的處理。此過程采用兩個系統(tǒng)，第一個系統(tǒng)利用高頻等離子體急速加熱，使溫度達10000℃利用等離子體的化學(xué)作用與水蒸汽接觸進行分解的超高溫加水系統(tǒng)；第二個系統(tǒng)是將高溫分解的排氣急冷到80℃下的排氣系統(tǒng)

。該系統(tǒng)是由氯氟烴和水蒸汽的供給裝置、等離子體發(fā)生裝置、反應(yīng)爐、冷卻罐以及排水處理裝置等構(gòu)成。

低溫等離子體處理VOCs原理通過高壓放電，獲得低溫等離子體，即產(chǎn)生大量高能電子，高能電子與氣體分子(原子)發(fā)生非彈性碰撞，將能量轉(zhuǎn)化為基態(tài)分子(原子)的內(nèi)能，使其激發(fā)、離解和電離，處于活化狀態(tài)。當(dāng)電子的能量大于污染物分子的化學(xué)鍵鍵能時，發(fā)生斷裂，污染物分解；高能電子激勵所產(chǎn)生的O、OH和N自由基與VOCs分子中的H、F和Cl等發(fā)生置換反應(yīng)，由于O、OH又具有很強的氧化性，最終可以將VOCs轉(zhuǎn)換為CO2

和H2O無害產(chǎn)物。在低溫等離子體中可能發(fā)生各種類型的化學(xué)反應(yīng)，這取決于電子的平均能量、電子密度、氣體溫度、污染物氣體分子的含量以及共存的氣體成分等。低溫等離子體產(chǎn)低溫等離子體產(chǎn)生的方法氣體放電磁控管放電電容耦合射頻直流輝光放電微波誘導(dǎo)放電常壓輝光放電脈沖輝光放電電暈放電介質(zhì)阻擋放電過程一產(chǎn)生高能電子，羥基，臭氧及氧原子過程二高能電子轟擊污染分子

自由氧、羥基、自由基氧化污染物分子過程三過程四活性基團及分子碎片反應(yīng)等離子體去除污染物的基本過程離子體去除污染物的基本過程4.1.4膜分離法

這類方法的基本原理是基于氣體中各組分透過膜的速度不同，每種組分透過膜的速度與該氣體的性質(zhì)、膜的特性與膜兩邊的氣體分壓有關(guān)。膜分離法凈化有機廢氣是根據(jù)空氣透過膜的能力和有機蒸氣的能力不同，從而將兩者分開的。一般用于膜分離的工藝有氣體膜分離和膜基吸收法等。膜法凈化的操作簡單、操作彈性大和控制方便。4.1.5生物處理法

它的主要原理是通過篩選培養(yǎng)出對有機廢氣成分具有特別降解作用的微生物，固定附著在多孔性介質(zhì)填料表面，廢氣在填料床層中進行生物處理，揮發(fā)性有機污染物被吸附在細孔中，經(jīng)過微生物的作用得到降解，生成CO2、H2O和中性鹽等物質(zhì)。生物處理技術(shù)[包括生物吸收法（即微生物及其營養(yǎng)物配料存在于液體中，氣體中的有機物通過與懸浮液接觸后轉(zhuǎn)移到液體中而被微生物所降解）和生物過濾法（微生物附著生長于固體介質(zhì)上，廢氣通過由介質(zhì)構(gòu)成的固定床層時被吸附、吸收，最終被微生物降解），生物處理技術(shù)具有設(shè)備簡單、運行費用低、較少形成二次污染等優(yōu)點。4.1.6冷凝法

冷凝法是利用物質(zhì)在不同溫度下具有不同飽和蒸汽壓這一特質(zhì)，從而采用降低系統(tǒng)溫度或提高系統(tǒng)壓力，使處于蒸汽狀態(tài)的那些污染物冷凝并且從廢氣中分離出來。冷凝法回收VOCs是利用冷凝裝置產(chǎn)生低溫來降低VOCs—空氣混合氣的溫度。當(dāng)混合氣進人冷凝裝置時，VOCs中具有不同露點溫度的組分會依次被冷凝成液態(tài)而分離出來。冷凝法回收VOCs技術(shù)簡單，受外界溫度、壓力影響小，也不受氣液比的影響，回收效果穩(wěn)定，可在常壓下直接冷凝，工作溫度皆低于VOCs各成分的閃點，安全性好；可以直接回收到有機液體，無二次污染；適用于常溫、高濕、高濃度的場合，尤其適合于處理高濃度、中流量的VOCs。4.2幾種方法適用范圍比較1）催化燃燒技術(shù)一般適合污染物濃度在2000～6000mg/m3之間的有機廢氣處理，若廢氣溫度大于180℃，廢氣濃度可低于2000mg/m3也可，但廢氣中如含有硫等有害于催化劑中毒的成分不適合該技術(shù)。2）活性炭吸附技術(shù)一般適合于污染物濃度低于2000mg/m3以下的有機廢氣處理，在酸性環(huán)境下的吸附效果優(yōu)于堿性環(huán)境，且氣體溫度最好為常溫，若廢氣溫度過高，可選配氣體冷卻裝置來降低廢氣溫度，使之達到活性炭最佳吸附狀態(tài)。溶劑吸收法主要適用于高濃度有機廢氣或者大風(fēng)量低濃度的有機廢氣處理。3）低溫等離子體適用范圍廣，凈化效率高，尤其適用于其它方法難以處理的多組分惡臭氣體，如化工、醫(yī)藥等行業(yè)。但一次性投資稍高。4）膜分離法可回收各種高沸點的揮發(fā)性有機物，包括脂肪族和芳香族化合物，鹵代烴、

醛、酮、腈、酚、醇、胺、酯等。該法最適合處理有機物濃度較高的廢氣，回收效率可以達到97%以上。5）生物處理技術(shù)適宜于處理凈化氣量較小、污染物濃度較大、易溶且生物代謝速率較低的廢氣處理，通常，廢氣中的TOC（總有機碳）應(yīng)在1000mg/m3。以下，廢氣流量小于50000mg/m3，廢氣溫度小于40℃。6）冷凝法是利用冷凝器，將廢氣冷凝到低于有機物的露點溫度，有機物冷凝變成液滴，從而將其回收。該方法適用于氣量小、高沸點和高濃度VOCs的回收。冷凝法處理后的VOCs的濃度偏高，往往通過結(jié)合其它的過程，如吸附、吸收等，使得VOCs的濃度能夠達到排放標準。4.3幾種方法存在問題比較1）催化劑選擇苛刻當(dāng)使用催化氧化燃燒處理有機廢氣時，某些氣體污染物燃燒氧化反應(yīng)條件苛刻，必須需要高溫、高空、高水蒸氣分壓，因此選擇的催化劑必須具各高活性、高熱穩(wěn)定性和高水熱穩(wěn)定性，以及一定的抗中毒能力；常用的催化劑是Pd、Pt、Rh、Au等貴金屬催化劑，但這些貴金屬價格昂貴、易燒結(jié)，增加了催化氧化處理成本。2）活性炭的吸附性與再生處理活性炭吸附是將污染物質(zhì)從氣相固定到自身，并沒有從根本上解決污染消除的問題，當(dāng)多種氣態(tài)污染物同時存在時，活性炭的吸附能力大幅低于只含有一種氣態(tài)污染物時的吸附效率。而對于吸附飽和的活性炭，一般處置方式有兩種，一是廢棄，直接燒掉或填埋，這樣會造成資源浪費。二是將其再生反復(fù)使用，但活性炭的再生仍然存在一些問題，主要包括：再生過程活性炭有效部分損失較大、再生后吸附能力有一定下降，再生尾氣的二次污染等。3）吸收液吸收效率低液相吸收法是將污染物質(zhì)從氣相到液相的物理轉(zhuǎn)移或化學(xué)轉(zhuǎn)變，氣態(tài)污染物液相噴淋吸收針對高濃度有機廢氣或者大風(fēng)量低濃度的有機廢氣的治理較好，而針對低風(fēng)量低濃度有機廢氣凈化效率低，應(yīng)與其他技術(shù)聯(lián)合使用，對水溶性差的物質(zhì)等處理效果差。4）等離子體法影響因素多影響等離子體降解VOCs的影響因素很多，包括電壓，脈沖，進氣濃度，背景氣體，電極種類和形狀等。工藝不同，影響因素也會略有不同。有關(guān)低溫等離子技術(shù)處理VOCs的研究很多，實際應(yīng)用還不是很成熟。能量利用效率低，電源要求高，反應(yīng)產(chǎn)物的控制以及反應(yīng)動力學(xué)都還不成熟。5）膜分離法膜分離法最適合于處理VOC濃度較高（≥1000×10-6）的物流[15]，運轉(zhuǎn)費用與物流流速成正比，與濃度關(guān)系不大，但是膜的通量較小，處理廢氣量有限。6）生物處理法的選擇性微生物對鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)(PAEs)、苯類物質(zhì)等有機污染物降解速度很慢，主要由于聚合物和復(fù)合物的分子能抵抗生物降解，微生物所必需的酶不能靠近并破壞化合物分子內(nèi)部敏感的反應(yīng)鍵，限制了生物法在處理這些氣態(tài)物質(zhì)方面的應(yīng)用。

4.4工程實例

4.4.1蓄熱式氧化處理方法

熱氧化法是應(yīng)用熱氧化和催化氧化技術(shù)來破壞排放物中的有機物的方法。蓄熱式熱氧化器（RegenerativeThermalOxidizer，RTO）與目前國內(nèi)使用的其他熱氧化技術(shù)的不同之處，是使用陶瓷或其他的高密度惰性材料床從排出燃燒的氣體中吸收并且存儲熱量，再將熱量釋放給冷的進口氣體，而不是采用管殼式進行兩種流體間的換熱，RTO可達到98％以上的熱回收效率。蓄熱式熱氧化器的工作原理是：有機廢氣經(jīng)預(yù)熱室吸熱升溫后，進入燃燒室高溫焚燒（升溫到800℃），使有機物氧化成二氧化碳和水，再經(jīng)過另一個蓄熱室蓄存熱量后排放，蓄存的熱量用于預(yù)熱新進入的有機廢氣，經(jīng)過周期性地改變氣流方向從而保持爐膛溫度的穩(wěn)定。RTO的特點廢氣處理量大、效率高RTO宜用于處理2～8g/m3濃度的有機廢氣，對于低熱值氣體（如乙酸乙酯等）濃度可達12g/m3，特別適用于難分解組分的焚化。相對于其他處理技術(shù)（例如換熱式熱氧化），RTO的主要優(yōu)點在于熱回收率能達到98％，而其他系統(tǒng)只能達到約70％的熱回收率。高的熱回收率使補充燃料的使用量顯著減少，從而節(jié)約運行費用。尤其是處理量大、有機物含量低的工業(yè)氣體，效果更加顯著。如果要保證較高的飛灰去除率（DestroyedRemovalEfficiency,DRE），RTO的高熱回收效率也具有能夠提供較高的熱氧化溫度的優(yōu)勢。如此便易于處理難分解的有機物，而系統(tǒng)操作費用的增加卻很小。DRE達到98％～99％是這些系統(tǒng)的典型特點

4.4.2高能-光催化氧化

在某污水治理系統(tǒng)運轉(zhuǎn)、油罐儲存過程中會揮發(fā)產(chǎn)生一定量的具有特殊臭味的硫化氫、有機硫化物、有機酸等惡臭物質(zhì)，光解催化氧化工藝對該臭氣進行有效治理。

雙4.4.3介質(zhì)阻擋放電雙介質(zhì)阻擋放電，DoubleDielectricBarrierDischarge,簡稱DDBD

高壓負極高壓電極直流高頻高壓電源氣體通道

DDBD放電效果圖排氣DDBD基本工藝流程深度氧化除水、除塵、除油、降溫等專有預(yù)處理措施預(yù)處理技術(shù)——撞擊流除水裝置

采用撞擊流原理，用水除去氣

體中的水，該技術(shù)增加了比表

面積，除水率高，已申請發(fā)明

專利，及實用新型專利三項。比絲網(wǎng)除水、折流板除水、鉤形板除水、纖維過濾等一般除水技術(shù)提高了60%—90%的效率。

一般霧滴中水的直徑為25微米，該技術(shù)能對1微米以上的水滴進行有效去除，預(yù)處理技術(shù)——泡沫濕式除塵裝置定義：泡沫濕式除塵裝置，又稱泡沫洗滌器,簡稱泡沫塔。工作原理：在泡沫設(shè)備中與氣體相互作用的液體，呈運動著的泡沫狀態(tài)，使氣液之間有很大的接觸面積，盡可能地增強氣液兩相的湍流程度，保證氣液兩相接觸表面有效的更新，達到高效凈化氣體中塵、煙、霧的目的。結(jié)構(gòu)：在圓筒型溢流式泡沫塔內(nèi)，設(shè)有一塊和多塊多孔篩板，洗滌液加到頂層塔板上，并保持一定的原始液層，多余液體沿水平方向橫流過塔板后進入溢流管。待凈化的氣體從塔的下部導(dǎo)入，均勻穿過塔板上的小孔而分散于液體中，鼓泡而出時產(chǎn)生大量泡沫。

①品質(zhì)高的可以用于生產(chǎn)工藝或余熱發(fā)電

②中等的（120度-200度）可以采用氨水吸收制冷設(shè)備來制取-30度到5度的冷量，用于空調(diào)或工業(yè)

③低溫的可以用來制熱或利用吸收式熱泵來提高熱量的數(shù)量或溫度供生產(chǎn)和生活使用降溫的主要方法：1、噴淋降溫2、熱交換器降溫等綜合利用就是根據(jù)余熱的品質(zhì)，按照溫度高低順序不同按階梯利用。預(yù)處理技術(shù)——余熱回收技術(shù)4.4.4生物濾池除臭系統(tǒng)預(yù)處理段滴濾段過濾段風(fēng)機循環(huán)水泵、水箱循環(huán)水泵、水箱回流生化池或污水管網(wǎng)自動控制系統(tǒng)序號裝置名稱組成說明和備注1預(yù)處理裝置1套循環(huán)水箱、泵2臺水泵1用1備2生物濾床水箱滴濾段、過濾段共用3生物濾床滴濾段1套循環(huán)水箱、泵2臺水泵1用1備4生物濾床過濾段1套循環(huán)水箱、泵1臺噴淋水泵1臺5風(fēng)機2臺，1用1備6控制裝置系統(tǒng)內(nèi)電器控制PLC控制柜1套、接線箱1臺預(yù)處理段工作原理該段主要是通過洗滌將廢氣中含有的油脂及烯烴去除。該段需要適當(dāng)添加堿性乳化劑，降低噴淋液的表面張力，使油脂轉(zhuǎn)移到循環(huán)液中去。生物過濾器工作原理生物過濾器除臭系統(tǒng)使被處理的含有臭氣污染物質(zhì)在通過有機生物填料過程中，在有機生物填料表面形成生物膜，生物膜中的微生物把臭氣污染物質(zhì)轉(zhuǎn)換為二氧化碳、水和礦物質(zhì)等。生物除臭過程主要分為以下幾個階段：（1）氣液擴散階段：臭氣中的化學(xué)物質(zhì)首先通過填料氣/液界面由氣相轉(zhuǎn)移到液相；（2）液固擴散階段：廢氣中的異味化學(xué)物由液相擴散到生物填料的生物膜；（3）生物氧化階段：生物填料表面形成的生物膜中的微生物把異味氣體分子氧化，同時生物膜會引起氮或磷等營養(yǎng)物質(zhì)及氧氣的擴散和吸收。生物過濾器通過上述三個階段把廢氣中的污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水、無機鹽、礦物質(zhì)等。從而達到異味凈化的目的。4.4.5油氣回收系統(tǒng)（冷凝+吸附）油罐集油罐油泵油氣回收設(shè)備冷凝系統(tǒng)(二級冷凝)1罐車加油口油氣回收裝置2油氣回收管發(fā)油鶴管4液態(tài)油回罐碳吸附系統(tǒng)3達標空氣5解吸的油氣回冷凝設(shè)備①裝車鶴管罩②收集管線③冷凝+吸附系統(tǒng)

④液體油收集系統(tǒng)效益測算按每年發(fā)送34萬噸汽油和22萬噸石腦油（裝置設(shè)計產(chǎn)量），揮發(fā)量為0.14％，回收率按90%計算，年回收油氣量為（340000+220000）×0.14％×0.9=705.6（噸）。吸收－冷凝法回收氯乙烷氯乙烷是無色透明易揮發(fā)的液體，沸點12.2℃，主要用作溶劑，制造農(nóng)藥和醫(yī)藥，制造乙基纖維素等。由于氯油生產(chǎn)尾氣中含有5%左右的C12、50%左右的HCl，30%的氯乙烷，還含有少量的乙醇、三氯乙醛等。因此，在冷凝前必須先吸收凈化，以除去HCl等其他物質(zhì)。尾氣首先進人降膜吸收塔，在塔中用水將尾氣中的HCl吸收并制成20%的鹽酸。被吸收掉HCl和少量CI2的尾氣進人中和裝置，用15%的NaOH溶液中和尾氣中的酸性物質(zhì)。然后尾氣進人粗制品冷凝器，先用-5℃左右的冷凍鹽水冷凝氯乙烷氣體中的水分，然后再將氯乙烷冷凝下來得到粗制品。粗氧乙烷經(jīng)過精餾塔精餾，再經(jīng)成品冷凝器在-30℃冷凝，得到精制氯乙烷液體，氯乙烷含量達98%以上。該法回收率只有70%左右。若采用帶壓冷凝流程，即將凈化以后的抓乙烷氣體加壓到0.4903x105Pa進行冷凝，只需要在-15℃的鹽水中冷凝，回收率可達80%以上。但該法需要水循環(huán)泵和納氏泵，一次性投資較高，工藝也比常壓深冷法復(fù)雜。揮發(fā)性有機物（VOCs）污染防治技術(shù)政策(環(huán)保部公告2013年第31號2013-05-24實施)5、工業(yè)VOCs治理愿景

5.1總體構(gòu)想1）VOCs污染防治應(yīng)遵循源頭和過程控制與末端治理相結(jié)合的綜合防治原則。在工業(yè)生產(chǎn)中采用清潔生產(chǎn)技術(shù)，嚴格控制含VOCs原料與產(chǎn)品在生產(chǎn)和儲運銷過程中的VOCs排放，鼓勵對資源和能源的回收利用;鼓勵在生產(chǎn)和生活中使用不含VOCs的替代產(chǎn)品或低VOCs含量的產(chǎn)品。2）通過積極開展VOCs摸底調(diào)查、制修訂重點行業(yè)VOCs排放標準和管理制度等文件、加強VOCs監(jiān)測和治理、推廣使用環(huán)境標志產(chǎn)品等措施，到2015年，基本建立起重點區(qū)域VOCs污染防治體系；到2020年，基本實現(xiàn)VOCs從原料到產(chǎn)品、從生產(chǎn)到消費的全過程減排。

5.2源頭和過程控制5.2.1在石油煉制與石油化工行業(yè)，鼓勵采用先進的清潔生產(chǎn)技術(shù)，提高原油的轉(zhuǎn)化和利用效率。對于設(shè)備與管線組件、工藝排氣、廢氣燃燒塔（火炬）、廢水處理等過程產(chǎn)生的含VOCs廢氣污染防治技術(shù)措施：

1）.對泵、壓縮機、閥門、法蘭等易發(fā)生泄漏的設(shè)備與管線組件，制定泄漏檢測與修復(fù)（LDAR）計劃，定期檢測、及時修復(fù)，防止或減少跑、冒、滴、漏現(xiàn)象；

2）.對生產(chǎn)裝置排放的含VOCs工藝排氣宜優(yōu)先回收利用，不能（或不能完全）回收利用的經(jīng)處理后達標排放；應(yīng)急情況下的泄放氣可導(dǎo)入燃燒塔（火炬），經(jīng)過充分燃燒后排放；

3）.廢水收集和處理過程產(chǎn)生的含VOCs廢氣經(jīng)收集處理后達標排放。5.2.2在油類（燃油、溶劑）的儲存、運輸和銷售過程中的VOCs污染防治技術(shù)措施1）儲油庫、加油站和油罐車宜配備相應(yīng)的油氣收集系統(tǒng)，儲油庫、加油站宜配備相應(yīng)的油氣回收系統(tǒng)；2）油類（燃油、溶劑等）儲罐宜采用高效密封的內(nèi)（外）浮頂罐，當(dāng)采用固定頂罐時，通過密閉排氣系統(tǒng)將含VOCs氣體輸送至回收設(shè)備；3）油類（燃油、溶劑等）運載工具（汽車油罐車、鐵路油槽車、油輪等）在裝載過程中排放的VOCs密閉收集輸送至回收設(shè)備，也可返回儲罐或送入氣體管網(wǎng)。5.2.3涂料、油墨、膠粘劑、農(nóng)藥等以VOCs為原料的生產(chǎn)行業(yè)的VOCs污染防治技術(shù)措施包括：

1.鼓勵符合環(huán)境標志產(chǎn)品技術(shù)要求的水基型、無有機溶劑型、低有機溶劑型的涂料、油墨和膠粘劑等的生產(chǎn)和銷售；

2.鼓勵采用密閉一體化生產(chǎn)技術(shù)，并對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣分類收集后處理。5.2.4在涂裝、印刷、粘合、工業(yè)清洗等含VOCs產(chǎn)品的使用過程中的VOCs污染防治技術(shù)措施1）鼓勵使用通過環(huán)境標志產(chǎn)品認證的環(huán)保型涂料、油墨、膠粘劑和清洗劑；2）.根據(jù)涂裝工藝的不同，鼓勵使用水性涂料、高固份涂料、粉末涂料、紫外光固化（UV）涂料等環(huán)保型涂料；推廣采用靜電噴