不同行业挥发性有机物排放源分享及治理要点

发表时间:2020/6/17   来源:《基层建设》2020年第5期   作者:邱成磊
[导读] 摘要:挥发性有机物具有很大的危害性,对大气环境以及人体健康都会造成严重威胁,更需深入贯彻国家环境质量管控的基本要求,加强各主要行业生产过程中的污染物控制,以减少对生态环境的破坏。
        广州市生态环境局花都区分局  广东广州  510000
        摘要:挥发性有机物具有很大的危害性,对大气环境以及人体健康都会造成严重威胁,更需深入贯彻国家环境质量管控的基本要求,加强各主要行业生产过程中的污染物控制,以减少对生态环境的破坏。本文对挥发性有机物(VOCs)危害性简要概述后,详细分析了石化行业、医药行业等主要排放行业VOCs排放问题,并据此谈论几项常见治理技术及应用要点,希望能为相关产业污染物控制工作改进提供一些理论参考。
        关键词:挥发性有机物;不同行业;排放源;治理要点
        前言
        随着社会经济与工业产业的发展,VOCs问题也越来越严重,经过长时间研究发现,其是引起PM2.5颗粒环境污染问题的重要前提,对环境质量维护以及人体健康保障都会产生严重威胁,还可引起温室效应,对地球大气臭氧造成影响,所以我国经济发展管理更需重视污染问题的控制。VOCs排放源主要可从自然源、人为源两方面分析,其中人为源中行业生产是最主要的排放来源,更需各主要排放行业对其多加重视,转变旧观念,采取更具实效性的应对办法实现VOCs排放的有效控制。
        1.挥发性有机物的基本概述
        VOCs其实是对相同基本属性有机化合物的统称,虽然目前并未对其进行具体定义,但是可以从限定特性加以明确,从其物理特性上来看,其在常压状况下具有沸点低于216℃的基本物理特性,从其化学特性上来看,其能够参与光化学反应,据此可以对VOCs加以详细区分。从特性上看,VOCs的确具有环境危害的基础,能够实现光化学反应,表明其会受到太阳光的影响,因此具备光化学氧化剂的基本特征,从而刺激地表臭氧增多,容易造成更加严重的光化学污染,也可导致PM2.5空气污染问题的加重,同时也使大气平流层中的臭氧遭受大量损失,进而导致臭氧空洞问题的恶化[1];此外,VOCs中也有不少物质对人体是有毒有害的,比如有机氮化合物,这种物质过多接触很容易诱发癌症,再如苯酸类有机物,会使人体蛋白结构发生改变,具有很大危害性。所以更需对VOCs提高警惕,尤其是作为主要排放源的化工、煤炭等行业,更要在生产中加强污染物的管控,尽量减少排放,以促进生态环境质量的保护。
        2.不同行业下的VOCs排放分析
        VOCs排放主要来自于生产行业中,因为生产过程中未能加强污染物排放控制而导致排放量在不断增加,引起一系列环境安全问题,本文在排放源的分析中将从几项主要高排放行业入手,加强这方面污染排放源的控制才能实现环境污染问题的有效管控。
        2.1石化及化工行业
        石化及化工行业是VOCs排放量最多的行业之一,因为其中所涉及的各项生产制造过程都容易产生VOCs相关物质,比如常见的油气开采、橡胶制造、化学成品生产等方面,都会生产大量的VOCs,虽然我国一直在强化该行业中污染问题的有效控制,但就实际情况而言还存在严重滞后性,各具体生产项目中仍经常出现大量有毒有害物质的超标排放,为我国生态环境保护产生严重干扰。该行业一般生产环节相对较多,尤其是化学品生产过程中,工艺技术操作、原材料化学反应、燃烧烟气、循环水的排放、废污水处理等多类生产环节够可能导致大量的VOCs排放,比如甲苯、乙烯等,亟需在生产中严加管理,以免导致过量污染物质排放[2]。
        2.2医药行业
        很多人对医药行业的认知较少,认为药物生产中应该保持严格的质量安全,不会产生对人体有毒有害的物质,但事实上医药行业也是VOCs关键排放行业之一,很多药物生产环节都可能导致大量VOCs产生。医药行业主要包括各类型药物以及卫生保障应用品的生产,涉及生产项目内容比较广泛,因此在具体分析中,也要以多角度视角入手。VOCs排放主要从其各类药物原材料的处理加工中开始,原材料的处理会涉及到化学、物理的多个方面,比如对材料进行过滤、蒸馏、干燥等处理环节就可能出现密封不足而出现泄露问题,其中部分物质就属于VOCs;再者生产污水处理、药物运输泄露等过程中也都会导致污染物不甚排放,如甲醇、甲苯、乙酸乙等物质,所以原材料处理以及环保控制等方面都要严格管控,以免造成严重的污染排放问题。
        2.3其他关联行业
        除药物行业、石化及化工行业之外还有很多行业会排放较多VOCs,主要是较广泛应用溶剂的行业,这是一种工业生产材料溶解类有机化合物,也是工业生产发展中的主要应用物质之一,比如常见的油墨生产、涂料生产、植物油提取等生产项目,大量使用工业溶剂而为VOCs的产生提供了基础构成材料,过程中不加以控制,也会在产品制造中向环境中排放大量污染物;还有一部分溶剂混合在产品中并没有发挥出来,而在产品的实际使用中排放出大量VOCs,比如比较多见的传统涂料,在装饰装修工程中会产生大量有毒有害物质,严重威胁着用户的身体健康,这也成为了新的VOCs排放源。使用溶剂的行业特别广泛,囊括生活中多个方面,比如建筑业、印刷业、农用业等等,这些生产制造与使用具有污染威胁的行业携带更强的危害性,VOCs扩散范围会更大,控制上也相对困难,更需从源头加以处理。
        3.VOCs的治理方法分析
        VOCs的治理需要从污染发生预防、生产过程控制以及末端有效处理三个方面入手,但实际生产制造过程中,因为材料、技术以及管理等方面的局限性,污染预防以及过程控制方面效果比较有限,更需末端具有良好的处理办法,使其能够达标排放。末端其实有很多方法,如图一所示,某市统计的该市VOCs处理的多项应用方法,本文据其主要治理方法详细分析治理应用。
       
        图一 常见的VOCs治理办法
        3.1回收技术
        回收技术在应用中主要倾向于对VOCs进行组分分离而达到净化效果,在生产末端通过特殊装置的设计实现对各VOCs排放的充分收集,再利用回收技术集中处理,从而实现对VOCs的脱除。该技术应用中主要包括如下几项常用技术:其一,吸收技术。以低挥发或不挥发类液体作为吸收剂,比如专用剂或石油等,多会进行多道吸收剂的流程处理,因为VOCs中很多构成组分实际化学性质之间有很大的差异性,能够在不同的吸收剂中逐渐反应分离,从而有效清除或降低所处理污染气体中的VOCs成分。其二,冷凝技术。该技术以物质物理反应特性为基本原理,因为不同温度下物质常会表现出不同的饱和蒸气压,所以能够利用该技术通过温度变化、压强变化而实现VOCs中相关有害物质逐一清除。其三,膜分离技术。该技术是众多技术应用中比较新型的处理技术,依赖于特性薄膜的渗透限定而将VOCs中不同组分加以分离,也能实现污染物的高效处理。
        3.2销毁技术
        销毁技术相对而言具有较强的破坏性,通过某些手段或是对某些条件加以限定,从而使VOCs得以降解,转变为没有危害性的气体,这类技术应用处理更加彻底,也具有良好的应用价值。其一,光催化降解技术。如下图二所示,该技术主要借助紫外光等特定波长的光,以照射的形式,使一些工业催化剂产生一批具备很强氧化能力的粒子,能够作用在VOCs中,对其进行氧化处理而转变为CO2和水,而且该技术在应用中还能与电化学、超声波等结合应用,促进净化能力的提升。其二,燃烧技术。燃烧技术也是VOCs降解处理中应用比较广泛的技术内容之一,分为直接燃烧和催化燃烧两种应用方法,直接燃烧主要针对VOCs中具有易燃性质的组分,通过燃烧方式直接清除,而催化燃烧会使用到一定的助燃催化剂进行燃烧清除,相对而言应用范围更加广泛,而且效率与效果都有提升;虽然燃烧技术应用简便,但却具有一定的危险性,对于部分废气构成并未详实了解的情况需要多加警惕,而且该技术在建设成本和运行成本上都比较高。其三,等离子体法。该项技术相对较新,通过高频放电产生的各类高能、强氧粒子实现对废气中VOCs的强烈碰撞,以此将之转变为CO2和水,这种技术应用虽然也具有不错的应用效果,但多需在处理中停产一段时间,而且建设投入较大,具体应用中需综合考虑可行性[3]。
       
        图二 光催化法的作用原理
        3.3治理技术应用要点
        如上各类技术在具体应用中不仅要看到治理应用的有效性,同时也要参考其具体应用成本、二次污染问题产生的可能性以及安全问题等。比如对于光催化降解技术,主要应用在注塑工艺处理中,其本身在成本投入上比较高,而且容易出现催化剂失活问题,所以需对其综合分析;同时还要考虑到处理后是否具有一定的附加价值,如存在即可通过回收处理办法,以减少不必要的成本损失;对于具有二次污染风险的治理技术要严加管控,比如燃烧技术,就容易在燃烧过程中产生硫、氮类的污染气体,需安装一定的处理装置,对其展开如吸附、冷凝等各类处理流程,从而避免对环境造成污染。生物法以及纳米技术是当下新兴处理技术,在VOCs治理中同样具有良好的应用价值,但同时也如以往技术一般具有一定的缺点,各产业应结合自身生产工艺以及污染物处理能力合理选择处理技术,以此实现对VOCs的更优化处理[4]。
        4.结语
        综上所述,VOCs的排放随着产业细化、工业产品广泛应用而更加泛化,对生态环境的维护产生严重的威胁,更需各企业在具体生产制造过程中多增进治理技术的合理选择与应用,并总结治理经验与先进技术,实现多工艺组合及控制前移,以逐步提高治理有效性。
        参考文献:
        [1]陈一硕.浅谈重点行业挥发性有机物排放现状及控制思路[J].现代农业,2020(02):93.
        [2]冯正敢,姚丽等.挥发性有机物(VOCs)治理措施现状与发展趋势[J].绿色科技,2019(02):37.
        [3]赵艳,张文蕾.浅谈不同行业挥发性有机物排放源及常见治理方法[J].环境研究与监测,2020,33(01):47.
        [4]周蕊.现代煤化工行业挥发性有机物管控问题研究[J].当代化工研究,2020(06):111.
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