天津开发区工业VOCs和VOOCs治理的研究

王钰 田顺 （天津经济技术开发区环境保护局监察支队 天津300456）

0 引言

VOCs（Volatile Organic Compounds，挥发性有机化合物）是石油化工、制药、喷漆等行业排放的最常见的污染物。该类有机物大多具有毒性，部分已被列为致癌物质，如氯乙烯、苯、多环芳香烃等。[1]VOOCs（Volatile Odorous Organic Compounds，挥发性恶臭有机化合物）属于恶臭污染研究的重要内容，主要是含氨、磷、硫和卤族元素等多原子的VOCs。[2]伴随着人民生活水平的不断提高，以及对生活、工作、学习环境的要求日益增高，国民经济的高速发展带来的环境问题日益突出，特别是VOCs和VOOCs的污染越来越受到人们的关注。

1 VOCs和VOOCs治理的主要方法

目前VOCs和VOOCs的治理方法主要有破坏性方法、非破坏性方法和两者的联合方法。破坏性方法有直接燃烧、热氧化、催化燃烧、生物氧化、紫外线催化氧化法及其集成技术，主要是通过化学或生化反应，用热、光、催化剂和微生物将VOCs和VOOCs转化成二氧化碳和水等无毒害无机小分子化合物；非破坏性方法即回收法，主要有碳吸附、变压吸附、吸收法、冷凝法及膜分离技术，一般通过物理方法，改变温度、压力或采用选择性吸附剂和选择性渗透膜等方法来富集分离VOCs和VOOCs。[3]

1.1 热破坏法

热破坏法是目前应用比较广泛，也是研究较多的治理方法，可分为直接燃烧和催化燃烧。直接燃烧是VOCs和VOOCs在气流中直接燃烧和辅助燃烧的方法。催化燃烧是VOCs和VOOCs在气流中被加热，在催化床层作用下，加快燃烧的化学反应，催化剂的存在使VOCs和VOOCs比直接燃烧法需要更少的保留时间和更低的温度。蓄热燃烧技术（RTO蓄热热力焚烧技术和RCO蓄热催化燃烧技术）目前在技术上已经相对成熟。随着蓄热材料的发展，蓄热式热交换器的热回收率已能达到95%以上，而且占用空间越来越小。这样辅助燃料的消耗很少，甚至不用辅助燃料，且当VOC的浓度达到一定值以上时，还可从RTO输出热量。[4]

1.2 吸附法

吸附法的应用广泛，具有能耗低、工艺成熟、去除率高、净化彻底、易于推广的特点，有很好的环境和经济效益。目前，吸附多数采用活性炭，其具有去除率高的特点。为了提高净化效率，吸附法常和其他方法联用，如，液体吸收和活性碳湿法吸附联合处理、吸附-催化燃烧处理等。[5]

1.3 吸收法

吸收法是控制VOCs和VOOCs污染的重要手段之一，利用VOCs和VOOCs能和大部分的油类物质互溶的特点，可用高沸点、低蒸汽压得油类作为吸收剂来吸收VOCs和VOOCs，常见的吸收器有填料洗涤吸收塔等。

1.4 生物膜法

生物膜法就是将微生物固定附着在多孔性介质填料表面，使污染空气在填料床层中进行生物处理，VOCs和VOOCs被吸附在孔隙表面，被孔隙中的微生物消耗，降解成二氧化碳、水和中性盐，达到去除污染物的效果。生物膜处理VOCs和VOOCs装置有生物过滤器和生物滴滤过滤器两种。生物过滤器主要采用吸附法填料，如土壤、改性活性炭、改性硅藻土等，生物滴滤过滤器主要采用粗碎石、塑料蜂窝状填料、塑料波纹板料等不具有大孔隙的填料。[6]

1.5 光分解法

光分解VOCs和VOOCs有两种形式：一种是直接光照在波长合适时，VOCs和VOOCs分解；另一种是催化剂存在下，光照VOCs和VOOCs使之分解。日本专家田中启一等进行了利用紫外线光分解VOCs和VOOCs的实验，有机氯化物和氟氯烃在185 nm紫外光照下，两种物质能在极短的时间内分解成氧气、氯气、氟气等，光分解产生的中间产物，可通过氢氧化钠溶液处理或延长滞留时间等手段最终去除。光催化剂的基本原理就是在一定波长照射下，光催化剂使H2O生成-OH，然后-OH将VOCs和VOOCs氧化成二氧化碳和水。由于其中具有较高的分子扩散和质量传递速率和较易进行的链反应，光催化剂对气相化学污染物的活性比水溶液高得多。[7]

2 天津开发区工业VOCs和VOOCs治理的实例2 分析（见表1）

2010年，天津开发区环保局监察支队会同专业技术人员，对开发区工业企业VOCs和VOOCs的污染情况进行现场排查，确定污染源，并要求企业有针对性的对VOCs和VOOCs进行治理。

由表1可看出，天津开发区VOCs和VOOCs污染主要集中在石油化工、精细化工、制药等行业。民营、台资企业VOCs和VOOCs污染源头较多，中外合资、外商独资企业污染源头相对较少。VOCs和VOOCs污染源主要集中在生产车间、主要生产设备、储罐区呼吸、污水处理池和原材料装卸区域。主要治理措施分为末端治理、清洁生产和管理制度3个方面。清洁生产措施主要是将产生VOCs和VOOCs大量挥发的主要生产设备更换成真空或者相对密封的生产设备，既节省原材料的消耗又减少了VOCs和VOOCs的挥发。末端治理技术以集成技术为主，既包含了热力焚烧、吸收塔、洗涤塔、氮封等常用技术，又有生物膜和RTO等先进技术。T公司采取的RTO不但能够实现VOCs和VOOCs的末端治理，还能够将RTO输出的热能储存后再用到生产中去，既完成了污染物治理，又实现了节能的目标。可以通过培训教育，提高现场操作人员的专业水准，避免原材料装卸、暂存过程中产生的VOCs和VOOCs无组织排放。

可见，VOCs和VOOCs的控制可以从多种途径实现，最经济的方法是通过加强管理和清洁生产的途径减少VOCs和VOOCs的使用和挥发。但对于一些工艺过程和生产而言，清洁生产的路还很长，不可避免的还会有大量的VOCs和VOOCs被排放，末端治理技术仍然是必不可少的一种手段。

3 结论

天津开发区是1984年由国务院批准的第一批国家级开发区，以第二产业为主，占到76%，主要产业有电子、汽车、装备制造、石化、食品饮料、生物医药和新能源新材料等。针对天津开发区工业企业VOCs和VOOCs的污染治理可以分为3个步骤：一是加强环境监察力度，建立社会监督管理长效机制，促使企业高度重视VOCs和VOOCs治理工作；二是建立清洁生产和节能减排的鼓励政策，促进企业积极履行清洁生产和节能减排的环境责任，为企业VOCs和VOOCs治理提供资金和政策支持；三是积极推广VOCs和VOOCs治理先进经验，特别是组织技术推广和经验交流会，使企业负责人及时了解VOCs和VOOCs治理的先进技术、良好效果和发展趋势，为企业提供有效的技术支持。

表1 企业VOCs和VOOCs治理措施一览表

南港工业区作为规划建设中的中国北方最大的重化基地，VOCs和VOOCs污染治理势必成为环境保护工作的重点，在吸取天津开发区成功经验的同时，还应在项目初期结合区域总体规划要求，注重VOCs和VOOCs的源头控制，并结合国内外先进管理经验和治理技术，严格把控南港工业区VOCs和VOOCs的排放。

相信，通过社会、企业和政府的共同努力，天津开发区和南港工业区VOCs和VOOCs排放问题必将得到有效的控制，为天津开发区和南港工业区的可持续发展提供更好的环境空间。■

[1]许业伟，袁文辉.可挥发性有机化合物废气治理新进展[J].广东化学，2001，29（2）：12-16.

[2]A tkinsonR.A tmosphericchemistry ofV O Csand N O x[J].A tmospheric Environment，2000（34）:2063-2101.

[3]李洁.V O C废气处理的技术进展[C].中国环境保护优秀论文集，2005（5）：1411-1413.

[4]冯智星，余炳林，胡勇，等.有机废气（V O C）处理技术[J].广东科技，2008，（14）：3-5.

[5]齐慧敏，林大泉，刘银乾，等.日本石油化工废气治理状况[J].石油化工环境保护，2004，27（2）：32-35.

[6]唐运雪.有机废气处理技术及前景展望[J].湖南有色金属，2005，21（5）：31-35.

[7]桥本和仁,大谷文章,工藤昭彦.光触媒:基础·材料开发·应用[J].エヌ ティ—エス，2005（5）：59-64.