VOCs来源广泛,种类较多,包装印刷、制 药企业、交通运输、汽车喷漆、加油站、涂料生产等污染物均可向空气排放VOCs,对人体健康有间接或直接影响,空气污染有复合型、区域性及压缩型特点。
VOCs按不同来源分工业产生卤代烃,不完全燃烧所致不饱和烃类及苯系物,以及油品挥发所产生的酯系物、烷烃类、苯系物、醇系物和醚系物等,成分复杂,种类较多,气味特殊,多数物质伴恶臭,易引起不适,并有刺激性、有害性及致癌作用。空气中VOCs含量及浓度增加,可导致抽搐、头痛、昏迷及恶心症状,并损害神经系统、大脑、肾脏和肝等。除上述危害外,VOCs还能引起二次污染。VOCs在植被较密集的地方不易发生氮氧化物作用,而在工业密集区及城市,人为排放VOCs及氮氧化物经紫外线照射,可与大气游离原子H2O、O、OH和O3等起到光化学反应,形成光化学烟雾,此烟雾有较强的氧化性,且季节性明显,夏秋季中午或午后阳光强烈,光化学烟雾经大气输送扩散到污染源的下风向,可达数百公里之外,导致偏远地区受到污染。O3为光化学烟雾主要的成分,此外,还有酮、PAN和醛等。分析显 示,低浓度O3可起到杀菌、净化水体、去除残留的农药及除臭作用;空气O3浓度不断增加,可使皮肤维生素E受到破坏,人体吸入呼吸道,呼吸系统受到刺激,引起神经系统中有害,甚或影响机体免疫。VOCs组分及浓度、NOx浓度变化等,均可导致O3浓度改变,故控制前体物可使O3消减。VOCs除了为O3前体物外,能在大气颗粒物及特定条件下形成SOA。人为源排放VOCs和倍半砧烯类、砧烯类、异戊二烯等天然源,都是SOA形成前体物。在植被密集区、工业密集区及城市,SOA含较多致突变性、致癌及致畸有机化合物,包括多氯联苯、多环芳烃等。SOA对大气能见度有极大影响,为酸沉降和光化学烟雾的主要贡献者,可长距离传输,对全 球及区域环境构成影响。
VOCs防治技术:
1、冷凝法
利用降低温度或加压方法,促进废气VOCs凝结,以此回收废气,净化废气。此方法可去除大部分沸点60℃VOCs,去除效率约为80%~90%,但对设备要求较高,应用时多与燃烧法、吸附法等互相结合,提高效率,减少成本。
2、燃烧法
此方法可将VOCs在充足空气和高温下完全燃烧,使其分 解为H2O及CO2,对处理制 药、石化、油漆生产及印刷等产生的较高浓度VOCs效率较高,包括热力燃烧、直接燃烧和催化燃烧。然而,若废气中有其他元素,如硫、氯、氮等,燃烧后极易产生有害性气体,引发二次污染。热力燃烧处理低浓度VOCs时,需要加助燃气体,使温度提升,去除废气。催化燃烧设备通过催化剂,使VOCs燃烧温度降低,并对燃烧所产生的热量进行重复利用。当前,各种新型催化剂不断开发,催化燃烧在金属印刷、炼焦和化工等行业应用较广,经济效益及节能效果较好。CuO/CeO2-ZrO2/TiO2催化剂使用时,温度达270℃,乙酸乙酯可完全去除。
3、吸收法
该方法使用液体溶剂,将废气VOCs吸收,净化废气。吸收溶剂常用轻柴油、水等,设备简单,处理低浓度VOCs效果较好。
4、吸附法
此法运用吸附材料,将废气中VOCs吸附,以此净化废气。硅胶、颗粒活性炭、高聚物吸附树脂和活性氧化铝都是常用吸附剂。VOCs浓度、种类、吸附系统情况、吸附剂性质等决定了吸附效果。此法设备简单,脱除效率较高,且脱附后溶剂可回收,在石油化工及有机化工等行业较广运用。
5、生物膜法
此法使用表面被大量微生物附着、潮湿且多孔的生物滤床,废气经生物滤床,一定时期内VOCs被微生物降解成H2O和CO2。应用时,由于微生物生长环境为中性pH,需定期适量加入无机营养物,同时做好气体流速及停留时间控制,避免废气未经分 解直接排出。
当前,VOCs排放量不断加剧,导致工业密集区及城市空气严重污染,VOCs改善及防治势在必行。
“十三五”时期环境保护要以提高环境质量为核心。在大气总量控制方面,要在继续实施二氧化硫、氮氧化物排放总量控制基础上,增加重点行业挥发性有机物排放量等作为约束性指标,实施区域性、流域性、行业性差别化急量控制指标。
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