VOCs各大汙染防治技術大全及費用評估

    VOCs（volatile organic compounds）即揮發性有機物 ，是一類化學質的統稱，在常溫壓下通具有高蒸汽。我國現標準中VOCs是指20℃條件下蒸汽壓大於(yu) 等於(yu) 0.01kPa，或在特定適用條件下具有揮發性的全部機化，或在特定適用條件下具有揮發性的全部機化合物的統稱。

    VOCs 組成複雜，主要包括烷烴、烯烴、芳香烴、鹵代烴、含氧烴、氮烴、硫烴、低沸點多環芳烴等。其中常見的VOCs種類有甲苯（Toluene Toluene ）、二甲苯 (Xylene) 、對-二氯苯 (Para -dichlorobenzene) 、乙苯 (Ethyl benzene)、苯乙烯(Styrene) 、甲醛 (Formaldehyde) 、乙醛 (Acetaldehyde) 等。

一、來源

    VOCs的排放來源分為(wei) 自然源和人為(wei) 源。尺度上，VOCs 排放以自然源為(wei) 主；但對於(yu) 重點區域和城市來說，人為(wei) 源排放量遠高於(yu) 自然源，是自然源的6-18倍。

    在城市裏，VOCs的自然源主要是綠色植被，基本屬於(yu) 不可控源；而其人為(wei) 源主要包括不*燃燒行為(wei) 、溶劑使用、工業(ye) 過程、油品揮發和生物作用等。目前我國VOCs排放主要來自固定源燃燒、道路交通溶劑產(chan) 品使用和工業(ye) 過程。在眾(zhong) 多人為(wei) 源中，工業(ye) 源是主要的VOCs汙染來源，具有排放集中、排放強度大、濃度高、組分複雜的特點。

二、防治技術

    根據大氣中VOCs產(chan) 生的原理和VOCs的理化性質，其控製技術可以分為(wei) 兩(liang) 大類，過程控製和末端控製。過程控製是針對VOCs的生產(chan) 過程，從(cong) VOCs的原理上減少VOCs的產(chan) 生，一般通過工藝提升、技術改造和泄漏控製來實現。末端控製則是針對VOCs的化學特性，著力於(yu) VOCs廢氣的治理，利用燃燒、分解等方法來控製VOCs的排放。

VOCs控製技術路徑分類

1、常見防治技術

    VOCs汙染治理技術一般包括：回收技術和銷毀技術。回收技術主要包括：吸附技術、吸收技術、冷凝技術、膜分離技術等；銷毀技術主要包括：催化燃燒、生物降解、等離子體(ti) 、光催化技術等。以下就針對部分汙染治理技術進行梳理。

回收技術

    1）吸附技術

    原理：利用吸附劑與(yu) 汙染物質(VOCs)進行物理結合或化學反應並將汙染成分去除。

    適用範圍：中低濃度的VOCs的淨化。

    優(you) 點：去除效率高，易於(yu) 自動化控製。  

    缺點：不適用於(yu) 高濃度、高溫的有機廢氣，且吸附材料需定期更換。

    2）吸收技術

    原理：由廢氣和洗滌液接觸將VOCs從(cong) 廢氣中移走，之後再用化學藥劑將VOCs中和、氧化或其它化學反應破壞。

    適用範圍：高水溶性VOCs，不適用於(yu) 低濃度氣體(ti) 。  

    優(you) 點：技術成熟、可去除氣態和顆粒物、投資成本低、占地空間小、傳(chuan) 質效率高、對酸性氣體(ti) 去除。

    缺點：有後續廢水處理問題、顆粒物濃度高、會(hui) 導致塔堵塞、維護費用高、可能冒白煙。

    3）冷凝技術

    原理：冷凝將廢氣降溫至VOCs成份之露點以下，使之凝結為(wei) 液態後加以回收之方法。

    適用範圍：多用於(yu) 高濃度、單一組分有回收價(jia) 值的VOCs的處理。處理成本較高，故通常VOCs濃度≥5000ppm，適用冷凝處理，其效率介於(yu) 50～85%之間；濃度≥1%以上時，則回收效率可達90%以上。冷凝法也經常搭配其它控製技術，例如:焚化、吸附、洗滌等作為(wei) 前處理步驟。

    優(you) 點：能使廢氣得到很高程度的淨化。

    缺點：冷卻溫度、壓力要求高；治理費用相對較高。

    4）膜分離技術

    原理：用人工合成的膜分離VOCs物質。

    適用範圍：高濃度VOCs，回收效率高於(yu) 97%。

    優(you) 點：可回收組分；；可集成其餘(yu) 技術。

    缺點：成本較高；會(hui) 造成膜汙染；膜的穩定性差；通量小。

銷毀技術

    1）催化燃燒技術

    原理：發生一係列的分解、聚合及自由基反應，通過氧化和熱裂解、熱分解，zui終產(chan) 物是水、二氧化碳等無毒無害物質。

    適用範圍：可應用於(yu) 高濃度和低濃度的有機廢氣的處理。

    優(you) 點：應用廣泛、設備簡單、投資少、操作方便、淨化*。

    缺點：設備成分和運行成本相對較高。

    2）生物降解技術

    原理：利用微生物對廢氣中的汙染物進行消化代謝，將汙染物轉化為(wei) 無害的水、二氧化碳及其它無機鹽類。

    適用範圍：以微生物可分解物質為(wei) 主，汙染物為(wei) 微生物的食物來源，可以生物處理的汙染物包括：碳氫氧組成的各類有機物、簡單有機硫化物、有機氮化物、硫化氫及氨氣等無機類等。  

    優(you) 點：能耗低、費用低；氧化*；能耗低。

    缺點：能量利用率；光催化劑失活；可見光。

    3）等離子體(ti) 技術

    原理：等離子體(ti) 場富集大量活性物種，如離子、電子、激發態的原子、分子及自由基等；活性物種將汙染物分子離解小分子物質。

    適用範圍：低濃度VOCs，室內(nei) 空氣淨化。

    優(you) 點：實現VOCs低溫去除；適用於(yu) 低濃度、大風量的VOCs；處理效率高，能耗低；淨化並清新空氣。

    缺點：一次性投資較高；存在安全隱患。

    4）光催化技術

    原理：光催化劑納米粒子在一定波長的光線照射下受激生產(chan) 電子空穴對，空穴分解催化劑表麵吸附的水產(chan) 生氫氧自由基，電子使其周圍的氧還原成活性離子氧，從(cong) 而具備*的氧化還原能力，將光催化劑表麵的各種汙染物摧毀。

    適用範圍：適用於(yu) 消除半封閉或封閉空間微量有害氣體(ti) 的除臭或殺菌。

    優(you) 點：條件溫和，常溫常壓；設備簡單、維護方便；減少甚至無二次汙染。

    缺點：占地麵積大；氣候影響大；工況變化影響大。

2、組合技術

    1）沸石轉輪+熱力焚燒技術

    2）沸石轉輪+蓄熱式燃燒

    3）冷凝+吸附技術

    4）吸附+蓄熱催化燃燒技術

    5）濾筒除塵+蓄熱催化燃燒

    6）吸附+氧化

3、技術選擇

    各種VOCs治理技術適用範圍比較

4、相對費用評估

（來源：公眾(zhong) 號@工業(ye) 過程氣體(ti) 監測技術）