主要原因是部份VOCs处理在缺乏量化分析、无针对污染物处理方案的前提下,采取天下文章一大抄之法,买几个设备组装一下就完成了VOCs处理,可想而知,其结果就是非但没有将有害物质进行有效处理,还向大气中排放了新增的污染物。如广东VOCs治理普及率较高的某市,在空气污染(臭氧)检测中竟然多次超标,追溯其主要原因是许多生产企业的VOCs处理设备非但未能将污染物消除,却产生了新的污染物,如“地上魔鬼”的臭氧。
VOCs主要包括碳烃化合物、苯及苯系物、醇类、酮类、酚类、醛类、酯类、胺类、腈类、氰类等有机化合物。源于电子、化工、石油化工、涂料、印刷、涂装、家具、皮革等行业生产过程。
VOCs是大气污染源之一;是引发灰霾、光化学烟雾等大气环境污染问题的元凶之一;是以PM2.5为特征的区域性复合型大气污染物的元凶之一。VOCs通过呼吸道和皮肤进入人体后,可能给人的呼吸、血液、肝脏等系统和器官造成暂时性和永久性病变,尤其是苯并芘类多环芳烃能使人体直接致癌,VOCs对人体健康危害极大。
现就部分生产企业应用的VOCs处理技术及其效果进行相关的分析:
一、活性炭吸附法
1、处污原理
活性炭吸附法由于前期投资较低,是目前应用最多的VOCs处理办法,是通过活性炭的自然吸附能力吸附VOCs,当吸附饱和后,活性炭脱附再生或交给专业危废公司处理。
2、实际应用情况
运用活性炭吸附法进行VOCs处理的环保公司对其设备的除污参数,基本上都会提到此类设备的除污效率达到90%以上,但在实际除污应用过程中,除污效率达到90%以上只是理论值。而且在不同的工作环境下,其除污效率远比这个理论数值低。主要原因包括温度、工作环境湿度、水雾、酸度、灰尘及被吸附气体之间的相互作用等。例如我国南方全年湿度较大,气温较高,其活性炭实际吸附量不足实验室的50%。
3、主要问题
使用活性炭吸附法处理VOCs达标排放实际运维费用是十分高昂的,同时自然吸、脱附管理难、适用性受多种因素影响,不适合含粉尘、水汽、乳状物等废气处理,难稳定环保达标。且大量饱和后的活性炭处理更耗费巨大,该方法仅是将污染物吸附转移,如对饱和后活性炭转移过程无严格把关跟踪,则极易造成二次污染。但因前期投资少,企业自然选用较多,现虽监管难(炭箱内没有活性炭,活性炭设施过于简陋、几乎不换炭,活性炭选用与实际设计不符,使用量过少等),但环保部门终会有所行动的,存在着巨大环保风险。而且容易造假应付环保管理。(如:炭箱内没有活性炭,活性炭设施过于简陋、几乎不换炭,活性炭实际工程与设计不符,使用量过少等。)
二、低温等离子体技术
1、处污原理
低温等离子废气处理设备里的介质阻挡放电过程中,等离子体内部产生富含极高化学活性的粒子,如电子、离子、臭氧和激发态分子等。理论上有机废气与这些具有较高能量的活性基团发生反应,部分会被裂解,最终转化为二氧化碳和水等物质,从而达到净化废气的目的。
2、实际应用情况
国内生产的运用低温等离子体技术的治污设备,制造的环保公司对设备的除污参数,基本上都会提到这类设备的除污效率达到80%以上。大量可用于VOCs处理的低能量等离子体设备仅可用于治理油烟污染,在实际处理工业VOCs过程中,这种低温等离子体技术设备对有机废气的降解基本无效和会生成污染副产物,其降解效率较低,而VOCs的易燃性令其安全性备受关注。
3、主要问题
现大量使用的小功率低温等离子体是过去餐厨行业用于油烟处理的,其不适合VOCs处理,且生成副产物和大量的臭氧,会拉弧引燃VOCs等问题。
因为等离子体技术在短时间内对包括芳香类化合物的有机废气处理效率是很低的,主要是生成中间产物。如采用大功率等离子体在稳定的有机废气中,也要在一定的时间内才有处理效果。而对于工厂源源不断高速排出的VOCs废气,其处理效率很低并会产生很多中间副产物,导致VOCs成分更复杂(这些副产物的危害性可能更大)、同时设备运行时会产生大量无用臭氧。且有机废气绝大部分是易燃、易爆的化合物。等离子体运行时的拉弧极易引爆VOCs,天津爆炸事件已令社会对其的安全性质疑,故该技术在各地被禁用已逐日增加。
某企业低温等离子设备爆炸事故现场
三、
四、生物处理法
1、处污原理
利用微生物对废气中的污染物进行消化代谢,实质上是一种生化分解过程,它通过附着在介质上的活性微生物来吸收有机废气,将污染物转化为无害的水、二氧化碳及其它无机盐类。
2、实际应用情况
以污染物为微生物的食物来源,生物处理法包括:碳氢氧组成的各类有机物、简单有机硫化物、有机氮化物、硫化氢及氨气等无机类。要求小气量、低浓度、排气连续、废气处理容器大,虽处理过程比较环保,但运维复杂、生物补养繁琐等原因,使生物处理法形同虚设,因其监管难,故仍比比皆是。
3、主要问题
适用性较差:仅适用于特定的污染物,且生物细菌易死亡,对易溶物和易降解污染物进行处理时,会受到一定的限制;生物因新陈代谢易堵塞;生物法所用填料的比表面积、孔隙率等直接影响反应器的生物量以及整个填充床的压降及填充床是否易堵塞问题;难实现自动控制;难以提高对各运行参数的控制能力,维护费用高和难管控故障;菌种培育困难:难筛选出高效降解各种VOCs气体的优势菌种;反应场地约束:反应装置占地面积大、反应时间较长。故生物法在应用中不乏摆设的情况。