由于市場需求巨大,近年來我國VOCs治理技術(shù)得到了快速發(fā)展。主流的治理技術(shù),如吸附技術(shù)、焚燒技術(shù)、催化技術(shù)和生物治理技術(shù)得到了不斷地拓展和完善,一些新的治理技術(shù),如低溫等離子體技術(shù)、光解技術(shù)、光催化技術(shù)等也在不斷地完善過程中。近幾年的技術(shù)發(fā)展情況來看主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
1新的吸附(再生)工藝不斷發(fā)展和完善
吸附回收技術(shù)
在有機廢氣治理領(lǐng)域,溶劑回收往往具有很好的經(jīng)濟效益。吸附回收技術(shù)研究的最多,應(yīng)用的最成熟。從目前的情況來看,很多行業(yè)的VOCs治理涉及到溶劑的吸附回收技術(shù)。如油氣回收、包裝印刷、石油化工、化學(xué)化工、集裝箱噴涂、原料藥制造等行業(yè)。從吸附工藝來講,低壓水蒸氣脫附再生技術(shù)依然是主流技術(shù),工藝得到了不斷地完善;近年來發(fā)展的氮氣保護再生新工藝,避免了水蒸氣的使用,減輕了回收溶劑提純費用,并提高了設(shè)備安全性,得到了一定的應(yīng)用,特別是在包裝印刷行業(yè)的應(yīng)用最為廣泛。此外,采用真空(降壓)解吸的再生技術(shù)在高濃度的油氣回收和儲運過程中的溶劑回收領(lǐng)域也得到了大量的應(yīng)用。
吸附濃縮技術(shù)
在大部分的工業(yè)排放尾氣中VOCs是以低濃度、大風(fēng)量的形式排放的,為了降低治理費用,通常是利用吸附材料首先對低濃度廢氣進行吸附濃縮,然后再進行冷凝回收、催化燃燒或高溫焚燒處理。吸附濃縮技術(shù)的應(yīng)用近年來發(fā)展迅速,特別是沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮技術(shù)(采用多種類型的硅鋁分子篩作為吸附劑)已經(jīng)成為很多行業(yè)低濃度VOCs治理的主流技術(shù)。沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮技術(shù)最早從日本企業(yè)開始的,并在全世界范圍內(nèi)得到了應(yīng)用。該技術(shù)凈化效率高,尾氣排放濃度穩(wěn)定,采用高溫?zé)釟饬髟偕鷷r安全性好,被視為諸如汽車制造等噴涂行業(yè)的最佳可行治理技術(shù),國外的一些治理工程公司近年來開始在我國大規(guī)模地推廣該技術(shù),發(fā)展迅速,除了日本的幾家公司以外,美國、韓國和臺灣的一些公司也紛紛開始介入我國國內(nèi)市場,近年來占領(lǐng)了很大一部分的市場份額。國內(nèi)企業(yè)方面,廣州黑馬環(huán)??萍脊就ㄟ^自主開發(fā)掌握了該技術(shù),技術(shù)上逐步走向成熟,已在一些行業(yè)得到良好的應(yīng)用。其他的一些有實力的工程公司也在加大力度研究開發(fā)該技術(shù),如青島華世杰等公司等,并開始在市場上推廣應(yīng)用。
活性炭吸附集中再生技術(shù)
在諸如噴涂(如4S店噴涂)、印刷(包裝印刷和書刊印刷)、化工、制藥等行業(yè),存在大量分散的小型企業(yè),VOCs的排放量小、排放濃度低,但不能達到目前逐步嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)要求,這些企業(yè)的治理是目前VOCs減排與控制工作中的一個難題?;钚蕴课郊夹g(shù)是簡單易行、低成本的治理技術(shù),是目前這些企業(yè)首選的治理技術(shù)。但對單個企業(yè)進行治理,建立相應(yīng)的活性炭再生系統(tǒng)費用高,小企業(yè)往往難以承擔(dān)治理費用。因此目前大量的企業(yè)只是安裝了活性炭吸附裝置,而沒有安裝活性炭再生裝置,需定期更換活性炭。
由于更換活性炭的成本較高,更換下來的活性炭作為危廢處理又增加了部分成本,因此在實際運行中缺乏監(jiān)管的情況下吸附裝置實際上成為擺設(shè)。各地環(huán)保管理部門已經(jīng)逐步認識到了這個問題,為了減輕單個企業(yè)的治理費用,采用集中收集吸附使用過的活性炭,建立統(tǒng)一的活性炭異位(地)再生裝置,是目前最為可行且成本低的一種模式。該模式在VOCs排放集中的區(qū)域/城市/工業(yè)園區(qū)中得到了各地管理部門的極大重視。
目前為止已經(jīng)在山東、河北和江蘇等地建立了活性炭的集中再生基地,每個再生基地的活性炭年再生量都達到了幾萬噸的規(guī)模,很好地解決了分散吸附后活性炭的循環(huán)利用問題,被認為是工業(yè)園區(qū)(如化工園區(qū)、制藥園區(qū)、紡織印染園區(qū)等)中小企業(yè)集中區(qū)域VOCs治理的一個可行的低成本的解決辦法。
活性炭吸附回收的溶劑集中提純利用技術(shù)
在很多行業(yè)中,如包裝印刷、服裝涂布整理、化工、制藥、鋰電池生產(chǎn)、化纖生產(chǎn)等行業(yè),溶劑使用量大,進行溶劑回收具有很好的經(jīng)濟效益。但回收的溶劑往往是混合溶劑,或者含水量高,或者存在溶劑變質(zhì)的問題,在大多數(shù)情況下不能直接回用于生產(chǎn),需要進行精餾提純以提高回收溶劑的價值。依靠單個企業(yè)建立溶劑提純裝置費用高,通常企業(yè)難以承受。在企業(yè)集中的地區(qū),如各類工業(yè)園區(qū),有政府部門出面組織,引入第三方運營機制,建立統(tǒng)一的溶劑提純回收中心,可以大大降低企業(yè)的負擔(dān)。目前在已經(jīng)有鋰電池行業(yè)、服裝涂布行業(yè)、包裝印刷行業(yè)等采用該模式進行VOCs的綜合治理,并取得了很好的治理效果。
蓄熱式(催化)燃燒技術(shù)逐步替代傳統(tǒng)的(催化)燃燒技術(shù)
催化燃燒技術(shù)和高溫焚燒技術(shù)是目前VOCs治理的主流技術(shù),也是最為有效徹底的治理技術(shù)。無論是熱力焚燒法還是催化燃燒法都需要將廢氣加熱到相應(yīng)的燃燒溫度。如果廢氣中有機物的濃度較高,廢氣燃燒后所產(chǎn)生的熱量可以維持有機物分解所需要的反應(yīng)溫度,采用燃燒法是一種經(jīng)濟可行的方法。傳統(tǒng)的催化燃燒技術(shù)和高溫焚燒技術(shù)由于換熱效率低,當(dāng)廢氣中有機物濃度較低時,采用需要大量能耗,治理設(shè)備運行費用高。
為了提高熱利用效率,降低設(shè)備的運行費用,近年來發(fā)展了蓄熱式熱力焚燒技術(shù)(RTO)和蓄熱式催化燒技術(shù)(RCO)。蓄熱系統(tǒng)是使用具有高熱容量的陶瓷蓄熱體,采用直接換熱的方法將燃燒尾氣中的熱量蓄積在蓄熱體中,高溫蓄熱體直接加熱待處理廢氣,換熱效率可達到90%以上,而傳統(tǒng)的間接換熱器的換熱效率一般在50~70%。蓄熱式(催化)燃燒技術(shù)的發(fā)展大大拓寬了催化燃燒技術(shù)和高溫焚燒技術(shù)的應(yīng)用范圍,可以在較低濃度下使用,近年來得到了廣泛地應(yīng)用,并在很多行業(yè)中逐步替代了傳統(tǒng)的(催化)燃燒技術(shù)(特別是在低濃度范圍的VOCs廢氣治理),近年來得到了大量的推廣應(yīng)用。
3生物技術(shù)的不斷深入發(fā)展,適用范圍逐漸拓寬
生物法最早應(yīng)用于廢氣脫臭。近年來隨著對揮發(fā)性有機污染物治理技術(shù)研究的不斷深入,生物法逐步被應(yīng)用于揮發(fā)性有機污染物的治理領(lǐng)域。生物法具有設(shè)備簡單,投資及運行費用低,無二次污染等優(yōu)點,但由于生物法對有機污染物的降解速率較低,只是在處理低濃度有機廢氣時才具經(jīng)濟性。此外,由于生物菌種對有機物的降解具有專一性,只適合于易生物降解的有機物的凈化,普適性較差。
由于具有綠色環(huán)保和處理費用較低等優(yōu)點,近年來,生物法處理有機廢氣的研究工作進展很快,各種生物菌劑和填料的開發(fā)不斷地取得突破,除了在除臭領(lǐng)域的應(yīng)用外,近年來逐步拓展到酮類、醛類、酯類等多種類型的有機物的凈化(在低濃度情況下使用),生物法在已經(jīng)成為某些行業(yè)有機廢氣(特別是惡臭氣體)治理的主要技術(shù)之一,適用范圍不斷拓寬。
4除臭市場需求巨大,除臭技術(shù)近年來得到了迅速發(fā)展
異味擾民問題已經(jīng)成為影響現(xiàn)階段我國經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定的問題之一,異味的治理工作已經(jīng)成為近年來各地環(huán)保部門最為關(guān)注的問題。
異味的產(chǎn)生源包括工業(yè)源和生活源。工業(yè)源包括煉油、塑料、橡膠、合成纖維、精細化工、日用化工、化學(xué)制藥、生物制藥、農(nóng)藥、化肥、紡織印染、工業(yè)污水處理、食品加工、肉產(chǎn)品加工、海產(chǎn)品加工、飼料加工等眾多行業(yè);生活源包括垃圾儲存與轉(zhuǎn)運、垃圾填埋與焚燒處理、生活污水處理、堆肥、餐飲油煙等等。
異味污染物排放濃度低,一般在幾十ppm以下,有的甚至在ppb級,治理困難。異味治理涉及到民生問題,影響社會安定,因此近年來各地環(huán)保部門明顯加大了對異味的治理力度。由于涉及的行業(yè)眾多,加之之前經(jīng)濟快速發(fā)展過程中以為污染的遺留問題多,目前異味治理的市場巨大,為此近年來涉及到異味治理的相關(guān)技術(shù)發(fā)展迅速。
異味的治理技術(shù)涉及到吸附技術(shù)、吸收技術(shù)、生物技術(shù)、低溫等離子體技術(shù)、光氧化及光催化技術(shù)等,各種治理技術(shù)均有所應(yīng)用,其中以吸附技術(shù)、吸收技術(shù)、生物技術(shù)、低溫等離子體技術(shù)為主,光氧化及光催化技術(shù)近年來也部分得到了應(yīng)用,但具體的、長期的治理效果有待進一步考察與評估。此外,采用植物液掩蔽法去除異味在諸如垃圾轉(zhuǎn)運站等場合也得到了大量的應(yīng)用。
從目前的實際治理情況來看,治理企業(yè)普遍缺乏針對不同來源廢氣排放特征的認識,低溫等離子體、光催化、光氧化等技術(shù)往往伴隨著產(chǎn)生二次污染物等問題,廢氣排放成分解析又非常困難,在技術(shù)選擇上存在很大的盲目性,致使很大一部分的治理項目效果不佳,導(dǎo)致重復(fù)進行治理的情況頻發(fā)。
2.5不同技術(shù)交互融合,組合技術(shù)發(fā)展迅速
VOCs治理的難點在于成分極其復(fù)雜,不同類型的化合物性質(zhì)各異,在大多數(shù)行業(yè)中所產(chǎn)生的VOCs又是以混合物的形式排放。因此采用單一的治理技術(shù)往往難以達到治理效果,在經(jīng)濟上也不合理,通常情況下需要采用多種治理技術(shù)的組合治理工藝。因此近年來各種組合治理工藝發(fā)展迅速,如吸附濃縮+催化燃燒技術(shù)、吸附濃縮+高溫焚燒技術(shù)、吸附濃縮+吸收技術(shù)、低溫等離子體+吸收技術(shù)、低溫等離子體+催化技術(shù)等。 采用組合治理技術(shù),從凈化效果上考慮是為了實現(xiàn)污染物的達標(biāo)排放,是從成本上考慮可以降低治理費用,以最低的代價達到治理效果。
從目前的治理實踐來看,大部分的行業(yè)中VOCs的治理都需要采用組合技術(shù),有些行業(yè)甚至需要采用兩種以上的組合技術(shù)采用實現(xiàn)治理效果。5實施清潔生產(chǎn),從源頭上減少使用量和排放量是目前VOCs減排控制的發(fā)展趨勢
對于揮發(fā)性有機廢氣的治理,首先應(yīng)該從污染源頭進行控制,減少生產(chǎn)工藝中VOCs的使用量。主要包括變更原材料,使用低污染的原材料取代高污染原材料;改善生產(chǎn)操作條件,降低有機物的無組織逸散;采用新工藝,盡量減少有機溶劑的使用量,限制污染物的產(chǎn)生。采取源頭治理,改變粗放型的生產(chǎn)工藝,可以從根本上減少VOCs的排放,降低末端治理的負荷。
隨著VOCs污染排放控制政策法規(guī)和管理制度體系的逐步建立,進行末端治理的代價提高,特別是VOCs的排污收費制度的實施和排放標(biāo)準(zhǔn)的逐步加嚴(yán),倒逼企業(yè)開始注重清潔生產(chǎn)工藝的提升,從源頭上減少VOCs的使用量和排放量。特別是在涉及到噴涂(涂料的使用行業(yè))、包裝印刷(油墨和膠粘劑的使用行業(yè))、膠粘(膠粘劑的使用行業(yè))和清洗(清洗劑的使用行業(yè))等工藝的行業(yè),尤其需要從源頭減排做起,這也是發(fā)達國家VOCs治理的經(jīng)驗。
近年來在汽車制造行業(yè)開始大面積推廣使用水性涂料,VOCs的排放大大減少,末端治理成本也隨之大大降低;集裝箱、造船等行業(yè)也在探索使用水性涂料;在包裝印刷行業(yè)的復(fù)合膜制造過程中,開始大量推廣無溶劑復(fù)合技術(shù),在印刷過程中開始推廣無苯無酮和單一溶劑油墨,可以大大降低未末端治理的成本;在紡織涂布行業(yè)中大大減少了使用溶劑的種類,便于溶劑的回收利用,使得治理成本大大降低;制定淘汰目錄,在工業(yè)生產(chǎn)的清洗工藝過程中限制使用高毒性、高污染的清洗劑。
來源:中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)