根據世界衛生組織(WHO)的定義,VOCs(volatile organic compounds)是在常溫下,沸點50℃至260℃的各種有機化合物。在我國,VOCs是指常溫下飽和蒸汽壓大于70 Pa、常壓下沸點在260℃以下的有機化合物,或在20℃條件下,蒸汽壓大于或者等于10 Pa且具有揮發性的全部有機化合物。VOCs污染主要與石化、化工、印刷等行業息息相關,重點放在京津翼及周邊、長三角、珠三角等這些地方,一共涉及了16個省,VOCs污染嚴重影響了環境空氣的質量。
2003-2008年,中國普通百姓開始認識到空氣污染問題,人們開始逐漸注意到尤其是京津冀地區的空氣質量變差。雖然空氣污染問題被逐漸關注,在2008年后的一兩年內,實質執行的措施還是較少。2010年前后,霧霾問題集中爆發,國家開始緊抓大氣污染防控,其中也包括了揮發性有機化合物VOCs。
當前VOCs治理難度較大,主要是因為VOCs污染治理比較復雜。
(1)排放行業眾多、污染物種類繁多、排放條件復雜
VOCs重點排放行業主要有:
石油化工行業:石油煉制、有機化工、合成樹脂、合成纖維、合成橡膠等行業;化工行業:醫藥、農藥、涂料、油墨、粘合劑、橡膠、塑料制品等;工業涂料行業:汽車、家具、集裝箱、電子產品、工程機械等行業;包裝印刷行業:塑料軟包裝印刷、鐵罐印刷等;油品儲運:汽油(含乙醇汽油)、石腦油、煤油(含航空煤油)、原油等。
VOCs種類:
VOCs種類繁多、性質各異,常見的化合物有100多種,其種類有烴類、酮類、酯類、醇類、酚類、醛類、胺類、氰類等。以農藥制造行業常用溶劑為例,我國農藥工業經過長期快速發展,已成為全球最大的農藥生產國和出口國,可生產農藥原藥500多種,常年生產300多種,正式登記的農藥制劑產品達三萬多個。農藥工業是重要的VOCs排放行業,生產工序長,使用原料種類多、用量大,產品收率低,污染物排放量大、成分復雜且多為有毒有害物質。
農藥制造行業常用溶劑及使用情況
VOCs排放條件:
VOCs排放條件復雜多變,特別是溫度、濕度、壓力和顆粒物含量等。溫度:如一般噴涂過程中所排放的為常溫氣體,在化學化工、制藥等行業所排放的往往是高溫氣體。濕度:如制藥工業發酵尾氣的相對濕度接近100%,高濕度對吸附和催化凈化工藝都具有重要影響。壓力:石化和化工行業排放的往往是帶有壓力的廢氣。顆粒物:在涂裝工藝中,漆霧顆粒物以氣溶膠的形式存在,粘性高、去除困難,對后續的凈化設備影響極大,少量漆霧都會對吸附凈化設備造成重大的影響。
(2)治理技術復雜
在大多數情況下,污染物以混合物的形式排放,治理難度大,需要采用不同的治理技術進行綜合治理。噴涂廢氣:通常含有苯系物(BTEX)、酮類、脂類、醇類、烴類等;印刷廢氣:通常含有苯類、脂類、酮類和醇類等;制藥行業:通常含有酸性氣體、普通有機物和惡臭氣體等。
(3)排放點源多而分散
VOCs排放點源多而分散,通常以無組織散逸的形式排放,難以集中進行收集和治理。化工、制藥、溶劑使用等行業管線閥門泄露是主要的排放形式,無法進行收集和整理,只能通過強化生產過程中的管理以減少散逸;在一個生產企業中通常有多個生產工序及VOCs排放,需要進行點對點的收集,并分別進行治理;在石化企業、醫療化工企業、噴涂行業等,一個廠區往往有幾個到幾十個排放點(口),統一進行收集和治理往往非常困難。所以廢氣的集中收集是進行末端治理的前提。
(4)部分惡臭有機化合物需要深度凈化
惡臭污染物是一類特殊的有異味的物質,屬于典型的擾民污染,也是當前投訴的焦點污染物,被公認為世界七大公害之一。從環境管理部門的監管層面來看,由于惡臭污染來源廣泛,涉及的行業既有石油煉制、化工、制藥、膠、造紙、食品加工等點源,又有排污河、污水處理廠、垃圾填場、畜禽養殖、餐飲油煙等線、面源、散發源且惡臭物質種類很多,其中常見的物質就有幾十種。
(5)VOCs治理設施存在安全隱患
近年來,各地頻繁發生涉VOCs治理工程的安全事故,由于VOCs具有易燃易爆性,導致絕大多數事故都為爆炸類事故,所造成的后果往往較嚴重。VOCs治理設施需要完善的阻火與防爆系統設計。