• 您好,欢迎来到环保设备网
二维码 |
当前位置: 首页 » 技术创新 » 水处理

什么是VOCs,生活中无处不在的VOCs该如何处理?

放大字体  缩小字体   日期:2022-06-27 12:56:02  浏览量:120   移动端

近几年,我国臭氧污染呈加重趋势,以臭氧为首要污染物的中度及以上污染天数占比呈上升趋势,臭氧已成为影响我国环境空气质量的重要因素,VOCs是目前臭氧治理工作的难点和关键。

但我国VOCs防治处于初步阶段,政策、技术方面仍存在短板,亟需高度重视。


01



什么是VOCs?


VOCs是挥发性有机物英文名“Volatile Organic Compounds”的缩写,有时也称做VOC,此时专指一种VOC,或者表示挥发性有机物这样一个集合概念。

无论是中文的挥发性有机物还是英文的Volatile Organic Compounds均比较长,因此习惯上常用VOCs或者VOC来简称。

我国国家标准GB/T 18883-2002 《室内空气质量标准》中对总挥发性有机化合物(Total Volatile Organic Compounds TVOC)的定义是:利用Tenax GC和Tenax TA采样,采用非极性色谱柱(极性指数小于10)进行分析,保留时间在正己烷和正十六烷之间的挥发性有机化合物的总称。

空气中存在的有机物不仅仅是VOCs。

有些有机物在常温下可以在气态和颗粒物中同时存在,而且随着温度变化在两相中的比例会发生改变,这类有机物叫做半挥发性有机物,简称SVOCs。

还有些有机物在常温下只存在于颗粒物中,它们属于不挥发性有机物,简称NVOCs。

无论是VOCs、SVOCs还是NVOCs在大气中都参与大气化学和物理过程,一部分可直接危害人体健康,它们带来环境效应包括影响空气质量、影响天气气候等。



02


VOCs主要包含哪些物质?


按挥发性有机化合物(VOCs)的化学结构,可进一步分为8类:烷烃类、芳香烃类、烯烃类、卤代烃类、酯类、醛类、酮类和其他化合物。

从环保意义上讲,主要指化学性质活泼的那一类挥发性有机物。

常见的VOCs有苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、三氯乙烯、三氯甲烷、三氯乙烷、二异氰酸酯(TDI)、二异氰甲苯酯等。


03


VOCs有哪些特性?


VOCs最典型的共有特性是具有挥发性。

许多VOCs具有易于发生化学反应的特性(反应性)。

目前知道的VOCs在空气中可发生很多种化学反应,最重要的几种类型反应包括:(1)VOCs与羟基自由基的反应,被氧化成有机自由基,然后进一步分解、反应;(2)部分含双键的VOCs(如烯烃、二烯烃等)与臭氧发生反应形成双自由基,再进一步分解、反应;(3)少数含氧有机物,如甲醛、丙酮等醛酮类VOCs,可以直接被光分解,形成自由基,从而引发更多反应。

此外,一部分VOCs还具有毒性,对人体健康有害,如苯、甲苯等。



04


生活中无处不在的VOCs


海洋释放的VOCs


海洋中的海藻和某些海洋生物会排放VOCs。

不过与陆地上的植物相比,来自海洋的VOCs量很少,不足以影响大气的化学成分。


食品工业过程释放的VOCs


食品工业过程中,植物油提炼工艺所使用溶剂的挥发,以及各类酒品制造过程的发酵挥发,是VOCs产生的主要来源。


生活垃圾产生的VOCs


生活垃圾产生后的零至三天内,垃圾中的有机物会在微生物的降解作用下,产生少量的VOCs释放到大气中。


浴室中的VOCs


护肤品、化妆品、合成洗涤剂等浴室中的日用化学品都含有VOCs,在使用过程中会挥发到空气中。


医院中的VOCs


医院所使用部分种类消毒剂属于挥发性有机物。

另一方面,医院在进行标本制作时,需要使用甲醛、乙醇、二甲苯,也会造成局部的VOCs无组织排放。


学校、图书馆中的VOCs


学校、图书馆中的VOCs是由大量书籍中的印刷油墨以及胶黏剂产生的,特别是上墨面积较大,墨层较厚的印刷品。


理发店中的VOCs


理发店中大量的染发、烫发试剂含有VOCs成分。


其他存在VOCs的场所


除以上场所外,其他存在VOCs的场所包括加油站、打印复印室、商场、汽车修理厂等。

不同场所产生的VOCs的种类和机制并不相同,对人体的危害程度也不同。


05


VOCs防治的现状和短板


技术方面


一是VOCs末端治理技术良莠不齐,成效不一。

VOCs涉及行业众多,不同的VOCs要根据其性质和工况条件,合理选择VOCs末端治理技术。

VOCs末端治理技术包括吸附技术、焚烧技术、催化燃烧技术等10多种技术及组合技术。

实际应用中,多种技术的组合工艺可以提高VOCs治理效率。

如对低浓度、大风量废气,宜采用活性炭吸附、沸石转轮吸附、减风增浓等浓缩技术,提高VOCs浓度后净化处理;对高浓度废气,优先进行溶剂回收,难以回收的,宜采用高温焚烧、催化燃烧等技术;油气(溶剂)回收宜采用冷凝+吸附、吸附+吸收、膜分离+吸附等技术。

但目前VOCs治理领域市场分散、集中度不高,缺少技术实力强的大型龙头企业,整体专业性水平不够,在一些地区,低温等离子、光催化、光氧化等低效技术应用甚至达80%以上,治污效果差。


二是VOCs源头削减技术研发应用缓慢。

含VOCs原辅材料的使用是VOCs产生源,因应用成本、技术水平、产品质量等诸多因素,低VOCs含量原辅材料研发应用投入不足,企业源头削减替代积极性不够,进度迟缓。

以家具制造企业为例,典型家具制造企业的生产工艺涉及底漆喷涂、面漆喷涂等工序,底漆喷涂过程若使用水性涂料等低VOCs含量原辅材料,水性溶剂会渗入木结构深层,导致木料表面含水量较大,底漆干燥时间变长、产品质量下降;若底漆工序采用UV 固化涂料,则需配置相应的UV 光固化生产设备,成本相应增加;面漆喷涂过程若使用水性涂料等低VOCs 含量原辅材料源头替代,易造成产品表面光泽变差、硬度下降,影响产品的销售。


政策方面


一是管理基础薄弱。

我国VOCs控制起步晚,管理基础薄弱,目前国内还没有出台石油化工、有机化工、包装印刷、家具、电子等重点行业污染源排放清单,VOCs排放基础数据统计体系、VOCs管控监测体系不完整,造成底数不清,无法做到分类管控、精准施策、科学治理。


二是标准体系不完善。

《重点行业挥发性有机物综合治理方案》指出,要加强石化、化工、工业涂装、包装印刷和油品储运销等重点行业的VOCs综合治理,但国家层面仅发布了石化、部分化工(如农药、制药、涂料、油墨、胶粘剂等)和油品储运销行业标准,工业涂装、包装印刷及部分化工行业尚未出台行业标准。

缺少行业标准的企业,大部分地区有组织排放执行《大气污染物综合排放标准》(GB 16297—1996)中非甲烷总烃最高允许排放浓度为120mg/m3的要求,限值相对宽松,无法满足当前环境治理工作的要求;无组织排放执行《挥发性有机物无组织排放控制标准》(GB37822—2019),但该标准属于综合性标准,管控适用的范围大,对于一些特定行业无法充分反映行业实际特点,势必影响VOCs的有效监管。


三是经济政策有待完善。

约束政策有待完善,VOCs产品消费税征收范围小,我国仅将电池、涂料两种VOCs排放量大的产品列入消费税征收范围,对VOCs含量低于420g/L(含)的涂料免征消费税,对无汞原电池、金属氢化物镍蓄电池、锂原电池、锂离子蓄电池、太阳能电池、燃料电池和全钒液流电池免征消费税,油墨、胶凝剂等其他高VOCs排放的产品尚未纳入消费税征收范畴。

激励政策亟待加强,如企业对于苯系物等控制要求较高的重点污染源的监测设备投入较高,设备价格需要50万元~100万元。

而国内排放VOCs的企业里中小型企业占很大比重,如果仪器设备价格过高,企业配套VOCs监测设备的经济压力较大。



06


VOCs防治的几点建议


一是突出VOCs防治的重要性,加强PM2.5和臭氧的协同控制。

按照PM2.5与臭氧协同控制的需求,调整污染物减排和污染治理的重点,强化对VOCs的减排要求,从管理理念、控制指标、重点任务、重点措施、环境政策等方面出发,建立支撑PM2.5与臭氧协同控制的环境政策。

通过优化大气污染防治区域划分、不同时段重点污染物减排策略设计等,形成有利于协同控制和精准治理的大气环境管理体系。


二是提高VOCs管理的基础能力,完善基础数据统计、监测体系。

尽快研究建立我国VOCs基础物质清单,参考国外研究成果,结合我国现行研究方法确定VOCs基础物质清单,并形成便于查询使用的手册或工具,针对重点行业制定“一行一策”差异化、分源项、全过程的防控措施。

完善VOCs排放基础数据统计体系和管控监测体系,综合运用各种监测监管手段,加强无组织排放和有组织排放、厂区环境和厂界环境的监测力度。

加强对治理设施运行情况的监控,包括设备运行时间、关键运行参数、耗材或药剂使用量、危险废物处置量、有机溶剂消耗量、能源消费量等,通过连续监测记录,确保治污设施正常高效运行。


三是加强过程管控,完善标准体系。

调整污染物控制标准体系的设计思路,从污染物产生的全过程,对污染源实施精细化管理,从而有效控制污染物的排放。

通过制定污染控制标准,将VOCs的管理重点从末端治理转移到源头控制、过程监管上,引导企业优化生产工艺、强化设备选型选材、提高设计标准和施工质量、开展设备泄漏检测与修复、加强日常巡检要求、规范治理设施。

加快涉VOCs行业排放标准的修订工作,修订石油炼制、石油化工等行业排放标准以及《大气污染物综合排放标准》(GB 16297—1996),尽快出台包装印刷、家具制造、工业涂装等VOCs排放量较大行业的大气污染物排放标准。


四是规范技术路线,加快实施挥发性有机物减排重大项目。

鉴于VOCs物质易挥发、无组织逸散排放占比大的特征,要打破传统污染控制偏向于末端排放的控制方法,紧密结合行业特色、源类特点,建立起从源头替代到过程控制再到末端治理的全过程防控技术路径。

编制VOCs治理可行性技术指南,明确治理措施的适用场景、最佳运行参数、安装运行维护要求,确保排放浓度稳定达标。

在汽车、家具、工业涂装、包装印刷、化工等行业大力推广使用低(无)VOCs含量原辅材料和涂料、胶粘剂等,加快对芳香烃、含卤素有机化合物的绿色替代,加快生产设备密闭化改造。

结合我国VOCs排放特征、分布特点等,建议围绕京津冀、汾渭平原等重点区域,以工业涂装、石化、化工、包装印刷以及油品储运销等为重点领域,全面实施原辅材料替代、通用设施无组织排放管理、治污设施“三率”(废气收集率、治污设施同步运行率和去除率)提升等重大工程,推动实现VOCs排放大幅削减。


五是完善激励与约束并举的经济政策。

在激励层面,加大财政资金治理支持力度,地方利用专项资金、扩大绿色信贷等方式支持企业VOCs污染防治相关工作,同时引导鼓励各种社会资金进入VOCs防治领域。

从约束层面来看,研究探索将VOCs纳入环境保护税征管范畴,优先选择VOCs排放量大、光化学反应活性强,同时治理技术、排放核算方法均较为成熟的重点行业先行征收。

扩大含VOCs产品消费税征收范围,包括溶剂型涂料、油墨、胶粘剂、稀释剂等。


本文


特别提示:环境保护网技术创新频道所发布信息属作者个人主观观点,部分论文来源于网络,本网不承担任何法律相关责任。



 
相关技术