关于工业有机废气治理前后VOCs成分特征变化研究

张骄荣

（江苏嘉美环境科技有限公司，江苏 南通 226500）

VOCs即挥发性有机化合物，属于空气污染的主要元素，大部分VOCs拥有较强的化学活性，可以借助光化学反应对臭氧浓度、大气氧化能力以及气溶胶形成产生直接影响，对人体和环境造成严重危害。为此国家进一步扩大了VOCs的管制力度，企业也需要采取相应的有效措施，强化VOCs治理。

1 活性炭吸附法处理效果分析

（1）活性炭吸附法在不同类型企业中的实际应用状况。以涂料企业为例，通过混合工艺以及单工艺生产车间的实际工作情况，分析水帘加活性炭混合工艺下性炭在VOCs方面的吸收效果和VOCs成分特征的变化。通过分析发现，企业在单工艺车间内活性炭实施吸附处理前后的VOCs成分变化特征是：固化剂生产中所排放的VOCs成分较为简单，以芳烃类和酯类为主，其中乙酸丁酯以及乙酸乙酯等九种化合物总量在总排放量中占90%之多。此外，活性炭处理前后，不同的化合物百分比没有产生明显变化。从以上内容可以看出，企业用活性炭对于VOCs的处理性能较差，这是因为活性炭解析处理形成的。通过分析发现，采用活性炭吸附法在处理丙酮和大量低分子量烷烃类物质时，呈现出处理效果较低的现象，而对于乙酸丁酯以及乙酸乙酯等脂类物质则具有较强的吸附解析能力，其中大部分脂类成分呈现出明显上升的趋势，这说明对于醇类和苯系物具有良好的处理效果。同时，在相关工艺处理前后，检测发现产生的全新污染物或污染浓度有扩大的现象，因此，建议企业需要对吸附材料进行定期更换，或对处理工艺和处理设备进行及时更新。

（2）混合处理工艺下有机废气活性炭吸附处理前后的VOCs特征波动变化。为了深入了解混合工艺车间VOCs排放中的物质成分和原辅材料成分关系，需要掌握混合车间各种原辅材料实际应用状况。混合工艺车间在采用活性炭方式处理前，发现VOCs主要组成元素为苯系物和烷烃类物质，其次是酮类物质，最终样品分析结果证明VOCs排放和原辅材料对应成分大致相同。超出总量8%的样品中，21种物质内拥有12种烷烃类，总含量超出61%，其中苯系物为7种，占比超出18%。通过处理后，尽管VOCs种类没有产生太大变化，但不同样品内各种组分含量会出现一定变化。烷烃类含量大幅度下降，不同样品内各种组分所占比例也产生较大变化。其中下降较多的是烷烃类，苯系物质有所增加，主要原因是活性炭吸附治理装置因为饱和失效，降低了吸附效果，同时活性炭中富集物质在脱附后流入废气样品内。

混合工艺车间对于大部分带甲基烷烃类废气处理效果良好，这是与单工艺处理不同的地方。混合工艺车间内拥有大量的烷烃分子，活性炭借助散光作用进行吸附，所以大量的烷烃分子可以被轻易去除。混合工艺车间和单工艺车间相比，在活性炭处理酮类物质方面效果相对较差，但对于各种大分子苯类物质有良好的处理效果。

（3）水帘加活性炭混合工艺处理前后VOCs成分特征变化。活性炭吸附不会对原本VOCs中的化学物产生任何影响，结合实际调查分析，因成本等因素影响，企业没有按照标准要求对活性炭及时进行定期更换，所以在活性炭饱和后会产生失效现象，使得治理后样品浓度超出治理前，同时发现，样品浓度治理前后相差三倍左右。通过水帘处理并利用活性炭吸附塔实施处理，发现样品中甲苯、乙酸乙酯以及苯乙烯含量扩大。出现这种问题的原因是活性炭经过长期吸附饱和后产生的解析作用，可以间接证明活性炭对甲苯、乙酸乙酯以及苯乙烯所产生的吸附作用较低，可以轻易被其他成分取代[1]。

2 溶液吸收法处理效果分析

溶液吸收法主要包括药液拌和器、喷淋塔、水幕帘、水帘柜等。

（1）木质家具制造企业中的喷涂工艺、涂料行业的涂料生产工艺普遍都是在水帘柜对应的水幕帘前，以前是通过水洗刷喷涂过程中形成的大量漆雾，实现消除VOCs的目标。现在，木质家具企业选择水帘机处理后，VOCs气体浓度比以前大概降低40%左右，这就证明水帘治理无法将化合物去除。至于二氯乙烷和甲苯、乙酸乙酯、二氯甲烷比例会进一步扩大，也许是废水和水帘残渣所形成的废气，再次证明单纯应用水帘无法有效去除那些难溶于水的有机物，同时还容易出现二次挥发污染问题。

（2）部分家具企业主要利用喷淋塔进行治理，喷淋塔在实际应用中主要是以水喷淋方式为主，没有其他试剂。企业在实际应用中，喷淋塔内依然存在废水和废渣残留，这是因为没有及时对废水和废渣进行清理，还有排气筒对应内壁存在各种油性物质残留，因此乙酸乙酯含量明显提高。这也证明了单纯通过水消除VOCs存在较大难度

（3）某涂料企业采用柴油吸附法，柴油吸附和油性漆生产工艺相对应，通过分析发现，柴油吸附能够有效去除油漆生产中所形成的甲苯、乙基苯、甲基异丁基甲酮、乙酸仲丁酯、苯乙烯等VOCs污染物，一部分污染物通过柴油过滤处理后能够得到有效减少，像是乙基苯通过柴油吸附处理后，含量从原本的18%进一步降低到5.74%。而正葵烷、正壬烷、甲基庚烷、正辛烷等各种烷烃类物质通过处理后反而呈现含量增加的趋势。比如，正辛烷前后处理相比，反而扩大了4.42%，至于正壬烷、甲基庚烷、正辛烷等浓度、数量也出现大幅度增加现象。这就说明，VOCs在通过柴油吸附处理后，还出现了各种新型VOCs化合物，像丁氧基乙醇、甲基辛烷、五甲基庚烷等物质，可能是因为柴油吸附饱和后所形成的污染物解析，这几种化合物也正好属于采样中尚未排放的[2]。

3 等离子净化法处理效果分析

凹印印刷厂排气筒前后处理VOCs的成分主要包括异丙醇和乙酸乙酯，这些成分和印刷车间的主要成分互相对应，在整体VOCs含量中占比超出70%。印刷车间在处理完排气筒后，发现二氯甲烷含量最大，由此可以看出，除了少数物种出现明显变化以外，对应VOCs种类成分较为一致，都是以甲苯、醇和酯类为主。催化燃烧活化相关处理设施在实际应用中，具有安全性高、处理效率高、适应氧浓度面积较大、二次污染小、无明火和长期稳定运行等优势特征。通过分析催化燃烧活化处理前后金属表层有机废气内VOCs变化，发现处理后产生少许降低现象。

4 结论

综上所述，由于不同企业的生产工艺、原辅材料种类繁多，产生的VOCs成分也千差万别，在选用VOCs治理技术时，须综合考虑企业的工艺情况、场地条件、经济成本、运营难度及环保管理要求等因素。通过以上实际调查发现，部分企业的相关治理设施在实际应用中相继出现水帘吸收废渣不能进行有效处理、活性炭失活、排气管道破裂、治理设施故障等问题，而上述现象主要因为企业管理不当和领导意识不强所形成的，为此建议企业需要形成针对性的治理方案，做好设备的维护，以保证治理设置的稳定高效运行。