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揮發性有機物VOCs監測方法與治理

作者:卓麗珊 來源:《中國科技投資》 日期:2017-12-27 10:40:14 人氣:107

       摘要:揮發性有機物VOCs是嚴重的大氣污染物質,是PM2.5前體物質.對VOCs監測和治理研究是改善環境的重要課題.本文對VOCs監測技術和治理技術進行簡析,并對相關的管控政策提出了建議,以期提升VOCs監測和治理的整體水平

       1、引言

       揮發性有機物(VOCs)是一種重要的大氣環境污染物質,是大氣中PM2.5的重要前體物質。據研究表明,揮發性有機物的來源主要是石油化工行業、汽車尾氣及有機廢物生物轉化等行業。揮發性有機物對于環境的影響比較嚴重,是目前國家大氣環境管理中的一個相對薄弱環節,其監測和治理的研究亟待進一步的發展和提升。落實國家大氣環境重大規劃和計劃,對VOCs監測能力提出了更加嚴苛的要求。準確對大氣中VOCs進行監測是了解其濃度水平變化、量化來源及評價VOCs對大氣污染貢獻的必要前提。本文針對大氣中揮發性有機物的監測技術和治理技術進行分析,并對相應的管控策略提出了相關的建議。

       2、揮發性有機污染物(VOCs)的監測技術分析

       2.1膜萃取氣相色譜技術

       隨著科學技術的不斷進步與發展,對揮發性有機污染物的監測技術也不斷的出現,應用的是膜萃取色譜方法。主要采取膜技術對樣品進行處理,而且膜技術是多種處理方法的首要選擇。在膜處理過程中,完全相互融合的兩相是不存在的,而且對于處于乳化液狀態的物體可以完全除去,此過程可以大幅度的降低溶劑的使用量。所選用的樣品可以連續地和萃取劑進行接觸作用,進而對揮發性有機物進行監測,可以完成實時監測的目的。利用此方法進行監測時,空的纖維膜連續地通過空氣,VOCs通過纖維膜的過程中是具有選擇性的。利用選擇性的氣體介質-氮氣,VOCS在微阱中不斷地得到聚集,然后利用電加熱的方式對其進行加熱處理。這一過程會形成具有一定時間間隔的脈沖。樣品在透過萃取膜時,需要保證一定的時間,以滿足穩定性能高的模式,使得監測結果更加準確。

       2.2TDLAS技術

       在不斷地研究和實踐應用中,大多數研究者將目光轉移到激光光譜技術應用的開發中。由于激光具有更強的密度、光子通量大等特點,因此激光光譜監測方法逐漸被開發和應用,其中利用廣泛的方法是TDLAS技術。因為這一技術具有更高的靈敏度和選擇性,可以對揮發性物質進行實時地、動態地監測。

       據相關數據分析顯示,該方法在1s內可以達到ppm級甚至是ppb級的監測速度,同時監測靈敏度可以提高100倍。另外,該技術可以在復雜的環境下進行監測工作,如高溫、高壓、高腐蝕性環境。因此,TDLAS技術具有廣泛的應用前景。

       3、揮發性有機污染物(VOCs)的相關治理技術分析

       目前,對于VOCs治理方法可以分為兩大類:回收法和分解法。

       3.1回收法處理

       VOCs的回收法包括吸附法、吸收法、冷凝法和膜分離法,這些方法利用各種化學技術手段對VOCs進行脫除,降低其含量。吸附法是利用固體吸附劑(活性炭、分子篩)對污染物進行吸附凈化。吸附法的主要原理是利用吸附劑的內部孔道,孔道內具有巨大的比表面積,可以對VOCs進行吸附。適宜的處理方法可以使氣流穩定、VOCs的濃度為300-5000ppm。吸附法和其他方法相比,具有效果好、能耗低、工藝成熟、易推廣等優點,但一般設備體積比較大,占地較多。

       吸收法是利用低揮發度或者不揮發的有機溶劑對VOCs進行吸收處理,主要依靠物質在吸收劑中的溶解度或者化學反應特性的差異進行處理。特別針對氣體濃度處于0.05%-0.5%之間或者是流量處于3000-15000m3/h之間的有害氣體,吸收效果是非常好的。吸收方法主要適用于濃度較高、溫度較低和壓力較大情況下氣相污染物的處理。

       另外,冷凝法是通過降低溫度,使得VOCs達到冷凝點,然后從氣體中析出,達到降低其濃度的目的。膜分離方法利用物質穿過膜的能力或者對膜的選擇性差異來完成VOCs治理的。

       3.2分解法處理

       分解法包括燃燒法、光催化法、生物法等,其中燃燒法利用VOCs容易被燃燒的特性達到去除其影響的目的。燃燒法可以將VOCs變化為無機小分子,降低其危害程度。主要包含兩種方式直接燃燒法和催化燃燒法。直接燃燒就是借助其燃燒特性直接將其作為燃料進行燃燒處理。催化燃燒借助一個催化劑使得有機廢氣利用類似熱氧化的方式,使它們利用燃燒的方法,來處理有機廢氣的方法,一般采用有機物鉑、鈀等貴金屬作為催化劑。光催化處理法是利用穩定性好的活性炭作為載體,然后利用光催化劑,如二氧化鈦、二氧化鋅等對VOCs進行降解處理。此種方法不會產生二次污染。等離子處理方法是一種新型的處理方法,等離子中含有豐富含極高化學活性的粒子,廢氣中污染物質與這些粒子相互作用,污染物被轉化為無機小分子物質。

       4、揮發性有機物污染物VOCs管控政策及建議

       4.1盡快開展VOCs排污收費試點工作

       整治和調查兩手抓的同時,清單摸查和排污收費也應兩手抓,用清單工作推進收費試點,用收費試點推進企業VOCs減排和配合有關部門完善清單摸查。通過VOCs排污收費試點倒逼企業自覺尋求減排機制,自動淘汰落后產能。

       4.2盡快建立多部門聯合控污長效工作機制

       VOCs減排和管控不是環保部門一家之事,應該形成以政府為主導,環保、財政、發改委等多部門聯動的工作模式和機制,為貫徹實施VOCs治理提供綠色通道。以合適的限度提升該項工作的實施力度。

       4.3建立VOCs排放監測與研究體系

       目前,多數城市的環境監測部門還未配備VOCs的在線監測儀器,VOCs監測和研究設備的缺失導致其治理和監測能力大大降低。建議出臺有關政策或計劃,盡快籌建本地VOCs防治監測與研究能力,推進環保系統內部空氣質量數據共享,提升VOCs治理的整體水平。

       5、結語

       揮發性有機物VOCs是嚴重的環境污染物質,對其進行實時監測和治理工作時改善社會環境的重要舉措。通過對VOCs監測技術和治理技術進行相關的分析研究,可以更加深入地了解VOCs的防治措施。


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