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挥发性有机物VOCs监测方法与治理

作者:卓丽珊 来源:《中国科技投资》 日期:2017-12-27 10:40:14 人气:38

       摘要:挥发性有机物VOCs是严重的大气污染物质,是PM2.5前体物质.对VOCs监测和治理研究是改善环境的重要课题.本文对VOCs监测技术和治理技术进行简析,并对相关的管控政策提出了建议,以期提升VOCs监测和治理的整体水平

       1、引言

       挥发性有机物(VOCs)是一种重要的大气环境污染物质,是大气中PM2.5的重要前体物质。据研究表明,挥发性有机物的来源主要是石油化工行业、汽车尾气及有机废物生物转化等行业。挥发性有机物对于环境的影响比较严重,是目前国家大气环境管理中的一个相对薄弱环节,其监测和治理的研究亟待进一步的发展和提升。落实国家大气环境重大规划和计划,对VOCs监测能力提出了更加严苛的要求。准确对大气中VOCs进行监测是了解其浓度水平变化、量化来源及评价VOCs对大气污染贡献的必要前提。本文针对大气中挥发性有机物的监测技术和治理技术进行分析,并对相应的管控策略提出了相关的建议。

       2、挥发性有机污染物(VOCs)的监测技术分析

       2.1膜萃取气相色谱技术

       随着科学技术的不断进步与发展,对挥发性有机污染物的监测技术也不断的出现,应用最多的是膜萃取色谱方法。主要采取膜技术对样品进行处理,而且膜技术是多种处理方法的首要选择。在膜处理过程中,完全相互融合的两相是不存在的,而且对于处于乳化液状态的物体可以完全除去,此过程可以大幅度的降低溶剂的使用量。所选用的样品可以连续地和萃取剂进行接触作用,进而对挥发性有机物进行监测,可以完成实时监测的目的。利用此方法进行监测时,空的纤维膜连续地通过空气,VOCs通过纤维膜的过程中是具有选择性的。利用选择性的气体介质-氮气,VOCS在微阱中不断地得到聚集,然后利用电加热的方式对其进行加热处理。这一过程会形成具有一定时间间隔的脉冲。样品在透过萃取膜时,需要保证一定的时间,以满足稳定性能高的模式,使得监测结果更加准确。

       2.2TDLAS技术

       在不断地研究和实践应用中,大多数研究者将目光转移到激光光谱技术应用的开发中。由于激光具有更强的密度、光子通量大等特点,因此激光光谱监测方法逐渐被开发和应用,其中利用最为广泛的方法是TDLAS技术。因为这一技术具有更高的灵敏度和选择性,可以对挥发性物质进行实时地、动态地监测。

       据相关数据分析显示,该方法在1s内可以达到ppm级甚至是ppb级的监测速度,同时监测灵敏度可以提高100倍。另外,该技术可以在复杂的环境下进行监测工作,如高温、高压、高腐蚀性环境。因此,TDLAS技术具有广泛的应用前景。

       3、挥发性有机污染物(VOCs)的相关治理技术分析

       目前,对于VOCs治理方法可以分为两大类:回收法和分解法。

       3.1回收法处理

       VOCs的回收法包括吸附法、吸收法、冷凝法和膜分离法,这些方法利用各种化学技术手段对VOCs进行脱除,降低其含量。吸附法是利用固体吸附剂(活性炭、分子筛)对污染物进行吸附净化。吸附法的主要原理是利用吸附剂的内部孔道,孔道内具有巨大的比表面积,可以对VOCs进行吸附。适宜的处理方法可以使气流稳定、VOCs的浓度为300-5000ppm。吸附法和其他方法相比,具有效果好、能耗低、工艺成熟、易推广等优点,但一般设备体积比较大,占地较多。

       吸收法是利用低挥发度或者不挥发的有机溶剂对VOCs进行吸收处理,主要依靠物质在吸收剂中的溶解度或者化学反应特性的差异进行处理。特别针对气体浓度处于0.05%-0.5%之间或者是流量处于3000-15000m3/h之间的有害气体,吸收效果是非常好的。吸收方法主要适用于浓度较高、温度较低和压力较大情况下气相污染物的处理。

       另外,冷凝法是通过降低温度,使得VOCs达到冷凝点,然后从气体中析出,达到降低其浓度的目的。膜分离方法利用物质穿过膜的能力或者对膜的选择性差异来完成VOCs治理的。

       3.2分解法处理

       分解法包括燃烧法、光催化法、生物法等,其中燃烧法利用VOCs容易被燃烧的特性达到去除其影响的目的。燃烧法可以将VOCs变化为无机小分子,降低其危害程度。主要包含两种方式直接燃烧法和催化燃烧法。直接燃烧就是借助其燃烧特性直接将其作为燃料进行燃烧处理。催化燃烧借助一个催化剂使得有机废气利用类似热氧化的方式,使它们利用燃烧的方法,来处理有机废气的方法,一般采用有机物铂、钯等贵金属作为催化剂。光催化处理法是利用稳定性好的活性炭作为载体,然后利用光催化剂,如二氧化钛、二氧化锌等对VOCs进行降解处理。此种方法不会产生二次污染。等离子处理方法是一种新型的处理方法,等离子中含有丰富含极高化学活性的粒子,废气中污染物质与这些粒子相互作用,污染物被转化为无机小分子物质。

       4、挥发性有机物污染物VOCs管控政策及建议

       4.1尽快开展VOCs排污收费试点工作

       整治和调查两手抓的同时,清单摸查和排污收费也应两手抓,用清单工作推进收费试点,用收费试点推进企业VOCs减排和配合有关部门完善清单摸查。通过VOCs排污收费试点倒逼企业自觉寻求减排机制,自动淘汰落后产能。

       4.2尽快建立多部门联合控污长效工作机制

       VOCs减排和管控不是环保部门一家之事,应该形成以政府为主导,环保、财政、发改委等多部门联动的工作模式和机制,为贯彻实施VOCs治理提供绿色通道。以最大的限度提升该项工作的实施力度。

       4.3建立VOCs排放监测与研究体系

       目前,多数城市的环境监测部门还未配备VOCs的在线监测仪器,VOCs监测和研究设备的缺失导致其治理和监测能力大大降低。建议出台有关政策或计划,尽快筹建本地VOCs防治监测与研究能力,推进环保系统内部空气质量数据共享,提升VOCs治理的整体水平。

       5、结语

       挥发性有机物VOCs是严重的环境污染物质,对其进行实时监测和治理工作时改善社会环境的重要举措。通过对VOCs监测技术和治理技术进行相关的分析研究,可以更加深入地了解VOCs的防治措施。


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