摘 要：VOC废气是形成臭氧和细颗粒物（PM2.5）污染的重要前体物，在雾霾的形成过程中扮演重要角色。化工行业是VOC废气主要排放行业之一，本文通过对化工行业VOC废气的产生环节和处理方法进行分析，对现有处理方法的优缺点及适用条件进行探讨，从而综合论述了VOC废气的处理技术和治理要求，以期为VOC废气污染防治做出一定贡献。
关键词：VOC；化工；废气治理；
引 言：
近年来，我国节能减排工作取得巨大成效，SO2、NOx、烟粉尘等主要大气污染物的排放量大幅削减，但是减排工作的成效未能在环境空气质量改善方面得到充分体现，近年全国各地臭气扰民事件频发，局部地区雾霾愈发严重，VOC排放量仍呈增长趋势。为进一步改善环境空气质量，迫切需要全面加强VOC污染防治工作。国家已经印发《“十三五”挥发性有机物污染防治工作方案》，化工行业是VOC废气整治的重点行业之一，必需从工业生产的各个环节全面防治VOC废气污染，有针对性的应用先进处理技术，削减VOC废气排放量，从源头减少雾霾的产生前体物，切实提高空气质量，提升人民生活幸福水平。
1 化工行业VOC废气简述
1.1 VOC废气的概念
VOC废气主要是指挥发性有机物污染气体，是参与大气光化学反应的有机化合物，包括非甲烷烃类、含氧有机物、含氯有机物、含氮有机物、含硫有机物等，是形成臭氧和细颗粒物（PM2.5）污染的重要前体物。
1.2 化工行业VOC废气的危害及主要产生环节
化工企业生产过程中使用到大量的挥发性有机物原料和溶剂，如烃类、苯系物、胺类化合物、含硫有机物、含氯有机物等，成分非常复杂。这些物质不但会参与大气光化学反应形成雾霾，大多还具有生物毒性和难闻的气味，部分物质具有致癌性，如不能有效治理，将带来巨大危害。化工生产中产生VOC废气的部位较多，且比较分散，其来源大致有以下几方面。
（1）有机液体储罐区。主要是“大呼吸”和“小呼吸”过程产生的挥发性气体。
（2）逸散VOC废气的生产工序。化工生产中，常有合成、混合、过滤、压滤、离心、蒸馏、结晶、沉降、粉碎、烘干等工序，都有可能发生有机物和溶剂挥发而逸散到空气中。
（3）生产车间内的物料转移。在生产中，物料从一个容器转移到另一个容器时，会发生吸入或放出气体的现象。
（4）生产过程泄漏。在正常工况下，无论设备管件多好，随着运行时间的延长，设备零部件的腐蚀和磨损增加，因此物料泄漏是不可避免的。
（5）生产管理不善，造成人为污染。由于操作人员的失误，发生泄漏、非正常排放等。
2 VOC废气处理技术
VOC废气的处理技术基本分为两大类，即回收技术和销毁技术。
2.1 回收技术
回收技术是通过物理的方法，改变温度、压力或采用选择性吸附剂和选择性渗透膜等方法来富集分离有机污染物的方法，主要包括冷凝技术、吸收技术、吸附技术、膜分离技术等。
2.1.1 冷凝技术
利用物质在不同温度下具有不同的饱和蒸汽压的性质，采用降低系统温度或提高系统压力，使处于蒸汽状态的污染物冷凝，从废气中分离出来的过程。一般适用于高浓度、高沸点、小气量、单组分VOC废气的净化。
2.1.2 吸收技术
采用低挥发或不挥发液体为吸收剂，通过吸收装置利用废气中各种组分在吸收剂中的溶解度或化学反应特性的差异，使废气中的有害组分被吸收剂吸收，从而达到净化废气的目的。一般适用于气量、高浓度、低温度、高压力VOC废气的净化。
2.1.3 吸附技术
利用固体吸附剂对废气中各组分吸附选择性的不同而分离的方法。VOC通过吸附被浓缩到吸附剂表面上，再进行后续一次性抛弃、蒸汽脱附回收、真空脱附回收或热脱附催化燃烧处理。一般适用于大气量，低浓度，净化要求高的VOC废气净化。吸附法是最经典和常用的VOCs净化技术，也是目前工业VOCs治理的主流技术之一。
2.1.4 膜分离技术
利用天然或人工合成的膜材料来分离污染物的过程。废气首先进入压缩机压缩后冷凝，冷凝下来的有机物进行回收，余下的进入膜分离单元后分为两股，一股返回压缩机重新进行处理，一股处理后排出。
该法是一种新型的高效分离方法，一般适用于浓度、小气量、有较高回收价值的VOC废气处理。
2.2 销毁技术
销毁技术是通过化学或生化反应，用热、光、催化剂或微生物等将有机化合物转变成为二氧化碳和水等无毒害无机小分子化合物的方法，主要包括热力焚烧、催化燃烧、生物氧化、低温等离子体破坏和光催化氧化技術等。
2.2.1 热力焚烧技术
热力焚烧法指将废气加热并控制燃烧温度在700℃以上，在此温度下，大部分的有机物都可以被分解为CO2和水H2O，去除效率可达95%以上。
基本可以处理所有的VOC废气，但投资费用较高，特别当浓度低时需补充染料，运行费用高。主要方式包括直接热力焚烧法、蓄热式焚烧法（RTO）、锅炉热力焚烧法。
2.2.2催化燃烧技术
催化燃烧法是利用催化剂在较低温度下将VOC氧化分解，反应温度通常为250～500℃之间。由于催化燃烧法的温度低，和热力焚烧法相比，设备运行费用较低。
当废气中含有能引起催化剂中毒或易产生二噁英的物质时，如含硫、卤素，不宜采用催化燃烧法。其余VOC基本均可以，尤其是中等浓度的废气。
2.2.3 生物处理技术
将废气中的有机物通过双膜理论的方式扩散至生物膜，然后利用微生物的代谢活动将复杂的有机物转变为简单、无毒的无机物和其它细胞质。
主要包括生物过滤床、生物洗涤床和生物滴滤床等方式，一般用于可生物降解的低浓度VOC废气。
2.2.4 低温等离子体技术
在常温常压下，通过高压脉冲放电获得高能电子、离子和自由基等活性粒子，与VOC废气发生作用，将其转化为CO2、SO2等无害或低害物质。
该法初期应用于除臭净化，效果较好，但对VOC的作用机理研究还不够充分，净化效率偏低，有中间产物形成，一般用于低浓度VOC废气的处理。
2.2.5 光催化技术
在一定波长光照条件下，催化剂发生光生载流子的分离，光生电子和空穴在与离子或分子结合生成活性自由基，自由基将有机物大分子降解为其他小分子或CO2和H2O，光催化剂本身不发生变化。
一般适用于低浓度VOC废气的处理，净化效率偏低，有中间产物形成，存在反应慢、催化剂会失活等缺点。
结束语：
化工行业VOC废气排放量大、危害大，必需进行有效治理。在治理方案上首先要考虑从源头控制废气产生量，推广使用低（无）VOC 含量、低反应活性的原辅材料和产品，全面推进化工企业设备动静密封点、储存、装卸、废水系统、有组织工艺废气和非正常工况等源项整治。在源头控制的基础上，针对不同废气的性质使用相应的处理技术。优先使用回收技术，对于无法回收的VOC废气，建议推广使用热力焚烧、催化燃烧、生物处理等高效、彻底的销毁技术，全面完成行业整治和VOC减排要求，减少VOC废气污染对空气质量和居民健康的影响。
参考文献：
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