环境科普 | VOCs治理工艺五花八门，怎么选？

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“因为现在治理技术很多，（企业目前）肯定是便宜的用得多，贵一点的用得少。”日前，有机废气燃烧法处理设施节能降耗技术交流会暨无锡市生态环境综合行政执法局环境安全实训基地揭牌仪式在江苏省无锡市举行。

会议中，清华大学大气污染与控制教研所副研究员马永亮指出，尽管挥发性有机物（VOCs）末端治理技术众多，但由于企业选择技术时缺乏科学指导，低效处理技术应用率高。

在选择VOCs治理技术时，“好用、不贵、省心”是企业的核心诉求。而当下所暴露出的问题是，企业由于缺乏了解，更多在意 “不贵”这一因素，在五花八门的工艺选择中，忽略了“好用”这一处理工艺应有的本质，进而导致采用的VOCs治理设施简陋、运行低效问题突出，影响治理效果，导致频繁超标排放，成为制约空气质量持续改善的短板。

低效、失效设施将成为排查整治重点方向

随着大气污染防治攻坚进入深水区，为深入挖掘减排潜力，加快解决当前工业企业大气污染治理存在的突出问题，生态环境部曾于2023年11月23日发布《低效失效大气污染治理设施排查整治工作方案（征求意见稿）》。其中，VOCs的治理设施成为排查重点。

根据《低效失效大气污染治理设施排查整治工作方案（征求意见稿）》，将对水泥、焦化、砖瓦、玻璃、陶瓷、耐火材料、有色、铸造、石灰等涉工业炉窑行业以及石油炼制、石油化工、化学原料药、化学农药原药制造、工业涂装、包装印刷、有机化工等涉VOCs排放行业，排查大气污染治理设施。

目前，这一方案已结束征求意见阶段。

政策部署方面，对老旧、落后治污设备的淘汰速度在加快，对企业的治理能力和治理水平要求在加严。那实际运用方面情况如何？

“企业使用低效、失效的设备比较多。”马永亮结合自己在多个城市的调研经历介绍，当前发现工业涂装行业水帘预处理、活性炭吸附、UV光解等技术及其组合应用率超过50%；印刷行业活性炭吸附、UV光解、光催化等技术应用率超60%。

他介绍，光氧化、光催化、低温等离子等工艺在除臭方面能起到一定作用，但是在处理高浓度VOCs废气时，降解效率是非常低的。一般低于30%，属于低效处理设施。

此外，采用低价吸附剂/催化剂，吸附剂/催化剂/过滤棉更换次数较少或不进行更换都是造成设备低效的原因。

另外，一些企业采用活性炭吸附的工艺。但工艺有效的前提是使用适用的、足量的活性炭。其次，吸附完后要保证活性炭的再生。

“很多企业仅在治理设备里面装了一点活性炭，并不考虑适宜性，很多设备存在设计缺陷，废气甚至不经过炭层，导致VOCs逃逸。另外，一些活性炭吸附饱和后不进行再生，那就达到了吸附平衡，（废气）进去多少，出来多少，治理设备完全失去意义。”马永亮说。

现实中还存在选择的工艺技术与实际需求不匹配、工艺选择不当的问题。

“例如大于40℃相对高温的VOCs废气，采用活性炭吸附工艺进行治理时，废气不经过降温预处理，就直接吸附。既增加了阻力，还增加了着火的风险，VOCs废气则完全达不到治理效果；再例如，含水量大或经过水喷淋的烟气未经任何除水或过滤设施，直接进入活性炭/沸石吸附设备，由于水分对活性炭吸附有极大影响，也导致治理工艺如同摆设。”马永亮说。

这些都是常出现在中小企业的问题。他建议企业加快推进治理设备升级改造，同时，更提倡中小企业全面加强源头替代，从根本上减少VOCs的产生。

高效燃烧类设施增量和速度还要进一步加快

记者了解到，当前，VOCs末端治理技术体系主要包含销毁技术和回收技术，销毁技术主要包含高温焚烧技术（TO/RTO）、催化燃烧技术（CO/RCO）、生物净化技术、低温等离子体、光催化/光氧化等；回收技术主要包含吸附、吸收、冷凝、膜分离等技术。

“‘十三五’之前，我国VOCs总体治理工艺技术和国外相比差距很大。经过10年的发展，目前，在净化材料、治理设备和工艺设计等方面均得到了很大提升，各类治理工艺技术逐渐趋于成熟和完善。”防化研究院研究员栾志强以治理设备举例，我国目前沸石转轮、RTO/RCO等关键装备技术性能已经达到或接近国外同行水平。生物净化装置发展迅速，装备性能和应用水平得到了快速提升。

但随着VOCs污染源的精细化管控和深度治理要求不断提高，VOCs治理工艺技术也有一些新的发展趋势。

栾志强认为，由于溶剂回收可以实现资源的循环利用，减少碳排放，各种溶剂回收工艺技术是目前VOCs治理技术发展的重点，在涂装、涂布、印刷、制药/农药等行业及工艺环节有很大发展空间。

RTO/RCO等关键装备是目前主流认为的高效治理设施，吸附技术、燃烧技术和多种组合技术则是当前VOCs治理中的主流技术。

相关数据显示，2022年，我国高效燃烧类设施大概一万套，每年新增量在一千套左右。生态环境部大气环境司有关负责人此前曾明确指出，这类设施增量和速度还要进一步加快。

据业内人士介绍，这样的一套设备成本和维护费用较高，更适用于重点行业、重点排污企业。但在废气浓度稍高时，还可进行二次余热回收，极大降低生产运营成本。

记者注意到，山东省潍坊高密市就曾经探讨分析、技术研究、交流讨论后，在RTO升级改造的基础上，由专家团队为浸胶手套行业量身打造加装余热回收系统，将治理设施产生的余热回收利用到生产线，从而降低生产成本，提升产品竞争力。

据介绍，在某浸胶手套行业企业中，通过“RTO+余热回收”，实现年削减VOCs排放量达24.52吨。每年回收的余热折合天然气大约20万立方米，相当于一年节省成本200余万元，两年即可回收设备投资成本。

依托“绿岛”模式，集中管理中小型污染源

“我国是制造业大国，VOCs污染源小而分散，所涉及的行业众多。一个地级市涉VOCs排放的中小型污染企业就有几千至几万家，受限于高效治理设施的投入成本，导致目前尚有大量的低效/无效治理设施没有完成升级改造，成为目前我国VOCs减排工作的短板。”栾志强说。

但同时，提升改造VOCs治理设施不能“一刀切”地要求所有企业建设RTO、RCO，应当以适宜为第一位，建设适宜高效的治污设施。

与会专家认为，对于广大的中小企业而言，污染集中控制治理即把中小型污染源集中起来进行管理的“绿岛”模式是下一步的发展趋势。

目前，包含《空气质量持续改善行动计划》在内的多份大气污染治理相关文件均鼓励各地要结合产业集群特点，因地制宜建设“绿岛”项目，即建设集中供热中心、集中喷涂中心、有机溶剂集中回收处置中心、活性炭集中再生中心等。目前，江苏省、浙江省、江西省、广东省、山东省等地已进行了相关的实践探索。

来源：中国环境微信公众号

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