谈谈VOCs的单一治理与联合治理技术

【中国环保在线 技术前沿】近期从生态环境部通报2018-2019年蓝天保卫战重点区域强化监督情况了解到，不少地区在VOCs治理的工作中，存在着使用等离子、单纯活性炭吸附、光催化氧化等单级治理技术，因而造成处理结果不达标。为此，多地环保部门提出对处理效率较低，无法保证处理设施能够连续稳定处理VOCs的处理工艺，一律不许采用，这些工艺包括：单一活性炭吸附处理工艺、光氧催化处理工艺、处理易燃易爆VOCs使用的低温等离子处理工艺。同时提出，鼓励采用前处理后吸附脱附、催化燃烧、燃烧等污染物去除效率较高的联合治理技术。
在这里，我想谈谈我的看法，供大家参考。
一、关于VOCs的单一治理技术
首先肯定一点：无论单独采用哪一种治理技术，只要选择得当、设计合理、运行管理到位，都可以收到理想的处理效果，也就是说，都可以作到达标排放。
先说说活性炭吸附工艺。在所有采用吸附法治理VOCs的方法中，采用活性炭作吸附剂的吸附工艺是理想的工艺。因为与其它吸附法如采用沸石分子筛、硅胶、活性氧化铝作吸附剂的吸附工艺相比，从对甲苯的吸附上看，活性炭的吸附容量是其它吸附剂的4-8倍(见表一)。表一活性炭、沸石分子筛、硅胶对甲苯吸附性能比较

①.黏胶基活性炭纤维
②.吸附VOCs常用分子筛
③.疏水改性硅胶
从表一可以看出，活性炭对甲苯的吸附容量远远高于沸石分子筛。活性炭纤维则显示出更高的吸附容量。
因而采用活性炭吸附工艺，只要吸附剂选择得当、设计合理(主要是运行程序)，运行管理到位，它完全可以单独采用。
所谓吸附剂选择得当，是指根据吸附质的分子动力学直径去选择合适的吸附剂。
所说的设计合理，除对装置的要求外，主要是吸附程序的设计。从理论上讲，吸附法可以处理痕量物质，也就是说，采用吸附法几乎可以实现“零”排放。要实现这一目标，必须从吸附程序上做文章。大家知道，任何一种吸附剂都有一个吸附容量的指标。而当吸附剂床层被穿透时，我们认为吸附就达到了饱和。
如果一个吸附床层，它的保护作用时间(即达到吸附饱和的时间)为30分钟，那么，为了做到达标排放，你可以在吸附进行到25分钟、甚至20分钟就进行脱附，而切换到另一个吸附床，你还会有不达标的风险吗？在就是设计吸附程序的问题。这也是转轮浓缩能够作到达标排放的原因。
再说一下低温等离子体处理技术，由于它的能量较小，所以一般只能用来处理VOCs浓度小于150mg/m3的气体。如果浓度过高，则需要采取其它方法，所以一般情况下，低温等离子技术只能作为其它技术的辅助方法。另外由于VOCs大都属于易燃易爆的气体，所以在装置的设计上要特别注意。
说到光氧化、光催化等也都只能用于处理浓度低于150mg/m3的气体。
再说说燃烧法(包括直接燃烧、热力燃烧、催化燃烧、RTO、RCO)。这些处理方法都属于消除法(也称破坏法)。按理说，对于VOCs的处理，燃烧法是彻底的处理方法，所以，目前凡是采用燃烧法(包括转轮浓缩-催化燃烧)都得到了广大用户的青睐。
从理论上讲，如果不算经济账，燃烧法可以处理任何浓度的气体。但是，当你处理的气体浓度过低时，要想直接燃烧，你就得加辅助燃料，这就是要采用热力燃烧。究竟要采用何种方式燃烧，需要对物质的燃烧热进行计算，如果燃烧放出的热量能够维持燃烧的继续进行，那就可以采用直接燃烧的方式，否则就需要选择其他的燃烧方式，如热力燃烧或催化燃烧，这里还有一个选择催化剂的问题。至于RTO、RCO工艺，只是在蓄热体的选择上要做些文章罢了。
但是，大家必须明白：不是什么样的VOCs都可以烧的，比如含氯的VOCs,如二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、四氯化碳等，它们在燃烧时，特别是催化燃烧时，很容易生成毒性更强的光气或二噁英！
在采用燃烧法时，一定要考虑经济上是否合理。一般情况下，我们对于VOCs处理工艺选择上，都是以回收为主的，实在无法回收的才会把它烧掉。所以我常说，采用燃烧法处理VOCs是没有办法的办法。
二、关于联合处理技术
什么叫联合处理？我认为，就是整个处理系统只有一个排放口。在我们的VOCs处理工艺上，往往会出现一个误区：比如转轮吸附浓缩-催化燃烧工艺，它虽然整个处理系统非常紧凑，但是它却有两个排放口，即转轮浓缩工序部分有一个排放口，而燃烧工序部分还有一个排放口，要做到达标排放，必须对两个排放口都要进行检测，才能确实做到对整体处理效果的监管。
总之，我认为，不论采用单一的还是联合的处理技术，只要方法选择正确、设计合理、运行管理到位，都可以作到达标排放；不能笼统地说，不能采用单一技术去处理VOCs，而必须采用联合技术去处理VOCs。希望大家对VOCs处理的各种技术，从技术原理是去搞清它，并且搞清各种技术的使用对象和适应范围以及它们的运行管理，这样 我们才能正确选择处理方法，才能对治理单位所采用的治理技术做出正确的判断，才能更好地指挥和监督整个VOCs治理行业。
以上看法，敬请同行朋友批评指正。
原标题：谈谈VOCs的单一治理与联合治理技术