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揮發性有機物英文簡稱VOCs(Volatile Organic Compounds),2010年的地方排放標準的定義是:“在101325Pa標準大氣壓下,任何沸點低于或等于250℃ 的有機化合物,簡稱VOCs”。

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2015年開始改了,定義為“參與大氣光化學反應的有機化合物,或者根據規定的方法測量或核算確定的有機化合物”。

WHO定義揮發性有機化合物(VOC)是指在常壓下,沸點50℃-260℃的各種有機化合物。

VOC按其化學結構,可以進一步分為:烷類、芳烴類、酯類、醛類和其他等。目前已鑒定出的有300多種。工業上常用的有乙酸(乙、丙、丁)酯、丙/丁酮、環己酮、“三苯”等,這些可根據石化行業產品產量確定區域用量和排放量。

如何準確定義VOCs是科學界的事,咱小老百姓,可以有自己的直觀理解,一般圍繞以下幾個關鍵詞:

【惡臭】VOCs首先表現為惡臭(惡臭污染物 odor pollutants指一切刺激嗅覺器官引起人們不愉快及損害生活環境的氣體物質),人為源的VOCs以溶劑為主,嗅閾不同但都有刺激性氣味(臭氣濃度 odor concentration指惡臭氣體(包括異味)用無臭空氣進行稀釋,稀釋到剛好無臭時,所需的稀釋倍數。無量綱)。由于“度”(濃度)與“量”(總量)的不同,不是所有的惡臭都能稱為VOCs,VOCs的體量應該更大一些。算不出總質量的惡臭zui好不要拔高到VOCs。

【還原性】有人根據在人體內zui終的代謝產物不同,把食物劃分為堿性食物和酸性食物,那么大氣污染物有沒有氧化性還原性之分呢?有的。揮發性有機物顯然是還原物,有還原性,則可以被氧化,而不會被自然界還原。

【PM2.5】科學界認為,VOCs是PM2.5的前體物,在一定條件下VOCs可以轉化成PM2.5。但按照老定義(標準大氣壓下沸點低于250℃),VOCs在常溫下是液態顆粒物,是氣溶膠,是PM2.5,更有可能是影響視程的PM1或PM0.5。VOCs應是PM2.5中有機物的主力,其來源應是機動車尾氣、油煙和工業VOCs。

【無關臭氧】有好事者照貓畫虎,根據來源把大氣中的物質也簡單分為氧化物和還原物。除二氧化碳外,燃燒的產物,是氧化物,一定條件下有氧化性,如二氧化硫和氮氧化物;從地下出來可以燃燒的,是還原物,不具氧化性。說VOCs“參與大氣光化學反應”產生了臭氧或硝酸(酯),肯定是冤假錯案,即使參與了,也是被綁架的受害者,正如美女是受害者,淫賊才是罪犯。“過氧乙酰硝酸酯”的加害方是“過氧”和“硝酸”,受害者是“乙酰”和“酯”。“臭氧季”控制VOCs有如大戰風車,有指鹿為馬之嫌。

【霾】因其物性,在不良氣象條件下,其凝聚大小不同,裹挾的污染物不同,折光和視程效果也不同, “霾季” VOCs減排很重要。

按污染范圍分,惡臭是局地污染物,而VOCs是區域污染物,應更關注其排放總量,而非排放濃度、速率和排氣筒高度;與二氧化硫、氮氧化物等氣態污染物的干濕沉降不同,VOCs的氣溶膠態顆粒物PM2.5,可以被洗滌被氧化,但不能干沉降。

(二)現場核查之中醫大法

現場核查VOCs,可以用上中醫“望聞問切”之法:

【望】:走近工廠,望廠房外的排氣管,望通風設施,望收集處理,望工藝設備,望風機型式型號電機功率轉速,看原輔材料使用和管理,看環評看臺賬記錄……

【聞】:聞氣味,聞車間環境空氣味,聞原料氣味,對于某些末端治理工藝還可以聞排氣筒的氣味……

【問】:問行業,問生產工藝產污工藝,問設備,問涉VOC原料用途用量……

【切】:摸,摸工藝設備溫度,摸原料水性油性……

(三)現場核查遭遇7個沒有

去年現場核查結束,發現的問題林林總總,一開始總結了四個“沒有”:

【沒有工廠了】由于國際經濟形勢變化,地方和企業轉型加速,一些VOCs企業找不到了,沒有了,大約1/6,從“深圳市市場監督管理局-商事信息信用查詢”網站了解到,有的異常經營,有的搬遷了,有的注銷了。

【沒有VOCs】有些企業確實沒有涉VOCs工藝和原料,到車間一點氣味都沒有,甚至都沒有通風。紙箱廠用變性淀粉黏結水墨印字,可以認為沒有VOCs產生。

【沒有措施】有的企業和行業被認定有VOCs產生和排放,但沒有做治理,甚至沒有做收集。

【沒有效果】噴涂等行業建廠時,多建有廢氣處理設施,包括車間水簾柜和樓頂噴淋柜,線路板廠做了噴淋+活性炭吸附,但幾乎都沒有凈化效果。

后來隨著認識深入,有感而發,增加了兩個沒有:

【沒有治理技術】理論上VOCs治理技術很多,有回收(吸收、吸附、冷凝)和破壞(化學氧化、生物氧化、熱力或催化燃燒)兩大類別。但現實中,冷凝回收法、液體吸收法、吸附法、UV光解、低溫等離子體、膜分離法、直接燃燒法、催化燃燒法、吸附-催化燃燒法等,能用好、有效的幾乎沒有。

【沒有排放標準】家具制造行業(DB44/814-2010)、印刷行業(DB44/815-2010)、表面涂裝(汽車制造業)(DB44/816-2010)、制鞋行業(DB44/817-2010)、集裝箱制造業(DB44/1873-2016)揮發性有機物都有廣東省行業排放標準,但都不能反映排放情況,有和沒有一個樣,幾乎見不到超標的檢測報告。而北京市地方標準《工業涂裝工序大氣污染物排放標準》(DB11/ 1226—2015)所列污染物依然是苯、苯系物、非甲烷總烴、顆粒物四項,只有濃度限值,沒有總量要求,完全不能反映污染控制要求。

再后來狗尾續貂,又增加了一個沒有:

【沒有檢測方法】經常見到的檢測數據低于標準值2個數量級,除了說明標準本身不適用外,或可說明檢測分析方法有問題。標準所列的三苯、非甲烷總烴和總VOCs監測原理和方法都是用吸附管采集氣體樣品,通過熱脫附法將吸附的氣體注入氣相色譜儀進行定性、定量分析。但是吸附環節材料或方法的任何失誤都會造成檢測結果的巨大偏差。

沒有可信的檢測數據,很可能是因為沒有可靠的檢測方法。

(四)末端治理技術

揮發性有機化合物治理技術很多,魚目混雜,現實中常見的有:

【水吸收】以早期噴漆行業為主,主要是水簾柜和噴漆柜,以去除過噴漆霧為主要目的,但因結構過于簡單,氣水接觸傳質效果差,除漆霧的效果都很差。

一般認為溶劑不溶于水,水吸收對溶劑無效,但實際也并非如此,常溫下幾種溶劑在水中“溶解度”不低:乙酸乙酯約70g/L,乙酸丙酯19g/L,乙酸丁酯14g/L,環己酮100g/L,丁酮約30g/L,丙酮與水混溶,只是三苯微溶于水。

更重要的是,按照WHO沸點50℃-260℃的定義,這些物質在常溫水中是液態的,可以乳濁液形式存在于水中,這個量就可以更大,雖然這些物質的蒸汽分壓不低。如果這些水能夠被市政污水稀釋,可以在市政污水處理廠被生化降解。

所以說,水吸收是VOCs凈化的有效方法之一。

如之類似或原理接近的還有納米氣泡、植物提取液吸收、生物酶/生化法等,AB劑是用來分離漆渣的,與此無關。

【活性炭吸附】活性炭是多孔材料,可以吸附VOCs達到吸附平衡,但漆霧等顆粒物可能黏附活性炭表面使其失效,烘干出來的VOCs溫度較高,吸附效果變差,間接冷卻投入大運行費用高,水冷卻氣體濕度大,吸附效果變差……很難伺候。

蕞重要的是吸附平衡,高濃度廢氣吸附容量大,或能達到20%,但20%又如何呢?能吸附多大體積的高濃度有機廢氣呢?工程上多是低濃度有機廢氣,吸附容量極低,效果極差,幾乎可以忽略不計,為了不添堵,所以旁站式比穿透式好,假的比真的好,8000元一方的蜂窩炭和3000元一噸的柱狀煤泥是一樣的。

如果活性炭吸附靠不住,那么活性炭吸附+脫附再生回收/燃燒也是靠不住的,“固定相吸附-熱脫附”也說不清楚。

【UV光解/光氧/低溫等離子】這兩年用活性炭吸附的少了,用UV光解的多了起來,但設備卻良莠不齊。某些油煙凈化器廠,用靜電凈化器殼體裝十幾支紫外燈管,就升級換代為UV光解凈化器了,不同的環保公司貼不同的牌子。有人用φ38mm裝飾管切成300mm長并排焊在一起,中間穿一根不銹鋼焊絲,接上油煙凈化器電源,就是低溫等離子體了,氣體從不銹鋼管和焊絲中間穿過就達標排放了。

判斷這兩種東西好壞的標準就是在排放口聞味道,有魚腥味的是好的,有溶劑臭味的就是差的。那么,問題來了,這玩意的凈化機理到底是什么?光解?等離子體?受倫理、道義和商務限制,沒人愿意或敢于說出實情:破壞VOCs的有效的方法是臭氧氧化。在此省略500字吧。

【冷凝回收】對高濃度有機廢氣應首先選用冷凝回收,比如電磁線圈真空含浸和烘干排氣屬高濃度廢氣,可以冷凝回收,但沒有人嘗試。勁嘉印刷廢氣采用分子篩吸附/脫附回收。

【燃燒法】燃燒是蕞劇烈的氧化,是蕞徹底的處理,有直接燃燒法、催化燃燒法、吸附-催化燃燒法等,它們燃燒溫度和熱能利用效率不同,燃燒溫度和排煙溫度決定能源消耗和處理成本,是好東西但一般用不起,而且一般適用于高濃度廢氣。

【整治思路】源頭改造是本,思路很清晰,方向很明確,但不能操之過急,急于求成,不能再出現生物質鍋爐那樣的事情。在VOCs綜合整治中,只要往源頭改造的方向去做,只要認賬,剩下的就是監管的事了。只要硬件到位,使用比例可以不用太認真,改造失敗損失慘重的案例很多。

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