VOCs減排技術(shù)分類與發(fā)展解讀
揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)作為細(xì)顆粒物(PM2.5)和臭氧(O3)生成的關(guān)鍵前體物,其有效管控已成為打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的關(guān)鍵舉措之一。在國(guó)家和地方政策的強(qiáng)力推動(dòng)下,工業(yè)源VOCs排放管控受到廣泛重視,圍繞工業(yè)企業(yè)VOCs管控投入了大量的治理設(shè)施和技術(shù)手段。
VOCs減排技術(shù)分類與應(yīng)用
1. 源頭削減技術(shù)
源頭削減是減少VOCs排放的最有效手段之一,主要通過減少有害物質(zhì)的源頭使用來實(shí)現(xiàn)。例如,大力推廣低(無)揮發(fā)性有機(jī)物含量的涂料、油墨、膠黏劑、清洗劑等產(chǎn)品。此外,提升行業(yè)清潔生產(chǎn)水平,提高廢氣收集效率,減少生產(chǎn)過程VOCs無組織逸散與排放。
2. 過程控制技術(shù)
過程控制技術(shù)旨在減少生產(chǎn)過程中VOCs的逸散和排放。這包括優(yōu)化生產(chǎn)工藝和設(shè)備,確保VOCs在生產(chǎn)過程中得到有效的控制和管理。例如,針對(duì)重點(diǎn)行業(yè)、重點(diǎn)污染物排放量大的工藝環(huán)節(jié),研發(fā)推廣專業(yè)化深度治理工藝和設(shè)備,開展應(yīng)用示范。
3. 末端治理技術(shù)
末端治理是VOCs減排的關(guān)鍵環(huán)節(jié),主要包括以下幾種技術(shù):
- 吸附法:利用吸附劑(如活性炭、凹凸棒石等)的表面吸附或離子交換作用去除VOCs。
- 燃燒法:包括直接火焰燃燒和催化燃燒,通過燃燒有機(jī)廢氣來降低有機(jī)物濃度。
- 冷凝法:通過降低廢氣溫度使VOCs冷凝,從而實(shí)現(xiàn)VOCs的回收。
- 生物處理法:利用微生物代謝作用分解VOCs。
- 等離子體破壞法:通過等離子體產(chǎn)生的高能電子破壞VOCs分子結(jié)構(gòu)。
最新VOCs減排技術(shù)進(jìn)展
1. 吸附材料的改進(jìn)
新型吸附材料的研發(fā)和應(yīng)用是VOCs減排技術(shù)的重要進(jìn)展之一。例如,通過改性天然材料(如凹凸棒石)來提高其吸附效率和穩(wěn)定性。此外,提升VOCs關(guān)鍵功能性吸附催化材料的效果和穩(wěn)定性,針對(duì)現(xiàn)有吸附材料吸附/再生性能仍較差、催化材料易中毒失活等問題進(jìn)行研究和改進(jìn)。
2. 組合工藝的應(yīng)用
組合工藝在VOCs減排中展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。例如,“吸附濃縮+燃燒”技術(shù)結(jié)合了吸附和燃燒的優(yōu)點(diǎn),既能高效去除VOCs,又能降低能耗。此外,RTO(蓄熱式熱氧化)、膜法等高效工藝也在VOCs治理中得到廣泛應(yīng)用。
3. 區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控
區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控是徹底治理VOCs污染的有效手段。通過建立多目標(biāo)最優(yōu)減排模型,并運(yùn)用先進(jìn)的算法(如基于自適應(yīng)變異率的分解多目標(biāo)進(jìn)化算法)來優(yōu)化VOCs減排方案,可以實(shí)現(xiàn)減排總量最大、減排成本最低、經(jīng)濟(jì)影響最小的目標(biāo)。
環(huán)保政策對(duì)VOCs減排的影響
1. “雙碳”政策的推動(dòng)
“雙碳”政策的實(shí)施為VOCs減排提供了新的動(dòng)力。同一經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度下,2060年“雙碳”情景下VOCs減排量比強(qiáng)化減排情景預(yù)計(jì)增加42.8萬噸—43.2萬噸。此外,VOCs污染防治被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的現(xiàn)實(shí)要求,協(xié)同降碳、協(xié)同溫室氣體減排等構(gòu)成其主要特征。
2. 全過程精細(xì)化管控
“全過程精細(xì)化管控”成為VOCs減排的重要方向。這包括優(yōu)化含VOCs原輔材料和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、嚴(yán)格執(zhí)行VOCs含量限制標(biāo)準(zhǔn)、加快把VOCs納入征收范圍等措施。此外,針對(duì)簡(jiǎn)易低效廢氣處置設(shè)施,加快替代升級(jí)也提上日程。
3. 區(qū)域協(xié)同治理
區(qū)域協(xié)同治理是VOCs減排的重要策略。例如,《空氣質(zhì)量持續(xù)改善行動(dòng)計(jì)劃》(“大氣十條3.0”)明確將在重點(diǎn)區(qū)域、成渝地區(qū)、長(zhǎng)江中游城市群和其他VOCs排放量較高的城市開展光化學(xué)監(jiān)測(cè),并提出要由“實(shí)施VOCs專項(xiàng)整治方案”向“大力推動(dòng)VOCs減排”轉(zhuǎn)變。
未來發(fā)展趨勢(shì)
1. 技術(shù)創(chuàng)新與協(xié)同增效
未來,VOCs減排技術(shù)將更加注重協(xié)同增效。例如,通過組合工藝(如吸附+膜分離+生物法)實(shí)現(xiàn)VOCs的高效治理和資源回收。此外,研發(fā)和應(yīng)用更高效的吸附材料、催化材料等也將成為研究熱點(diǎn)。
2. 綠色材料與低碳技術(shù)
開發(fā)和推廣綠色材料和低碳技術(shù)是VOCs減排的重要方向。例如,推廣低VOCs含量的涂料、油墨等產(chǎn)品,以及采用低碳生產(chǎn)工藝(如短流程、反應(yīng)過程強(qiáng)化等)。
3. 精準(zhǔn)治理與智能控制
結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)與AI算法,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)VOCs濃度并動(dòng)態(tài)調(diào)整處理參數(shù),提升治理效率。例如,通過數(shù)字化管理實(shí)現(xiàn)園區(qū)污水站的標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)營(yíng)。
4. 政策驅(qū)動(dòng)與產(chǎn)業(yè)升級(jí)
隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格,VOCs減排將推動(dòng)相關(guān)行業(yè)的技術(shù)升級(jí)和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。例如,《船舶制造業(yè)綠色發(fā)展行動(dòng)綱要(2024-2030年)》明確要強(qiáng)化VOCs綜合治理,加強(qiáng)VOCs全過程、精細(xì)化管控。
VOCs減排不僅是環(huán)保的需要,更是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)和推動(dòng)綠色低碳發(fā)展的重要舉措。通過技術(shù)創(chuàng)新、政策驅(qū)動(dòng)和區(qū)域協(xié)同治理,VOCs減排技術(shù)正在不斷進(jìn)步和應(yīng)用。未來,隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和政策的持續(xù)推動(dòng),VOCs減排將為實(shí)現(xiàn)藍(lán)天白云、清新空氣的目標(biāo)提供重要支撐。
技術(shù)資料