浅谈废气中挥发性有机物VOCs监测方法与治理技术论文_欧阳开翼

浅谈废气中挥发性有机物VOCs监测方法与治理技术论文_欧阳开翼

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摘要:现如今,环境问题已经成为了世界性问题,环境污染的种类众多,不仅仅污染环境,还会威胁人类身体健康,所以,环境污染问题一直被全世界人民所关注。在众多的污染物中,废气中的挥发性有机物VOCs对环境和人体健康的危害是最大的,主要由于这种物质本身具有很强的化学性,并且能够结合空气中的其他污染物形成复杂的污染物质,为污染治理增加了不少的难度。随着我国工业化进程的不断推进,废气排放量也在不断增加,废气中的挥发性有机物进一步加重了大气污染。所以,废气中挥发性有机物VOCs的治理工作已经迫在眉睫。本文就此探讨了一系列有助于监测和治理挥发性有机物VOCs的技术和方法。

关键词:挥发性有机物VOCs;监测技术;治理方法

引言:大气污染物质的种类有多种,挥发性有机物就是其中一种,该种物质是PM2.5的重要前提物质,对大气有很大的影响,据大量调查研究表明大部分挥发性有机物都来源于工业生产废气和汽车尾气,还有一部分来源于石油化工行业。在所有的环境污染物中,挥发性有机物对环境的影响是最大的,但是,目前对于挥发性有机物的监测和治理工作还存在一些问题,甚至有许多的漏洞。所以,一定要充分落实国家发布的大气环境保护的相关规划,有效提高挥发性有机物的治理和监测工作。只有对挥发性有机物的结构进行充分的了解,才能够进一步研究其浓度水平和对大气污染产生的影响,进而制定出合理的监测技术和治理方法。

一、挥发性有机污染物(VOCs)的监测技术分析

1.膜萃取气相色谱技术

随着科学技术的不断进步与发展,对挥发性有机污染物的监测技术不断完善,应用最多的是膜萃取色谱方法。主要采取膜技术对样品进行处理,而且膜技术是多种处理方法的首要选择。在膜处理过程中,完全相互融合的两相是不存在的,而且对于处于乳化液状态的物体可以完全除去,此过程可以大幅度的降低溶剂的使用量。所选用的样品可以连续地和萃取剂进行接触作用,进而对挥发性有机物进行监测,可以完成实时监测的目的。利用此方法进行监测时,中空纤维膜连续地通过空气,VOCs通过纤维膜的过程中是具有选择性的。利用选择性的气体介质-氮气,VOCs不断地得到聚集,然后利用电加热的方式对其进行加热处理。这一过程会形成具有一定时间间隔的脉冲。样品在透过萃取膜时,需要保证一定的时间,以满足稳定性能高的模式,使得监测结果更加准确。

2.TDLAS技术

在不断地研究和实践应用中,大多数研究者将目光转移到激光光谱技术应用的开发中。由于激光具有更强的密度、光子通量大等特点,因此激光光谱监测方法逐渐被开发和应用,其中利用最为广泛的方法是TDLAS技术。因为这一技术具有更高的灵敏度和选择性,可以对挥发性物质进行实时地、动态地监测。据相关数据分析显示,该方法在1s内可以达到ppm级甚至是ppb级的监测速度,同时监测灵敏度可以提高100倍。另外,该技术可以在复杂的环境下进行监测工作,如高温、高压、高腐蚀性环境。因此,TDLAS技术具有广泛的应用前景。

3.质子转移反应质谱

由于VOCs具有较高的活性,无论是样品采集,还是进行仪器分析,都存在着一定的困难,采用在线分析的技术手段能够有效避免受到衍生化的困扰,确保得到更加准确的检测结果。作为可以高效率检测大气中挥发性物质的检测方法,质子转移反应质谱具有较高的灵敏度,能够快速进行性能分析,通过在线采样,不需要进行浓缩等操作过程,提高效率。

4.吸附剂富集检测法

所谓吸附剂富集检测法,就是指通过对某些固体吸收剂的使用,达到对挥发性有机物VOCs进行吸附浓缩的过程,可以有效结合采样与浓缩这两个过程,具有较好的实用性能。相对比而言,吸附剂富集检测法具有较低的价格,能够进行重复使用,便于清洗,具有较广泛的采集体积空间,但是对于挥发性较高的化合物,该检测方法不适用。

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二、挥发性有机污染物(VOCs)的相关治理技术分析

1.回收法处理

VOCs的回收法包括吸附法、吸收法、冷凝法和膜分离法,这些方法利用各种化学技术手段对VOCs进行脱除,降低其含量。吸附法是利用固体吸附剂(活性炭、分子筛)对污染物进行吸附净化。吸附法的主要原理是利用吸附剂的内部孔道,孔道内具有巨大的比表面积,可以对VOCs进行吸附。适宜的处理方法可以使气流稳定、VOCs的浓度为300-5000ppm。吸附法和其他方法相比,具有效果好、能耗低、工艺成熟、易推广等优点,但一般设备体积比较大,占地较多。吸收法是利用低挥发或者不挥发的有机溶剂对VOCs进行吸收处理,主要依靠物质在吸收剂中的溶解度或者化学反应特性的差异进行处理。特别针对气体浓度处于0.05%-0.5%之间或者是流量处于3000-15000m3/h之间的有害气体,吸收效果是非常好的。吸收方法主要适用于浓度较高、温度较低和压力较大情况下气相污染物的处理。另外,冷凝法是通过降低温度,使得VOCs达到冷凝点,然后从气体中析出,达到降低其浓度的目的。膜分离方法利用物质穿过膜的能力或者对膜的选择性差异来完成VOCs治理的。

2.分解法处理

分解法包括燃烧法、光催化法、生物法等,其中燃烧法利用VOCs容易被燃烧的特性达到去除其影响的目的。燃烧法可以将VOCs变化为无机小分子,降低其危害程度。主要包含两种方式直接燃烧法和催化燃烧法。直接燃烧就是借助其燃烧特性直接将其作为燃料进行燃烧处理。催化燃烧借助一个催化剂使得有机废气利用类似热氧化的方式,使它们利用燃烧的方法,来处理有机废气的方法,一般采用有机物铂、钯等贵金属作为催化剂。光催化处理法是利用稳定性好的活性炭作为载体,然后利用光催化剂,如二氧化钛、二氧化锌等对VOCs进行降解处理。此种方法不会产生二次污染。等离子处理方法是一种新型的处理方法,等离子中含有丰富的化学活性的粒子,废气中污染物质与这些粒子相互作用,污染物被转化为无机小分子物质。

三、挥发性有机物污染物VOCs管控政策及建议

1.尽快开展VOCs排污收费试点工作

整治和调查两手抓的同时,清单摸查和排污收费也应两手抓,用清单工作推进收费试点,用收费试点推进企业VOCs减排和配合有关部门完善清单摸查。通过VOCs排污收费试点促使企业自觉寻求减排机制,自动淘汰落后产能。

2.尽快建立多部门联合控污长效工作机制

VOCs减排和管控不应该是环保部门的一家之事,应该形成以政府为主导,环保、财政、发改委等多部门联动的工作模式和机制,为贯彻实施VOCs治理提供绿色通道。以最大的限度提升该项工作的实施力度。

3.建立VOCs排放监测与研究体系

目前,多数城市的环境监测部门还未配备VOCs的在线监测仪器,VOCs监测和研究设备的缺失导致其治理和监测能力大大降低。建议出台有关政策或计划,尽快筹建本地VOCs防治监测与研究能力,推进环保系统内部空气质量数据共享,提升VOCs治理的整体水平。

结语:加强对挥发性有机物的监测方法的研究,由于监测方法的种类有很多,所以,为了使挥发性有机物的监测办法更加全面,增强其监测质量,所以,我们可以汲取每种监测方法的优点,将其总结成一套系统的挥发性有机物监测管理办法。针对挥发性有机物的治理技术而言,冷凝回收技术是目前使用最广泛的治理技术,其具有性能好、成本低的优点,管理人员应该以该种技术为主要研究对象,进行重点推广。

参考文献:

[1]刘宇麟.挥发性有机物VOCs监测方法与治理技术[J].干旱环境监测,2016,30(2):76-82.

[2]卓丽珊.挥发性有机物VOCs监测方法与治理[J].中国科技投资,2017(6).

论文作者:欧阳开翼

论文发表刊物:《基层建设》2018年第26期

论文发表时间:2018/9/18

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