一、研究背景

近年，我國(guó)大氣污染防治成效明顯，SO2、NO2、CO年均濃度穩(wěn)定達(dá)到國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，顆粒物年均濃度逐年下降，但我國(guó)03年均濃度仍呈波動(dòng)上升趨勢(shì)。2022年，我國(guó)地級(jí)及以上城市03日更大8小時(shí)平均值第90百分位數(shù)濃度為145μg/m3，同比上升5.8%。VOCs作為O3和二次有機(jī)氣溶膠的重要前體物，是控制O3污染和進(jìn)一步降低PM2.5濃度的關(guān)鍵。

根據(jù)行業(yè)的生產(chǎn)工藝、排放特征和可能造成的環(huán)境影響因業(yè)制宜地開展源頭、過(guò)程、末端全過(guò)程控制，是實(shí)現(xiàn)揮發(fā)性有機(jī)物減排和改善環(huán)境空氣質(zhì)量的主要途徑。但VOCs源頭替代和過(guò)程控制技術(shù)與行業(yè)生產(chǎn)工藝相關(guān)，且推動(dòng)需要一定的時(shí)間，目前仍需發(fā)揮好末端治理的保障作用。研究通過(guò)全國(guó)范圍內(nèi)的調(diào)研和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，獲取當(dāng)前我國(guó)VOCs治理技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，分析和評(píng)估VOCs治理技術(shù)的實(shí)際處理效果、經(jīng)濟(jì)成本以及安全性能，梳理VOCs治理技術(shù)實(shí)際應(yīng)用中的問(wèn)題，以期為VOCs防控政策的制定、VOCs治理工作的開展提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。

二、VOCs治理技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

通過(guò)收集國(guó)家及地方環(huán)境部門、環(huán)境科研單位以及行業(yè)協(xié)會(huì)等調(diào)研監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行線上和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，獲取了2298家印刷、家具、電子和制藥行業(yè)等VOCs污染防治重點(diǎn)行業(yè)企業(yè)的VOCs治理技術(shù)應(yīng)用情況。調(diào)研范圍涵蓋京津冀及周邊、長(zhǎng)三角、珠三角、汾渭平原、成渝等重點(diǎn)區(qū)域以及江西和湖南等非重點(diǎn)地區(qū)。

總的來(lái)說(shuō)，各行業(yè)企業(yè)VOCs治理技術(shù)仍以活性炭吸附、光催化/光氧化及其組合技術(shù)為主，約占86.38%。不同行業(yè)VOCs治理技術(shù)的具體應(yīng)用情況有所差異，其中，印刷行業(yè)主要為光催化/光氧化、活性炭吸附以及吸附濃縮+燃燒技術(shù)，占比分別為75.62%、13.73%和3.55%;家具行業(yè)主要為活性炭吸附、吸附+光催化/光氧化以及吸收技術(shù)，占比分別為64.25%、17.35%和6.84%;電子行業(yè)主要為活性炭吸附、光催化/光氧化以及吸附濃縮+燃燒技術(shù)，占比分別為74.30%、22.90%和1.40%;制藥行業(yè)主要為冷凝+吸收、吸收以及吸收+光催化/光氧化+吸附技術(shù)，占比分別為22.22%、16.67%和16.67%。調(diào)研企業(yè)VOCs治理技術(shù)應(yīng)用情況如下圖所示。

三、VOCs治理技術(shù)評(píng)估與常見問(wèn)題

1、VOCs治理技術(shù)評(píng)估

（1）VOCs治理技術(shù)的實(shí)際處理效果

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)各VOCs治理技術(shù)去除效率如下圖所示。其中，吸收+連續(xù)式吸附濃縮+燃燒、連續(xù)式吸附濃縮+燃燒和燃燒技術(shù)的平均去除效率高，分別為94.39%、87.07%和81.74%;其他非燃燒技術(shù)的平均去除效率均在80%以下，特別是企業(yè)較普遍使用的活性炭吸附、光催化/光氧化及其組合技術(shù)去除效率的平均值和中位數(shù)均低于50%。此外，即使使用同一技術(shù)，當(dāng)廢氣濃度和成分、治理裝置設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行和維護(hù)水平不一時(shí)，其去除效率亦會(huì)有較大差異，其中，測(cè)得的活性炭吸附技術(shù)VOCs去除效率差異大，其極差高達(dá)95.22%。

（2） VOCs治理技術(shù)的經(jīng)濟(jì)成本和安全性能

總的來(lái)說(shuō)，去除效率高的燃燒及其組合技術(shù)的經(jīng)濟(jì)成本較高，廣泛使用的活性炭吸附和光催化/光氧化技術(shù)經(jīng)濟(jì)成本較低，吸附回收和冷凝回收技術(shù)的運(yùn)行成本較高，但回收物可產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。此外，等離子體、吸附、燃燒等技術(shù)及其組合技術(shù)還存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，等離子體裝置電暈放電著火、活性炭自燃、蓄熱燃燒裝置爆炸等事故時(shí)有發(fā)生。

2、VOCs治理技術(shù)實(shí)際應(yīng)用中的問(wèn)題

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，VOCs治理技術(shù)選擇不合適、工藝設(shè)計(jì)不合理、預(yù)處理不重視、運(yùn)行不規(guī)范等問(wèn)題較為突出。

（1）技術(shù)選擇和工藝設(shè)計(jì)

當(dāng)前VOCs治理技術(shù)發(fā)展較快，各式各樣的治理技術(shù)及其組合工藝和設(shè)備不斷涌現(xiàn)。但企業(yè)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)認(rèn)識(shí)還不足，且在選擇治理技術(shù)時(shí)僅優(yōu)先考慮一次性投入成本，未綜合考慮治理效果、二次污染及后續(xù)追加投入等問(wèn)題，未根據(jù)排放廢氣的組分、濃度、回收價(jià)值以及廢氣風(fēng)量、溫度、濕度等選擇環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)性能更優(yōu)的治理技術(shù)，進(jìn)而導(dǎo)致建設(shè)成本較低但VOCs處理效果差的光催化/光氧化等技術(shù)的廣泛使用。

正確的工藝設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)治理效果的前提。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，部分企業(yè)采用活性炭吸附技術(shù)，但活性炭板與氣流平行，無(wú)法起到吸附作用;或把活性炭吸附裝置安裝在廠房樓頂，夏季正午裝置可達(dá)50~60℃，或?qū)囟燃s為60℃的烘干廢氣直接連入吸附裝置，導(dǎo)致已吸附在活性炭中的VOCs脫附，VOCs出口濃度高于進(jìn)口濃度。

（2）預(yù)處理

合適的廢氣預(yù)處理是保證廢氣治理技術(shù)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。各治理技術(shù)對(duì)進(jìn)口廢氣要求不一，如吸附技術(shù)對(duì)進(jìn)口廢氣的溫度、濕度、顆粒物濃度等要求嚴(yán)格，當(dāng)進(jìn)口廢氣溫度過(guò)高時(shí)，已吸附在活性炭中的VOCs脫附，出口濃度高于進(jìn)口，當(dāng)進(jìn)口廢氣濕度、顆粒物濃度過(guò)高時(shí)，活性炭吸水飽和或積塵失效，均無(wú)法實(shí)現(xiàn)處理效果;此外，因不重視預(yù)處理而導(dǎo)致催化燃燒技術(shù)的催化劑失活、生物降解技術(shù)的生物菌種死亡等事件時(shí)有發(fā)生。

（3）運(yùn)行管理

由于企業(yè)管理人員和工作人員環(huán)保意識(shí)較薄弱、專業(yè)知識(shí)水平不高，對(duì)于末端治理設(shè)施的日常運(yùn)行、維護(hù)和管理不了解不重視，廢氣收集管道破裂或脫落、活性炭積塵或板結(jié)、失效的活性炭和催化劑等材料及損壞的閥門和加熱管等元器件長(zhǎng)期不更換、燃燒裝置低溫運(yùn)行、吸附濃縮裝置長(zhǎng)時(shí)間不脫附甚至使用兩年從未脫附、末端治理裝置老化積水生銹破損等運(yùn)行不規(guī)范問(wèn)題屢見不鮮。這不僅會(huì)導(dǎo)致治理技術(shù)無(wú)法發(fā)揮正常的處理效果，還有可能面臨行政處罰和引發(fā)安全事故。

四、結(jié)論

1、通過(guò)對(duì)2298家企業(yè)調(diào)研結(jié)果進(jìn)行分析，各行業(yè)企業(yè)VOCs治理技術(shù)仍以活性炭吸附、光催化/光氧化及其組合技術(shù)為主，共約占86.38%;不同行業(yè)VOCs治理技術(shù)的具體應(yīng)用情況有所差異，其中，印刷行業(yè)主要為光催化/光氧化技術(shù)，占比為75.62%;家具和電子行業(yè)主要為活性炭吸附技術(shù)，占比分別為64.25%和74.30%，制藥行業(yè)主要為冷凝+吸收技術(shù)，占比為22.22%。

2、吸收+連續(xù)式吸附濃縮+燃燒、連續(xù)式吸附濃縮+燃燒和燃燒技術(shù)的平均實(shí)測(cè)去除效率更高，分別為94.39%、87.07%和81.74%;其他非燃燒技術(shù)的平均實(shí)測(cè)去除效率均在80%以下，特別是企業(yè)較普遍使用的活性炭吸附、光催化/光氧化及其組合技術(shù)的實(shí)測(cè)去除效率的平均值和中位數(shù)均低于50%，遠(yuǎn)不能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中VOCs處理設(shè)施的處理效率不應(yīng)低于80%的要求。

3、即使使用同一技術(shù)，當(dāng)廢氣濃度和成分、治理裝置設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行和維護(hù)水平不一時(shí)，其去除效率亦會(huì)有較大差異。其中，活性炭吸附技術(shù)的實(shí)測(cè)去除效率差異更大，其極差高達(dá)95.22%。實(shí)際應(yīng)用中，VOCs治理技術(shù)選擇不合適、工藝設(shè)計(jì)不合理、預(yù)處理不重視、運(yùn)行不規(guī)范等問(wèn)題較為突出。

4、去除效率高的燃燒及其組合技術(shù)的經(jīng)濟(jì)成本較高，廣泛使用的活性炭吸附和光催化/光氧化技術(shù)經(jīng)濟(jì)成本較低，吸附回收和冷凝回收技術(shù)的運(yùn)行成本較高，但回收物可產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。此外，等離子體、吸附、燃燒等技術(shù)及其組合技術(shù)還存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。

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