谈挥发性有机物VOCs监测方法与治理技术

谈挥发性有机物VOCs监测方法与治理技术

尹娟

青岛北船管业有限责任公司  266400

摘要：挥发性有机物是一种有机污染物，是造成大气污染的复合物质之一，同时对人体健康也会造成一定的危害。做好挥发性有机物（VOCs）监测工作，有助于确保环境空气中VOCs监测数据准确性，为改善生态环境质量提供技术支撑。本文阐述了VOCs挥发性有机物来源和危害,详细探讨挥发性有机物VOCs的监测和治理技术。

关键词：挥发性有机物VOCs；监测方法；治理技术

引言：由于中国现代化学工业发达,在油漆﹑化学品的生产过程中出现了含酮类,神经类酮型的挥发性有机污染物(VOCs)。VOCs等挥发性有机废水如果未经适当处理就直接释放在环境中,不仅会导致大气环境污染,还将威胁到人们的健康,甚至损伤肺机能,从而导致精神神经系统疾病。由于VOCs的挥发性有机物品种多,来源于社会各个领域,所以,为了达到预期处理目标,就必须了解VOCs挥发性有机物处理工艺的应用状况,为具体应用决策提供帮助。

一、 挥发性有机物VOCs的概述

挥发性有机物来源大致可分成二类,分别是人造污染与天然排放,主要是石油产品和汽车尾气。据相关机构数据,在部分区域的空气中就挥发性有机物总量已多达六十种,而其中十分之一的都含有毒,而且大部分挥发性有机物都是笨和氯代烃,这也就说明了大量废气已经成为挥发性有机物形成的重要来源之一。

挥发性有机物对身体甚至是生存环境都具有很大的影响,人们如果过长时间吸入挥发性有机物,就会导致肺部甚至是心肺系统等方面的疾病,甚至是影响人体健康,研究专家在针对挥发性有机物分析研究以后认为,部分挥发性有机物是导致致癌甚至是基因突变的主要成分之一,而且对挥发性有机物也存在着很大的负面影响。

二、挥发性有机物VOCs的监测方法

（一）气相色谱监测法

气相色谱法是目前使用范围较为广泛的一类气体中挥发性有机物的测量方法。经过长期的实践使用效果分析，气相色谱法已经可以对大气中存在的VOCs浓度进行测定，而且监测的精确度也最高。对于气相色谱法的使用，可以大致分为二个关键期。第一关键期是样本收集阶段，这个阶段的重点任务就在于气体的收集。首先通过吸收罐来获取一定需要量的气体，然后用吸附剂吸收气体中的挥发性有机物，使其得到保留。第二关键期则是样本的监测阶段，在监测的时候，由于气体吸收管工作温度的上升，VOCs就会从气体吸收管中剥离下来，进入到气相色谱仪中来进行监测。事实上，气相色谱法监测VOCs需要较长时间才能获取监测数据，滞后性是这个技术的一个缺点，并且也是应用领域的局限。在整个监测流程中，由于需要使用很多的化学试剂和药物，监测成本比较昂贵，推广应用起来还是有相当困难的。

（二）飞行时间质谱分析监测法

飞行时间质谱分析监测法是在质子与电荷的理论基础上，把质子与电荷之间的区别进行利用，然后对电场的影响进行调整，再在这个过程中统计电场内离子的运行的时间，接着再对数据进行进一步的统计。TOFMS技术的主要优势就在于监测效率十分好，运用这个方法就能够在较少的时间内对空气中的VOCs进行监测，同时还能够在最短的时间内得出监测数据，与此同时监测数据十分精确。但是需要注意的是这个监测方法非常易遭到干扰离子的负面影响，最终增大质谱图的复杂程度，也就是说会让监测人员的质谱图分析过程变得麻烦，这也是现在TOFMS方法最难解决的一个问题。

（三）质子转移反应质谱监测法

质子转移反应质谱监测法在近几年的空气中挥发性有机物监测中也得到了更广泛的应用。质子转移反应质谱监测技术的应用，能够大幅度增大分析质量和监测工作的灵敏程度，同时因为这个监测方法比较容易，而且监测的时间也较短，所以能够大幅度提升监测工作的整体水平。但是，质子转移反应质谱方式还存在着一定的技术难关，因为质子转移反应质谱术是主要是利用核质来对离子进行区分的，因此针对同分异构体的有机分子，就比较难以进行识别区分。因此，在应用质子转移反应质谱技术进行化学分析监测工作时，就需要充分了解该技术的优缺点，并坚持具体技术原理需求，在科学有效的维护和管理过程中，最终提高监测工作的准确性和水平。

（四）吸附剂富集监测法

通常在监测流程中，采用了同一种的固体吸收剂后，就能够进行了对VOCs的吸收浓缩，这就将采集与浓缩在二个流程中实现了了有效融合，也因此有着很大的实用价值，所以人们就把这个技术叫做吸附性富集监测法。该种技术的好处在于使用成本较低，同时拥有更广泛的采集体积空间，而不足之处则在于对挥发性较大的物质并不适宜。

三、 挥发性有机物VOCs治理技术的应用策略

（一）回收技术的应用

1.膜基吸收回收技术

膜基吸附与回收工艺采用了中空的双纤维微孔膜，用来避免乳化，两相都能承受膜上的压力，从而防止二相间的相互碰撞。膜基的处理工艺的重点是要选用合格的化学剂，这也是VOCs处理工艺进行高效率的重要保证，这种工艺对动力的需求相对很小，只要求低压的标准就可以完成界面稳定性的保证任务。这种工艺的操作过程比较简单，耗费较少的动力，并且可以获得相当好的处理效果，可以进行有机物的循环使用与处置，对环境的危害也相对小，很少有二次污染的现象出现

。

2.冷凝回收技术

冷凝回收技术是指在采用通过降低系统工作温度或增加系统电压，将气体的VOCs变成其他状态时，依靠VOCs和其他气态物质在不同温度的饱和蒸汽压下形成不同的物质，进而分离气体的工艺手段。冷凝处理的好处是较适合于中沸点﹑高浓度难以分解有机污染物、需要处理的VOCs,通常还可用作吸附工艺或催化剂燃烧工艺中的辅助方法;其不足之处主要在于当浓度过低时,由于其在低高压下耗电功率很大,且装置运行时间很高,对高度挥发性和中挥发性的VOCs处理效果很不理想。

（二）分解技术的应用

1.生物氧化技术

生物氧化工艺是利用一系列的生物工艺进行对有机物的分解与降解， VOCs则在最后阶段中将被降解成二氧化碳和水。而生物氧化工艺的具体过程则主要包括:首先在设备内添加了VOCs空气之后，再对装置内的空气进行加湿技术处理。接着，使空气随着生物滤床的运动，通过平流吸收和弥散的复合作用，使空气进入到生物填料液层内。然后，再通过微生物膜将空气与滤材中的生物实现了直接接触，并在各种化学反应的影响下，使VOCs进行了降解。最后利用生物氧化工艺对生物物质进行降解，由于采用的是高度标准化的生物技术，所以使用成本也相对较低，且作业过程比较简单。不过由于这种工艺所用的机器容积很大，且难以搬运，因此需要处理VOCs的时间相对较长，且工作效率也很低下。而且由于对混合的生物物料也无法进行分解，同时又对外界的环境温度的要求也较高，因此适应性并不好。

2.催化燃烧技术

在温度、催化剂等的影响下，催化式焚烧技术可以将汽车尾气中可燃的组分氧化降解，进而净化空气，是最主要的汽车尾气处置技术之一。这个技术可以解决易燃、高温分解挥发性有机物。而且催化焚烧的工艺能量小、稳定性好，同时还能减少产生恶臭物质，从而减少了二次污染，而且对可燃的成分种类、热值等均没有影响，因此大部分的挥发性有机物都能进行此过程。

3.高温焚烧技术

高温焚烧技术尤其注重于处理高浓度难分解有机污染物、以及结构复杂的挥发性有机物排放问题。在当前，焚烧炉类型一般分为:直接焚烧炉、对流换热焚烧炉、蓄热焚烧炉。采用高温燃烧方式时，可根据待处理废气组成比例来确定炉型的燃烧系数。高温燃烧时，可高效处理制漆行业废气、医药等企业的工业废气。

结语

总之，大气环境中挥发性有机物（VOCs）污染问题越来越受人们关注,因此，相关部门要落实挥发性有机污染物治理任务,督促相关企业做好源头、过程和末端全流程控制,有效减少VOCs排放,改善环境质量

参考文献

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[2]马剑锋. 挥发性有机物VOCs监测技术与治理方案分析[J]. 科学大众:科技创新, 2020.

[3]魏立新. 探讨制药行业挥发性有机物(VOCs)监测方法体系[J]. 化工管理, 2018(21):1.

[4]吴磊. 环境空气挥发性有机物(VOCs)的有效监测[J]. 环境与发展, 2020, 32(5):2.