新聞中心

　　目前主要適合處理低濃度、不具有回收價值的VOCs氣體，需增大研發力度，規范市場秩序◆席勁瑛隨著相關政策法規、標準的出臺，目前國內防治VOCs（揮發性有機物）污染已進入議事日程并不斷深入。在生產過程中采用替代產品和實施清潔生產從源頭上減少VOCs產生和排放，是控制VOCs的首選措施。然而在很多情況下，VOCs 氣體會不可避免地揮發，因此，收集處理VOCs氣體(包括回收)是必不可少的控制措施。VOCs氣體處理技術主要分為兩類，一類是回收技術，以各種物理方法為主，對排放的VOCs進行吸收、過濾、分離，再資源化循環利用。包括吸附、冷凝、膜分離、吸收等技術。另一類是分解技術，以化學處理和生物處理方法為主，把排放的VOCs分解化合轉化為其他無毒無害物質。包括熱力燃燒、催化燃燒、等離子體、化學吸收、紫外光（催化）氧化、生物處理等技術。在眾多處理技術中，VOCs生物處理技術是近年來廣受關注的一種技術，具體的處理工藝有生物過濾法、生物滴濾法、生物洗滌法、活性污泥法和膜生物法等。生物法可將VOCs降解為水、二氧化碳等無害物質VOCs生物處理技術具有多個優點，工藝設備結構相對簡單，處理工藝投資和運行費用較低，產生二次污染物少生物處理技術去除VOCs的基本原理是，氣體中的VOCs經過傳質過程（氣液接觸表面或通過膜）進入微生物懸液或生物膜中，在好氧條件下（有氧氣存在的條件下）大部分VOCs被微生物降解為水、二氧化碳、硫酸鹽、硝酸鹽等小分子無機物質，小部分轉化為剩余菌體，從而實現VOCs氣體凈化。與其他物理和化學處理技術相比，VOCs生物處理技術具有多個優點。由于生物處理裝置的關鍵部分是生物填料層和噴淋加濕系統，工藝設備結構相對簡單，而其他工藝組成往往比較復雜。例如，蓄熱式催化燃燒（RCO）工藝具有催化反應床、氣體熱交換、氣路切換閥門、電加熱或燃氣加熱、防爆、溫度監控模塊等多個部分。另外，生物處理工藝投資和運行費用較低。由于不使用價格昂貴的催化劑、吸附劑或離子管，其投資費用一般比其他方法便宜1/3至1/2。此外，由于生物法反應在常溫下進行，不需要對氣體進行加熱，在運行過程中也僅消耗少量的營養液和水，其能量消耗與藥劑消耗水平比較低，運行費用也相對低廉。運用生物法產生二次污染物少。VOCs生物法處理的產物主要是無害的二氧化碳、水等小分子物質，屬于一種綠色環保技術。研究表明，某些工藝處理過程中，VOCs會轉化為毒性更大的中間產物，或者產生臭氧等有害副產物，或者產生大量廢液，從而產生二次污染物。任何VOCs處理技術都有其優缺點和適用范圍。在VOCs處理領域，由于氣體性質千差萬別，不存在某一類技術“包打天下”的情況。同樣，VOCs生物處理技術也并不是萬能的，它主要適合于處理低濃度、不具有回收價值或燃燒經濟性的VOCs氣體，尤其適合處理生物降解性較好組分的氣體。在國內外不同行業得到成功應用在美國加州和西德建成土壤過濾床，被用于污水處理廠；20世紀80年代后，生物過濾塔應用領域擴展到其他含有毒污染物的廢氣；進入21世紀，生物法應用研究依然活躍據了解，生物技術已經有60多年的研究和應用歷史，尤其在德國、荷蘭等歐洲國家應用較為廣泛。20世紀50年代，在美國加州和歐洲的西德建成了一些土壤過濾床，并被用于處理污水處理廠散發出的含硫化氫的惡臭氣體。早期是敞開式土壤生物濾床，后來發展為封閉式生物過濾塔。由于敞開式的生物濾床占地大，并且受氣候條件影響較大，因此封閉式的生物過濾塔更適用于工業企業和城市。進入20世紀60年代和70年代，在歐洲一些國家，尤其是在西德和荷蘭，生物過濾塔被廣泛應用于污水處理、噴涂、堆肥、食品加工，以及畜禽養殖等領域，并被認為是最具實用性的有機廢氣控制技術。20世紀80年代后，生物過濾塔應用領域擴展為控制VOCs和其他含有毒污染物的廢氣，比如化工廠和印刷車間排放的氣體等。除了歐美國家外，世界其他各國的研究者也先后對此工藝展開研究和應用。進入21世紀，由于生物過濾塔本身具有技術經濟方面的優勢和巨大的應用潛力，它的應用研究依然非常活躍。目前，VOCs生物處理技術已經在不同行業得到成功應用。在污水處理、垃圾堆肥、垃圾焚燒、畜禽養殖、畜禽糞便處理、動物尸體處理等惡臭類VOCs氣體凈化領域，生物法已經成為主流技術和工藝。在車輛噴涂、包裝印刷、家具制造、電子器件、石油化工、制藥、印染、橡膠制品、塑料制品等領域的VOCs氣體處理方面，生物法已經有了越來越多的成功應用案例。未來在這些領域，預計生物法將會有快速發展和廣泛應用，市場機會將越來越多。對難生物降解、高濃度VOCs去除效果較差采用紫外+生物過濾工藝，運用紫外單元提高VOCs可生化性；增加反應器高度，從而減小反應器占地面積；發揮行業協會和政府作用，建立第三方評估和推廣平臺，有序推動新技術推廣應用在VOCs生物處理技術的應用過程中，也出現了一些技術難點。生物法對于難生物降解、高濃度的VOCs去除效果較差。針對這一問題，可以采用紫外+生物過濾聯合工藝，運用紫外單元提高VOCs的可生化性，同時降低生物過濾單元的負荷。生物處理技術還存在占地過大問題，可通過優化反應器解決，即在不改變反應器體積的前提下，增加反應器的高度，從而減小反應器的占地面積。生物量累積過量，填料層堵塞，壓降升高也是生物處理技術中不可忽略的問題，可通過增加預處理單元，優化噴淋條件以及生物量控制來解決。此外，當前VOCs生物處理技術在推廣應用過程中，還存在一些問題。一是開展生物技術推廣的企業規模小、數量多，市場分散且呈現碎片化趨勢，行業內相互壓價與惡性競爭現象較為普遍，VOCs生物處理領域還缺乏大中型企業，行業整體實力偏弱。二是行業內普遍重公關營銷、重工程建設而忽視運行管理。許多企業認為生物法技術門檻不高，簡單模仿和復制已有工程，不能根據工程需要靈活調整設計運行參數，工程建成后管理也跟不上。導致工程處理效果不佳或運行不穩定，從而對生物法在市場上的口碑和被接受程度產生負面影響。三是企業普遍缺乏技術創新能力，而高校和科研機構的研究成果難以直接產業化，缺乏技術驗證、孵化和推廣平臺。對于未來VOCs生物處理技術的推廣應用，我們建議，發揮行業協會作用，加強需求方、VOCs治理企業和科研機構的交流與合作，增加信息透明度，減少由于信息不對稱而出現的推廣應用壁壘。另外，政府相關部門加大對企業VOCs違法排放的監管力度，倒逼企業加嚴VOCs處理工程建設和運行標準，形成行業內重視運行管理的氛圍。通過技術孵化平臺推動技術創新成果優化、實用化，同時建立技術的第三方評估和推廣平臺，有序推動新技術推廣應用。（作者系清華大學環境學院副研究員）