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VOC廢氣治理

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浙江某污水站廢氣治理技術方案

浙江某廠區生產廢氣需進行收集及處理。目前實驗室廢氣無組織排放。廠區異味嚴重，需進行廢氣集中收集處理。

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產品詳情

一、項目概況

浙江某廠區生產廢氣需進行收集及處理。目前實驗室廢氣無組織排放。廠區異味嚴重，需進行廢氣集中收集處理。

為了滿足環保要求，其委托我方對廠區環保問題（廢氣）進行診斷并提出環保措施方案。我司通過現場照片及和業主溝通后，將目前廠區存在的環保問題梳理如下：

廢氣治理公司

表1：現有廢氣收集及處理現狀情況

序號	廢氣來源	污染物	現狀	建議廢氣收集及處理方式	風量
1	3臺疊螺機	VOCs	無收集無處理	ü 在疊螺機上方加裝集氣罩進行收集；	4500m3/h
2	污泥料倉	VOCs	無收集無處理	ü 在污泥料倉上方加裝廢氣排放口；	1500m3/h

二、設計標準

（1）《中華人民共和國環境保護法》相關法律、法規；

（2）《中華人民共和國大氣污染物防治法》；

（3）《大氣污染物綜合排放標準》（DB 31/933-2015）有組織排放限值；

（4）《惡臭（異味）污染物排放標準》（DB31/1025-2016）有組織排放限值；

（5）《工業企業設計衛生標準》（TJ 36-79）；

（6）《采暖通風與空氣調節設計規范》（GB 50019-2003）；

（7）《通風管道技術規程》（JGJ 141-2004）；

（8）《建筑結構荷載規范》（GB 50009-2012）；

（9）《工業企業廠界環境噪聲排放標準》（GB 12348-2008）；

（10）《通用用電設備配電規范》（GBJ 50055-93）；

（11）《電氣裝置安裝工程配線工程施工及驗收規范》（GB 50258-96）；

（12）業主提供的其他基礎資料及數據等。

三、設計原則

（1）廢氣治理達到《大氣污染物綜合排放標準》（DB 31/933-2015）有組織排放限值和《惡臭（異味）污染物排放標準》（DB31/1025-2016）有組織排放限值；

（2）貫徹國家關于環境保護的基本國策，執行國家的相關法規、政策、規范和標準；根據本工程實際情況，選用適合本工程特點、技術先進、經濟合理的處理技術，安全可靠的工藝路線和設計參數；

（3）廢氣處理設施總平面布置力求布局合理，工藝流程順暢，占地面積少；

（4）選擇投資省、運行費用低、管理簡單、維修量少的工藝設備，確保廢氣處理設施長期穩定運行，達標排放；

（5）選用噪聲小的設備，避免對環境造成二次污染。

四、設計范圍

（1）乙方負責尾氣處理裝置及相關管路的設計、制造、安裝、調試等。初步報價中包括設備，安裝，調試等的報價；

（2）乙方負責對設備操作人員的培訓；

（3）甲方負責項目配套的公用工程，包括電源、儀表空氣等，廢水就近排放到污水管網。

五、排放標準

根據企業所處位置和當地環保管理部門的要求，項目排放執行《大氣污染物綜合排放標準》（DB 31/933-2015）和《惡臭（異味）污染物排放標準》（DB 31/1025-2016）有組織排放限值標準。

廢氣治理

表污染物項目排放限值

污染物	最高允許排放濃度（mg/m3）	最高允許排放速率（kg/h）	引用標準
非甲烷總烴	70	3.0	《大氣污染物綜合排放標準》（DB 31/933-2015）
臭氣濃度（無量綱）	1000（排氣煙囪高度15≤H <30）		《惡臭（異味）污染物排放標準》（DB 31/1025-2016）

六、公用動力系統

儀表用壓縮空氣由公用動力站房提供；

工業水由廠區環網供給；

公用系統技術參數見下表所示；

表：動力系統參數表

動能		參數指標
電力	電壓	380V±10% 50HZ
工業水	PH值	7.0～7.5
工業水	壓力	0.2～0.3MPa
儀表用壓縮空氣	壓力	不小于0.6MPa
	含水量（露點）	-20℃
	含油量	0.01mg/m3
	最大顆粒直徑	＜1μm
	固體物量	0.1mg/m3

七、設計方案

7.1 工藝比選

VOCs控制技術包含兩類，第一類是非破壞性方法，即采用物理方法將VOCs回收；第二類是通過生化反應將VOCs氧化分解為無毒或低毒物質的破壞性方法。具體技術分析對比見下表：

表各類VOCs治理工藝綜合因素比選

處理方法		原理	適用
回收技術	吸附技術	吸附法是目前最廣泛使用的VOCs回收法。它屬于干法工藝，是通過具有較大比表面積的吸附劑對廢氣中所含的VOCs進行吸附，將凈化后的氣體排入大氣。常見的的吸附劑有粒狀活性炭、活性炭纖維、沸石、分子篩、多孔粘土礦石、活性氧化鋁、硅膠和高聚物吸附樹脂等。活性炭吸附法最適于處理VOCs濃度為300-5000ppm的有機廢氣，	主要用于吸附回收脂肪和芳香族碳氫化合物、大部分含氯溶劑、常用醇類、部分酮類和酯類等;活性炭纖維吸附低濃度以至痕量的吸附質時更有效，可用于回收苯乙烯和丙烯腈等，但費用較活性炭吸附法高。該法已廣泛用于噴漆行業的苯、乙醇和醋酸乙酯，制鞋行業的三苯(苯、甲苯、二甲苯)和丙酮，印刷行業的異丙醇、醋酸乙酯和甲苯，電子行業的二氯甲烷和三氯乙烷的吸附回收。對低濃度的惡臭物質的去除經濟、有效、可靠。
	吸收技術	吸收法是利用液體吸收液從氣流中吸收氣態VOCs的一種方法，其常用方式有填料塔和噴淋塔兩種吸收法，吸收效果主要取決于吸收劑的吸收性能和吸收設備的結構特征。該法對吸收劑和吸收設備的有較高的要求，而且需要定期更換吸收劑，過程較復雜，費用較高。	常用于處理高濕度>(50%)VOCs氣流。該法的處理濃度范圍為500-5000ppm，同時該法適用于惡臭的去除。
	冷凝技術	冷凝法是利用物質在不同溫度下具有不同飽和蒸汽壓這一性質，采用降低溫度、提高系統的壓力或者既降低溫度又提高壓力的方法，使處于蒸氣狀態的VOCs冷凝并從廢氣中分離出來的過程。在給定的溫度下，VOCs的初始濃度越大，VOCs的去除率越高。	冷凝法特別適用于處理VOCs濃度在10000ppm以上的較高濃度的有機蒸氣，VOCs的去除率與其初始濃度和冷卻溫度有關。冷凝法在理論上可達到很高的凈化程度，但是當濃度低于幾個ppm時，須采取進一步的冷凍措施，使運行成本大大提高，所以冷凝法不適宜處理低濃度的有機氣體，而常作為其他方法（如吸附法、焚燒法和使用溶劑吸收）凈化高濃度廢氣的前處理，以降低有機負荷，回收有機物。
銷毀技術	燃燒技術	熱破壞是目前應用比較廣泛也是研究較多的有機廢氣治理方法，特別是對低濃度有機廢氣。有機化合物的熱破壞可分為直接火焰燃燒和催化燃燒。燃燒時所發生的化學作用主要是燃燒氧化作用及高溫下的熱分解。直接燃燒法：把廢氣中可燃的有害組分當作燃料直接燃燒。因此，該方法只適用于凈化可燃有害組分濃度較高的廢氣，或者是用于凈化有害組分燃燒時熱值較高的廢氣。催化燃燒法：在催化劑作用下，使廢氣中的有害可燃組分完全氧化為CO2和H2O等。由于絕大部分有機物均具有可燃燒性，因此催化燃燒法己成為凈化含碳氫化合物廢氣的有效手段之一。又由于很大一部分有機化合物具有不同程度的惡臭，因此催化燃燒法也是消除惡臭氣體的有效手段之一。	因此，這種方法只能適用于凈化那些可燃的或在高溫情況下可以分解的有害物質。對化工、噴漆、絕緣材料等行業的生產裝置中所排出的有機廢氣，廣泛采用了燃燒凈化的手段。由于VOCs燃燒氧化的最終產物是CO2，H2O等，因而使用這種方法不能回收到有用的物質，但由于燃燒時放出大量的熱，使排氣的溫度很高，所以可以回收熱量。優點：一般情況下去除率均在95%以上。
	光催化降解	利用催化劑(如TiO2)的光催化性，氧化吸附在催化劑表面的VOCs，最終產生CO2和H2O。其利用用光照射半導體光催化劑，使半導體的電子充滿的價帶躍遷到空的導帶，而在價帶留下帶正電的空穴(h+)。光致空穴具有很強的氧化性，可奪取半導體顆粒表面吸附的有機物或溶劑中的電子，使原本不吸收光而無法被光子直接氧化的物質，通過光催化劑被活化氧化。光致電子還具有很強的還原性，使得半導體表面的電子受體被還原。	由于該技術還沒有很完備的理論，在光催化TiO2的產物上一直存在爭論，不能確定中間產物是否會造成二次污染。而且，光催化氧化法存在著催化劑的失活、催化劑難以固定，且催化劑固定后催化效率降低的缺點，因此該技術目前尚未商業化。
	生物降解技術	生物降解技術最早應用于脫臭，近年來逐漸發展成為VOCs的新型污染控制技術。該技術中，含有VOCs的廢氣由濕度控制器進行加濕后通過生物濾床的布氣板，沿濾料均勻向上移動，在停留時間內，氣相物質通過平流效應、擴散效應、吸附等綜合作用，進入包圍在濾料表面的活性生物層，與生物層內的微生物發生好氧反應，進行生物降解，最終生成CO2和H2O。	生物降解法設備簡單，運行維護費用低，無二次污染等優點，尤其在處理低濃度、生物可降解性好的氣態污染物時更顯其經濟性。體積大和停留時間長是生物法的主要問題，同時該法對成分復雜的廢氣或難以降解的VOCs去除效果較差。
	等離子體技術	等離子體被稱為物質的第四種形態，由電子、離子、自由基和中性粒子組成，是導電性流體，總體上保持電中性。發展前景比較廣闊的等離子體技術是電暈放電技術，用其處理VOCs具有效率高、能量利用率高、設備維護簡單、費用低等優點。電暈放電是指在非均勻電場中，用較高的電場強度使氣體產生“電子雪崩”，出現大量的自由電子，這些電子在電場力的作用下做加速運動并獲得能量。當這些電子具有的能量與C-H、C=C或C-C鍵的鍵能相同或相近時，就可以打破這些鍵，從而破壞有機物的結構。電暈放電可以產生以臭氧為代表的具有強氧化能力的物質，可以氧化有機物。所以電暈法處理VOCs理論上是上述兩種機理共同作用的結果。	電暈放電技術對VOCs的處理效率很高，應用范圍廣，基本上各類VOCs都能有效處理，對低濃度VOCs處理效果顯著。運行工藝簡單，維護方便、能耗低，比傳統方法更經濟有效。存在的問題是，該技術還處于實驗室研究階段，處理量較小；該技術對電源的要求很高，在分解VOCs分子的同時，還有一些有害副產物產生，如NOx、CO、O3等。