揮發(fā)性有機(jī)化合物(VolatileOrganicCompounds，簡稱VOCs),是指沸點(diǎn)小于250℃的化學(xué)物質(zhì)，是常見的大氣污染物之一。揮發(fā)性有機(jī)化合物主要來自制藥、石油、化工、皮革以及噴涂等行業(yè)所排放出的有機(jī)溶劑廢氣，這些廢氣中含有脂肪烴、鹵代烴、硫烴、有機(jī)酸等等。這些揮發(fā)性有機(jī)化合物如果未經(jīng)處理直接排放到環(huán)境中，既會對人的健康以及動植物的生長產(chǎn)生較大地直接性危害，也會在光氧化反應(yīng)下，形成二次有機(jī)物氣溶膠，產(chǎn)生酸雨、霾以及光化學(xué)煙霧等等。
來自醫(yī)藥、化工以及噴涂等領(lǐng)域中所產(chǎn)生的各種芳香烴化合物的二次有機(jī)溶膠生成潛勢會明顯要高于非芳烴類化合物，因此，加強(qiáng)對這些領(lǐng)域的揮發(fā)性有機(jī)廢氣的治理研究具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。
1VOCs種類及危害
1.1VOCs種類
VOCs種類眾多，按其化學(xué)結(jié)構(gòu)，可以分為：烴類(烷烴、烯烴和芳烴)、酮類、酯類、酚類、醛類以及胺類、氰類等等(見表1)。
1.2VOCs危害
我國人為源排放的VOCs總量逐年增加，以建筑涂料行業(yè)為例，2013年全國內(nèi)外墻總用量為208.59萬噸，假設(shè)全部使用的是水性膠涂料，且又符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB18582-2008規(guī)定的含量限制，以VOCs≤120g˙L-1計算，全國當(dāng)年的內(nèi)外墻涂料排放到大氣中就約有18萬噸VOCs。VOCs排放，既會對環(huán)境產(chǎn)生較大影響，也回對人的健康構(gòu)成威脅。VOCs會誘發(fā)灰霾，導(dǎo)致復(fù)合型污染，在大氣光化學(xué)反應(yīng)，在陽光下產(chǎn)生光化學(xué)煙霧，影響動植物生長。甲苯、二甲苯等有害物質(zhì)還會污染室內(nèi)空氣。對于人的健康危害主要表現(xiàn)在四個方面：有機(jī)硫化物、含氯有機(jī)化合物、含氮有機(jī)化合物等具有一定程度的惡臭味，幾乎所有的VOCs都會對人呼吸道以及肺部等呼吸系統(tǒng)具有較大破壞性;醛類VOCs對人的皮膚和眼睛具有較強(qiáng)的刺激性;使用的殺蟲劑、除草劑等醛類、烯、烷烴、苯系物、含氯有機(jī)化合物、有機(jī)鹵化物容易對人的血液、神經(jīng)系統(tǒng)和肝腎臟造成破壞，嚴(yán)重的會誘發(fā)白血病，導(dǎo)致肝、腎功能衰竭;烯、含氯有機(jī)化合物以及含氮有機(jī)化合物具有較強(qiáng)的“致癌、致畸、致突變”性，苯系物為突出。
1.3醫(yī)藥化工區(qū)揮發(fā)性有機(jī)廢氣特點(diǎn)
醫(yī)藥化工區(qū)集中了許多醫(yī)藥化工企業(yè)，在生產(chǎn)醫(yī)藥時會產(chǎn)生大量的有機(jī)溶劑，這些較強(qiáng)的揮發(fā)性有機(jī)化合物廢氣在化工園區(qū)內(nèi)釋放，一方面對企業(yè)周邊的居民和生產(chǎn)作業(yè)一線的員工健康構(gòu)成威脅，另一方面，也對周邊的環(huán)境造成破壞。根據(jù)醫(yī)藥化工區(qū)的特點(diǎn)，其VOCs來源及特征主要表現(xiàn)在：(1)工藝環(huán)節(jié)產(chǎn)生的廢氣。醫(yī)藥化工企業(yè)在投料、反應(yīng)以及回收、離心過濾和烘干等各個生產(chǎn)工序中會產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)廢氣。(2)存儲運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的廢氣。醫(yī)藥化工原料通常需要槽車向儲罐中輸入有機(jī)溶劑，屬于揮發(fā)性的有機(jī)溶劑所產(chǎn)生的廢氣會通過儲罐頂部的排氣管向外圍產(chǎn)生大量廢氣。而當(dāng)醫(yī)藥化學(xué)藥品存儲大多為液態(tài)，揮發(fā)性會讓整個儲罐充滿揮發(fā)性有機(jī)氣體，一旦這些氣體在受到儲罐外圍環(huán)境的變化，儲罐內(nèi)的液態(tài)原料便會向氣態(tài)轉(zhuǎn)化，這時，儲罐中的原料蒸氣便會隨著儲罐頂部的呼吸閥溢出到周邊的大氣環(huán)境中，從而產(chǎn)生對環(huán)境影響較大的有機(jī)廢氣。(3)醫(yī)藥化工區(qū)固液堆場廢氣。醫(yī)藥化工區(qū)一般建設(shè)有專門的固廢、污水收集處理場所集中處理，這時在這些場所的就容易產(chǎn)生濃度較高的VOCs，例如其中的曝氣池、污泥濃縮池、調(diào)節(jié)池等等。這些場所所產(chǎn)生的VOCs具有散發(fā)點(diǎn)多，呈現(xiàn)出較多的無組織排放特點(diǎn)。
2醫(yī)藥化工區(qū)VOCs防治
醫(yī)藥化工區(qū)VOCs具有排放點(diǎn)分散、種類繁多、間歇排放等顯著特點(diǎn)，因此，就該領(lǐng)域的廢氣防治主要是要做好源頭和末端防治。
2.1源頭防治
鑒于醫(yī)藥化工區(qū)生產(chǎn)原料和成品的運(yùn)輸大多采取儲罐方式，在防治VOCs揮發(fā)性方面，可以在貯罐的表面涂上一層淺色的涂層，安裝相應(yīng)的冷卻設(shè)備，做好貯罐遮陽，防止因太陽直射導(dǎo)致貯罐自身溫差較大變化而引起的呼吸揮發(fā)。如果是采用地下貯罐或浮頂罐方式的，應(yīng)在貯罐安裝相應(yīng)的氮封裝置，在原料進(jìn)出貯罐體時，應(yīng)選擇雙管式原料輸送方式，減少因密閉不嚴(yán)導(dǎo)致了氣體揮發(fā)外泄，對于沸點(diǎn)較低的溶劑出料時應(yīng)在密閉系統(tǒng)中進(jìn)行，或者通過無泄漏隔膜泵輸出，并定期做好設(shè)備閥門、節(jié)點(diǎn)的密閉性檢查，切實(shí)從源頭上做好防治。
2.2末端治理
VOCs有機(jī)廢氣的末端治理主要分為兩部分：首先是做好廢氣的收集工作，為后期治理打下基礎(chǔ)。醫(yī)藥化工區(qū)中的廢氣產(chǎn)生來源差別較大，不同的排放源應(yīng)采用不同的收集方式，例如，對于排放點(diǎn)位是在非密閉環(huán)境下，其排放呈現(xiàn)連續(xù)性特點(diǎn)，在收集該類廢氣則主要在相關(guān)設(shè)備設(shè)置相應(yīng)的密閉操作間，在廢氣呼吸口處接入廢氣管路。而在過濾、離心、洗滌烘干過程中，呈現(xiàn)出無組織排放的間歇性廢氣來說，收集主要是采用密閉式過濾器，通風(fēng)柜接廢氣管路?？傊徽撌窃谖锪线\(yùn)輸、添加還是溶劑回收、廢水處理、固廢處理等工藝過程中，都應(yīng)根據(jù)VOCs廢氣的排放點(diǎn)位以及方式的不同，采取不同的收集模式。
當(dāng)前，我國醫(yī)藥化工行業(yè)VOCs)廢氣的治理技術(shù)主要有吸附法、膜分離法、生物法、燃燒法、等離子體以及光催化法等。這些工藝在醫(yī)藥化工有機(jī)廢氣處理中都有一定的優(yōu)勢和不足，具體詳見表2。
(1)RTO治理揮發(fā)性有機(jī)廢氣原理。就醫(yī)藥化工區(qū)有機(jī)廢氣的處理來說，蓄熱式氧化(RTO)焚燒技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中效果較好，該工藝的原理是在高溫下(800-850℃)，使VOC與O2發(fā)生氧化反應(yīng)，生成二氧化氮和水，且該工藝還可以將燃燒后所產(chǎn)生的熱量進(jìn)行回收再利用，既節(jié)能又環(huán)保。
(2)RTO技術(shù)工藝流程。首先經(jīng)二級冷凝回收醫(yī)藥化工生產(chǎn)車間部分有機(jī)溶劑，然后進(jìn)行堿噴淋預(yù)處理，吸收無機(jī)廢氣和水溶性廢氣，再進(jìn)入RTO進(jìn)行氧化焚燒，經(jīng)過高溫焚燒之后所產(chǎn)生的尾氣進(jìn)行冷卻后通過水二級噴淋處理后在高空中排放。
(3)RTO治理揮發(fā)性有機(jī)廢氣優(yōu)勢。RTO采用了先進(jìn)的熱交換設(shè)計技術(shù)和新型陶瓷蓄熱材料，該*設(shè)計的先進(jìn)轉(zhuǎn)閥式換熱系統(tǒng)保證了燃燒熱量的有效回收和連續(xù)進(jìn)出氣，保證了凈化效果，降低了運(yùn)行成本?？蓪?shí)現(xiàn)全自動化控制，操作簡單，運(yùn)行穩(wěn)定，安全可靠性高。蓄熱室內(nèi)溫度均勻分級增加，加強(qiáng)了爐內(nèi)傳熱，換熱效果更佳，爐膛容積小，降低了設(shè)備的造價。采用分級燃燒技術(shù)，延緩狀燃燒下釋出熱能;爐內(nèi)升溫勻，燒損低，加熱效果好，不存在傳統(tǒng)燃燒過程中出現(xiàn)的局部高溫高氧區(qū)，抑制了熱力型氮氧化物(NOX)的生成，無二次污染。廢氣進(jìn)口設(shè)置惰性氧化鋁瓷球，對蓄熱陶瓷起到保護(hù)、緩沖、過濾的作用，延長蓄熱陶瓷的使用壽命。因此，該技術(shù)具有工藝簡單，占地面積小，運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)勢。
(4)RTO治理揮發(fā)性有機(jī)廢氣存在問題及完善對策。RTO在處理醫(yī)藥化工有機(jī)廢氣中具有良好的應(yīng)用前景，但在實(shí)際操作中也存在一些問題，需要采取合適的方式予以完善。如進(jìn)口處傳感器容易被鹽類堵塞，可以通過在傳感器取樣口處安裝過濾器;氣動閥門易損耗，可以選擇用鈦合金材料來替代不銹鋼材質(zhì);廢氣焚燒中容易產(chǎn)生二噁英等有氣體，可以先降低廢氣中的含鹵濃度，提高焚燒溫度，使RTO焚燒控制在800℃以上;易導(dǎo)致爆炸事故，可以通過控制廢氣流速和濃度，這做好設(shè)備運(yùn)行的靜電防范工作。
3結(jié)語
隨著我國醫(yī)藥化工產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，治理生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)廢氣對于保護(hù)環(huán)境，提升居民健康具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。目前，蓄熱式氧化焚燒技術(shù)在醫(yī)藥化工揮發(fā)性有機(jī)廢氣處理中的應(yīng)用效果良好，具有很好的推廣價值，但也需要在實(shí)際應(yīng)用中做好相關(guān)問題的解決，從源頭防治和末端治理兩個階段共同做好廢氣處理工作。
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