揮發(fā)性有機化合物(VolatileOrganicCompounds，簡稱VOCs),是指沸點小于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)所排放出的有機溶劑廢氣，這些廢氣中含有脂肪烴、鹵代烴、硫烴、有機酸等等。這些揮發(fā)性有機化合物如果未經(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溶膠生成潛勢會明顯要高于非芳烴類化合物，因此，加強對這些領(lǐng)域的揮發(fā)性有機廢氣的治理研究具有積極的現(xiàn)實意義。
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：有機硫化物、含氯有機化合物、含氮有機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、含氯有機化合物、有機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、含氯有機化合物以及含氮有機化合物具有較強的“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)性有機廢氣特點
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)生大量的有機溶劑，這些較強的揮發(fā)性有機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，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)性有機廢氣。(2)存儲運輸過程中產(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溶劑，屬于揮發(fā)性的有機溶劑所產(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)點多，呈現(xiàn)出較多的無組織排放特點。
2醫(yī)藥化工區(qū)VOCs防治
醫(yī)藥化工區(qū)VOCs具有排放點分散、種類繁多、間歇排放等顯著特點，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，對于沸點較低的溶劑出料時應(yīng)在密閉系統(tǒng)中進行，或者通過無泄漏隔膜泵輸出，并定期做好設(shè)備閥門、節(jié)點的密閉性檢查，切實從源頭上做好防治。
2.2末端治理
VOCs有機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，對于排放點位是在非密閉環(huán)境下，其排放呈現(xiàn)連續(xù)性特點，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。總之，不論是在物料運輸、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)性有機廢氣原理。就醫(yī)藥化工區(qū)有機廢氣的處理來說，蓄熱式氧化(RTO)焚燒技術(shù)在實際應(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)車間部分有機溶劑，然后進行堿噴淋預(yù)處理，吸收無機廢氣和水溶性廢氣，再進入RTO進行氧化焚燒，經(jīng)過高溫焚燒之后所產(chǎn)生的尾氣進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)性有機廢氣優(yōu)勢。RTO采用了先進的熱交換設(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)進出氣，保證了凈化效果，降低了運行成本?？蓪崿F(xiàn)全自動化控制，操作簡單，運行穩(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。廢氣進口設(shè)置惰性氧化鋁瓷球，對蓄熱陶瓷起到保護、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，運行費用低等優(yōu)勢。
(4)RTO治理揮發(fā)性有機廢氣存在問題及完善對策。RTO在處理醫(yī)藥化工有機廢氣中具有良好的應(yīng)用前景，但在實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)性有機廢氣對于保護環(huán)境，提升居民健康具有積極的現(xiàn)實意義。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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