VOCs污染物种类与危害全面解析



VOCs废气处理设备如何处理废气的？

一、VOCs废气处理技术——热破坏法热破坏法是指直接和辅助燃烧有机气体，也就是VOC，或利用合适的催化剂加快VOC的化学反应，最终达到降低有机物浓度，使其不再具有危害性的一种处理方法。热破坏法对于浓度较低的有机废气处理效果比较好，因此，在处理低浓度废气中得到了广泛应用。这种方法主要分为两种，即直接火焰燃烧和催化燃烧。直接火焰燃烧对有机废气的热处理效率相对较高，一般情况下可达到 99%。而催化燃烧指的是在催化床层的作用下，加快有机废气的化学反应速度。这种方法比直接燃烧用时更少，是高浓度、小流量有机废气净化的首选技术。

二、VOCs废气处理技术——吸附法有机废气中的吸附法主要适用于低浓度、高通量有机废气。现阶段，这种有机废气的处理方法已经相当成熟，能量消耗比较小，但是处理效率却非常高，而且可以彻底净化有害有机废气。实践证明，这种处理方法值得推广应用。但是这种方法也存在一定缺陷，它需要的设备体积比较庞大，而且工艺流程比较复杂;如果废气中有大量杂质，则容易导致工作人员中毒。所以，使用此方法处理废气的关键在于吸附剂。当前，采用吸附法处理有机废气，多使用活性炭，主要是因为活性炭细孔结构比较好，吸附性比较强。此外，经过氧化铁或臭氧处理，活性炭的吸附性能将会更好，有机废气的处理将会更加安全和有效。

三、VOCs废气处理技术——生物处理法从处理的基本原理上讲，采用生物处理方法处理有机废气，是使用微生物的生理过程把有机废气中的有害物质转化为简单的无机物，比如CO2、H2O和其它简单无机物等。这是一种无害的有机废气处理方式。一般情况下，一个完整的生物处理有机废气过程包括3个基本步骤：a) 有机废气中的有机污染物首先与水接触，在水中可以迅速溶解;b) 在液膜中溶解的有机物，在液态浓度低的情况下，可以逐步扩散到生物膜中，进而被附着在生物膜上的微生物吸收;c) 被微生物吸收的有机废气，在其自身生理代谢过程中，将会被降解，最终转化为对环境没有损害的化合物质。

四、VOCs废气处理技术——变压吸附分离与净化技术变压吸附分离与净化技术是利用气体组分可吸附在固体材料上的特性，在有机废气与分离净化装置中，气体的压力会出现一定的变化，通过这种压力变化来处理有机废气。PSA 技术主要应用的是物理法，通过物理法来实现有机废气的净化，使用材料主要是沸石分子筛。沸石分子筛，在吸附选择性和吸附量两方面有一定优势。在一定温度和压力下，这种沸石分子筛可以吸附有机废气中的有机成分，然后把剩余气体输送到下个环节中。在吸附有机废气后，通过一定工序将其转化，保持并提高吸附剂的再生能力，进而可让吸附剂再次投入使用，然后重复上步骤工序，循环反复，直到有机废气得到净化。近年来，该技术开始在工业生产中应用，对于气体分离有良好效果。该技术的主要优势有：能源消耗少、成本比较低、工序操作自动化及分离净化后混合物纯度比较高、环境污染小等。使用该技术对于回收和处理有一定价值的气体效果良好，市场发展前景广阔，成为未来有机废气处理技术的发展方向。

五、VOCs废气处理技术——氧化法对于有毒、有害，而且不需要回收的VOC，热氧化法是最适合的处理技术和方法。氧化法的基本原理：VOC与O2发生氧化反应，生成CO2和H2O，化学方程式如下：从化学反应方程式上看，该氧化反应和化学上的燃烧过程相类似，但其由于VOC浓度比较低，在化学反应中不会产生肉眼可见的火焰。一般情况下，氧化法通过两种方法可确保氧化反应的顺利进行：a) 加热。使含有VOC的有机废气达到反应温度;b) 使用催化剂。如果温度比较低，则氧化反应可在催化剂表面进行。所以，有机废气处理的氧化法分为以下两种方法：a) 催化氧化法。现阶段，催化氧化法使用的催化剂有两种，即贵金属催化剂和非贵金属催化剂。贵金属催化剂主要包括Pt、Pd等，它们以细颗粒形式依附在催化剂载体上，而催化剂载体通常是金属或陶瓷蜂窝，或散装填料;非贵金属催化剂主要是由过渡元素金属氧化物，比如MnO2，与粘合剂经过一定比例混合，然后制成的催化剂。为有效防止催化剂中毒后丧失催化活性，在处理前必须彻底清除可使催化剂中毒的物质，比如Pb、Zn和Hg等。如果有机废气中的催化剂毒物、遮盖质无法清除，则不可使用这种催化氧化法处理VOC。b) 热氧化法。热氧化法当前分为三种：热力燃烧式、间壁式、蓄热式。三种方法的主要区别在于热量回收方式。这三种方法均能催化法结合，降低化学反应的反应温度。热力燃烧式热氧化器，一般情况下是指气体焚烧炉。这种气体焚烧炉由助燃剂、混合区和燃烧室三部分组成。其中，助燃剂，比如天然气、石油等，是辅助燃料，在燃烧过程中，焚烧炉内产生的热混合区可对VOC废气预热，预热后便可为有机废气的处理提供足够空间、时间，最终实现有机废气的无害化处理。在供氧充足条件下，氧化反应的反应程度——VOC去除率——主要取决于“三T条件”：反应温度(Temperat)、时间(Time)、湍流混合情况(Turbulence)。这“三T条件”是相互联系的，在一定范围内，一个条件的改善可使另外两个条件降低。热力燃烧式热氧化器的缺点在于：辅助燃料价格高，导致装置操作费用比较高。间壁式热氧化器指的是在热氧化装置中，加入间壁式热交换器，进而把燃烧室排出气体的热量传送给氧化装置进口处温度比较低的气体，预热完成后便可促成氧化反应。现阶段，间壁式热交换器的热回收率最高可达85%，因此大幅降低了辅助燃料的消耗。一般情况下，间壁式热交换器有三种形式：管式、壳式和板式。由于热氧化温度必须控制在800 ℃～1 000 ℃范围内，因此，间壁式热交换必须由不锈钢或合金材料制成。所以间壁式热交换器的造价相当高，而这也是其缺点所在。此外，材料的热应力也很难消除，这是间壁式热交换的另外一个缺点。蓄热式热氧化器，简称为RTO，在热氧化装置中计入蓄热式热交换器，在完成VOC预热后便可进行氧化反应。现阶段，蓄热式热氧化器的热回收率已经达到了95%，且其占用空间比较小，辅助燃料的消耗也比较少。由于当前的蓄热材料可使用陶瓷填料，其可处理腐蚀性或含有颗粒物的VOC气体。现阶段，RTO装置分为旋转式和阀门切换式两种，其中，阀门切换式是最常见的一种，由2个或多个陶瓷填充床组成，通过切换阀门来达到改变气流方向的目的。

六、VOCs废气处理技术——液体吸收法液体吸收法指的是通过吸收剂与有机废气接触，把有机废气中的有害分子转移到吸收剂中，从而实现分离有机废气的目的。这种处理方法是一种典型的物理化学作用过程。有机废气转移到吸收剂中后，采用解析方法把吸收剂中有害分子去除掉，然后回收，实现吸收剂的重复使用和利用。从作用原理的角度划分，此方法可分为化学方法和物理方法。物理方法是指利用物质之间相溶的原理，把水看作吸收剂，把有机废气中的有害分子去除掉，但是对于不溶于水的废气，比如苯，则只能通过化学方法清除，也就是通过有机废气与溶剂发生化学反应，然后予以去除。

七、VOCs废气处理技术——冷凝回收法在不同温度下，有机物质的饱和度不同，冷凝回收法便是利用有机物这一特点来发挥作用，通过降低或提高系统压力，把处于蒸汽环境中的有机物质通过冷凝方式提取出来。冷凝提取后，有机废气便可得到比较高的净化。其缺点是操作难度比较大，在常温下也不容易用冷却水来完成，需要给冷凝水降温，所以需要较多费用。这种处理方法主要适用于浓度高且温度比较低的有机废气处理。

秒级响应PTR-TOF质谱法（PTR-MS质谱）为工业园区预警管控和源解析提供新思路

秒级响应PTRTOF质谱法为工业园区预警管控和源解析提供的新思路主要体现在以下两个方面：

高效捕捉污染物瞬时峰值浓度：

Vocus PTRTOF质谱法在时间分辨率上表现出色，能够迅速捕捉到污染物的瞬时峰值浓度，这对于及时预警和快速响应工业园区内的空气污染事件至关重要。相较于GCFID/MS等传统质谱法，PTRTOF质谱法具有更高的时间分辨率，能够更有效地监测污染物的动态变化。

精准检测特定类型VOCs，助力源解析：

Vocus PTRTOF质谱法在检测含氧化合物和含氮化合物方面表现优异，如乙酸乙酯、乙腈、丙烯腈、DMF、二甲胺等具有毒性或异味的VOCs。这些特定类型的VOCs往往与特定的排放源相关联，因此PTRTOF质谱法的精准检测能力有助于科学家和工业园区管理者快速识别污染源头，从而采取有效的管控措施。同时，PTRTOF质谱法与GCFID/MS等质谱法的数据能够有效互补，共同为工业园区污染物排放预警和来源解析提供更加全面和准确的依据。

在厂区内主要产尘点周边什么什么布置空气质量监测微站点控制颗粒物的管控情况？

借鉴某乎大佬回答：

我国现有空气质量监测站点（国控点）约5000个，折合约1920平方公里仅1个监测点，监测点位空间密度低，且配套站房占地面积大，建设成本相对高昂，以点代面的方法导致时效性不足，达不到精细化管控的目标，且无法实现对监测体系中时空动态趋势分析、污染减排评估、污染来源追踪、环境预警预报等能力的深度挖掘。

结合国务院办公厅关于《生态环境监测网络建设方案》的要求，聚光科技以丰富的大气环境监测领域经验，开发了一套可实现高分辨率监测网络布局的低成本、多参数集成的紧凑型微型环境空气监测系统，高分辨率监测网络可在区域内全覆盖，实现高时空分辨率的大气污染监测，结合信息化大数据的应用实现污染来源追踪、预警预报等功能，为环境污染防控提供更为及时有效的决策支持。

1掌握环境质量状况及变

1）实时了解区域内各种污染物的浓度和分布，掌握整个区域的空气质量状况及变化趋势；

2）实时反映区域之间的污染状况及影响关系；

3）结合气象数据、地理信息等为政府说清是本地排放还是区域输入造成的污染以及所占的比重。

2建立环境空气质量大数据库

建立环境空气质量大数据库，对多种污染物进行综合分析，全面掌握污染物实时分布的浓度、形成的原因、传播过程及演化规律，通过构建污染物传播过程实时演化与污染源追踪数学模型，提供突发排放污染追踪、污染源在线源解析和长期达标规划等服务。

利用大数据综合评估区域内总体污染物排放总量，结合高空及地面气象场的数据，对污染物的扩散和传输情况进行分析，最终提出行之有效的污染减排和应急预防决策方案，帮助政府科学减排，达到科学治霾、精确治污的目标。

3提升信访投诉、执法检查办公效率

1）能快速捕捉污染企业自身的异常排放，为政府部门实现对污染企业精细化管控和监督提供依据，辅助现场移动执法，提高执法效率；

2）全面掌握同类型、不同企业的污染排放情况，通过横向间的比较分析，与现有环保管理工作相结合，对污染企业进行排污排名及处罚；

3）合理处置信访投诉事件，辅助管理者来快速分析污染来源，同时将风险及时控制防范扩大化；

4）实时监测企业边界或区域内的有毒有害气体的污染和扩散水平，完善区域风险防护措施，对环境突发事件的发生提前做出预案处置及扩散后对周边的影响判断，为环保部门的应急预警处置提供管理依据。

4提升突发事故应急快速响应处置

对各类突发污染事故，可以及时了解事故附近地区的地理位置、地貌信息以及居住区、行政事业机关、学校、医院等信息以帮助决策者快速布置现场监测点、确定需要救援、疏散的人员数量，选择安全的疏散、救援线路，最大限度地减少人员、财产损失。

突发污染事故发生后，可以快速定位事故周围的污染源、危险源的位置，依据模型模拟事故情景可以快速筛选出爆发事故的污染源和危险源。根据这些源中的污染物、危险物的物理、化学性质立即从属性数据库中查找出环境危害情况，危险品毒性程度等，便于制订出针对性的应急处理方案，力求将事故的损失降到最小。

5保障公众知情权

随着人民生活水平的提高和环保意识的加强，公众越来越多的需要获取更多的环保信息：不仅需要了解居住生活区域环境空气质量的现状，还十分关注周边区域环境污染对本区域的影响。需建立“信息共享与服务门户”，将环境监测、应急政策与管理信息及时发布出来，同时可以建立公众信息公开的网上服务门户和户外显示屏幕，促进信息公开的推进，保障公众知情权。

6为政府部门科学治理提供技术支撑

通过环境大数据的科学分析，能准确找出特定点位周边的污染来源及其贡献率排名，可在重污染天气下，为环保部门提供减排量及减排名单，为政府开展有针对性的限产、关停等决策提供技术支撑。

方案概述

空气质量达标管理方案是一套运用环保物联网技术、现代测量技术、自动控制技术、计算机技术的智能综合系统，主要由气态污染物检测模块、颗粒物检测模块、气象参数传感器、无线通信模块、供电及电源管理单元等组成，监测因子包括SO2、NO2、CO、O3、PM10、PM2.5、温度、湿度以及VOCs。系统通过对环境数据的测量、采集、传输、存储、分析评价、应用、发布等过程，及时、准确地感知环境空气质量状况及设备运行状态，服务于环境监测部门的区域环境质量评价、环境质量信息发布、污染控制评价等，为说清环境空气质量状况及其变化趋势，制定经济有效的环境空气质量管理策略提供决策支持。

3.1.2仪器

聚光科技在多年设备研发和技术积累的基础上，开发了可用于高密度布设的低成本、多参数集成的网格化空气质量监测系统。大气网格化综合监管系统将国家标准方法以及电化学法、定点监测与移动监测、近地面监测与高空探测等多种监测手段进行有机整合，消灭监测盲区，实现对监测区域的全覆盖式网格精准监控。

AQMS-3000 微型空气站

泵吸式采样：响应速度更快、响应范围更广、数据更准

小型化：多参数集成、不占空间、方便运维

太阳能供电：超长续航、节能环保

可用于各类污染源与重点监管区域的加密监测。

CDMS-1000 扬尘在线监测系统

监测项目种类多：可同时监测TSP、PM10、PM2.5

视频联动：颗粒物浓度超标可联动视频实现自动抓拍、超标数据和视频能实时传至监控平台。

可用于道路扬尘、建筑工地扬尘等污染源监测。小型化：不占空间、方便运维

AQMS-1000M 小型路边站

小型化： 站房体积小，便于现场安装维护

可扩展：可监测六参数指标或选测重点参数；可扩展视频、VOC等。

国标法，可用于乡镇街道空气质量考核。

近地面空气质量走航车

国标方法：数据准确，定量污染物浓度。

机动灵活：时间分辨率高，可进行移动走航监测

可用于重点污染源摸排，网格化日常走航与巡检。同时作为微型站、扬尘站质控设备。

激光雷达

扫描方式：水平、垂直、剖面扫描；走航与定点监测。

可用于快速确定污染物较高区域；监控颗粒物的传输过程。

3.1.3管理平台

中心管理平台面向环境管理部门提供区域内环境空气质量的监测、评价、分析服务，帮助用户掌握区域内的环境空气质量状况，发现污染特征状况，为大气污染防治提供决策支持，以及提供污染事件发现、确认、处置、总结的全流程跟踪功能，确保责任到人，闭环管理。部分界面，如下图所示：

中心管理平台-环境特征展示

中心管理平台-污染事件处置管理

环境空气综合监管APP面向环境管理者提供随时随地的空气质量监测查询、数据分析、环境问题处置管理等服务，可与中心管理平台形成联动。系统具备区域/站点的环境空气质量监测数据查询、环境质量监测地图分布、大气环境监测排名、监测报警、事件上报等功能。

区别 VOC、VOCs、TVOC、非甲烷总烃

VOC、VOCs、TVOC、非甲烷总烃，这些术语在环境监测与评价中频繁出现，但对于初学者而言，它们之间的区别往往令人困惑。本文旨在清晰解析这四个术语的含义、监测标准与方法，以及它们在环境监测中的应用与局限性。

VOC，即挥发性有机化合物（volatile organic compounds），指的是在一定条件下能够挥发的有机物。环保意义上的定义侧重于强调其挥发性和参与大气光化学反应的特性。VOC种类繁多，监测和评价过程中难以囊括所有挥发性有机物。因此，VOCs、TVOC、非甲烷总烃（NMHC）等概念应运而生。

VOCs（volatile organic compounds）的定义更为宽泛，涵盖了几乎所有挥发性有机污染物，旨在对VOC的各组分进行分析并综合评价。我国关于VOCs的环境质量标准尚未制定，但排放标准已开始实施。《环境空气 挥发性有机物的测定 罐采样/气相色谱-质谱法》（HJ 759-2015）作为指导文件，采用标准方法对各类挥发性有机物进行检测分析，为VOCs监测提供了全面且准确的手段。

TVOC（Total Volatile Organic Compounds），特指用于室内空气质量监测的总挥发性有机物。《室内空气质量标准》（GB/T 18883-2002）中，TVOC主要检测C6—C16之间的挥发性有机物。虽然其监测方法便捷，成本较低，但标准已相对过时，且无法显示各组分检测结果，不便于组分筛选与溯源。

非甲烷总烃（NMHC）定义为除甲烷以外的所有可挥发的碳氢化合物，主要包含烷烃、烯烃、含氧烃等。我国尚未制定关于NMHC的环境质量标准，但在排放标准与检测方法上已有所规定。NMHC的检测方法较为成熟，采用标准方法能够有效监测空气中的NMHC含量。然而，相关标准的颁布时间较长，需适时更新以适应环境变化。

在环境监测与评价中，选择合适的监测指标与方法至关重要。正确理解VOC、VOCs、TVOC、NMHC之间的差异，有助于提高监测结果的可信度。尽管这些术语在一定程度上存在交叉与重叠，但通过明确各自的定义与应用范围，可以更加精确地进行环境质量的评估与改善。