一、VOCs 治理现状:双污染压力下的管理困境
挥发性有机物(VOCs)作为臭氧(O₃)和细颗粒物(PM₂.₅)污染的关键前体物,正给我国大气环境治理带来严峻挑战。其组分复杂,涵盖非甲烷烃类、含氧有机物等多类物质,在京津冀及周边地区、长三角等重点区域,由 VOCs 转化生成的二次有机物占 PM₂.₅中有机物(OM)的 30%-50%,同时这些区域的 O₃浓度呈上升趋势,夏秋季节部分城市的首要污染物已变为 O₃。
“十三五” 以来,国家大力推动 VOCs 治理工作,陆续出台《“十三五” 挥发性有机物污染防治工作方案》《重点行业挥发性有机物综合治理方案》等政策文件,部分省市也积极响应,纷纷制定地方层面的治理方案。进入 “十四五” 时期,相关政策进一步细化与深化:
·2021 年,浙江省制定《浙江省 “十四五” 挥发性有机物综合治理方案》,明确提出 “源头减排、过程控制、末端治理” 的全过程治理思路,重点推进石化、化工等行业及油品储运销领域治理,提升治理体系现代化水平。
·西安市在《西安市推进实现 “十四五” 空气质量目标暨大气污染治理专项行动 2025 年工作方案》中提出,到 2025 年氮氧化物和 VOCs 排放总量需比 2020 年分别下降 9410 吨、6570 吨,将 VOCs 治理作为多污染物协同控制的核心任务。
尽管政策持续发力,VOCs 管理仍存在明显短板:相较于 SO₂、氮氧化物(NOₓ)等污染物的控制成效,VOCs 排放量持续增长,无组织排放、治污设施运行低效等问题成为治理难点。
二、核心问题剖析:无组织排放与监管漏洞并存
(一)无组织排放主导,收集效率低下
VOCs 挥发性强、涉及行业广且产排污环节多,无组织排放特征显著。尽管相关法规要求对 VOCs 无组织排放进行密闭管控,但大量企业(尤其是中小企业)因管理水平不足,存在车间封闭不严、废气收集效率低等问题,导致逸散现象突出。数据显示,我国工业 VOCs 排放中无组织排放占比超 60%。
(二)生产设施、治污设施同步运行率低
部分企业基于经济成本考虑,或管理不规范,出现生产设施、治污设施同步运行率低或治污设施不开启等问题,导致 VOCs 未经处理直接排放。
(三)VOCs 治理设施运行管理不规范,活性炭等吸附材料更换不及时
VOCs 治理需要全面加强过程管控,实施精细化管理,但由于管理制度不健全、运行管理不规范,经常存在 VOCs 治理设施密闭不严,活性炭填充量不足、以次充好、长期不更换吸附材料等造成净化效率低下的问题。
· 吸附材料质量与填充问题:部分企业使用劣质活性炭(如碘值不达标、灰分含量高),或未按设计要求填充足够量的吸附材料,导致有效吸附面积不足,VOCs 分子未被充分截留。
·更换周期管理混乱:活性炭吸附饱和后若不及时更换,会反向释放已吸附的 VOCs,形成 “二次污染”。但多数企业缺乏科学的更换评估机制,仅凭经验或应付检查被动更换,甚至存在 “同一批活性炭长期使用、台账数据造假” 等现象。
·设备密闭性缺陷:活性炭箱密封不严、管道接口漏风等问题普遍存在,导致未经处理的废气直接外排,实测净化效率常低于设计值的 50%。
(四)监测监控能力滞后
我国 VOCs 监测体系尚不完善,企业自行监测存在点位设置不合理、采样方式不规范、监测时段代表性不足等问题。此外,FID 等自动监测系统成本高昂且需定期运维,难以满足中小企业的实际监测需求,使得对 VOCs 收集治理的监管缺乏有效手段。
三、 “三率” 定义与治理核心价值
在 VOCs 治理体系中,废气收集率、治理设施同步运行率、废气去除率(简称‘三率’)是衡量治理效果的核心量化指标,直接决定 VOCs 减排成效:
(一)废气收集率:控制无组织排放的第一道关卡
定义:指通过密闭空间或集气系统收集的 VOCs 废气量占总产生量的比例。
作用:
·若收集率不足(如车间密闭不严、管道风速过低),大量 VOCs 会以无组织形式直接逸散至环境,导致后续治理环节失效。
· 研究表明,我国工业 VOCs 无组织排放占比超 60%,提升收集率是破解 “跑冒滴漏” 问题的基础。
(二)治理设施同步运行率:确保治污措施落地的关键
定义:指治污设施与产污设备同步运行的时长占比。
作用:
·部分企业为降低成本,存在 “产污时不开启治污设施” 的偷排行为,同步运行率低会导致 VOCs 未经处理直接排放。
·该指标是监管部门判断企业是否依法合规运行的核心依据,直接反映企业主体责任落实情况。
(三)废气去除率:决定最终减排效果的核心指标
定义:指治污设施处理后削减的 VOCs 量占处理前废气中 VOCs 总量的比例。
作用:
·若活性炭填充不足、吸附材料失效或设备运行异常,会导致去除率下降(如净化效率低于设计标准),即使废气被收集处理,仍可能无法达标排放。
·该指标是评估治理技术有效性和设施运维水平的关键,直接影响 PM₂.₅和 O₃前体物的削减效果。
四、达斯特智能方案:物联网驱动的VOCs全过程精细化管理
针对当前 VOCs 治理中 “三率” 低下的核心痛点,山东达斯特提出基于物联网智能传感设备的VOCs非现场监管解决方案,通过精准监测三率指标、动态预警异常工况、数据驱动监管决策,实现治理全流程优化:
(一)多维度监测体系构建
· 废气收集监测:通过风速传感器与压差监测设备,实时追踪管道风速与负压值,当收集效率低于阈值(如风速<设计标准)时,系统自动预警,提示企业排查密闭空间泄漏点。
· 同步运行监测:通过用电监控模块对比产污与治污设施的用电曲线,若出现 “产污设备运行但治污设施未启动” 的异常数据,立即触发报警,精准识别 “治污设施未同步开启” 等违规行为。
· 净化效果监测:集成 TVOC 浓度传感器与活性炭箱运行参数(如气体流速、温湿度),结合吸附材料更换电子台账,动态计算废气净化率。当活性炭饱和未及时更换或净化率不达标时,即时报警,避免因管理疏漏导致净化失效。
(二)技术优势与应用价值
· 精准化监管:通过设备数据实时映射企业运行工况,实现对 “三率” 的量化评估,为环境执法提供科学、客观的证据链,解决传统监管中 “现场检查随机性强、问题溯源难” 的弊端。
·智能化预警:依托物联网平台的数据分析能力,提前识别治污设施故障、吸附材料失效等潜在风险,推动监管模式从 “被动响应” 向 “主动预防” 转变,降低企业环境违法风险。
·低成本适配:针对中小企业特点,方案采用低功耗、易部署的智能设备,避免了传统自动监测系统的高运维成本,同时支持通过云端平台实现数据共享,满足不同规模企业的监管需求。
五、未来展望:科技赋能 VOCs 治理现代化
随着物联网、大数据技术的深入应用,VOCs 精细化管理正从 “粗放式管控” 迈向 “智慧化治理”。达斯特解决方案通过技术创新与管理模式升级的深度融合,为破解工业 VOCs 治理难题提供了新路径。未来,随着政策推动与技术迭代,全过程智能化监管体系有望成为大气污染防治的核心基础设施,助力实现 PM₂.₅与 O₃协同控制的攻坚目标,推动绿色低碳发展。