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UV光解广泛应用废气治理 行业亟需技术规范与标准

近日,第三届中国环博会在广州落幕。作为国内领先的紫外线技术应用方案提供商——广东亮月亮光电科技有限公司(以下简称“亮月亮”),携带UV光解复合处理技术,VOCs在线监测系统和污水处理消毒应用解决方案在本届环博会上首次亮相,吸引了众多商家和业内人士的关注。

UV光解复合处理技术暨紫外线光离子氧化净化技术(英文简称“UIOP技术”),通过UV光解技术、离子催化氧化技术、脉冲电晕氧化技术、吸附氧化技术和空气过滤技术的有效结合,高效去除中低浓度的恶臭气体,实现生产经营过程中所产生的VOCs超低排放。这是亮月亮在过去传统UV光催化技术应用进行工艺革新。

当前,UV光解技术成为我国工业企业废气处理广泛使用的末端除臭技术之一,特别是在中小企业废气治理应用最为广泛。据不完全统计,目前我国约80%以上的中小企业都在使用UV光解进行废气处理。然而,在大面积被广泛应用下的UV光解技术,由于对该术缺乏正确的认识和在工程应用上出现了偏差,从而导致一些人士对UV光解技术的使用和效果提出了争议和质疑。在环博会期间,《中国经济周刊》“环境·科技”专栏采访了紫外线行业应用资深专家——广东亮月亮光电科技有限公司董事长郑亮先生。

广东亮月亮光电科技有限公司董事长郑亮先生

他表示,UV光解技术是一种新兴的VOCs末端治理的有效方法,因其高效的除臭特性、便于维护和超低成本受到中小制造企业的青睐,从而在废气处理市场上得到了广泛的普及。但是,由于是快速发展的新兴应用,行业还没有形成技术规范和标准,对UV光解技术的应用缺乏正确的认识,导致了目前的市场乱象。

市场乱象:UV光解是“万能光”?

UV是紫外光的英文简称,紫外线技术现已成为最环保,最有效的水消毒方法,能够有效除去水中各种有害微生物,用于工业、民用、市政给排水等的处理;饮用水市政污水处理,高纯度及超纯水的处理,食品,饮料加工及包装设备产生过程中的水处理;水产养殖,水族馆及农业生产过程中的水处理;游泳池、喷泉用水处理等。国内将该技术用于废气治理起源于2014年。

“UV光解技术是一个较为新颖的VOCs治理技术,受益于严格的环保政策,在市场上得到了广泛的应用。”郑亮表示,对于大多数中小企业来说,要安装一套废气处理设备,首要考虑的是企业废气治理的成本,相比其他废气处理技术,UV光解技术的治理成本相对来说是比较低廉的,这无疑成了众多中小企业废气治理的首要选择。

但是VOCs的成份非常复杂。根据WHO定义,挥发性有机化合物(VOC)是指在常温下,沸点50 -260 的各种有机化合物。VOCs按其化学结构,可以进一步分为:烷类、芳烃类、酯类、醛类和其他等。目前已鉴定出的有300多种。最常见的有苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、三非甲烷总烃、乙酸乙酯、氯乙烯、三氯甲烷、三氯乙烷、二异氰酸酯(TDI)、二异氰甲苯酯等。这给现有的废气处理的技术带来了巨大的挑战。

当前,VOCs废气排放已列为我国环保部门一个重要监管和督查的对象,工业企业如果废气排放不能达标,将会遭至环保部门强制整改、关停。这就导致大家“蜂拥而上”,一些环保公司为了迎合市场快速迫切的项目需求,急于求成,不考虑被处理废气的具体成份、浓度,有的甚至连喷淋塔、除尘器等前期预处理设施都没有,就直接连接UV光解设备。甚至有的环保公司将紫外光宣传成了“万能光”,只要是废气处理,几乎都用UV光解设备。

“现在的情况是,什么行业都在用,但UV光解技术并不是万能的啊。”郑亮指出,UV光解技术在应用中没有规范地使用现象比较严重,部分设备使用的灯管质量参差不齐。他进一步指出,在光解设备中使用劣质灯管,这样的结果就是透射的紫外线强度和能量不够从而导致光解效果差,劣质灯管的寿命短也造成了工业企业环保投入的浪费。

因此,国家主管部门也认识到了这个问题。在2016年9月,国家重点研究计划“大气污染成因与控制技术研究”首批试点专项《高能紫外光解-催化氧化协同净化低浓度VOCs技术研究》为国家重点研究计划第一批试点专项,聚焦于前沿科学问题、新技术、新方法和新模型,突出原创性。这将为紫外线技术在低浓度VOCs处理提供技术与评估体系支撑。

如何使用:合理配置,协同催化

在现有的市场情况下,一些行业企业对UV光解技术开始产生质疑。在不适合的领域去使用UV光解技术进行废气处理当然就起不到好的净化效果了。

而更令人担忧的是,如今市场上还出现减工减料的情况,把1万风量的UV光解设备用来处理2-3万风量,这样是无法达到处理效果的,超过来UV光解的分解能力。再加之,一些企业没有后期维护,及时地清洁与更换UV光解灯管,使得部分地区设备净化效率低下。

对此,郑亮表示,“UV光解能够处理150~200PPM中低浓度的机有废气,对高浓度的有机废气就超过其能力了,需要采用吸附、催化燃烧、生物法等其它方法来处理。由于技术的专业性,以及材料成本等诸多市场因素的影响,UV光解灯管市场鱼目混珠。一些环保企业采用劣质的UV灯,不合理的工艺设计,这也是导致目前部分地方UV光解设备处理效果差强人意原因之一”。

事实确实如此,根据郑亮先生多年的实践经验,UV光解技术在表面涂装、食品、饲料、垃圾站、污水厂废气等领域除恶臭和异味的效果好。UV光解技术的核心能力是除臭、异味,对处理粉尘和油污是没有效果的。此外,在喷涂和塑胶行业的废气净化效果也非常不错,但对医疗、石油化工等行业大风量、超高浓度的废气净化率的效果就不大明显。

亮月亮是国内率先将紫外线技术应用于废气处理领域的专业光电企业之一,集研发、生产、销售紫外线光源产品与配套设施于一体,团队专注于紫外线技术行业应用领域长达16年。对于UV光解技术应用,郑亮认为在应用工艺很重要,他们公司在这一领域总结出一套比较规范的工艺(标准工艺见下图)。

郑亮指出,废气处理是一套科学的流程工艺,在整个过程中技术要规范化,前期预处理、足功率的合理配置、多技术的协同催化,足够长度的排气管道,定时的后期维护和保养,才能达到持续、稳定的最佳治理效果。这就好比汽车一样,既要安全驾驶、又不能超载,也要定期的保养。根据VOCs有机废气不同的成份与浓度,UV光解设备需要采用优质的灯管、足够的功率、纳米级的光催化材料,足够的反应时间,一般要求废气的反应达到2S以上,对于顽固的成份及更高浓度的废气,需要更长的停留反应时间,光解效果就自然更好了。

亟需规范:砥砺奋进 守护蓝天

众所周知,自《大气污染防治行动计划》实施以来,我国大气环境得到一些改善,然而细颗粒物(PM2.5)和臭氧(O3)的关键前体物VOCs的排放量却呈现快速增长态势。目前,在我国部分城市和区域,臭氧已成为首要污染物。

为进一步改善环境空气质量,为打好蓝天保卫战,全面加强VOCs污染防治工作则显得尤为迫切。政府报告中指出,着力解决突出环境问题。坚持全民共治、源头防治,持续实施大气污染防治行动,打赢蓝天保卫战。这昭示着我国VOCs污染将步入全面治理时代,用环保科技营造美丽中国将成为一项长期的国家政策。

UV光解技术以其独特的优势,势必将成为VOCs废气治理的一道亮丽的风景,未来她将与催化燃烧等传统处理工艺高效协同,守护碧水蓝天。“现在市场上对UV光解技术引发争议,关键在于对这个技术没有正确的认识和科学地使用,使得本来是一个好经,却被念坏了。”郑亮如此比喻道。

在环博会上,亮月亮光电根据现有的UV光解工艺技术提出了“UIOP技术”理念,就是通过融合创新、高效协同来实现一种较为可靠的VOCs治理工艺,以期达到绿色排放。他希望有关主管部门、行业专家能够出台相应的技术规范和国家标准,积极引导、推广这项技术,造福于民。

对此,他们呼吁政府、行业专家、各环保企业能够各方合力,研究制定行业标准,研发新的催化材料,采用优质产品,让UV光解技术发挥更大的效能,承担起应有的环保责任。