石化企业循环水系统VOCs监测核算研究-undefined

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摘要：近些年来,随着经济的快速增长,工业也迅猛发展起来。但是工业的发展也带来了严重的环境问题。工厂排放的废气废水会对我们的生存环境造成极大的威胁。石化行业一直是环境污染的一个重要源头,目前国内外对于VOCs的治理研究主要集中于罐区的检测及相对应泄露检测与修复(LDAR)工作的完善,而对于循环水以及污水处理系统这一块的研究较少。重点针对某石化企业的循环水系统,对其各个循环水场VOCs排放总量做出了核算与分析。

伴随着国家经济增长的需求，工业也进一步发展起来。而工业的快速增长对环境产生了极大的影响。当前我国的大气环境问题十分突出，在这当中以臭氧、PM2.5以及酸雨等为特征的区域复合型污染更是越发严重，全国多处城市出现了空气重度污染的现象，严重制约了我国的社会经济稳健发展，并时刻威胁着人们的生命健康。

据相关资料显示，2014年京津冀、长三角PM2.5年均浓度分别为93、60μg/m3，是全球PM2.5污染最为严重的地区之一。而挥发性有机物又能够参与大气中的光化学反应，它是促进O3以及二次PM2.5形成的主要前体物之一。由此可见控制VOCs的排放是预防大气污染的重要途径。石化企业是国民的经济命脉，但它的VOCs排放又不可忽视，石化企业是一个重要污染源，对石化企业进行VOCs监测能够很大程度上加强企业对污染排放的定量感知，引起其重视并做好相对应管控工作。

1国内外挥发性有机物检测研究现状

一直以来，石化企业在国民经济发展中起了重要的作用，它为我国的发展提供了必不可少的石油化工产品。然而，石化行业的污染同时也是我们不可忽视的一个重要问题。其中，挥发性有机物(VOCs)则是一个主要的体现形式，它对我们的生态环境造成了极大的威胁。如下图1所示，环境污染直接威胁到了人们的生命安全。石化行业对于环境的污染不可忽视，对这一块进行治理将对环境保护取得极大的帮助。

1.1国内外VOCs技术研究现状

现阶段，对于VOCs的检测，绝大多数用的是气象色谱/氢焰离子化检测器(GC/FID)以及气相色谱-质谱联用(GC/MS)。

在美国，美国环保署(EPA)发布水中114种优先控制有机污染物中包含34种VOCs。VOCs经过化学变化还会对环境和人体造成二次危害。且国外学者Arriaga-Colina[2]等对从20世纪90年代初开始的墨西哥城市进行了挥发性有机物的监测，研究结果表明，在这10年期间，墨西哥城市的总体VOCs排放量是呈现下降趋势。日本的研究学者ShinjiSaitola也对日本本州岛中南岸港市名古屋进行了研究监测，他通过对名古屋在2003年11月至之后的一年期间内进行了每隔3h一次的监察，并对其中的烯烃以及芳烃的含量进行了一定的比较，研究发现各国主要工业城市的臭氧以及二次有机气溶胶都会在夏季有所增加。

国内学者王新明对广州市大坦沙污水处理厂各处理单元逸散出VOCs进行定性定量分析，并应用模型计算沉池与生物反应池(分厌氧段、缺氧段及耗氧段)中BTEX与氯化物挥发入大气中之百分比与总量。陈长虹等人通过采用了自动在线的GC-FID监测方法对上海市进行了监测点采样分析，通过实验结果发现了该区域的主要排放物质以烯烃以及芳香烃为主，且排放量较大的集中在西南部地区的石化企业。

1.2国内外VOCs法律法规研究

国外对于VOCs出台了一系列的法律法规，例如美国的主要手段是以《清洁空气法》的规定为基本依据，再通过EPA等颁布相关区法律法规，指导州、地方环保局及企事业团体执行VOCs排放限制;而欧盟的话，欧盟环保标准大多以指令(Directives)的形式传达到各成员国，入溶剂指令，涂料指令等;日本早期的VOCs污染控制始于《大气污染防治法》、《恶臭防止法》中对光化学氧化剂、恶臭物质的限制，之后进行了相对应的修订，并加入了量的指导计算;中国的话对于VOCs的排放控制，我国出台了许多标准，例如《大气污染物综合排放标准》、《炼焦炉大气污染物排放标准》等。

从这些相关的法律法规可以看出，各国对于环境是十分重视的。相关国家都出台了相对应的政策来对自己国家的环境保护进行保障，严格控制VOCs的排放量，从一定程度上保障了我们生活环境的安全性。

2实验仪器及核算结果

2.1实验仪器简介

GE公司的SieversInnovOx实验室型TOC分析仪(见图2)是高灵敏度仪器，用于测量样品水中的总有机碳(TOC)、不可吹除有机碳(NPOC)、总碳(TC)、无机碳(IC)的浓度。此款分析仪采用超临界水氧化(SCWO)技术来测量复杂样品中的各种碳浓度，其中包括含有高浓度溶解性总固体(TDS)和微粒的样品。

此项创新性的SCWO技术在密封反应器的高温环境中用氧化剂将有机物氧化为CO2。根据TC和IC的浓度差，便可计算出样品中的TOC浓度(TOC=TC-IC)。还可以通过气体吹扫去除水中的POC(即EVOC)，通过测量总有机碳TOC和不可吹除有机碳NPOC的差值计算水样中的POC浓度。认为被吹除的POC就是在环境条件下可以从污水逸散到大气中的有机碳。结果以碳浓度计算，并以POC来表征相对应VOCs排放量。

2.2监测结果计算

某炼油厂现有6套循环水场，各个循环水场的规模以及相对应设计流量见表1。

根据2015年年底最新出台的政策《石化行业VOCs污染源排查工作指南》中推荐的实测法，对该炼油厂循环水系统的VOCs排放核算，该过程将采用布点采水样分析方法进行，该仪器采用GE公司的SieversInnovOx实验室型TOC分析仪。

原标题：石化企业循环水系统VOCs监测核算研究

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