VOCs處理技術(shù)評價指標體系研究

李紅娜（天津廣正匯通新能源科技有限公司天津300040）

VOCs處理技術(shù)評價指標體系研究

李紅娜
（天津廣正匯通新能源科技有限公司天津300040）

采用專家咨詢法，篩選VOCs處理技術(shù)的各項指標，使用層次分析法，確定各指標權(quán)重，最終制定出完整的VOCs處理技術(shù)評價指標體系。本文為制定VOCs減排方案提供了依據(jù)，對改善空氣環(huán)境質(zhì)量具有積極推動作用。

VOCs；處理技術(shù)；評價指標體系；層次分析法

1 VOCs概述

VOCs是揮發(fā)性有機化合物（volatile organic compounds）的英文縮寫。世界衛(wèi)生組織（WHO）對VOCs的定義為：熔點低于室溫，沸點范圍在50-260℃之間的揮發(fā)性有機化合物的總稱[1]。

目前，在空氣中檢出的VOCs約150余種，主要可分成八大類：烷烴類、芳烴類、烯烴類、醇類、酯類、醛酮類、酸和酸酐類、酰胺類：

大氣中的VOCs主要來自人為污染源，包括四大排放環(huán)節(jié)：VOCs生產(chǎn)過程、儲運過程、以VOCs為原料的工藝過程、含VOCs產(chǎn)品的使用過程。

VOCs產(chǎn)生的危害主要有：在陽光照射下，VOCs和NOx發(fā)生光化學反應(yīng)，生成光化學煙霧，造成二次污染，刺激人的眼睛和呼吸系統(tǒng)，危害農(nóng)作物的生長[2]；多數(shù)VOCs有毒、有惡臭，使人容易染上積累性呼吸道疾病，甚至造成急性中毒；多數(shù)VOCs易燃易爆，高濃度排放時易造成爆炸；部分VOCs可破壞臭氧層。

2 VOCs處理技術(shù)分析

常用的VOCs處理技術(shù)可分為兩種：一種為回收技術(shù)，另一種為消除技術(shù)。

回收技術(shù)是采用物理方法，即用溫度、壓力、選擇性吸附劑和選擇性滲透膜等技術(shù)分離VOCs，主要包括吸附、吸收、冷凝及膜分離技術(shù)等。消除技術(shù)是采用化學或生化反應(yīng)，即用熱、微生物和催化劑將有機物轉(zhuǎn)變成為二氧化碳和水，主要有燃燒、光催化降解、生物降解、等離子體技術(shù)等。

通常對于高濃度（大于5000mg/m3）的VOCs，宜采用回收技術(shù)進行回收利用。對于中等濃度或低濃度（小于1000mg/m3）的VOCs，宜采用消除技術(shù)進行去除。

3 VOCs處理技術(shù)評價指標體系的確定

為了合理地選擇VOCs處理技術(shù)，減少其對環(huán)境和對人類健康的的危害，有必要制定一套合理的VOCs處理技術(shù)評價指標體系，為合理選擇VOCs處理技術(shù)及指導VOCs減排工作提供依據(jù)。

本研究采用專家咨詢法，構(gòu)建VOCs處理技術(shù)評價指標體系。主要思路為通過匿名方式征求各位大氣行業(yè)專家的意見，經(jīng)過反復(fù)討論，專家意見逐漸趨于一致，匯總成一份完整的評價指標體系。VOCs處理技術(shù)評價指標體系如下表所示。

表1 VOCs處理技術(shù)詳細評價指標體系表

4 VOCs處理技術(shù)評價指標權(quán)重的確定

使用層次分析法，結(jié)合定性定量評價，確定VOCs處理技術(shù)各指標權(quán)重值[3]。

4.1 建立層次結(jié)構(gòu)模型

將VOCs處理技術(shù)評價指標體系分為四大區(qū)塊，分別構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型，選定目標層、一級準則層、二級準則層、指標層，將層次結(jié)構(gòu)明了化。

4.2 構(gòu)造判斷矩陣

邀請多位大氣行業(yè)專家對指標的對比結(jié)果評分，根據(jù)專家的評定意見對指標按照九級標度法進行賦值，并將各指標的重要性進行量化，比較確定其權(quán)重值。

圖1 九級階度法

對于相比較的因子來說，同等重要為1:1，強烈重要為9:1，介于兩種關(guān)系之間為2:1，3:1，……，8:1等，兩兩比較，并排列組合成判斷矩陣。

4.3 層次單排序

層次單排序即進行權(quán)重計算。判斷矩陣建立后，求解特征方程AW=λW；解向量W并作歸一化后，即可認為此向量為同一層次各因素的重要性標度，即權(quán)重。

表2 目標層-準則層判斷矩陣（A-B）

表3 B1-C判斷矩陣

表4 C1-D判斷矩陣

表5 C2-D判斷矩陣

表6 B2-C判斷矩陣

表7 C3-D判斷矩陣

表8 C4-D判斷矩陣

表9 B3-C判斷矩陣

表10 C5-D判斷矩陣

表11 C6-D判斷矩陣

表12 B4-C判斷矩陣

表13 C7-D判斷矩陣

表14 C8-D判斷矩陣

4.4 進行一致性檢驗

當比較尺度出現(xiàn)前后不一致的現(xiàn)象，且不一致程度較大時，會出現(xiàn)錯誤的計算結(jié)果，需要采用CR法進行一致性檢驗。

其中：CI為一致性檢驗指標，λmax為矩陣的最大特征值，n為維數(shù)，RI為修正系數(shù)，CR為修正后的一致性指標。若CR<0.10，則認為一致性較好，否則，應(yīng)重新構(gòu)造該判斷矩陣。修正系數(shù)RI如下表所示。

表15 修正系數(shù)RI

4.5 指標總權(quán)重的確定

根據(jù)各矩陣指標的權(quán)重Wi，計算指標的總權(quán)重。經(jīng)計算可知，權(quán)重值最大的指標為VOCs去除率，在評價指標體系中占據(jù)重要的地位。指標總權(quán)重計算結(jié)果如下表所示。

結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，VOCs污染日益嚴重，VOCs處理技術(shù)層出不窮。本研究通過合理的篩選各評價指標并確定其權(quán)重，構(gòu)建出VOCs處理技術(shù)評價指標體系，充分展示了VOCs處理技術(shù)中各項指標在應(yīng)用過程中的作用，為選擇VOCs處理技術(shù)和制定VOCs處理方案提供參考依據(jù)，對改善空氣環(huán)境質(zhì)量及保障人民群眾健康具有重要意義。

[1]王大偉.變壓吸附處理VOCs中的熱質(zhì)傳遞[X].武漢：華中農(nóng)業(yè)大學，2009.

[2]韓博，吳建會，王鳳煒，等.天津濱海新區(qū)工業(yè)源VOCs及惡臭物質(zhì)排放特征[J].中國環(huán)境科學，2011，31（1）：1776-1781.

[3]許樹柏.實用決策方法—層次分析法原理[G].天津：天津大學出版社，1988.

表16 指標總權(quán)重計算表

李紅娜（1989-），女，漢族，碩士研究生，從事環(huán)境污染與防治工作。