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      VOCs處理技術(shù)評價指標體系研究

      2017-09-03 07:13:51李紅娜天津廣正匯通新能源科技有限公司天津300040
      資源節(jié)約與環(huán)保 2017年8期
      關(guān)鍵詞:一致性天津指標體系

      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。

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