VOCs处理技术评价指标体系研究

李红娜（天津广正汇通新能源科技有限公司天津300040）

VOCs处理技术评价指标体系研究

李红娜
（天津广正汇通新能源科技有限公司天津300040）

采用专家咨询法，筛选VOCs处理技术的各项指标，使用层次分析法，确定各指标权重，最终制定出完整的VOCs处理技术评价指标体系。本文为制定VOCs减排方案提供了依据，对改善空气环境质量具有积极推动作用。

VOCs；处理技术；评价指标体系；层次分析法

1 VOCs概述

VOCs是挥发性有机化合物（volatile organic compounds）的英文缩写。世界卫生组织（WHO）对VOCs的定义为：熔点低于室温，沸点范围在50-260℃之间的挥发性有机化合物的总称[1]。

目前，在空气中检出的VOCs约150余种，主要可分成八大类：烷烃类、芳烃类、烯烃类、醇类、酯类、醛酮类、酸和酸酐类、酰胺类：

大气中的VOCs主要来自人为污染源，包括四大排放环节：VOCs生产过程、储运过程、以VOCs为原料的工艺过程、含VOCs产品的使用过程。

VOCs产生的危害主要有：在阳光照射下，VOCs和NOx发生光化学反应，生成光化学烟雾，造成二次污染，刺激人的眼睛和呼吸系统，危害农作物的生长[2]；多数VOCs有毒、有恶臭，使人容易染上积累性呼吸道疾病，甚至造成急性中毒；多数VOCs易燃易爆，高浓度排放时易造成爆炸；部分VOCs可破坏臭氧层。

2 VOCs处理技术分析

常用的VOCs处理技术可分为两种：一种为回收技术，另一种为消除技术。

回收技术是采用物理方法，即用温度、压力、选择性吸附剂和选择性渗透膜等技术分离VOCs，主要包括吸附、吸收、冷凝及膜分离技术等。消除技术是采用化学或生化反应，即用热、微生物和催化剂将有机物转变成为二氧化碳和水，主要有燃烧、光催化降解、生物降解、等离子体技术等。

通常对于高浓度（大于5000mg/m3）的VOCs，宜采用回收技术进行回收利用。对于中等浓度或低浓度（小于1000mg/m3）的VOCs，宜采用消除技术进行去除。

3 VOCs处理技术评价指标体系的确定

为了合理地选择VOCs处理技术，减少其对环境和对人类健康的的危害，有必要制定一套合理的VOCs处理技术评价指标体系，为合理选择VOCs处理技术及指导VOCs减排工作提供依据。

本研究采用专家咨询法，构建VOCs处理技术评价指标体系。主要思路为通过匿名方式征求各位大气行业专家的意见，经过反复讨论，专家意见逐渐趋于一致，汇总成一份完整的评价指标体系。VOCs处理技术评价指标体系如下表所示。

表1 VOCs处理技术详细评价指标体系表

4 VOCs处理技术评价指标权重的确定

使用层次分析法，结合定性定量评价，确定VOCs处理技术各指标权重值[3]。

4.1 建立层次结构模型

将VOCs处理技术评价指标体系分为四大区块，分别构建层次结构模型，选定目标层、一级准则层、二级准则层、指标层，将层次结构明了化。

4.2 构造判断矩阵

邀请多位大气行业专家对指标的对比结果评分，根据专家的评定意见对指标按照九级标度法进行赋值，并将各指标的重要性进行量化，比较确定其权重值。

图1 九级阶度法

对于相比较的因子来说，同等重要为1:1，强烈重要为9:1，介于两种关系之间为2:1，3:1，……，8:1等，两两比较，并排列组合成判断矩阵。

4.3 层次单排序

层次单排序即进行权重计算。判断矩阵建立后，求解特征方程AW=λW；解向量W并作归一化后，即可认为此向量为同一层次各因素的重要性标度，即权重。

表2 目标层-准则层判断矩阵（A-B）

表3 B1-C判断矩阵

表4 C1-D判断矩阵

表5 C2-D判断矩阵

表6 B2-C判断矩阵

表7 C3-D判断矩阵

表8 C4-D判断矩阵

表9 B3-C判断矩阵

表10 C5-D判断矩阵

表11 C6-D判断矩阵

表12 B4-C判断矩阵

表13 C7-D判断矩阵

表14 C8-D判断矩阵

4.4 进行一致性检验

当比较尺度出现前后不一致的现象，且不一致程度较大时，会出现错误的计算结果，需要采用CR法进行一致性检验。

其中：CI为一致性检验指标，λmax为矩阵的最大特征值，n为维数，RI为修正系数，CR为修正后的一致性指标。若CR<0.10，则认为一致性较好，否则，应重新构造该判断矩阵。修正系数RI如下表所示。

表15 修正系数RI

4.5 指标总权重的确定

根据各矩阵指标的权重Wi，计算指标的总权重。经计算可知，权重值最大的指标为VOCs去除率，在评价指标体系中占据重要的地位。指标总权重计算结果如下表所示。

结语

随着社会经济的快速发展，VOCs污染日益严重，VOCs处理技术层出不穷。本研究通过合理的筛选各评价指标并确定其权重，构建出VOCs处理技术评价指标体系，充分展示了VOCs处理技术中各项指标在应用过程中的作用，为选择VOCs处理技术和制定VOCs处理方案提供参考依据，对改善空气环境质量及保障人民群众健康具有重要意义。

[1]王大伟.变压吸附处理VOCs中的热质传递[X].武汉：华中农业大学，2009.

[2]韩博，吴建会，王凤炜，等.天津滨海新区工业源VOCs及恶臭物质排放特征[J].中国环境科学，2011，31（1）：1776-1781.

[3]许树柏.实用决策方法—层次分析法原理[G].天津：天津大学出版社，1988.

表16 指标总权重计算表

李红娜（1989-），女，汉族，硕士研究生，从事环境污染与防治工作。