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隨著建筑物內特別是分布廣泛的化學實驗室、有機溶劑倉庫和一些涉及有機溶劑化工生產車間內揮發 近年來化工園區在我國得到迅速的發展，成為推動地方經濟發展、優化產業布局、吸引投資的重要手 性VOCs等污染問題的日益突出，對其相應的控制與治理越來越受到人們的重視。本技術成果針對目前室 段，同時其作為一種新型發展模式也是國家發展規劃的要求。目前我國化工園區存在布點不足，已有的園 內空氣污染凈化方法存在凈化效果不理想、對設備要求高、作用時間長、能耗較大以及二次污染等問題， 區產業項目大多沒有特色，產業鏈布局規劃和配套服務跟不上園區的發展等諸多問題。 通過短程有序，形貌規整的類整體式催化劑的設計，充分利用類整體式催化劑在結構上的優勢，金屬和載 本技術成果擁有豐富的專家庫資源，專長于為各類化工園區提供技術策劃咨詢服務，具體內容涵蓋園 體之間的相互作用以及貴金屬優異的催化性能，實現了溫和條件下對室內甲醛等VOCs的完全催化氧化脫 區的戰略規劃、產業鏈布局規劃、化工項目可研等方面；同時延伸開展招商策劃、目標企業招商資源整合 除。利用所開發的高效催化劑，已研制了空氣催化凈化系統和通風催化凈化裝置等相關設備。

近年來，揮發性有機物(VOCs)與惡臭氣體污染越來越引起人們的重視。VOCs 與惡臭氣體的處理技術包括催化氧化、吸附、生物處理、低溫等離子等。其中，廢氣生物處理的 原理是利用微生物的代謝作用將廢氣中含有的烴類、硫化氫或氨等有毒有害物質轉化為無害 的水、二氧化碳、硫酸鹽或硝酸鹽等物質，從而實現廢氣凈化的目的。廢氣生物處理技術在 國外已經有 50 多年的研究和應用歷史，在美國、歐洲各國、日本和韓國均得到廣泛應用。 國內從 20 世紀 90 年代開始研究廢氣生物處理技術，目前已廣泛應用于不同行業(尤其是污 水處理行業)惡臭和 VOCs 氣體處理。國內外的研究與應用成果表明:與其他技術相比，生 物處理技術具有效率高、投資運行費用低、工藝運行維護方便、二次污染小等突出優點，尤 其適用于低濃度 VOCs 和惡臭氣體處理。本研究所是國內較早開展廢氣生物控制技術研究的單位之一。多年來，針對廢氣生物處 理技術領域的核心關鍵技術和科學問題，開展了系統研究和開發，在新工藝開發(紫外光氧 化+生物過濾)和反應器結構優化、新型填料開發、高效菌種篩選和培育、營養鹽配方和填 料層堵塞控制等方面取得了大量創新性的研究成果，并已成功應用于污水廠惡臭氣體、噴涂 廢氣和煉膠廢氣處理。目前，我們在該領域已獲得省部級獎 2 項(華夏建設科學技術獎一等 獎、二等獎)，獲得國家發明專利 4 項，發表論文 60 余篇。

2016 年至今，團隊與南通三信塑膠裝備科技股份有限公司合作研發了包裝印刷行業 VOCs 廢氣蓄熱氧化裝備(Regenerative Thermal Oxidizer，RTO)，申請 相關發明專利多項。首套 15000 m3/h 的蓄熱氧化系統已于 2017 年 8 月在山東亞 新塑料包裝有限公司成功投運，也是山東省包裝印刷行業首套高效節能的 VOCs 蓄熱氧化系統，由中國印刷及設備器材工業協會組織了連續 15 天的第三方在線 監測，非甲烷總烴日均排放濃度小于 30 mg/m3，系統運

1 成果簡介近年來，揮發性有機物（ VOCs）與惡臭氣體污染越來越引起人們的重視。 VOCs 與惡臭氣體的處理技術包括催化燃燒、吸附、生物處理等。其中，廢氣生物處理的原理是利用微生物的代謝作用將廢氣中含有的烴類、硫化氫或氨等有毒有害物質轉化為無害的水、二氧化碳、硫酸鹽或硝酸鹽等物質，從而實現廢氣凈化的目的。廢氣生物處理技術在國外已經有50 多年的研究和應用歷史，尤其在德國、荷蘭等歐洲國家應用較為廣泛。國內從 20 世紀 90年代開始研究廢氣生物處理技術，目前已廣泛應用于各種惡臭和 VOCs 氣體處理。國內外的 研究與應用成果表明：與其它技術相比，生物處理技術具有效率高、投資運行費用低、工藝運行維護方便、二次污染小等突出優點，尤其適用于低濃度 VOCs 和惡臭氣體處理。 本研究所是國內較早開展廢氣生物控制技術研究的單位之一。多年來，針對廢氣生物處理技術領域的核心關鍵技術和科學問題，開展了系統的研究和開發，在工藝組合（ 紫外光氧化+生物過濾） 和反應器結構設計、填料優選和構建、高效菌種篩選和培育、營養鹽配方開發和填料層堵塞控制等方面取得了大量創新性的研究成果，并已成功應用于污水廠惡臭氣體、噴涂廢氣和煉膠廢氣處理。目前，我們在該領域獲得省部級獎 2 項（華夏建設科學技術獎二等獎、三等獎），申請專利 5 項，發表論文 50 余篇。2 應用說明該技術適用于涂料與噴漆﹑有機原料及合成材料﹑農藥﹑染料﹑石油化工﹑煉焦﹑制藥﹑鞋廠﹑印刷廠﹑造紙廠﹑加油站﹑養殖廠﹑污水處理廠﹑堆肥廠等的廢氣與惡臭氣體的處理。該技術還適用于建材市場、家具城、批發城等大型公共場所的室內 VOCs 處理。 可處理的揮發性有機物主要包括脂肪烴（低級脂肪烴（ 汽油） 、氯乙烷、氯甲烷）﹑芳香烴（苯、 甲苯、二甲苯、氯苯）﹑含氧有機物（醇、醚、酮、醛）﹑含氮有機物（胺）﹑含硫有機物（硫醇、硫醚）等。可處理的還原性無機化合物主要包括硫化氫、氨等。圖 1 生物過濾除臭工程                         圖 2 紫外-生物過濾廢氣處理工程 目前本課題組成果已經在北京、江蘇、廣東、湖南、河北、河南等省市的廢氣治理工程當中得到了成功應用。3 效益分析在處理低濃度的有機氣體和臭氣時，生物法的一次性投資是燃燒法的 1/3、吸附法的1/8-1/5、化學吸收法 1/3 左右；運行費用是燃燒法的 1/20、吸附法的 1/10、化學吸收法的 1/15。

本項目包括三大核心技術： 1、強制冷凝 VOCs 廢氣處理設備，創造性地將強制換熱技術改造后應用于 VOCs 強制冷凝處理工藝中，針對高濃度有機廢氣，回收經冷凝的 VOCs 物質，同時回收廢氣中的溫度生產熱水。設備內表面均采用實驗室自行研發的特殊拒油涂層處理，以防止有機物質對冷凝器的污染，提高冷凝裝置穩定運行效率并降低設備維護成本。 2、開發的光催化氧化劑和附著技術 克服納米光催化劑易團聚、易流失的弊端，開發出新型快速的光催化劑負載技術，能夠大大推進光催化劑在廢水、廢氣中的實際應用，負載材料廉價易得，加工方便，壽命長，具有巨大的比表面積，能夠在吸附 VOCs 物質的同時，直接發生光催化反應，將 VOCs 物質完全礦化。 3、開發的高效苯吸收液及分層技術 采用特殊吸收液配方制備能夠分層的高效苯吸收液，能夠有效地 吸收廢氣中的苯、甲苯、二甲苯等有毒有害物質，凈化 VOCs 廢氣。吸收的 VOCs 物質能夠靜置分層，從而能夠更快速地富集，方便下一步的回收分離，吸收液可以重復使用。 三大技術可以互相結合為工藝組合，在高濃度有機廢氣的凈化與有價值物質的回收、油煙凈化、企業 VOCs 治理等方面具有廣闊地應用前景。已成功解決了河北省三家企業的 VOCs 處理與排放問題。

項目成果/簡介:本項目包括三大核心技術： 1、強制冷凝 VOCs 廢氣處理設備，創造性地將強制換熱技術改造后應用于 VOCs 強制冷凝處理工藝中，針對高濃度有機廢氣，回收經冷凝的 VOCs 物質，同時回收廢氣中的溫度生產熱水。設備內表面均采用實驗室自行研發的特殊拒油涂層處理，以防止有機物質對冷凝器的污染，提高冷凝裝置穩定運行效率并降低設備維護成本。 2、開發的光催化氧化劑和附著技術 克服納米光催化劑易團聚、易流失的弊端，開發出新型快速的光催化劑負載技術，能夠大大推進光催化劑在廢水、廢氣中的實際應用，負載材料廉價易得，加工方便，壽命長，具有巨大的比表面積，能夠在吸附 VOCs 物質的同時，直接發生光催化反應，將 VOCs 物質完全礦化。 3、開發的高效苯吸收液及分層技術 采用特殊吸收液配方制備能夠分層的高效苯吸收液，能夠有效地 吸收廢氣中的苯、甲苯、二甲苯等有毒有害物質，凈化 VOCs 廢氣。吸收的 VOCs 物質能夠靜置分層，從而能夠更快速地富集，方便下一步的回收分離，吸收液可以重復使用。 三大技術可以互相結合為工藝組合，在高濃度有機廢氣的凈化與有價值物質的回收、油煙凈化、企業 VOCs 治理等方面具有廣闊地應用前景。已成功解決了河北省三家企業的 VOCs 處理與排放問題。應用范圍:VOCs 治理工況復雜、技術路線眾多也決定了這一行業的發展特點：市場分散，需求多樣化，企業要想把規模做大很困難。正因為市場分散，VOCs 治理行業要壟斷也不容易，市場完全開放，各家企業憑借自身的技術、策略來獲得競爭優勢，這個市場在未來幾年將以30%的速度增長。 VOCs 污染治理正在起步，有望撬動近 700 億產值。目前，國內VOCs 污染平均治理成本約 500-600 萬元，按每座工業園 5 家企業參 102與治理，省均 150 個工業園區，全國 20 個省保守估算，市場空間將達到 625~750 億元。未來，隨國內 VOCs 排放標準有望提高，VOCs治理投資有望進一步增加。 投資估計：投資 500 萬元， 經濟和社會效益：利潤率 20-30%，經濟效益顯著，污染物減排效果顯著。效益分析:自 2005 年企業進行 VOCs 產生全過程分析，積累了大量第一手資料， 2013 年于宏兵承擔了環保部大氣污染治理應急項目 VOCs 污染控制欲核算方法研究項目，對工業企業 VOCs 排放特征、排放量核算技術方法和 VOCs 處理技術績效進行評估，建立了天津的 VOCs污染控制體系。在 VOCs 污染前端預防、后端治理技術研究中積累了豐富的經驗。 南開大學清潔生產研究中心以南開大學科研平臺為依托，自身擁有 XRD、同步熱重分析儀、便攜式氣相色譜儀、液相色譜儀等大中型儀器共計 25 臺，價值合計 300 余萬元，擁有非常雄厚的技術力量支撐科研工作。

本項目包括三大核心技術： 1、強制冷凝 VOCs 廢氣處理設備，創造性地將強制換熱技術改 造后應用于 VOCs 強制冷凝處理工藝中，針對高濃度有機廢氣，回收 經冷凝的 VOCs 物質，同時回收廢氣中的溫度生產熱水。設備內表面 均采用實驗室自行研發的特殊拒油涂層處理，以防止有機物質對冷凝 器的污染，提高冷凝裝置穩定運行效率并降低設備維護成本。 

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近年來，大氣污染問題日益嚴重，尤其是霧霾、光化學煙霧、臭氧等問題已經引起國內外廣泛關注。揮發性有機氣體（VOCs）是造成霧霾及臭氧（O3）的重要污染物。吸附法是去除VOCs高效簡便的方法之一，但在實際應用中，水蒸氣的存在與VOCs產生競爭吸附，因此設計具有高VOCs吸附性能的疏水性吸附劑具有重要意義。近日，天津大學環境學院“大氣環境與生物能源團隊”（http://catalysis.tju.edu.cn/）針對分子篩表面親水性及其在含濕條件下VOCs吸附應用存在的問題，利用多孔有機聚合物疏水性等特征，設計合成了一系列分子篩與多孔有機聚合物核殼結構的新型吸附材料，所開發的吸附劑有效提高了分子篩表面疏水性，并且大大提升了其在干燥和潮濕條件下的甲苯吸附性能。相關研究成果《Core-shell structured Y zeolite/hydrophobic organic polymer with improved toluene adsorption capacity under dry and wet conditions》已發表在環境類國際高水平期刊Chemical Engineering Journal（IF: 10.652）上。該系列吸附劑的研發為制備一系列疏水性吸附劑提供了新的思路。

項目成果/簡介:近年來，大氣污染問題日益嚴重，尤其是霧霾、光化學煙霧、臭氧等問題已經引起國內外廣泛關注。揮發性有機氣體（VOCs）是造成霧霾及臭氧（O3）的重要污染物。吸附法是去除VOCs高效簡便的方法之一，但在實際應用中，水蒸氣的存在與VOCs產生競爭吸附，因此設計具有高VOCs吸附性能的疏水性吸附劑具有重要意義。近日，天津大學環境學院“大氣環境與生物能源團隊”（http://catalysis.tju.edu.cn/）針對分子篩表面親水性及其在含濕條件下VOCs吸附應用存在的問題，利用多孔有機聚合物疏水性等特征，設計合成了一系列分子篩與多孔有機聚合物核殼結構的新型吸附材料，所開發的吸附劑有效提高了分子篩表面疏水性，并且大大提升了其在干燥和潮濕條件下的甲苯吸附性能。相關研究成果《Core-shell structured Y zeolite/hydrophobic organic polymer with improved toluene adsorption capacity under dry and wet conditions》已發表在環境類國際高水平期刊Chemical Engineering Journal（IF: 10.652）上。該系列吸附劑的研發為制備一系列疏水性吸附劑提供了新的思路。