近年来，VOCs相关污染政策层出不穷，随着国家“十三五规划”中重点提到了对VOCs监测与防治的要求，各地方陆续出台了VOCs排污收费标准，这使得VOCs的在线监测与治理已经迫在眉睫。
江苏天瑞仪器股份有限公司是具有自主知识产权的国家级高新科技企业，注册资本46176万元，同时也是江苏省认定企业技术中心、江苏省企业院士工作站和江苏省环境工程技术中心。旗下拥有苏州天瑞环境科技有限公司、北京邦鑫伟业技术开发有限公司、深圳天瑞仪器公司三家全资子公司和厦门质谱仪器仪表有限公司一家控股子公司。总部坐落于风景秀丽的江苏省昆山市高新工业园区。公司专业从事光谱仪、色谱仪、质谱仪和环境检测仪器四大系列分析测试仪器的研发、生产、销售与服务，为环境保护与安全、工业测试与分析及其它领域提供系统解决方案。
2011年1月25日，天瑞仪器在深圳创业板块上市。近年来公司在环境监测、环境治理方向加大研发投入和加快并购整合步伐，现已具备大气、水体、土壤污染物在线监测（检测）与治理全面解决方案能力，能够实现大气、烟气和水体常规污染物、重金属、挥发性有机物等污染在线监测与第三方治理工程的建设。
一. VOCs概述
1.1 VOCs的定义
VOCs是挥发性有机化合物（volatile organic compounds）的英文缩写。
根据WHO定义，挥发性有机化合物(VOC)是指在常温下，沸点50℃-260℃的各种有机化合物。
在我国，VOCs（volatile organic compounds）挥发性有机化合物，是指在常温下饱和蒸汽压大于70 Pa、常压下沸点在260℃以下的有机化合物，或在20℃条件下蒸汽压大于或者等于10 Pa具有相应挥发性的全部有机化合物。
1.2 VOCs的来源
VOCs来源广泛，涉及生产、生活等许多途径。据中国科学院生态环境研究中心副研究员王铁宇介绍，VOCS主要有工业固定源、机动车尾气排放源和日常生活源等3个方面。
不同行业VOCS排放的环境、排放的物质、排放特征以及治理技术都不尽相同产生VOCs的工业行业众多，包括石油炼制、有机化工、医药、食品、日用品、轮胎制造等VOCs生产行业，以及包装印刷、机械制造、电子产品制造、交通设备制造、人造板与家具制造等以VOCs产品为原料的制造行业。
1.3 整体解决方案
l 智能设备层
根据各产业园/企业污染特点，结合“点、线、面”一体化综合监测网络，集成各类环境挥发性有机物（VOCs）监测和治理设备，提供定制化城市环境VOCs监控解决方案：
2 点：污染源烟气治理及有组织排放监测；
2 线：园区边界（或厂界）无组织排放监测；
2 面：区域环境大气敏感点监测、移动监测、便携监测。
l 数据支撑层
建设“环境监测大数据存储和分析平台”，为应用决策层提供稳定强大的数据支持。
l 应用决策层
建设“环保统一门户”，为城市环境提供应用决策方案：
2 形成环境监测数据综合分析平台，掌握环境质量状况；
2 监管各产业园污染排放情况，为环境执法提供依据；
2 加强预报预警能力，防范园区环境和安全风险；
2 建立应急响应机制，提升突发事故应急处置能力。
3. VOCs在线监测系统
3.1 CEMS-V100 烟气挥发性有机物在线监测系统
（1）可测项目
l 甲烷（CH4）、总烃（THC）、非甲烷总烃（NMHC）；
l 苯系物（BETX），如苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、异丙苯、苯乙烯等；
l 排放源中的其他特征挥发性有机物（含恶臭类有机物）。
（2）技术原理
l 采样原理：全程高温伴热抽取式；
l 检测原理：气相色谱-氢火焰离子化检测器（GC-FID）技术；
l 其他：可根据用户需求，配置ECD（电子捕获检测器）、FPD（火焰光度检测器）、TCD（热传导检测器）或PID（光离子化检测器）。
（3）系统组成
CEMS-V100 烟气挥发性有机物（VOCs）在线监测系统主要由高温伴热采样系统、温压流检测系统、分析系统、控制系统、气源系统等组成。另可根据客户需求，定制化除水装置、预浓缩装置及其他检测器等。
l 采样系统：高温采样探头、高温伴热防腐管路、高温过滤装置、气体吸取动力装置、流量控制单元等；
l 温压流系统：微压差变送器、静压传感器、热电阻、皮托管、反吹电磁阀、温度压力补偿等；
l 分析系统：高灵敏度在线挥发性有机物分析仪；
l 控制系统：一体式工控机、控制模块、系统分析软件；
l 气源系统：提供氢气、氮气、零气等钢瓶气或气体发生器、挥发性有机物标准气、反吹气源（厂方提供）或空压机。
（4）性能优势
l 分析方法采用气相色谱-氢火焰离子化检测器（GC-FID）法，符合国家标准方法HJ/T 38-1999和美国EPA标准；
l 可选配电子捕获检测器（ECD）、火焰光度检测器（FPD）、热传导检测器（TCD）或光离子化检测器（PID）等多种检测器，以满足不同灵敏度和检出物的需求；
l 系统具有高检测灵敏度和高动态量程范围，可自动进行高、低量程切换，各目标分析物具有独立的检出限；
l 全程高温分析，防止气体采样传输过程和分析过程中的挥发性有机物损失；
l 标准分析时间为1分钟，可提供实时、连续监测数据；
l 自动化程度高，可自动进行管路清洁，仪器维护工作量小；
l 具备实时/定时系统诊断及故障报警功能；
l 内置校准模块，校准周期可设，可实现仪器自动质控和远端校核；
l FID检测器具有自动点火功能，火焰熄灭后自动关闭燃气系统以保证安全；
l 内置一体式工控机，高清彩色液晶触摸屏显示，系统软件采用分层模块化设计，操作界面简洁易于控制；
l 可实时显示系统各部件的运行状态，并对仪器参数进行设置，维护方便；
l 可查看实时/历史监测数据，自动存储数据及图谱，并提供多种报表格式以供选择；
l 具有RS232/485、RJ45、GPRS等多种数据传输方式，可实现实时数据通讯，并接入环保部门监控平台；
l 具有操作权限限制及密码管控功能，防止操作失误或越权操作；
l 可依据客户需求提供定制化解决方案，包括防爆机柜式、全程高温伴热式和移动监测车式。
（5）分析子系统
系统可根据不同监测因子选择以下分析系统，更多要求可定制：
3.2 大气挥发性有机物在线分析仪
EVOCs-2000大气挥发性有机物（VOCs）在线分析仪是天瑞仪器最新研制的大气中微量VOCs的在线检测设备。
仪器预处理系统采用低温吸附与高温脱附过程，根据美国环保署（EPA）方法要求，搭配自主研发的吸附剂以达到微量VOCs的浓缩预处理。后端检测器可根据多种VOCs同步监测的需求，依据国家相关污染检测方法和美国环保公告方法中的要求，根据美国EPA TO-14、TO-15和PAMS方法中107种VOCs有机物的性质，选用天瑞仪器自主研发氢火焰离子化检测器（FID）、质谱（MS）和电子捕集检测器（ECD）等多种检测器，满足在线监测的需求，达到高精度污染物浓度分析水准。
仪器组成：
l 前浓缩进样仪模块
具有特制的冷冻捕集、热解吸系统。
VOCs气体以一恒定的微流量取自前级采样系统气流缓冲室，后被传送至后级低温捕集和高温热脱附装置，实现低浓度VOCs的浓缩富集。
l VOCs检测模块
（1）采用先进的丁氏切换技术，成功实现高碳与低碳VOCs的有效分离，C2-C5低碳物质送入色谱柱PLOT，C6-C12高碳物质送入色谱柱DB-1，该技术可以对样品直接进行分离，避免了传统分离技术存在的低碳分离效果差、PLOT色谱柱高碳残留严重等问题。该技术具有世界领先水平。
（2）采用天瑞仪器精心打造、自主研发的FID、MS、ECD实验室级检测器，具有完全的自主知识产权，拥有多项专利技术；核心部件与国际主流产品保持一致，整机采用人性化设计，操作方便。
（3）预留多品牌检测器接口，可根据客户需求选择安捷伦、热电、珀金埃尔默等品牌的GC-MS检测器。
l 附件模块
氢气、空气、氮气发生器。
系统分类
3.3实验室检测
GC-MS 6800是天瑞仪器精心打造的一款高性价比气相色谱质谱联用仪，具有完全的自主知识产权，拥有多项专利技术，在国产质谱厂商中具有最高的市场占有率，可广泛应用于工业检测、食品安全、环境保护等众多领域。
GC-MS 6800在水质VOCs检测中的应用
参照标准：
GB/T 5749-2006生活饮用水卫生标准 生活饮用水标准检验方法
HJ 639-2012水质 挥发性有机物的测定 吹扫捕集/气相色谱-质谱法
吹扫捕集-气相色谱-质谱联用仪外观图
27种VOC在SIM扫描下TIC图
GC-MS 6800在环境空气VOCs检测中的应用
参照标准：
《HJ 644-2013 环境空气 挥发性有机物的测定 吸附管采样-热脱附-[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱-质谱法》
《HJ 583-2010环境空气 苯系物的测定 固体吸附热脱附-[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱法[/url]》
《GB/T 27630-2011乘用车内空[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp]气质量评价指南[/url]》
《HJ/T 400-2007 车内挥发性化合物及醛酮类化合物采样测定方法》
GC-MS 6800 + Markes热脱附仪TD-100 外观图
热脱附浓缩仪原理图
GC-MS 6800在土壤、固废VOCs检测中的应用
参照标准
HJ 643-2013 固体废物 挥发性有机物的测定 顶空[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱-质谱法[/url]
HJ 642-2013 土壤和沉积物 挥发性有机物的测定 顶空[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱-质谱法[/url]
GC-MS 6800带顶空自动进样器外观图
顶空进样器原理图
固废中54种挥发性有机物测试TIC图
4. 智能监管平台
4.1 监测平台
对实时监测VOCs与特征污染气体排放数据的实时采集与分析，利用数据有效性审核机制对监测数据进行审核, 为环境监管部门提供真实有效的监测数据，实时掌握污染排放状况，为污染减排和总量控制提供数据支撑和决策支持。
（1）实时监测数据、实时监测曲线：
实时动态显示各监测点所有监测因子的最新监测数据和标识，可以列表和曲线的方式显示。
（2）数据报表：
根据监测监测内容、监测时间，各种组合条件查询历史监测数据报表，以列表方式显示，可汇出至EXCEL文件。
（3）历史数据分析：
根据已有的历史监测数据进行大数据整合分析，可分析单个站房，以及对监测数据进行主成分和相关性分析。
（4）远程监控：
集成中心站和各个监测站房的远程监控摄像机，可通过网页远程实时查看各个站的状况。
（5）平台综合配置管理：
对监测区域、监测站房、监测仪器、监测元素、平台用户信息、等进行增删查改操作。综合配置管理 网页站点只有管理员才有权限配置使用。
（6）建立“一企一档”：
通过建立“一企一档”系统，实现污染源基本信息、排口信息、现场检查信息、建设项目信息、排污许可信息、行政处罚信息、污普信息、环统信息等数据的信息的聚合。当日常监察或突发事件发生时，可直观快速了解污染源现状和历史变化情况，可关联查询企业基本概况及其生产工艺流程、排放污染物种类及浓度、环评和批复数据、信访举报记录等各项环境监管内容。
（7）环境信用评价
建立企业环境信用评价信息化管理系统，由环保局确认参评企业、评价方式和评价等级，结果支持多平台共享，供公众监督。实施守信激励、失信惩戒制度，引导企业改善环境行为。
4.2 环境执法
环境移动应用系统通过手机或者平板电脑快捷查询企业信息， 帮助环境管理与监察部门更便捷、准确、全面了解，约束企业违法、违规排污行为，为环境监管、环境评价、执法与决策提供有力支持。具体功能包含：
（1）移动终端查询污染源“一企一档”信息、在线监控数据、环保手册，并可通过移动终端维护污染源“一企一档”信息。
（2）支持现场取证，包括污染源取证和现场取证两类功能，取证完成后可进行证据包的离线缓存或上传。系统支持向导式的信息录入方式制作电子执法文书，系统事先按现场执法工作内容和行业类型，制作不同的执法文书模板。
（3）任务管理功能实现各类执法任务自动/人工生成和集中管理，包括任务添加、编辑、下发、接收、执行。领导进行任务的添加、审核、下发，执法人员通过移动终端进行任务接收、查看、办理等。
（4）移动办公模块实现与 OA办公系统对接。通过系统集成和流程整合将现有办公系统的相关数据推送到移动终端，实现移动办公。
4.3 预报预警
实时接入各个开发区厂界、敏感点、区域超级站监测数据，实现对以上监测点的实时监测、趋势预警与深入分析，有效评估园区挥发性有机物（VOCs）或其他特征污染物的污染水平，同时帮助环境管理部门解决工业园厂群间矛盾。同时集成现有的源解析在线监测系统，进行企业在线监控数据、环境在线监测数据与源解析结果的大数据关联分析，提高污染溯源问题的信息化水平。
4.4 污染应急
环境风险应急管理系统软件是应对突发环境事件的综合管理平台，帮助用户预防突发环境事件的发生，提高应对能力，做到判断准确、措施有效、处置及时，最大限度降低突发环境事件带来的灾害和损失。
系统具有风险信息基础库管理（风险源、危险品、组织结构、应急物资、应急资源、应急预案、应急专家、事故案例、应急知识库）、应急事件管理（接报、初报、续报、终报、事件箱）、决策指挥、应急智能终端（应急资源查询、监测数据上报）等功能。
5. VOCs末端治理技术
目前，挥发性有机物（VOCs）治理有两类基本技术：
一类是回收技术，治理的基本思路是对排放的VOCs进行吸收、过滤、分离，然后进行提纯等处理，再资源化循环利用，主要包括吸附技术、吸收技术、冷凝技术和膜分离技术。
另一类是销毁技术，处理的基本思路是通过燃烧、降解等化学反应，把排放的VOCs分解化合转化为其他无毒无害的物质，可分为微生物降解技术、燃烧技术、等离子体技术和光催化技术。
但由于大多数行业VOCs排放组分负责，通常需采用组合技术才能实现污染物达标排放。天瑞仪器可实现不同种类不同类型的VOCs污染治理，以下介绍几种常用VOCs末端治理技术。
5.1 吸附技术
吸附技术是最为经典和常用的有机废气净化技术，也是目前挥发性有机物（VOCs）治理的主流技术之一。
Ø 原理：利用吸附剂与污染物质（VOCs）进行物理结合或化学反应，并将污染成分去除。
Ø 典型工艺：
Ø 适用范围：中低浓度的VOCs的净化。
5.2 吸收技术
Ø 原理：由废气和洗涤液接触将挥发性有机物（VOCs）从废气中移走，之后再用化学药剂将VOCs中和、氧化或其它化学反应破坏。
Ø 典型工艺：
Ø 适用范围：适用于高水溶性VOCs，不适合低浓度气体。
5.3 冷凝技术
Ø 原理：将废气降温至挥发性有机物（VOCs）成份的露点以下，使之凝结为液态后加以回收。经常作为前处理步骤搭配其他控制技术，如燃烧、吸附、吸收等。
Ø 典型工艺：（冷凝槽）
Ø 适用范围：适用于高浓度、单一组分有回收价值的VOCs。
5.4蓄热式热力焚化技术（RTO）
Ø 原理：RTO (Regenerative Thermal Oxidizer,简称RTO),蓄热式氧化炉。其原理是在高温下将可燃废气氧化成对应的氧化物和水，从而净化废气，并回收废气分解时所释放出来的热量，废气分解效率达到99%以上，热回收效率达到95%以上。
Ø 典型工艺：
Ø 应用场合：适用同一条生产线，因产品不同，废气成分经常发生变化或废气浓度波动较大的场合，包括制造业涂装线、石油化工、橡胶、涂料、印刷、医药化工等生产线的废气处理，尤其适用于需要热量回收的企业。
5.5催化燃烧技术（RCO）
Ø 原理：基于废气中的有机化合物可以燃烧氧化的特性，将其转化为二氧化碳和水。
Ø 典型工艺：
Ø 现场安装图（添加）
5.6 等离子体技术
Ø 原理：通过高压放电形式获得非热平衡等离子体，利用等离子体场富集的大量活性物种，如离子、电子、激发态的原子、分子及自由基等，将污染物分子离解成二氧化碳和水。
Ø 典型工艺：
Ø 适用范围：适用于低浓度的VOCs。
5.7 光催化技术
Ø 原理：光催化剂纳米粒子在一定波长的光线照射下受激产生电子空穴对，空穴分解催化剂表面吸附的水产生氢氧自由基，电子使其周围的氧还原成活性离子氧，从而具备极强的氧化还原能力，将光催化剂表面的各种污染物摧毁。
Ø 典型工艺：
Ø 安装现场示例
Ø 适用于广泛的应用领域：
制药行业
香精香料行业
农药行业
防水沥青卷材行业
石油化工行业
储运行业
各大高校研究机构
等等
5.8 组合技术
依据行业有机废气性质、环境性能、技术性能和经济性能选择合适可用、最佳可行的VOCs组合技术。
以不同浓度的有机废气为例，有以下组合方案可供选择：
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