20-07-15
1、工作背景
當(dāng)前階段,我國面臨細顆粒物(PM2.5)污染形勢依然嚴峻和臭氧(O3)污染日益凸顯的雙重壓力,特別是在夏季,O3已成為導(dǎo)致部分城市空氣質(zhì)量超標(biāo)的首要因子。揮發(fā)性有機物(VOCs )是形成 O3 的重要前體物,主要存在于企業(yè)原輔材料或產(chǎn)品中,且大部分易燃易爆,部分屬于有毒有害物質(zhì),因此加強 VOCs 治理是現(xiàn)階段控制O3污染的有效途徑,也是幫助企業(yè)實現(xiàn)節(jié)約資源、 提高效益、減少安全隱患的有力手段。
當(dāng)前VOCs 污染防治仍存在的突出問題:一是低揮發(fā)性有機物含量原輔材料替代等源頭控制措施明顯不足,VOCs產(chǎn)生量大;二是無組織排放嚴重,量大面廣的企業(yè)未采取有效管控措施;三是綜合處理效率低,治污設(shè)施建設(shè)質(zhì)量良莠不齊,應(yīng)付治理、無效治理現(xiàn)象突出;四是運行管理不規(guī)范,企業(yè)管理制度不健全、操作規(guī)程未建立、人員技術(shù)能力不足等問題普遍存在;五是監(jiān)測監(jiān)控不到位,企業(yè)自行監(jiān)測質(zhì)量不高,基本未開展無組織排放監(jiān)測工作。
《重點行業(yè)揮發(fā)性有機物綜合治理方案》(環(huán)大氣〔2019〕53號)明確提出推行“一廠一策”制度,明確原輔材料替代、工藝改進、無組織排放管控、廢氣收集、治污設(shè)施建設(shè)等全過程減排要求,測算投資成本和減排效益,為企業(yè)有效開展VOCs綜合治理提供技術(shù)服務(wù)。
2、“一廠一策”開展情況
隨著我國排污許可證制度建立和第二次污染源普查工作的開展,VOCs的排放量和排放源信息越來越精確,有助于開展針對性的削減行動。
目前,全國各地先后開展了揮發(fā)性有機物防治“一廠一策”工作,北京、蘇州、福州、寧波等地印發(fā)了揮發(fā)性有機物防治“一廠一策”方案編寫大綱,指導(dǎo)企業(yè)開展防治現(xiàn)狀評估和技術(shù)改造。2020年,北京市計劃推進50家重點企業(yè)制定“一廠一策”方案并落實治理措施。
3、“一廠一策”實施要點
根據(jù)各地發(fā)布的揮發(fā)性有機物防治“一廠一策”方案編寫大綱,報告主要分為四個部分:企業(yè)基本情況;生產(chǎn)工藝及涉VOCs原輔材料使用情況;VOCs廢氣的收集、處理、排放情況;減排措施、實施計劃及減排量。
揮發(fā)性有機物防治“一廠一策”方案編寫過程中應(yīng)突出以下內(nèi)容:
01 注重溯源分析
首先分析企業(yè)使用的原輔料,根據(jù)檢測報告或者MSDS文件對其中含有的揮發(fā)性有機物成分、含量進行梳理核算。國家和地方對原輔料中揮發(fā)性有機物種類和含量有標(biāo)準(zhǔn)要求的,應(yīng)進行對標(biāo)分析。比如汽車用涂料的揮發(fā)性有機物以及其他有害物質(zhì)含量應(yīng)滿足《車輛涂料中有害物質(zhì)限量》(GB 24409-2020)要求;印刷油墨中揮發(fā)性有機物含量應(yīng)滿足《油墨中可揮發(fā)性有機化合物(VOCs)含量的限值》(GB 38507-2020)要求。
02 強調(diào)實測評估
量化計算揮發(fā)性有機物產(chǎn)生量、收集量、處理量和排放量,其計算以實測結(jié)果為依據(jù)。
(1)產(chǎn)生量核算
揮發(fā)性有機物的產(chǎn)生量核算應(yīng)優(yōu)先采用物料平衡法。揮發(fā)性有機物的產(chǎn)生類型主要有溶劑揮發(fā)、化學(xué)反應(yīng)、加熱分解等等,其中最為常見的是溶劑揮發(fā)。工業(yè)涂裝、印刷過程中原料所含有的揮發(fā)性有機物經(jīng)過烘干后全部進入廢氣中,產(chǎn)生量為使用原料中含有的揮發(fā)性有機物,如果企業(yè)將部分含有揮發(fā)性有機物的原料以危險廢物形式處置或進行回收的,應(yīng)該予以扣除。
部分工藝如塑料注塑,加熱過程中高分子聚合物會發(fā)生分解,分解反應(yīng)發(fā)生的程度與原料的聚合度、工藝溫度等參數(shù)相關(guān),且分解產(chǎn)物是微量的,難以通過物料平衡方式測算揮發(fā)性有機物產(chǎn)生量,可以參考國家和地方發(fā)布的行業(yè)揮發(fā)性有機物產(chǎn)生系數(shù),同時采用模擬實驗的方式進行實測驗證。
(2)收集量核算
廢氣收集量應(yīng)選擇在處理設(shè)施前進行測試,測試參數(shù)包括廢氣量、揮發(fā)性有機物濃度、溫度等指標(biāo)。由于揮發(fā)性有機物種類較多,優(yōu)先采用氣相色譜-火焰離子化檢測法和氣相色譜-質(zhì)譜GC-MS測試技術(shù)。測試指標(biāo)應(yīng)采用總烴進行計算,同時為了評估處理設(shè)施對各種成分的治理效率,建議對苯、苯系物、酯類等原料中涉及的成分同時進行測試。
測試時應(yīng)選擇正常工況,測試小時平均濃度,根據(jù)廢氣測試結(jié)果中的揮發(fā)性有機物(總烴)濃度、廢氣流量、設(shè)施運行時間可以計算得出揮發(fā)性有機物的收集量。
(3)處理量核算
揮發(fā)性有機物處理量是指處理設(shè)施對廢氣中揮發(fā)性有機物去除的量,可以根據(jù)處理設(shè)施前后揮發(fā)性有機物(總烴)的速率差值、設(shè)施運行時間進行計算。
(4)排放量核算
揮發(fā)性有機物排放量包括有組織排放量和無組織排放量。其中有組織排放量根據(jù)廢氣處理設(shè)施排氣筒出口的監(jiān)測結(jié)果進行計算,監(jiān)測應(yīng)與收集量測試同時開展。
無組織排放量=產(chǎn)生量-收集量
排放量=無組織排放量 有組織排放量
此外,根據(jù)以上數(shù)據(jù)還可以計算出揮發(fā)性有機物收集效率和處理效率:
收集效率=收集量÷產(chǎn)生量
處理效率=處理量÷收集量
03 收集處理并重
(1)收集裝備的設(shè)置
揮發(fā)性有機物的收集是重要評估內(nèi)容之一?!洞髿馕廴痉乐畏ā返谒氖鍡l規(guī)定:產(chǎn)生含揮發(fā)性有機物廢氣的生產(chǎn)和服務(wù)活動,應(yīng)當(dāng)在密閉空間或者設(shè)備中進行,并按照規(guī)定安裝、使用污染防治設(shè)施;無法密閉的,應(yīng)當(dāng)采取措施減少廢氣排放。
《揮發(fā)性有機物無組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 37822-2019)要求:VOCs質(zhì)量占比大于等于10%的含VOCs產(chǎn)品,其使用過程應(yīng)采用密閉設(shè)備或在密閉空間內(nèi)操作,廢氣應(yīng)排至VOCs廢氣收集處理系統(tǒng);廢氣收集系統(tǒng)排風(fēng)罩的設(shè)置應(yīng)符合《排風(fēng)罩的分類及技術(shù)條件》(GB/T 16758-2008)規(guī)定,采用外部排風(fēng)罩的,應(yīng)按照《排風(fēng)罩的分類及技術(shù)條件》(GB/T 16758-2008)、《局部排風(fēng)設(shè)施控制風(fēng)速檢測與評估技術(shù)規(guī)范》(AQ/T 4274-2016)規(guī)定的方法測量控制風(fēng)速,測量點應(yīng)選取在距排風(fēng)罩開口面最遠處的VOCs無組織排放位置,控制風(fēng)速不應(yīng)低于0.3m/s。
(2)收集效果評估
揮發(fā)性有機物收集和處理系統(tǒng)的風(fēng)量、風(fēng)速并不是越大越好,過大的風(fēng)量造成處理設(shè)施負擔(dān)加重,風(fēng)機功率增加,風(fēng)速過大造成廢氣在處理系統(tǒng)的停留時間過短,不利于污染物的治理。揮發(fā)性有機物的收集效果可以通過以下方法來進行評估:
① 測試車間內(nèi)有害成分的濃度,應(yīng)符合職業(yè)安全健康標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)指標(biāo)要求;
② 測試車間門口、廠界無組織排放監(jiān)測點位的污染物濃度,應(yīng)符合行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)或綜合排放標(biāo)準(zhǔn)中對無組織監(jiān)控點位的濃度要求。
此外,《“十三五”揮發(fā)性有機物污染防治工作方案》(環(huán)大氣〔2017〕121號)對揮發(fā)性有機物的收集效率提出了明確要求。
(3)處理效果評估
經(jīng)過處理的廢氣中揮發(fā)性有機物濃度、排放速率應(yīng)符合相應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)的限值要求。《揮發(fā)性有機物無組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 37822-2019)規(guī)定:收集的廢氣中非甲烷總烴初始排放速率≥3kg/h(重點地區(qū)≥2kg/h)時,應(yīng)配置揮發(fā)性有機物處理設(shè)施,處理效率不應(yīng)低于80%。
處理設(shè)施的設(shè)計安裝運行應(yīng)符合《蓄熱燃燒法工業(yè)有機廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范》(HJ1093-2020)、《吸附法工業(yè)有機廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范》(HJ 2026-2013)、《催化燃燒法工業(yè)有機廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范》(HJ 2027-2013)的相應(yīng)要求,將處理設(shè)施的實際處理效率與其設(shè)計效率進行對比分析,評估處理效果是否處于良好的運行狀態(tài)。
04 以減排為導(dǎo)向
根據(jù)上述數(shù)據(jù)計算和對標(biāo)分析,查找揮發(fā)性有機物污染防治中存在的問題,從源頭到末端、從工藝改進到監(jiān)測管理多措并舉促進削減產(chǎn)生量、提高收集量和處理量,從而達到減少排放的目的。
(1)削減產(chǎn)生量
采用清潔的原料和清潔的技術(shù),減少揮發(fā)性有機物的使用和產(chǎn)生量。表面涂裝行業(yè)鼓勵使用水性涂料、高固份涂料、粉末涂料、紫外光固化涂料等;包裝印刷行業(yè)以醇性(無苯、無酮)油墨和水性油墨替代溶劑型油墨,印制鐵罐使用含固體份高的UV涂料;表面涂裝行業(yè)推廣采用靜電噴涂、高流量低壓噴槍等涂裝效率較高的涂裝工藝;包裝印刷行業(yè)推廣采用無溶劑復(fù)合工藝替代干式復(fù)合工藝。
(2)提高收集量
將無組織排放轉(zhuǎn)變?yōu)橛薪M織排放進行控制,優(yōu)先采用密閉設(shè)備、在密閉空間中操作或采用全密閉集氣罩(通風(fēng)櫥等)收集方式;無法密閉的可以在局部重點位置采用集風(fēng)罩等設(shè)施進行收集。多個廢氣收集管道匯合的情況下,應(yīng)綜合考慮各個管道的阻力情況,防止出現(xiàn)個別管道阻力過大,無法進行廢氣收集的情況。
(3)提高處理量
依據(jù)排放廢氣特征、VOCs 組分及濃度、生產(chǎn)工況等,合理選擇治理技術(shù)。對治理難度大、單一治理工藝難以穩(wěn)定達標(biāo)的,要采用多種技術(shù)的組合工藝。
建議采用高品質(zhì)的吸附劑、催化劑等原輔材料,同時還應(yīng)根據(jù)設(shè)施的運行要求對廢氣溫度、濕度、顆粒物含量等因素進行有效控制,提高設(shè)施的實際運行效果。
(4)加強日常監(jiān)管
企業(yè)應(yīng)建立VOCs相關(guān)信息管理臺賬,包括含有VOCs原料的使用臺賬、VOCs治理設(shè)施的運行臺帳,活性炭吸附裝置應(yīng)詳細記錄活性炭更換頻次和處置方式等,燃燒法VOCs治理裝置應(yīng)記錄燃料用量、燃燒溫度等燃燒條件;
此外,建議企業(yè)采用在線、便攜式等監(jiān)測設(shè)備進行日常自行監(jiān)測,實時監(jiān)控處理設(shè)施的運行效果、運行狀態(tài),及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)異常并予以調(diào)整。
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