低濃度VOCs治理措施環(huán)境影響評價初探

黃 俊 唐建軍 王博蔚

1.四川十安環(huán)保工程有限公司 四川 瀘州 646300

2.瀘州長江經(jīng)濟(jì)研究中心 四川 瀘州 646300

而對于目前面臨的VOCs污染與治理問題的探討,大風(fēng)量、低濃度VOCs的污染治理問題成為了我國城市VOCs污染治理的難點(diǎn)問題,其主要具有以下幾方面的特點(diǎn)：

①低濃度的VOCs往往是指的濃度范圍在100～1000mg/m3的廢氣產(chǎn)生,由于產(chǎn)生濃度較低,對RTO、RCO等高效治理措施的應(yīng)用造成了限制,低濃度的揮發(fā)性有機(jī)廢氣往往無法實(shí)現(xiàn)自持燃燒,而需要使用大量的助燃燃料,造成了能耗及運(yùn)行成本的大幅提高。

②對應(yīng)大風(fēng)量的VOCs廢氣的污染治理設(shè)施會大幅提高其設(shè)備規(guī)模及運(yùn)行成本,同時由于處理風(fēng)量過大,過流風(fēng)速高,也會極大的降低適于低濃度的活性炭等吸附措施的凈化效果。

由于上述大風(fēng)量、低濃度VOCs廢氣治理措施的實(shí)際難點(diǎn),造成了目前對于涉及低VOCs治理措施的環(huán)境影響評價往往存在措施有效運(yùn)行難度大、治理效果不理想、措施流于形式等等問題,本文就相關(guān)問題進(jìn)行探討。

1 大風(fēng)量、低濃度VOCs污染治理設(shè)施的現(xiàn)狀

目前,石化、化工、工業(yè)涂裝、包裝印刷、油品儲運(yùn)銷等涉及VOCs的重點(diǎn)行業(yè)中,存在大風(fēng)量、低濃度VOCs的污染產(chǎn)生特點(diǎn)較突出的行業(yè)主要集中在工業(yè)涂裝及包裝印刷行業(yè),其中尤以包裝印刷行業(yè)尤為突出。

本文以包裝印刷行業(yè)的VOCs廢氣產(chǎn)生特點(diǎn)為例,根據(jù)《油墨中可揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)含量的限值》(GB 38507-2020)的產(chǎn)品規(guī)定,其中溶劑型油墨的VOCs含量最高不得超過95%,而其他水性或能量固化等低VOCs型油墨的VOCs含量最高不得超過30%。同時,根據(jù)《印刷工業(yè)污染防治可行技術(shù)指南》(HJ 1089-2020)中表C.2關(guān)于印刷工業(yè)各工藝環(huán)節(jié)VOCs的產(chǎn)生濃度水平的調(diào)查統(tǒng)計,其溶劑型原料的VOCs產(chǎn)生濃度一般在100～5000mg/m3,而低VOCs型原料的VOCs產(chǎn)生濃度一般在10～500mg/m3。而對于常用的適宜于低濃度VOCs的治理措施[1]：吸附法、吸附濃縮+RTO、生物法的適用濃度范圍往往在100～1000mg/m3,對于低VOCs型原料的印刷工業(yè)的廢氣源強(qiáng)大多數(shù)情況均低于了100mg/m3的低濃度適用范圍,而目前對于上述涉及低VOCs原料的印刷等行業(yè)建設(shè)項(xiàng)目的污染治理措施往往采取低效的光催化氧化、等離子電解及活性炭吸附等治理工業(yè),且由于低濃度VOCs多數(shù)情況下可通過生產(chǎn)系統(tǒng)的大風(fēng)量負(fù)壓收集直接實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢氣的直接達(dá)標(biāo)排放,因此上述措施常常存在流于形式、形同虛設(shè)等情況,并未真正起到有效控制VOCs污染的作用。

其次,由于涉及大風(fēng)量、低濃度VOCs的行業(yè)往往存在有機(jī)廢氣收集難度大、負(fù)壓收集系統(tǒng)漏風(fēng)率高等情況,造成的相關(guān)行業(yè)的VOCs往往存在無組織排放嚴(yán)重、環(huán)境管理粗放等實(shí)際問題。

2 VOCs的環(huán)境管理進(jìn)展

根據(jù)前文分析,由于涉及大風(fēng)量、低濃度VOCs的包裝印刷等行業(yè)存在的有組織排放治理效果差、無組織排放環(huán)境管理難度大等問題,國家通過發(fā)布《揮發(fā)性有機(jī)物無組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 37822-2019)對VOCs的污染問題采取了分類管理方式：

①對VOCs質(zhì)量占比小于10%的物料,在其儲存、使用等生產(chǎn)過程中的VOCs無組織排放可不再進(jìn)一步要求進(jìn)行有組織收集排放等控制要求；

②對VOCs質(zhì)量占比大于等于10%的物料,在其儲存、使用等生產(chǎn)過程中的VOCs無組織排放則要求提出進(jìn)一步的有組織收集排放控制措施,并對有組織排放源提出排放濃度及去除效率雙指標(biāo)的控制要求,其控制要求見下表[2]：

表 VOCs無組織排放源排放控制要求

由此可知,《揮發(fā)性有機(jī)物無組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 37822-2019)發(fā)布后,通過對VOCs物料中的VOCs含量及排放源強(qiáng)的大小的不同,提出了不同的污染管控要求,有效的避免目前涉及VOCs行業(yè)的環(huán)保管理流于形式、治理措施形同虛設(shè)等問題。同時,結(jié)合生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評價分類管理名錄(2021年版)》(生態(tài)環(huán)境部令第16號)對“木質(zhì)制品制造203”、“木質(zhì)家具制造211”、“印刷231”等可能涉及使用VOCs物料的行業(yè)對應(yīng)VOCs的無組織控制要求,也按VOCs物料的類型及使用量進(jìn)行了分類管理,具體見下表：

表 涉及使用VOCs物料的建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評價分類管理

根據(jù)前文分析,對應(yīng)溶劑型的VOCs物料的VOCs質(zhì)量占比最高不超過95%、非溶劑型的低VOCs物料的質(zhì)量占比最高不超過30%計算可知。年用量10噸的溶劑型物料的VOCs最大產(chǎn)生量≤9.5t/a,工業(yè)企業(yè)按夜間不生產(chǎn),正常年生產(chǎn)時間為2400～4800h,考慮最不利情況可計算出排放速率最大不超過3.96kg/h(即超過3kg/h)；而對于年用量10噸的非溶劑型低VOCs物料的VOCs最大產(chǎn)生量≤3t/a,工業(yè)企業(yè)按夜間不生產(chǎn),正常年生產(chǎn)時間為2400～4800h,考慮最不利情況可計算出排放速率最大不超過1.25kg/h(即低于2kg/h)。通過上述簡要計算可知,對于使用溶劑型VOCs物料年用量超過10噸的建設(shè)項(xiàng)目,從源強(qiáng)分析肯定屬于VOCs大源管控,而對于使用非溶劑型低VOCs物料年用量未超過10噸的建設(shè)項(xiàng)目,從源強(qiáng)分析肯定屬于VOCs小源管控。因此,國家新發(fā)布的建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評價分類管理與VOCs無組織分類管控要求是相匹配的,對于無組織排放控制要求低的項(xiàng)目,環(huán)境影響評價管理要求同樣也低,使環(huán)境影響評價管理及污染防治措施管理更具有一致性。

3 存在問題

3.1 治理設(shè)施的有效運(yùn)行困難 由于大風(fēng)量、低濃度揮發(fā)性有機(jī)廢氣的特點(diǎn),造成了對末端處理設(shè)施要求的設(shè)計處理風(fēng)量大、運(yùn)行成本高的問題,在企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行過程中有效運(yùn)行困難。收集風(fēng)量過小,會導(dǎo)致有機(jī)廢氣的無組織收集效率偏低,無法達(dá)到有效收集的要求；收集風(fēng)量過大,會導(dǎo)致設(shè)備設(shè)計規(guī)模大大增加,濃度遠(yuǎn)低于治理設(shè)施設(shè)計進(jìn)口濃度。

3.2 穩(wěn)定達(dá)標(biāo)不宜實(shí)現(xiàn) 由于大風(fēng)量、低濃度揮發(fā)性有機(jī)廢氣往往存在產(chǎn)生濃度波動較大,因生產(chǎn)具有周期性特點(diǎn),使廢氣源強(qiáng)時大時小,造成廢氣經(jīng)治理設(shè)施后無法保證穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。同時,由于進(jìn)口濃度較低,使得該類行業(yè)往往采用低效的UV光解氧化、等離子體或活性炭吸附等治理措施,使得治理設(shè)施往往形同虛設(shè),無法真正起到有效去除VOCs污染物的目的。

3.3 環(huán)保投資浪費(fèi) 由于大部分產(chǎn)生大風(fēng)量、低濃度VOCs的生產(chǎn)企業(yè)本身源強(qiáng)較小,有些企業(yè)通過監(jiān)測發(fā)現(xiàn),甚至治理設(shè)施進(jìn)口與出口濃度相差甚微,甚至不經(jīng)處理即可直接實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放,但從該類企業(yè)的環(huán)評審批要求調(diào)查,該類企業(yè)環(huán)評往往均要求了有組織收集及采取活性炭等治理設(shè)施,使得企業(yè)大量環(huán)保投資后卻無法實(shí)現(xiàn)有效去除VOCs污染物的目的,使得環(huán)保投資浪費(fèi)。

4 對策及建議

4.1 源頭控制 目前國家正大力推廣非溶劑型的低VOCs類原料的使用,在涉及VOCs高排放的主要行業(yè)中應(yīng)加快低VOCs原輔材料的有效替代,推廣靜電噴涂等低產(chǎn)生量的環(huán)保生產(chǎn)工藝的應(yīng)用。

4.2 分類管控 根據(jù)《揮發(fā)性有機(jī)物無組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 37822-2019)的無組織排放控制要求,落實(shí)分類管控措施,對確實(shí)可以提供所使用的原輔材料VOCs含量低于10%的行業(yè)企業(yè),可放寬無組織排放的收集治理需求,對采用低VOCs原輔材料和溶劑型原輔材料的企業(yè)采取不同的控制要求,使污染防治措施切實(shí)落到實(shí)處。

4.3 減風(fēng)增濃及吸附濃縮工藝的應(yīng)用 對于VOCs排放總量確實(shí)較大的大風(fēng)量、低濃度的涉VOCs企業(yè),應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)工藝特點(diǎn),切實(shí)推廣減風(fēng)增濃或吸附濃縮工藝的應(yīng)用,使不易處理的大風(fēng)量、低濃度的VOCs廢氣轉(zhuǎn)化為易于處理小風(fēng)量、高濃度的VOCs廢氣,然后再采取RTO或RCO等處理工藝徹底降低VOCs污染物的排放。

4.4 探索新的治理模式 對于前款提到的“減風(fēng)增濃或吸附濃縮+RTO或RCO”工藝路線的應(yīng)用,往往存在環(huán)保投資過大、運(yùn)行成本高的問題,而對于大部分產(chǎn)生大風(fēng)量、低濃度VOCs的行業(yè)往往都是經(jīng)濟(jì)效益較低的企業(yè),其環(huán)保投資對于單獨(dú)一家產(chǎn)污企業(yè)難以承受。因此,應(yīng)在成片集中的VOCs工業(yè)聚集區(qū)域,可探索成片治理、移動一體化治理等新興的靈活治理模式,并在政策上給以新治理模式的政策保障。

5 結(jié)語

在進(jìn)入“十四五”的新的環(huán)保時代,VOCs的環(huán)境污染問題日益突出,已經(jīng)成為了我國大氣污染治理的主要難題,涉及VOCs的政策法規(guī)的不斷發(fā)布,使VOCs的污染治理工藝日趨成熟、完善。對于大風(fēng)量、低濃度VOCs廢氣的新的治理工藝和治理模式的探索,應(yīng)該從項(xiàng)目前端國家標(biāo)準(zhǔn)的制定提供有效保障,加快完善環(huán)境影響評價工作入手,推動大風(fēng)量、低濃度的VOCs污染治理難題得到有效的解決。