• 【必讀】揮發性有機物防治“一廠一策”方案制定要點分析

    20-07-15


    1、工作背景

    當前階段,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已成為導致部分城市空氣質量超標的首要因子。揮發性有機物(VOCs )是形成 O3 的重要前體物,主要存在于企業原輔材料或產品中,且大部分易燃易爆,部分屬于有毒有害物質,因此加強 VOCs 治理是現階段控制O3污染的有效途徑,也是幫助企業實現節約資源、 提高效益、減少安全隱患的有力手段。

    當前VOCs 污染防治仍存在的突出問題:一是低揮發性有機物含量原輔材料替代等源頭控制措施明顯不足,VOCs產生量大;二是無組織排放嚴重,量大面廣的企業未采取有效管控措施;三是綜合處理效率低,治污設施建設質量良莠不齊,應付治理、無效治理現象突出;四是運行管理不規范,企業管理制度不健全、操作規程未建立、人員技術能力不足等問題普遍存在;五是監測監控不到位,企業自行監測質量不高,基本未開展無組織排放監測工作。

    《重點行業揮發性有機物綜合治理方案》(環大氣〔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、治污設施建設等全過程減排要求,測算投資成本和減排效益,為企業有效開展VOCs綜合治理提供技術服務。


    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性有機物防治“一廠一策”工作,北京、蘇州、福州、寧波等地印發了揮發性有機物防治“一廠一策”方案編寫大綱,指導企業開展防治現狀評估和技術改造。2020年,北京市計劃推進50家重點企業制定“一廠一策”方案并落實治理措施。


    3、“一廠一策”實施要點

    根據各地發布的揮發性有機物防治“一廠一策”方案編寫大綱,報告主要分為四個部分:企業基本情況;生產工藝及涉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。

    揮發性有機物防治“一廠一策”方案編寫過程中應突出以下內容:

    01  注重溯源分析

    首先分析企業使用的原輔料,根據檢測報告或者MSDS文件對其中含有的揮發性有機物成分、含量進行梳理核算。國家和地方對原輔料中揮發性有機物種類和含量有標準要求的,應進行對標分析。比如汽車用涂料的揮發性有機物以及其他有害物質含量應滿足《車輛涂料中有害物質限量》(GB 24409-2020)要求;印刷油墨中揮發性有機物含量應滿足《油墨中可揮發性有機化合物(VOCs)含量的限值》(GB 38507-2020)要求。

    02   強調實測評估

    量化計算揮發性有機物產生量、收集量、處理量和排放量,其計算以實測結果為依據。

    (1)產生量核算

    揮發性有機物的產生量核算應優先采用物料平衡法。揮發性有機物的產生類型主要有溶劑揮發、化學反應、加熱分解等等,其中最為常見的是溶劑揮發。工業涂裝、印刷過程中原料所含有的揮發性有機物經過烘干后全部進入廢氣中,產生量為使用原料中含有的揮發性有機物,如果企業將部分含有揮發性有機物的原料以危險廢物形式處置或進行回收的,應該予以扣除。

    部分工藝如塑料注塑,加熱過程中高分子聚合物會發生分解,分解反應發生的程度與原料的聚合度、工藝溫度等參數相關,且分解產物是微量的,難以通過物料平衡方式測算揮發性有機物產生量,可以參考國家和地方發布的行業揮發性有機物產生系數,同時采用模擬實驗的方式進行實測驗證。

    (2)收集量核算

    廢氣收集量應選擇在處理設施前進行測試,測試參數包括廢氣量、揮發性有機物濃度、溫度等指標。由于揮發性有機物種類較多,優先采用氣相色譜-火焰離子化檢測法和氣相色譜-質譜GC-MS測試技術。測試指標應采用總烴進行計算,同時為了評估處理設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。

    測試時應選擇正常工況,測試小時平均濃度,根據廢氣測試結果中的揮發性有機物(總烴)濃度、廢氣流量、設施運行時間可以計算得出揮發性有機物的收集量。

    (3)處理量核算

    揮發性有機物處理量是指處理設施對廢氣中揮發性有機物去除的量,可以根據處理設施前后揮發性有機物(總烴)的速率差值、設施運行時間進行計算。

    (4)排放量核算

    揮發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廢氣處理設施排氣筒出口的監測結果進行計算,監測應與收集量測試同時開展。

    無組織排放量=產生量-收集量

    排放量=無組織排放量  有組織排放量

    此外,根據以上數據還可以計算出揮發性有機物收集效率和處理效率:

    收集效率=收集量÷產生量

    處理效率=處理量÷收集量

    03  收集處理并重

    (1)收集裝備的設置

    揮發性有機物的收集是重要評估內容之一?!洞髿馕廴痉乐畏ā返谒氖鍡l規定:產生含揮發性有機物廢氣的生產和服務活動,應當在密閉空間或者設備中進行,并按照規定安裝、使用污染防治設施;無法密閉的,應當采取措施減少廢氣排放。

    《揮發性有機物無組織排放控制標準》(GB 37822-2019)要求:VOCs質量占比大于等于10%的含VOCs產品,其使用過程應采用密閉設備或在密閉空間內操作,廢氣應排至VOCs廢氣收集處理系統;廢氣收集系統排風罩的設置應符合《排風罩的分類及技術條件》(GB/T 16758-2008)規定,采用外部排風罩的,應按照《排風罩的分類及技術條件》(GB/T 16758-2008)、《局部排風設施控制風速檢測與評估技術規范》(AQ/T 4274-2016)規定的方法測量控制風速,測量點應選取在距排風罩開口面最遠處的VOCs無組織排放位置,控制風速不應低于0.3m/s。

    (2)收集效果評估

    揮發性有機物收集和處理系統的風量、風速并不是越大越好,過大的風量造成處理設施負擔加重,風機功率增加,風速過大造成廢氣在處理系統的停留時間過短,不利于污染物的治理。揮發性有機物的收集效果可以通過以下方法來進行評估:

    ①   測試車間內有害成分的濃度,應符合職業安全健康標準相應指標要求;

    ②   測試車間門口、廠界無組織排放監測點位的污染物濃度,應符合行業排放標準或綜合排放標準中對無組織監控點位的濃度要求。

    此外,《“十三五”揮發性有機物污染防治工作方案》(環大氣〔2017〕121號)對揮發性有機物的收集效率提出了明確要求。

    (3)處理效果評估

    經過處理的廢氣中揮發性有機物濃度、排放速率應符合相應排放標準的限值要求?!稉]發性有機物無組織排放控制標準》(GB 37822-2019)規定:收集的廢氣中非甲烷總烴初始排放速率≥3kg/h(重點地區≥2kg/h)時,應配置揮發性有機物處理設施,處理效率不應低于80%。

    處理設施的設計安裝運行應符合《蓄熱燃燒法工業有機廢氣治理工程技術規范》(HJ1093-2020)、《吸附法工業有機廢氣治理工程技術規范》(HJ 2026-2013)、《催化燃燒法工業有機廢氣治理工程技術規范》(HJ 2027-2013)的相應要求,將處理設施的實際處理效率與其設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。

    04  以減排為導向

    根據上述數據計算和對標分析,查找揮發性有機物污染防治中存在的問題,從源頭到末端、從工藝改進到監測管理多措并舉促進削減產生量、提高收集量和處理量,從而達到減少排放的目的。

    (1)削減產生量

    采用清潔的原料和清潔的技術,減少揮發性有機物的使用和產生量。表面涂裝行業鼓勵使用水性涂料、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;包裝印刷行業推廣采用無溶劑復合工藝替代干式復合工藝。

    (2)提高收集量

    將無組織排放轉變為有組織排放進行控制,優先采用密閉設備、在密閉空間中操作或采用全密閉集氣罩(通風櫥等)收集方式;無法密閉的可以在局部重點位置采用集風罩等設施進行收集。多個廢氣收集管道匯合的情況下,應綜合考慮各個管道的阻力情況,防止出現個別管道阻力過大,無法進行廢氣收集的情況。

    (3)提高處理量

    依據排放廢氣特征、VOCs 組分及濃度、生產工況等,合理選擇治理技術。對治理難度大、單一治理工藝難以穩定達標的,要采用多種技術的組合工藝。

    建議采用高品質的吸附劑、催化劑等原輔材料,同時還應根據設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,提高設施的實際運行效果。

    (4)加強日常監管

    企業應建立VOCs相關信息管理臺賬,包括含有VOCs原料的使用臺賬、VOCs治理設施的運行臺帳,活性炭吸附裝置應詳細記錄活性炭更換頻次和處置方式等,燃燒法VOCs治理裝置應記錄燃料用量、燃燒溫度等燃燒條件;

    此外,建議企業采用在線、便攜式等監測設備進行日常自行監測,實時監控處理設施的運行效果、運行狀態,及時發現系統異常并予以調整。


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