江蘇省鉛蓄電池工業(yè)大氣污染物排放濃度限值研究

辛玉婷， 楊 靜， 鮑春暉

（江蘇省環(huán)境科學研究院江蘇省環(huán)境工程重點實驗室 江蘇省環(huán)科咨詢股份有限公司， 江蘇 南京 210036）

0 引言

為實現(xiàn)江蘇省鉛蓄電池行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展、節(jié)能減排的目標，加速現(xiàn)有企業(yè)的技術改造，淘汰一批技術水平低、裝置規(guī)模小、原材料消耗高、能耗高、污染嚴重的企業(yè)，嚴格控制新建裝置，有效控制新增污染源污染物的排放量，有必要制訂《江蘇省鉛蓄電池工業(yè)大氣污染物排放標準》[1]。從鉛蓄電池企業(yè)的工藝和排放特征確定標準的管制項目，排放標準限值則通過國內外已有的標準比較分析，綜合省內污染防治技術水平和排放現(xiàn)狀確定。

《江蘇省鉛蓄電池工業(yè)大氣污染物排放標準》擬從排放總量和排放濃度2方面設計鉛蓄電池行業(yè)的大氣污染物控制指標，并對企業(yè)日常管理提出控制要求。標準規(guī)定了鉛及其化合物、酸霧以及顆粒物經(jīng)排氣筒有組織排放和廠界環(huán)境中的最高允許排放濃度作為排放指標。本文通過對比分析國內外鉛蓄電池行業(yè)的大氣污染物排放標準，結合國家有關要求和江蘇省鉛蓄電池行業(yè)的自身情況，分析計算出鉛蓄電池行業(yè)大氣污染物的各因子濃度限值[2-3]。

1 污染物有組織排放濃度限值

1.1 鉛及其化合物

目前鉛蓄電池典型企業(yè)含鉛廢氣的治理方法主要有干法和濕法2種。干法主要用袋式除塵器和濾筒除塵器截留煙氣中污染物，或在此基礎上增加高效空氣過濾器（HEPA filter）以提高處理效率。濕法主要利用堿液噴淋的捕集和吸收作用去除廢氣中污染物[4]。

參考美國、德國、北京相關標準，并根據(jù)省內典型企業(yè)的污染源監(jiān)測數(shù)據(jù)、環(huán)評驗收數(shù)據(jù)、例行監(jiān)測數(shù)據(jù)，結合企業(yè)可達的污染防治技術，確定鉛及其化合物排氣筒濃度限值。省內調查獲得的鉛蓄電池鉛及其化合物廢氣經(jīng)末端處理工藝設備或排氣筒的濃度見表1，國內外鉛蓄電池大氣污染物排氣筒排放限值見表2。

表1 江蘇省鉛蓄電池企業(yè)鉛及其化合物廢氣排放濃度

32 33 34 35 36 37 38總計企業(yè)32企業(yè)33企業(yè)34企業(yè)35企業(yè)36企業(yè)37企業(yè)38 10 12 14 10 12 14 6 12 5 5 4 2 5 5 4 2 9 5 5 4 2 1 1691 1691 128

表2 國內外鉛蓄電池制造企業(yè)鉛及其化合物排放濃度限值

根據(jù)典型鉛蓄電池企業(yè)鉛及其化合物排放濃度結果，同時參考其他地區(qū)排放標準限值，結合省內鉛蓄電池廢氣控制技術可達性，確定江蘇省鉛蓄電池企業(yè)鉛及其化合物排放濃度限值。江蘇省鉛蓄電池企業(yè)污染防治技術相對較先進，污染控制管理較嚴格，從本省企業(yè)所有監(jiān)測數(shù)據(jù)來看（見表1），有96%的鉛及其化合物監(jiān)測質量濃度小于0.35 mg/m3；部分企業(yè)可達100%，而100%的企業(yè)可達國家電池標準（0.5 mg/m3）；從處理方法來看，以用“袋式除塵器（或濾筒式除塵器）+HEPA過濾器”二級除塵可處理效果最佳。另外江蘇省人口密度大，長三角地區(qū)是國家重點開發(fā)地區(qū)，重金屬污染事故時有發(fā)生，因此江蘇省鉛蓄電池企業(yè)大氣污染物排放濃度設置相對嚴于其他地區(qū)。

根據(jù)江蘇省鉛酸蓄電池含鉛廢氣的排放現(xiàn)狀，對于新建、改建、擴建企業(yè)，主要通過采用清潔生產工藝，如采用鉛錠切粒技術、全自動分片、自動包片和自動鑄焊技術、連軋連沖及集中供鉛的鉛蓄電池板柵制造工藝技術等，降低廢氣產生濃度，擬確定現(xiàn)有和新建企業(yè)排放標準為0.35 mg/m3。按省內典型鉛蓄電池企業(yè)鉛及其化合物排放濃度調研結果，2家企業(yè)未達到本標準排放濃度限值要求。

1.2 硫酸霧

（1）典型企業(yè)控制水平

目前，鉛蓄電池企業(yè)硫酸霧凈化方式主要有2種：物理捕集過濾法和化學噴淋吸收法，去除效率可達95%以上。各典型企業(yè)硫酸霧的監(jiān)測結果見表3。由表3可以看出，各企業(yè)所有監(jiān)測數(shù)據(jù)有100%監(jiān)測質量濃度小于7 mg/m3。86%的企業(yè)硫酸霧監(jiān)測數(shù)據(jù)排放質量濃度可以達到5 mg/m3左右。

表3 典型鉛蓄電池企業(yè)廢氣中硫酸霧排放濃度統(tǒng)計結果

（2）國內外同類標準限值

國內其他地區(qū)和國外硫酸霧的排放標準見表4?？梢姡瑖鴥葘α蛩犰F的控制標準最為嚴格的為北京市標準和電池工業(yè)污染物排放標準（5.0 mg/m3）；國外對硫酸霧的控制標準最為嚴格的為德國和日本東京（1 mg/m3）。

表4 國內其他地區(qū)和國外硫酸霧的排放標準

（3）本標準硫酸霧濃度限值的確定

根據(jù)江蘇省鉛蓄電池行業(yè)生產技術、污染治理水平及排放現(xiàn)狀，結合國內外同類標準的調研，擬確定本標準硫酸霧排放標準為5.0 mg/m3。

1.3 顆粒物

（1）典型企業(yè)控制水平

鉛蓄電池企業(yè)顆粒物的治理方法等同于含鉛廢氣的治理方法。從監(jiān)測數(shù)據(jù)看，目前主要關注鉛及其化合物的監(jiān)測，顆粒物的監(jiān)測數(shù)據(jù)較少。各典型企業(yè)顆粒物的監(jiān)測結果見表5。由表5可以看出，各企業(yè)所有監(jiān)測數(shù)據(jù)有100%監(jiān)測質量濃度小于30 mg/m3，有94%的監(jiān)測數(shù)據(jù)小于20 mg/m3。

表5 典型鉛蓄電池企業(yè)廢氣中顆粒物排放濃度統(tǒng)計結果

（2）國內外同類標準限值

國內其他地區(qū)和國外顆粒物的排放標準見表6。國內對廢氣中顆粒物的控制要求最為嚴格的為上海市鉛蓄電池工業(yè)大氣污染物排放標準（20 mg/m3）；國外對顆粒物的控制要求最為嚴格的為德國，當排放速率大于0.2 kg/h，排放質量濃度控制為20 mg/m3。

表6 國內其他地區(qū)和國外硫酸霧的排放標準

（3）本標準濃度限值的確定

根據(jù)江蘇省鉛蓄電池行業(yè)生產技術、污染治理水平及排放現(xiàn)狀，結合國內外同類標準的調研，擬確定本標準顆粒物排放標準為20 mg/m3。

2 企業(yè)邊界大氣污染物濃度限值

2.1 現(xiàn)有企業(yè)廠界監(jiān)測結果

目前鉛蓄電池生產企業(yè)無組織排放主要通過工藝設計和車間微負壓密閉設計來控制。從監(jiān)測數(shù)據(jù)看，各典型企業(yè)廠界監(jiān)測資料總體較為缺乏。根據(jù)已有的企業(yè)廠界實際監(jiān)測資料，見表7。鉛及其化合物在企業(yè)邊界處監(jiān)控濃度約32.8%的監(jiān)測數(shù)據(jù)小于0.001 mg/m3。硫酸霧監(jiān)測結果有87.5%的數(shù)據(jù)可以達到0.3 mg/m3的標準，顆粒物監(jiān)測結果有65%的數(shù)據(jù)可以達到0.3 mg/m3的標準。

表7 全省鉛蓄電池企業(yè)邊界處污染物監(jiān)測結果

2.2 國內外企業(yè)邊界大氣污染物無組織排放監(jiān)控限值

（1）國內企業(yè)邊界大氣污染物無組織排放監(jiān)控限值

國內標準對企業(yè)邊界大氣污染物無組織排放監(jiān)控限值要求見表8。由表8可見，對企業(yè)邊界鉛及其化合物及硫酸霧要求最為嚴格的北京市，分別為0.000 7和 0.3 mg/m3，分別相當于原 TJ 36—79《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》中“居住區(qū)最高容許溶度”的日均值和一次值，均遠遠嚴于國家現(xiàn)行標準及其他地方標準。國內標準對顆粒物企業(yè)邊界無組織監(jiān)控限值控制最嚴的為DB 31/603—2012《上海市鉛蓄電池工業(yè)大氣污染物排放標準》和《電池工業(yè)污染物排放標準》，為 0.3 mg/m3。

表8 國家及國內其他地區(qū)企業(yè)邊界大氣污染物無組織排放監(jiān)控限值

（2）國外及其他地區(qū)

國外發(fā)達國家和地區(qū)（如美國和香港）均不單獨設定企業(yè)邊界大氣污染物濃度限值，要求企業(yè)在邊界處即要到達環(huán)境質量標準，無大氣防護距離要求。美國環(huán)境空氣中鉛的3個月均值為0.15 μg/m3。

2.3 企業(yè)邊界大氣污染物無組織排放監(jiān)控限值的確定

從保護人體健康和環(huán)境質量考慮，本標準依照美國、上海、北京市等國家和城市環(huán)境保護理念，要求鉛蓄電池企業(yè)邊界處鉛及其化合物、顆粒物及硫酸霧達到環(huán)境質量標準值。根據(jù)最新頒布的環(huán)境空氣質量標準，鉛及其化合物的季均質量濃度為1.0 μg/m3，總懸浮顆粒物的日均質量濃度為0.3 mg/m3；《電池工業(yè)污染物排放標準》確定新源企業(yè)邊界鉛和顆粒物的無組織排放監(jiān)控限值分別為1.0μg/m3和0.3 mg/m3。本著同樣的原則，因此本標準擬確定廠界鉛及其化合物和顆粒物無組織排放監(jiān)控限值分別為1.0 μg/m3和0.3 mg/m3。硫酸霧參照原TJ 36—79《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》中“居住區(qū)最高容許濃度”一次值要求及《電池工業(yè)污染物排放標準》擬確定為0.3 mg/m3。

3 單位產品基準排氣量

大氣污染物排放限值適用于單位產品實際排氣量不高于單位產品基準排氣量的情況。若單位產品實際排氣量超過單位產品基準排氣量，須按公式（1）將實測大氣污染物濃度換算為大氣污染物基準排氣量排放濃度，并以大氣污染物基準排氣量排放濃度作為判定排放是否達標的依據(jù)。產品產量和排氣量統(tǒng)計周期為1個工作日。

式中：ρ基為大氣污染物基準排氣量排放濃度，mg/m3；Q總為排氣總量 ，m3；Yi為某種產品產量 ，萬kVAh；Qi基為某種產品的單位產品基準排氣量，m3/萬 KVAh；ρ實為實測大氣污染物排放濃度，mg/m3；若Q總與ΣYi·Qi基的比值小于1，則以大氣污染物實測濃度作為判定排放是否達標的依據(jù)。

根據(jù)對江蘇省鉛蓄電池行業(yè)的調研情況，省內大多數(shù)企業(yè)產品為動力鉛蓄電池，末端治理技術主要為布袋除塵+濕法噴淋，因此根據(jù)環(huán)境保護部環(huán)境工程評估中心等部門發(fā)布的《鉛蓄電池產排污系數(shù)》，該系數(shù)手冊選取了起動型鉛蓄電池、工業(yè)鉛蓄電池和動力鉛蓄電池3種類型分別計算排污系數(shù)，根據(jù)本課題調研統(tǒng)計結果，江蘇省鉛蓄電池企業(yè)主要為動力鉛蓄電池和規(guī)模大于50萬kVAh的電池，因此本標準選用的排污系數(shù)見表9。

表9 鉛蓄電池排污系數(shù)

根據(jù)環(huán)保部GB 30484—2013《電池工業(yè)污染物排放標準》所定鉛及其化合物的新建企業(yè)最高允許排放質量濃度0.5 mg/m3，計算出相應的單位基準排氣量濃度，見表10。

表10 鉛及其化合物排放限值

省內38家典型鉛蓄電池企業(yè)單位鉛及其化合物基準排氣量排放濃度調查結果見表11。

表11 江蘇省鉛蓄電池企業(yè)單位鉛及其化合物基準排氣量排放濃度現(xiàn)狀

綜合江蘇省典型鉛蓄電池企業(yè)現(xiàn)有單位鉛及其化合物基準排氣量排放濃度現(xiàn)狀和“十三五”鉛污染減排任務以及淘汰落后鉛蓄電池工藝、末端處理設施等的相關要求，擬確定江蘇省鉛蓄電池單位（極板制造+組裝）鉛及其化合物基準排氣量為2.81×106m3/萬 kVAh，極板制造為 1.966 × 106m3/萬 kVAh，組裝為0.842×106m3/萬kVAh。

4 結語

綜上所述，歐美等鉛蓄電池工業(yè)發(fā)達國家和國內各省市制定的相關污染物排放標準，對江蘇省鉛蓄電池企業(yè)排放標準有重要借鑒意義，但對于鉛蓄電池行業(yè)大氣污染物排放限值的確定，主要還是基于江蘇省鉛蓄電池行業(yè)污染排放實際水平[5]。

而《江蘇省鉛蓄電池行業(yè)大氣污染物排放標準》的制定，可為江蘇省環(huán)境管理提供強有力的技術支撐。一是可以完善環(huán)境標準體系，提升行業(yè)污染控制管理能力。二是有效應對區(qū)域大氣復合污染，促進空氣質量改善。制定實施本排放標準，能夠有效減少鉛蓄電池行業(yè)大氣污染物排放，進而對城市、區(qū)域性的二次污染物導致的大氣復合污染控制起到關鍵作用，減輕復合型大氣污染，為江蘇省控制區(qū)域性大氣環(huán)境污染提供有效的依據(jù)和手段，有利于改善全省大氣環(huán)境質量，對于保障環(huán)境安全和人體健康、建設生態(tài)文明、協(xié)調經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護、促進社會安定和諧具有很好的經(jīng)濟和社會效益[6]。