工業(yè)廢氣治理技術(shù)效率及其影響因素研究

文_馮捷 湖州利升檢測有限公司

截止到2019年9月底，我國出臺的工業(yè)廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定硫氧化物最高排放濃度為1200mg/m3，其中使用級硫化物如二氧化硫，最高排放濃度僅為700mg/m3。依據(jù)工業(yè)廢氣產(chǎn)生情況和排放標(biāo)準(zhǔn)升級傳統(tǒng)廢氣處理技術(shù)，是解決工業(yè)生產(chǎn)過程中廢氣排放不達(dá)標(biāo)問題的關(guān)鍵。

1 工業(yè)廢氣治理技術(shù)應(yīng)用背景

圖1 2007年以來工業(yè)廢氣主要成分排放量變化圖（圖源：根據(jù)公開資料整理）

2007年以來工業(yè)廢氣主要成分排放數(shù)量的變化情況如圖1所示。圖1中預(yù)測了2020年的廢氣成分排放數(shù)據(jù)。觀察圖1可發(fā)現(xiàn)氮氧化物的排放量在2011年達(dá)到最高，雖然往后在逐年遞減，但仍然保持在1500萬t排放量之上。硫氧化物的排放量在自2007年以來一直在減少。受到大型工廠數(shù)量增加的影響，煙塵排放量在2014年以將近40%的增長率達(dá)到最高。綜合各工業(yè)廢氣主要成分排放量的變化情況，可以知道我國工業(yè)廢氣處理技術(shù)效率受到工業(yè)廢氣組成成分結(jié)構(gòu)變化的影響比較大，一旦各成分在工業(yè)廢氣中的占比出現(xiàn)較大的改變，原有的工業(yè)廢氣處理技術(shù)效率就會相應(yīng)降低，經(jīng)過處理后的工業(yè)廢氣成分也會發(fā)生較大的改變。

常見的工業(yè)廢氣治理有生物分解法、等離子法、活性炭吸附法、UV光解凈化法和植物噴灑液除臭法共五大類治理方法。不同方法應(yīng)用于不同的工業(yè)廢氣治理中，在綜合治理效率方面存在一定差異。其中，治理效率最高的方法是UV光解凈化法。采用UV光解技術(shù)使廢氣在光子的催化作用下進(jìn)行分解，光解技術(shù)要求不高且使用起來比較簡單，但光解技術(shù)的發(fā)展當(dāng)前還處于起步階段，技術(shù)的應(yīng)用還不夠成熟。除UV光解凈化法外，其他的工業(yè)廢氣治理方法使用的治理技術(shù)都比較成熟，但在治理效率和治理成本上一直沒有得到很大的突破。

2 影響工業(yè)廢氣處理技術(shù)效率的因素

工業(yè)廢氣處理技術(shù)的效率是影響工業(yè)廢氣處理工作成本和廢氣凈化程度的決定性因素之一，高效率的處理技術(shù)能夠在較短的時間內(nèi)處理更多的工業(yè)廢氣，有效降低工業(yè)廢氣處理的時間成本，且廢氣處理效果較好。

2.1 工業(yè)廢氣治理技術(shù)人才缺失

近幾年我國才開始全面實施工業(yè)廢氣治理計劃，工業(yè)廢氣治理技術(shù)人才儲備少，短時間內(nèi)很難培養(yǎng)出大批優(yōu)秀的專業(yè)人才。盡管我國教育體制改革在不斷深化、推進(jìn)，但我國在高等教育領(lǐng)域與西方發(fā)達(dá)國家仍存在較大差距，且國外工業(yè)廢氣治理專業(yè)人才的培養(yǎng)時間開始的比國內(nèi)早，相關(guān)技術(shù)研究經(jīng)驗也明顯比國內(nèi)豐富。雖然我國的工業(yè)廢氣治理相關(guān)的政策出臺更新速度加快，標(biāo)準(zhǔn)也逐漸向國際標(biāo)準(zhǔn)靠攏，但技術(shù)和人才的缺失始終導(dǎo)致我國工業(yè)廢氣治理工作進(jìn)展較慢。

2.2 工業(yè)廢氣處理技術(shù)成本高

工業(yè)生產(chǎn)活動的進(jìn)行都是以盈利為目的的，從資本的角度來看應(yīng)用需要耗費高昂資金的工業(yè)廢氣處理技術(shù)顯然是不劃算的，如果使用傳統(tǒng)工業(yè)廢氣處理技術(shù)也能勉強(qiáng)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，就很少會有企業(yè)選擇花更高的代價去降低工業(yè)廢氣的排放濃度。如果大多數(shù)企業(yè)的選擇都是以犧牲環(huán)境來保障自己更高的收益，那工業(yè)廢氣治理技術(shù)的改進(jìn)就得不到企業(yè)的支持，工業(yè)廢氣治理的大環(huán)境也就很難得到改善。失去企業(yè)支持的工業(yè)廢氣治理技術(shù)研究，如果僅僅依靠社會環(huán)保人士和政府政策的支持，很容易由于缺乏后續(xù)資金和人才支持而中斷。

2.3 工業(yè)生產(chǎn)高污染原料的使用

工業(yè)廢氣來源占比情況如圖2所示。由圖2可知，水泥窯、高爐煤氣、氧氣轉(zhuǎn)爐以及燒結(jié)機(jī)在年度工業(yè)廢氣產(chǎn)生來源中所占的比例較高，其中水泥窯高達(dá)20%。而這些傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)主要就是對燃煤的使用，由于新能源成本比較高，使用新能源的機(jī)器設(shè)備也沒有在我國工業(yè)生產(chǎn)中實現(xiàn)普及，傳統(tǒng)的冶煉行業(yè)仍然堅持使用煤礦等高廢氣排放原料。無法將傳統(tǒng)能源替換成低廢氣排放的新能源，工業(yè)廢氣處理技術(shù)再先進(jìn)也無法改變廢氣濃度高的問題。

圖2 工業(yè)廢氣來源占比圖（圖源：根據(jù)公開資料整理）

3 提高工業(yè)廢氣處理技術(shù)效率的有效途徑

3.1 建立健全相關(guān)法律法規(guī)

很多企業(yè)由于成本過高而不愿采取更好的工業(yè)廢氣處理技術(shù)，部分企業(yè)甚至不顧法律要求，在法律管制比較松懈的地區(qū)直接將工業(yè)廢氣排放到大氣中，加大了我國工業(yè)廢氣治理工作的難度。通過加強(qiáng)與工業(yè)廢氣治理相關(guān)的法律懲罰，有關(guān)部門嚴(yán)格按照法律規(guī)定對違反相關(guān)規(guī)定的工廠采取嚴(yán)懲措施，可以提高企業(yè)對工業(yè)廢氣處理的重視程度。此外，逐步提升我國工業(yè)廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)，可以使企業(yè)為了達(dá)到廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)而放棄傳統(tǒng)的低成本高污染的廢氣處理技術(shù)和高廢氣排放的原料，轉(zhuǎn)而將眼光投向更好的工業(yè)廢氣處理技術(shù)和環(huán)保新能源，進(jìn)而促進(jìn)我國整體工業(yè)廢氣處理技術(shù)的升級換代。

3.2 培養(yǎng)工業(yè)廢氣處理技術(shù)型人才

通過在高校開設(shè)工業(yè)廢氣處理專業(yè)課程，成立高校工業(yè)廢氣處理技術(shù)研究實驗室等研發(fā)機(jī)構(gòu)，讓更多的學(xué)生接觸到工業(yè)廢氣處理，為工業(yè)廢氣處理行業(yè)培養(yǎng)潛在人才。還可以通過政府出資成立社會專業(yè)研究機(jī)構(gòu)，聘請優(yōu)秀人才來研究更多更高效的工業(yè)廢氣處理技術(shù)。此外，加強(qiáng)企業(yè)工業(yè)廢氣處理部門工作人員對工業(yè)廢氣處理技術(shù)的認(rèn)識，改變企業(yè)決策者單純從利益角度考慮工業(yè)廢氣處理方案的思維方式，也是提高工業(yè)廢氣處理技術(shù)實際應(yīng)用效率的有效方法。

3.3 推動新型工業(yè)廢氣處理技術(shù)的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的工業(yè)廢氣處理技術(shù)基礎(chǔ)上，有不少新型技術(shù)問世。如廢氣凈化程度更高的微生物降解技術(shù)，能夠讓分解部分廢氣成分的微生物吸附于特殊的多孔材質(zhì)上，廢氣在排放過程中通過這些微生物群，達(dá)到降低廢氣濃度的目的。經(jīng)過多方實驗，這種新型技術(shù)的處理效率高達(dá)99%。此外，還有微波催化氧化這種以較低能耗實現(xiàn)熱解廢氣成分的新型工業(yè)廢氣處理技術(shù)，不但對環(huán)境損害程度低，還能實現(xiàn)廢氣中部分物質(zhì)的循環(huán)利用，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。因此，需采取一定的鼓勵政策，如技術(shù)支持、設(shè)備補(bǔ)貼等方式，來促進(jìn)各工廠更新工業(yè)廢氣處理方案，以大范圍提高我國工業(yè)廢氣處理技術(shù)的廢氣處理效率，減少廢氣排放對環(huán)境的污染。