唐山高新區(qū)揮發(fā)性有機(jī)物污染狀況及控制對(duì)策

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，大氣污染成為難以避免的嚴(yán)重問題，揮發(fā)性有機(jī)物已經(jīng)成為大氣污染物中占比較重的污染物。近年來，國(guó)家大力治理揮發(fā)性有機(jī)物，相繼出臺(tái)相關(guān)政策、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)。本文結(jié)合唐山高新區(qū)的實(shí)際情況，就揮發(fā)性有機(jī)物的產(chǎn)生、污染狀況以及采取的控制措施進(jìn)行分析，并提出具有針對(duì)性的對(duì)策，以期為治理揮發(fā)性有機(jī)物污染，有效改善環(huán)境空氣質(zhì)量提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：大氣污染;揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）;控制對(duì)策

中圖分類號(hào)：X51 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）03-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.03.038

Brief introduction to the pollution situation and control policy of volatile organic compounds （VOCs） in high-tech district of Tangshan City

Liu biao

（Tangshan Ecological Environment Bureau High-tech Zone Branch，Tangshan Hebei 063000，China）

Abstract：With rapid development of economy， atmospheric pollution became inavoidable problem. VOCs is the majority atmospheric pollutant nowadays.In recent years， the government has paid much attention on the control of VOCs，including policy， laws and standards. In this paper， we analyzed the origin， situation and control implementation of VOCs based on local condition in high-tech district of Tangshan. Furthermore， a series of suggestions，possible policy was raised in order to provide the help for prevent VOCs pollution and improve the air quality.

Key words：Air pollution;VOCs;Control countermeasures

1 揮發(fā)性有機(jī)物的基本情況

1.1 概念

揮發(fā)性有機(jī)物，常用VOCs表示，它是Volatile Organic Compounds三個(gè)詞第一個(gè)字母的縮寫。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的定義，VOCs是在常溫下，沸點(diǎn)50～260℃的各種有機(jī)化合物。然而，由于關(guān)注點(diǎn)不同，VOCs的定義在全球范圍不盡相同。根據(jù)天津市環(huán)境保護(hù)局和天津市市場(chǎng)和質(zhì)量監(jiān)督管理委員會(huì)發(fā)布的《工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放控制標(biāo)準(zhǔn)》中關(guān)于揮發(fā)性有機(jī)物的定義為：在 293.15K 條件下蒸氣壓大于或等于 10Pa，或者特定適用條件下具有相應(yīng)揮發(fā)性的全部有機(jī)化合物（不包括甲烷），簡(jiǎn)稱 VOCs。VOCs的種類非常多，通常分為非甲烷碳?xì)浠衔?、含氧有機(jī)化合物、鹵代烴、含氮有機(jī)化合物、含硫有機(jī)化合物等幾大類，最常見的是苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、香蕉水、乙酸乙酯、丙酮、醇、酮、酯、醚、醛、酚、萜烯類、有機(jī)胺等。

1.2 揮發(fā)性有機(jī)物的排放源

我國(guó)工業(yè)門類齊全，產(chǎn)業(yè)規(guī)模龐大，這就照成了我國(guó)VOCs排放來源復(fù)雜、種類繁多。根據(jù)《大氣揮發(fā)性有機(jī)物源排放清單編制技術(shù)指南（試行）》（公告2014年第55號(hào)），排放源主要包括交通源、工業(yè)源、生活源和農(nóng)業(yè)源四大類。其中交通源包括道路機(jī)動(dòng)車、非道路移動(dòng)源和油品儲(chǔ)運(yùn)銷等;工業(yè)源包括化石燃料燃燒和工藝過程;生活源包括生活燃料燃燒、環(huán)境管理、居民生活消費(fèi)、建筑裝飾和餐飲油煙;農(nóng)業(yè)源則包括生物質(zhì)露天燃燒源、生物質(zhì)燃料燃燒源和農(nóng)藥使用等[1]。

根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)，2015年我國(guó)VOCs排放總量為2503萬噸。其中工業(yè)源VOCs排放最多，占總量的43%，其次是交通源排放的VOCs，占總量的28%，生活源和農(nóng)業(yè)源排放的VOCs量比較接近，分別占總量的15%和14%。按行業(yè)劃分，工業(yè)源中排放較多的是化工、工業(yè)涂裝、石化和印刷行業(yè);交通源中，道路機(jī)動(dòng)車油品儲(chǔ)運(yùn)銷排放的VOCs較多;農(nóng)業(yè)源中農(nóng)藥排放的VOCs最多;生活源中家居用品、餐飲油煙和化妝品排放的VOCs較多[1-2]。

1.3 揮發(fā)性有機(jī)物的危害性

VOCs可以在一定條件下與氮氧化物發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，參與大氣環(huán)境中臭氧和二次氣溶膠的形成，其對(duì)區(qū)域性大氣臭氧污染、PM2.5污染具有重要的貢獻(xiàn);是導(dǎo)致城市灰霾和光化學(xué)煙霧的重要前體物，其還可以與大氣中的一些自由基反應(yīng)，形成二次有機(jī)氣溶膠[3]，是導(dǎo)致區(qū)域性大氣復(fù)合污染問題的重要根源之一。

2 唐山高新區(qū)揮發(fā)性有機(jī)物污染狀況

高新區(qū)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)為焊接、機(jī)器人、汽車零部件、新材料及新型建材、智能儀器儀表、生物醫(yī)藥6大特色產(chǎn)業(yè)。截至2018年底，高新區(qū)涉及VOCs排放的企業(yè)共49家，其中非金屬礦物制品行業(yè)16家，家具制造行業(yè)5家，通用、專用設(shè)備制造行業(yè)14家，金屬制品制造行業(yè)4家，塑料制品制造行業(yè)4家，醫(yī)藥行業(yè)1家，汽車及零部件制造2家，印刷3家。其中排放量貢獻(xiàn)值較大的為表面涂裝業(yè)及家具制造業(yè)。

以表面涂裝行業(yè)為例，高新區(qū)主要涉及表面涂裝行業(yè)企業(yè)有亞特重工、開元機(jī)械、關(guān)東精密、國(guó)華科技、陸凱科技等，詳見表1。

以關(guān)東精密機(jī)械（唐山）有限公司為例：該公司年產(chǎn)16000臺(tái)（套）建筑工程機(jī)械精密加工部件，主要生產(chǎn)工藝為焊接、切割、拋丸、噴漆，噴漆為大件噴漆。2014年該企業(yè)按照政策要求改善治理工藝，由原來的水簾+活性炭吸附，改為噴淋洗滌+除霧+光催化氧化+低溫等離子凈化;2018年為更好的保護(hù)環(huán)境，減少污染物排放，拆除了原有噴淋洗滌+除霧+光催化氧化+低溫等離子凈化的VOCs治理設(shè)施，新增過濾器+沸石轉(zhuǎn)輪（RC）+催化燃燒（CO）的VOCs治理設(shè)施。

1 水簾+活性炭吸附 1.處理效率高;2.價(jià)格便宜，運(yùn)行成本低;3適應(yīng)性強(qiáng) 更換周期短，產(chǎn)生危險(xiǎn)廢物，造成二次污染，不便于環(huán)境監(jiān)管

2 噴淋洗滌+除霧+催化氧化+低溫等離子凈化 1.高效除惡臭;2.適用于處理低濃度廢氣;3.運(yùn)行成本較低;4.設(shè)備占地面積小，性能穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng);5.不產(chǎn)生二次污染，同時(shí)達(dá)到高效消毒殺菌的作用 1.更換周期短，產(chǎn)生危險(xiǎn)廢物廢燈管;2燈管容易被覆蓋失活，需要進(jìn)行前處理;3.處理效率不穩(wěn)定

3 過濾器+沸石轉(zhuǎn)輪（RC）+催化燃燒（CO） 1.設(shè)備適用于處理高濃度、小氣量的可燃性氣體;2.凈化效率高，惡臭物質(zhì)被徹底氧化分解 1.一次處理效率高，無二次污染性投入;2.成本高、能耗高;3.需要定期更換催化劑

該企業(yè)2017年8月23日，2018年8月15、16日，2018年10月18、19日監(jiān)測(cè)報(bào)告數(shù)據(jù)詳見表4。

類比三種處理工藝、處理效率、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析可知：活性炭吸附法處理效率高，價(jià)格便宜，運(yùn)行穩(wěn)定，適用于各種濃度廢氣的處理。但是由于更換周期短，且廢活性炭需要作為危廢進(jìn)行處理，會(huì)產(chǎn)生二次污染，對(duì)企業(yè)環(huán)保管理工作人員要求高，且不利于環(huán)保部門環(huán)境監(jiān)管。光催化氧化+低溫等離子凈化的組合方案技術(shù)，適用于低濃度、大風(fēng)量的有機(jī)廢氣治理。光催化氧化的原理是采用高能UV紫外線，裂解氧化分子鏈，將高分子污染物質(zhì)裂解、氧化為低分子無害物質(zhì)。低溫等離子技術(shù)的原理是等離子體場(chǎng)富含極高的活性物質(zhì)，如高能電子、離子、自由基和激發(fā)態(tài)分子等，廢氣中的污染物質(zhì)可與這些具有較高能量的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)離解成小分子物質(zhì)[4]。該技術(shù)作為新興技術(shù)應(yīng)用十分廣泛，但處理效率不穩(wěn)定，受生產(chǎn)工況影響較大。同時(shí)需要進(jìn)行前處理，大顆粒的漆渣如果處理得不好將附著在燈管上，減少使用壽命，降低處理效率。廢棄的燈管需作為危險(xiǎn)廢物管理。過濾器+沸石轉(zhuǎn)輪（RC）+催化燃燒（CO）處理工藝是目前為止處理效率最高、最穩(wěn)定的方法。它適用于各種濃度，能將無回收利用價(jià)值的有機(jī)廢氣通過燃燒的方式變成CO2和水。但是一次性投入大、運(yùn)行成本高、能耗高等特點(diǎn)也行為了許多企業(yè)可望而不可求的治理方式。

通過企業(yè)監(jiān)測(cè)報(bào)告數(shù)據(jù)來看，企業(yè)生產(chǎn)工藝、產(chǎn)量、規(guī)模都沒有發(fā)生變化。通過改變污染處理工藝，有效的降低了VOCs的排放濃度。非甲烷總烴進(jìn)口濃度由原來的73.5mg/m3降低到了40mg/m3左右，苯、甲苯和二甲苯的濃度也不同程度的降低了。但是光催化氧化+低溫等離子和催化燃燒法兩種污染處理工藝的處理效率相差不多，催化燃燒方式并未達(dá)到理論的處理效率，并且距理論值相差很多。分析原因可能是因?yàn)樵撝卫砑夹g(shù)廢氣濃度在200-350mg/m3的范圍處理效率最佳，實(shí)際監(jiān)測(cè)時(shí)廢氣的濃度未達(dá)到這個(gè)范圍值，導(dǎo)致處理效率低于理論值。

總體來說，三種污染治理方式活性炭吸附法性價(jià)比最高，但由于現(xiàn)行政策問題不能采用此方式;光催化氧化+低溫等離子屬于新興技術(shù)，雖然通過組合處理的方式對(duì)VOCs進(jìn)行治理，設(shè)備價(jià)格相對(duì)穩(wěn)定，但是受生產(chǎn)工況影響較大，處理效率不穩(wěn)定問題也十分突出，同時(shí)按照唐山市現(xiàn)行大氣管控措施，該處理方式屬于管控范圍;催化燃燒法雖然投資高，運(yùn)行成本高，但是處理效率高且穩(wěn)定。作為現(xiàn)行最有效、最穩(wěn)定的處理方式，不僅政府推薦使用，而且企業(yè)使用安全。

3 唐山高新區(qū)揮發(fā)性有機(jī)物控制對(duì)策

3.1 大力推進(jìn)源頭替代

工業(yè)涂裝、包裝印刷等行業(yè)要加大源頭替代力度，通過使用低VOCs含量的水性涂料或粉末、UV漆、高固分涂料、低VOCs含量的粘合劑等替代溶劑型涂料，使用水性、植物基等環(huán)保型低VOCs含量油墨 、清洗劑等，從源頭減少VOCs產(chǎn)生。

3.2 全面加強(qiáng)無組織排放控制

重點(diǎn)對(duì)含VOCs物料儲(chǔ)存、輸送和轉(zhuǎn)移、設(shè)備與管線組件泄漏、敞開液面逸散以及工藝過程等五類排放源實(shí)施管控，通過采取設(shè)備與場(chǎng)所密閉、工藝改進(jìn)、廢氣有效收集等措施，削減VOCs無組織排放。

推進(jìn)使用先進(jìn)生產(chǎn)工藝。通過采用全密閉、連續(xù)化、自動(dòng)化等生產(chǎn)技術(shù)，以及高效工藝與設(shè)備等，減少工藝過程無組織排放。例如：揮發(fā)性有機(jī)液體裝載優(yōu)先采用底部裝載方式，工業(yè)涂裝行業(yè)推廣采用輥涂、靜電噴涂、高壓無氣噴涂、空氣輔助無氣噴涂、熱噴涂等涂裝技術(shù)，鼓勵(lì)企業(yè)采用自動(dòng)化、智能化噴涂設(shè)備替代人工噴涂，減少使用空氣噴涂技術(shù)。包裝印刷行業(yè)推廣使用無溶劑復(fù)合、擠出復(fù)合、共擠出復(fù)合技術(shù)，鼓勵(lì)采用水性凹印、醇水凹印、輻射固化凹印、柔版印刷、無水膠印等印刷工藝，提高廢氣收集率。遵循“應(yīng)收盡收、分質(zhì)收集”的原則，科學(xué)設(shè)計(jì)廢氣收集系統(tǒng)，將無組織排放轉(zhuǎn)變?yōu)橛薪M織排放進(jìn)行控制[5]。

3.3 推進(jìn)建設(shè)適宜高效的治污設(shè)施

結(jié)合企業(yè)實(shí)際產(chǎn)污種類和污染物產(chǎn)生濃度，選擇適宜高效的有機(jī)廢氣治理設(shè)施。鼓勵(lì)企業(yè)采用多種技術(shù)的組合工藝，提高VOCs治理效率。對(duì)于低濃度、大風(fēng)量有機(jī)廢氣，可采用沸石轉(zhuǎn)輪或活性炭吸附等技術(shù)，先提高VOCs濃度，之后再進(jìn)行焚燒、燃燒等凈化處理;而高濃度有機(jī)廢氣，則可優(yōu)先考慮溶劑回收;對(duì)于難以回收的廢氣，宜采用高溫焚燒、催化燃燒等技術(shù)。一般光氧化或催化、低溫等離子技術(shù)主要適用于惡臭異味等治理;生物法則主要適用于低濃度VOCs廢氣治理和惡臭異味治理。

3.4 深入實(shí)施精細(xì)化管控

結(jié)合高新區(qū)企業(yè)分布情況，對(duì)區(qū)域內(nèi)排放VOCs的企業(yè)分別采取重點(diǎn)行業(yè)和重點(diǎn)污染物的控制，提出有效管控方案。VOCs治理措施要精準(zhǔn)、有效，環(huán)保設(shè)施維護(hù)管理要到位。

對(duì)于污染物排放量較大的重點(diǎn)企業(yè)，可采取幫扶指導(dǎo)，鼓勵(lì)企業(yè)編制具有針對(duì)性和可行性的污染治理方案，建設(shè)生產(chǎn)全過程減排措施，必要時(shí)組織專家提供專業(yè)化技術(shù)支持;加強(qiáng)企業(yè)運(yùn)行管理，積極推進(jìn)專業(yè)化的環(huán)保管理，鼓勵(lì)企業(yè)委托第三方專業(yè)環(huán)保設(shè)施運(yùn)維機(jī)構(gòu)維護(hù)治污設(shè)施，保證其有效運(yùn)維和處理效果; 健全企業(yè)內(nèi)部環(huán)保考核制度，建立環(huán)保責(zé)任制和獎(jiǎng)懲機(jī)制。

4 結(jié)語

隨著唐山高新區(qū)經(jīng)濟(jì)和工業(yè)的快速發(fā)展，VOCs污染與治理也將面臨越來越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。應(yīng)從源頭減少VOCs的產(chǎn)生，提高治污水平，加大VOCs污染治理，同時(shí)結(jié)合企業(yè)精細(xì)化的管控措施，從而有效管控環(huán)境當(dāng)中VOCs，改善環(huán)境質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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[5]生態(tài)環(huán)境部.關(guān)于印發(fā)《重點(diǎn)行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物綜合治理方案》的通知.2019.

收稿日期：2020-02-21

作者簡(jiǎn)介：劉彪（1986-），男，漢族，本科學(xué)歷，中級(jí)工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境影響評(píng)價(jià)及環(huán)境管理研究。