工業(yè)源VOCs 污染防控對策案例研究

黃冰，張熾輝?，2，何明，伍建軍，李嘉威，楊超嵐，林丹，何源霖

(1.東莞市環(huán)保產(chǎn)業(yè)促進(jìn)中心，東莞 523000；2.東莞市環(huán)境科學(xué)學(xué)會，東莞 523000)

揮發(fā)性有機(jī)物(Volatile Organic Compounds，VOCs)是大氣化學(xué)轉(zhuǎn)化的主要參與者，是低空臭氧和二次有機(jī)氣溶膠的重要前體物質(zhì)[1-5]。隨著對VOCs 環(huán)境效應(yīng)認(rèn)識的不斷加深，國家和地方出臺了一系列政策和文件防控VOCs 污染，但我國NOx 和VOCs 防控仍然較為薄弱，尤其是對VOCs 的防控尚處于起步階段，VOCs 防治多以末端治理為主[6-11]。

工業(yè)源廢氣是城市第一大污染貢獻(xiàn)源，排放量和影響均最大，超過珠江三角洲地區(qū)總排放量的50%[12-15]。作為珠江三角洲大氣污染典型區(qū)域的東莞市，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，但大氣復(fù)合污染特征明顯，是VOCs 排放的高值區(qū)域，占珠三角地區(qū)排放量的12.4%，因此對工業(yè)源VOCs 污染防控工作開展較早。近年雖采取了系列大氣治污舉措，大部分主要污染物濃度持續(xù)穩(wěn)步下降，但臭氧超標(biāo)問題凸顯，已連續(xù)多年超過國家二級標(biāo)準(zhǔn)，如圖1所示。

為解決以東莞市為典型城市代表的珠三角區(qū)域復(fù)雜臭氧污染問題，本文在總結(jié)過往防控措施的基礎(chǔ)上，根據(jù)當(dāng)前VOCs 治理的難點(diǎn)問題，研究更符合實(shí)際、更有針對性的可行性策略，提出解決問題的根本性對策和建議，以期能為珠三角地區(qū)及全國其他城市的VOCs 污染防控提供參考與借鑒。

圖1 2010—2019 年O3-8H-90per 濃度變化趨勢

1 VOCs 排放情況及治理歷程

1.1 VOCs 排放情況

通過摸底調(diào)研和現(xiàn)場排查，累計(jì)建立工業(yè)源VOCs 排放企業(yè)名錄近萬家。綜合考慮東莞市工業(yè)污染源VOCs 排放空間、臭氧生產(chǎn)貢獻(xiàn)、高排放量VOCs 組分貢獻(xiàn)，結(jié)合排放現(xiàn)狀及治理情況，將家具制造、制鞋、金屬表面涂裝、電子元器件制造、印刷、橡膠及塑料制造等行業(yè)列為VOCs 排放重點(diǎn)控制行業(yè)，接近總VOCs 排放量的90%；大嶺山、塘廈、厚街、虎門、鳳崗等鎮(zhèn)街為重點(diǎn)控制區(qū)域，合計(jì)占比50%以上。

1.2 VOCs 治理歷程

2010—2012 年，開展了印刷、家具、制鞋、表面涂裝、電子設(shè)備制造、玩具制造、紡織印染、化工8 個典型行業(yè)規(guī)模以上重點(diǎn)企業(yè)污染整治，要求其完善VOCs 收集、處理、排放系統(tǒng)。2013—2015 年，開展了木質(zhì)家具和制鞋行業(yè)VOCs 專項(xiàng)整治及化工等13 個重點(diǎn)行業(yè)VOCs 綜合治理，推廣使用水性、粉末、紫外光固化等低VOCs 含量涂料和催化燃燒、熱力焚燒、冷凝回收等高效凈化技術(shù)，強(qiáng)化VOCs 污染防治。2016—2019 年，開展了VOCs 污染源排放調(diào)查，掌握VOCs 固定污染源行業(yè)企業(yè)數(shù)量，分析了VOCs 排放特征和治理情況，建立了固定污染源排放清單。以調(diào)研為導(dǎo)向，全面深化了家具、制鞋、印刷、塑膠等行業(yè)VOCs 整治，制定VOCs 治理技術(shù)規(guī)范，規(guī)范整治工作。按照藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)要求，對VOCs 排放量大的重點(diǎn)企業(yè)開展VOCs 深度治理工作。

2 VOCs 治理現(xiàn)狀與難點(diǎn)

2.1 末端處理工藝選擇不合理，普遍重成本輕技術(shù)

由于政策及監(jiān)管趨嚴(yán)等原因，工業(yè)源VOCs末端治理設(shè)施得到大力提升，但大多數(shù)企業(yè)存在“重成本，輕技術(shù)”的現(xiàn)象，只重視治理成本投入，忽視企業(yè)VOCs 排放特征實(shí)際，盲目選擇末端治理工藝，不能長期穩(wěn)定運(yùn)行的技術(shù)設(shè)備到處可見，治理設(shè)施閑置不運(yùn)行現(xiàn)象屢屢發(fā)生，經(jīng)常淪為應(yīng)付執(zhí)法檢查的擺設(shè)，治理效率難于保證。

2.2 重末端治理輕源頭與過程控制，效果不佳

經(jīng)過多年治理，涉VOCs 排放企業(yè)基本已安裝末端治理設(shè)施，源頭治理與過程控制卻沒有得到足夠的重視。源頭治理才剛邁出第一步，低揮發(fā)性原輔材料不能滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求，使用率不到10%。企業(yè)不按審批要求嚴(yán)格控制高揮發(fā)性油墨和油漆的使用，年批準(zhǔn)1 噸但使用超過10 噸甚至100 噸的情況時有發(fā)生。過程控制仍未深入落實(shí)，原輔材料儲運(yùn)、產(chǎn)品生產(chǎn)等過程未能密閉收集，車間密封效果差，通風(fēng)設(shè)計(jì)不合理，VOCs 無組織排放導(dǎo)致收集率較低，治理效果不盡人意。

2.3 飽和活性炭處置能力不足，二次污染嚴(yán)重

由于各地飽和活性炭等危險廢物處置能力嚴(yán)重不足，且處置費(fèi)用昂貴，許多企業(yè)無法承受，吸附飽和的活性炭無法及時處置，部分企業(yè)活性炭不更換或更換頻次低，日積月累隨意堆放在廠區(qū)，VOCs 極可能再次釋放，二次污染嚴(yán)重。

2.4 “散亂污”企業(yè)數(shù)量龐大，“廠房分租”現(xiàn)象嚴(yán)重，治理難度大

手續(xù)不齊全的涉VOCs“散亂污”企業(yè)數(shù)量驚人，無組織排放嚴(yán)重，VOCs 排放量可能大大超出預(yù)期，嚴(yán)重影響VOCs 治理效果。且此類企業(yè)絕大部分為“小微企業(yè)”，存在于居民集中區(qū)的企業(yè)、工業(yè)攤點(diǎn)和工業(yè)小作坊，整治難度可想而知。此外，大量存在一廠多用等“廠房分租”行為，特別是表面涂裝行業(yè)，一家廠房分租給多家企業(yè)使用，治理設(shè)施缺失，環(huán)境臟亂差，趕走一批，又補(bǔ)充一批，治理效果反彈加重。

2.5 現(xiàn)行排放控制標(biāo)準(zhǔn)極大制約著VOCs 治理的推進(jìn)

目前各行業(yè)的VOCs 排放標(biāo)準(zhǔn)過于寬松，國家層面仍未出臺VOCs 測定標(biāo)準(zhǔn)相對應(yīng)的排放控制標(biāo)準(zhǔn)，部分企業(yè)的VOCs 未通過凈化設(shè)施處理就已達(dá)到相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)。VOCs 排放控制標(biāo)準(zhǔn)滯后，已不能滿足高水平空氣質(zhì)量的要求，極大地制約著VOCs 治理的推進(jìn)。

3 VOCs 治理方式

3.1 政策聯(lián)動，嚴(yán)格準(zhǔn)入

通過規(guī)劃環(huán)評、總量控制、區(qū)域限批和“提升一批、整治一批、淘汰一批”等政策聯(lián)動，嚴(yán)格控制工業(yè)聚集區(qū)外VOCs 排放企業(yè)的建設(shè)，積極推動相關(guān)企業(yè)入駐工業(yè)聚集區(qū)，集中管理，集中治污，促進(jìn)結(jié)構(gòu)布局調(diào)整優(yōu)化?，F(xiàn)有VOCs 排放企業(yè)實(shí)施提升改造或結(jié)合產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局調(diào)整逐步實(shí)施淘汰搬遷。鼓勵企業(yè)間的同類整合、兼并重組，積極引進(jìn)先進(jìn)的生產(chǎn)工藝及環(huán)保型產(chǎn)品，發(fā)展一批規(guī)模大、技術(shù)先進(jìn)的建設(shè)項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。將全市劃分為禁止準(zhǔn)入?yún)^(qū)域、嚴(yán)格控制區(qū)域和一般控制區(qū)域，嚴(yán)格涉VOCs 排放項(xiàng)目的環(huán)境準(zhǔn)入，新建、改建和擴(kuò)建印刷及工業(yè)涂裝項(xiàng)目要全部使用低揮發(fā)性原輔材料。從圖2 可以看出，不同區(qū)域有對應(yīng)的總量替代措施。

圖2 環(huán)境準(zhǔn)入?yún)^(qū)域劃分及總量替代

3.2 技術(shù)升級改造，穩(wěn)定達(dá)標(biāo)

根據(jù)企業(yè)實(shí)際，從源頭、過程和末端進(jìn)行全方位的技術(shù)升級改造。盡可能采用環(huán)保型原輔料、生產(chǎn)工藝和裝備，從源頭控制VOCs 廢氣的產(chǎn)生；企業(yè)應(yīng)采用密閉化的生產(chǎn)系統(tǒng)；生產(chǎn)車間無法密閉的，應(yīng)對排放VOCs 工序進(jìn)行局部物理隔斷后進(jìn)行廢氣收集或采用集氣罩進(jìn)行廢氣收集；對濃度和性狀差異大的廢氣要進(jìn)行分類收集，控制無組織排放；企業(yè)應(yīng)根據(jù)所產(chǎn)生的有機(jī)廢氣特性，選擇合適的末端治理措施，應(yīng)當(dāng)按要求采用催化燃燒、焚燒等高效凈化技術(shù)或其他組合技術(shù)，提升末端治理設(shè)施的治理效率，確保廢氣穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。從圖3 可以看出，大部分企業(yè)都采用了組合凈化技術(shù)進(jìn)行末端治理設(shè)施的升級改造。

圖3 設(shè)施升級改造后VOCs 治理技術(shù)應(yīng)用分布

3.3 強(qiáng)化監(jiān)管，接受監(jiān)督

企業(yè)應(yīng)制定VOCs 處理設(shè)施的管理方案，確保VOCs 處理設(shè)施長期有效運(yùn)行，環(huán)境監(jiān)管部門要將VOCs 治理設(shè)施的運(yùn)行監(jiān)管列為現(xiàn)場執(zhí)法要點(diǎn)，對重點(diǎn)VOCs 排放企業(yè)同步開展監(jiān)測和監(jiān)察。重點(diǎn)檢查治理設(shè)施的運(yùn)行情況，吸附劑、吸收劑、過濾材料、催化劑等的更換情況，治理過程中產(chǎn)生的危險廢物和二次污染物是否得到有效處置等。引導(dǎo)和鼓勵公眾積極參與企業(yè)環(huán)境監(jiān)督，建立企業(yè)環(huán)境信息強(qiáng)制公開制度，主動公開涉VOCs 原輔料種類、污染物排放、治理設(shè)施運(yùn)行、VOCs 申報等相關(guān)環(huán)境信息，接受社會監(jiān)督。

3.4 探索集中治理試點(diǎn)新模式

鼓勵試點(diǎn)鎮(zhèn)街先行先試，摸索適合當(dāng)?shù)匕l(fā)展的推廣模式。在第三方運(yùn)營、“共性工廠”、集中區(qū)域建設(shè)等方面取得了初步成效，如建成“共享車間”樣板工程——汽修鈑噴中心，VOCs 減排效果顯著；塘廈、大嶺山、鳳崗等鎮(zhèn)推行第三方運(yùn)營初見成效，企業(yè)治污效果明顯提升；“工改集聚—集中治理”模式初露雛形。

4 VOCs 治理對策建議

4.1 選擇合適技術(shù)，提升VOCs 治理水平

針對各行業(yè)的排放特征和各種治理技術(shù)的特點(diǎn)(如表1)，應(yīng)從技術(shù)上、去除效率上和經(jīng)濟(jì)上充分考慮各個環(huán)節(jié)的影響因素，選擇經(jīng)濟(jì)、可行、高效的末端治理技術(shù)。對處理效率較低、運(yùn)行不穩(wěn)定的單一處理技術(shù)，要求提升改造，采用燃燒法等高效凈化技術(shù)或其他組合凈化技術(shù)，進(jìn)一步提高VOCs 處理水平。開展典型行業(yè)VOCs 治理示范工程，完善各項(xiàng)治理技術(shù)的指標(biāo)參數(shù)，形成不同行業(yè)VOCs 治理的最佳可行技術(shù)指南。

表1 各類VOCs 治理技術(shù)優(yōu)劣分析

3.2 加強(qiáng)源頭治理與過程控制

嚴(yán)格控制高VOCs 含量原輔料使用，提高低揮發(fā)性原輔材料使用比例，鼓勵使用水基型、非有機(jī)溶劑型、低有機(jī)溶劑型水性涂料(如表2)。家具制造項(xiàng)目使用低VOCs 含量涂料的比例不低于90%；印刷項(xiàng)目使用低VOCs 含量油墨比例不低于90%，使用水性膠粘劑比例不低于95%，水性膠粘劑用量占總用量達(dá)80%；塑膠項(xiàng)目的噴涂、印刷工藝的低VOCs 含量涂料使用比例達(dá)到50%以上，減少源頭VOCs 無組織排放量。所有工業(yè)有機(jī)溶劑原輔料和產(chǎn)品在使用、儲存和轉(zhuǎn)運(yùn)等過程中必須密閉；所有生產(chǎn)車間或生產(chǎn)設(shè)施必須密閉，禁止露天或開敞式作業(yè)；所有可能產(chǎn)生VOCs的生產(chǎn)場所和工段均應(yīng)設(shè)置廢氣收集系統(tǒng)，統(tǒng)一收集并凈化處理后達(dá)標(biāo)排放。

表2 印刷行業(yè)含VOCs 油墨替代前后對比表

3.3 研究建立飽和活性炭集中再生中心

由圖2 可知，大部分處理工藝為組合聯(lián)用，且涉活性炭吸附技術(shù)占95%以上，飽和活性炭處置問題非常急迫，研究建立一種經(jīng)濟(jì)可行的處置模式十分重要。建議依托各地廢物資源綜合利用中心采用PPP 等模式研究建設(shè)飽和活性炭集中再生中心，不但可以解決單個企業(yè)建立活性炭再生系統(tǒng)費(fèi)用高問題，降低飽和活性炭作為危險廢物的更換成本，而且使吸附后的揮發(fā)性有機(jī)物得到徹底處置，是工業(yè)園區(qū)中小企業(yè)集中區(qū)域VOCs治理一個有效的解決辦法。

3.4 聚焦“散亂污”污染治理

相關(guān)生態(tài)環(huán)境部門必須高度重視“散亂污”污染影響，大力開展“散亂污”企業(yè)清理整治工作，可根據(jù)實(shí)際情況采取聯(lián)合執(zhí)法、部門分頭執(zhí)法相結(jié)合的方式，持續(xù)對“散亂污”企業(yè)保持高壓態(tài)勢。對存在多方面問題的關(guān)停取締類“散亂污”企業(yè)，指派最能直擊其“痛點(diǎn)”的職能部門牽頭執(zhí)法，用最高效和最有力的手段予以取締。尤其是對存在嚴(yán)重安全、消防隱患等對群眾生命財產(chǎn)構(gòu)成直接威脅、符合查封條件的，要優(yōu)先使用查封手段。同時積極推進(jìn)工業(yè)園區(qū)VOCs 集中治理試點(diǎn)工程，建立長效監(jiān)管機(jī)制。

3.5 盡快出臺更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)

據(jù)了解，國家相關(guān)VOCs 排放標(biāo)準(zhǔn)已在不斷推進(jìn)制修訂，地方標(biāo)準(zhǔn)也在緊鑼密鼓地制訂，但總體進(jìn)展仍緩慢。必須根據(jù)當(dāng)前VOCs 治理新要求全力推進(jìn)，盡快出臺各行業(yè)新的排放標(biāo)準(zhǔn)。新標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)更加嚴(yán)格，應(yīng)強(qiáng)調(diào)從源頭、過程和末端的全過程控制，重視無組織排放控制，嚴(yán)格污染物的排放限值，明確排放限值與管理性規(guī)定的要求，通過嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)推動VOCs 企業(yè)選用更高效的治理技術(shù)，不斷深化VOCs 綜合治理。

3.6 借助先進(jìn)科技手段，加大監(jiān)管力度

可以采用常規(guī)監(jiān)管與科技監(jiān)管相結(jié)合的方式，加大對VOCs 排放企業(yè)的監(jiān)管和執(zhí)法力度。日常監(jiān)管中，一旦發(fā)現(xiàn)企業(yè)未在密閉空間或者設(shè)備中進(jìn)行生產(chǎn)，未按照規(guī)定安裝、使用污染防治設(shè)施，或者未采取減少廢氣排放措施以及未使用低揮發(fā)性有機(jī)物涂料或者未建立、保存臺賬等的違法行為，依據(jù)有關(guān)法律法規(guī)從嚴(yán)查處?？萍急O(jiān)管，即利用先進(jìn)的VOCs 走航技術(shù)和在線監(jiān)測技術(shù)等先進(jìn)科技手段配合執(zhí)法，實(shí)施對非法排污的精準(zhǔn)打擊，全面監(jiān)控污染源，有效監(jiān)管VOCs 排放企業(yè)。