化工企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放現(xiàn)狀及治理措施
——以齊魯化學(xué)工業(yè)區(qū)為例

孫代華，王美香

臨淄區(qū)生態(tài)環(huán)境技術(shù)服務(wù)中心，山東淄博，255400

0 引言

作為中國化工園區(qū)30強(qiáng)的齊魯化學(xué)工業(yè)區(qū)，坐落在臨淄區(qū)境內(nèi)，緊靠主城區(qū)且在城區(qū)上風(fēng)向，以石油化工、精細(xì)化工、化工新材料、塑料制品等為主導(dǎo)，揮發(fā)性有機(jī)物（以下簡(jiǎn)稱VOCs）排放總量大，是顆粒物、臭氧的重要前體物，是區(qū)域性大氣污染物的重要元兇之一，嚴(yán)重影響著環(huán)境空氣質(zhì)量，對(duì)人體健康危害很大。多年來雖經(jīng)多次化工企業(yè)綜合治理，VOCs排放總量明顯下降，空氣質(zhì)量顯著改善，但臨淄區(qū)顆粒物的年均濃度還未達(dá)到國家空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，臭氧作為首要污染物的不達(dá)標(biāo)天數(shù)居高不下。2018年2-3月，清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院對(duì)臨淄城區(qū)空氣中PM2.5進(jìn)行了源解析，結(jié)果是：有機(jī)碳24.1%，硝酸鹽 21.1%，硫酸鹽19.2%，氨鹽12.7%，水分10.7%，元素碳2.0%。由于VOCs的減排已進(jìn)入瓶頸期，削減難度越來越大，效果越來越不明顯，今后只能從精細(xì)管理中尋求減排措施。

經(jīng)過多年的發(fā)展，VOCs治理技術(shù)越來越成熟，新型高效的治理方法不斷涌現(xiàn)，VOCs如何治理、怎樣治理，許多專家學(xué)者提出了很好的建議，如馬繼[1]分析了VOCs排放源的種類與防控措施存在的不足，提出了控制VOCs排放的有效措施；蔣衛(wèi)兵[2]認(rèn)為不同VOCs治理方法，其處理效率存在較大的差異，企業(yè)需結(jié)合自身特點(diǎn)，選擇正確的VOCs治理方式，同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)治理設(shè)施的定期維護(hù)；修光利、吳應(yīng)、王芳芳[3]，唐安中、徐琪珂[4]等提出從源頭控制、過程控制、末端治理等全過程進(jìn)行了現(xiàn)狀梳理，分析了存在的問題，提出相應(yīng)的對(duì)策，采取最佳治理技術(shù)方法；張尚鎖[5]等建議從VOCs治理現(xiàn)狀、存在問題進(jìn)行調(diào)查研究，提出了相應(yīng)的對(duì)策建議；曹龍坤[6]根據(jù)儲(chǔ)存物料的真實(shí)蒸氣壓和設(shè)計(jì)容積選擇最合理的儲(chǔ)罐類型。雖然這些建議措施是很好的，但具體到每一個(gè)企業(yè)，如何根據(jù)企業(yè)自身特點(diǎn)和有機(jī)廢氣的特性，選擇經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、高效的治理技術(shù)，始終是大部分企業(yè)面臨的困難。為此，結(jié)合齊魯化工區(qū)企業(yè)的特點(diǎn)，根據(jù)目前的排放現(xiàn)狀，提出進(jìn)一步進(jìn)行VOCs治理的措施建議。

1 化工企業(yè)VOCs排放現(xiàn)狀及存在問題

1.1 企業(yè)高層環(huán)保意識(shí)欠缺，環(huán)保管理團(tuán)隊(duì)專業(yè)知識(shí)有待加強(qiáng)

一是企業(yè)高層環(huán)保意識(shí)欠缺，在思想上對(duì)環(huán)保重視不夠，在行動(dòng)上不愿多投入資金進(jìn)行新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備的改造，不愿完善各項(xiàng)治理措施，VOCs治理技術(shù)在低水平上徘徊，只滿足達(dá)標(biāo)排放。二是缺少環(huán)保專業(yè)技術(shù)人員和管理團(tuán)隊(duì)，難以及時(shí)了解掌握先進(jìn)治理技術(shù)，建設(shè)運(yùn)行的治理設(shè)施不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，選用的治理技術(shù)、設(shè)備與VOCs的特性及生產(chǎn)狀況不匹配，導(dǎo)致處理效率低甚至無效，在污染治理中多走彎路。

1.2 VOCs有組織治理中存在的問題

1.2.1 治理設(shè)備選型與廢氣的特性不匹配

臨淄區(qū)從2013年開始進(jìn)行了多次大規(guī)模的化工企業(yè)綜合治理，由于當(dāng)時(shí)缺乏專業(yè)技術(shù)人才，對(duì)治理設(shè)備的原理、性能及使用條件了解不透徹，加之有少數(shù)企業(yè)只為完成治理任務(wù)而治理，不太考慮治理效果和效率，只要少花錢就行，存在敷衍應(yīng)付現(xiàn)象，污染治理設(shè)備質(zhì)量良莠不齊，設(shè)備選型與廢氣的特性、組分、濃度等不匹配，造成治理效果不顯著甚至無效，如選用低溫冷凝法處理低濃度、低沸點(diǎn)污染物；選用水吸收法處理非水溶性污染物；選用光催化、光氧化、體低溫等離子體等技術(shù)處理難電離、難降解污染物；選用活性炭吸附廢氣，飽和了也不及時(shí)更換或再生。期間雖經(jīng)多次整治，污染治理設(shè)備不斷升級(jí)、改造、更換，至今仍有少數(shù)企業(yè)還在使用著低效的治理設(shè)備。

1.2.2 治理設(shè)備處理能力與廢氣量不匹配

因治理設(shè)備設(shè)計(jì)不規(guī)范，設(shè)計(jì)規(guī)模過小，導(dǎo)致處理能力不足，廢氣在治理設(shè)備中的流速過快，有效處理時(shí)間過短，達(dá)不到滿意的治理效果，如低溫等離子體技術(shù)是通過電暈放電產(chǎn)生高能電子，來破壞VOCs的分子結(jié)構(gòu)，以及放電過程中產(chǎn)生的強(qiáng)氧化物，氧化部分有機(jī)廢氣，從而達(dá)到治理有機(jī)廢氣的目的，但實(shí)際選用的設(shè)備太小，VOCs廢氣在放電管中的有效時(shí)間太短，還沒來得及氧化就排出去了，滿足不了凈化要求，甚至還產(chǎn)生了很多臭氧。

1.2.3 治理設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)不及時(shí)

治理設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)制度不健全，運(yùn)行不規(guī)范，維護(hù)保養(yǎng)不到位，甚至治理設(shè)備壞了也沒人管，設(shè)備空轉(zhuǎn)或低效運(yùn)轉(zhuǎn)，處理效率下降，存在應(yīng)付治理、無效治理的現(xiàn)象。

1.2.4 設(shè)置廢氣排放旁路或稀釋排放

為做到達(dá)標(biāo)排放，故意設(shè)置隱蔽旁路直排或?qū)ふ腋鞣N借口直排；處理前或處理中對(duì)廢氣進(jìn)行稀釋；治理設(shè)備損壞漏氣而不及時(shí)維修，造成無組織逸散，存在偷排嫌疑。

1.2.5 非正常工況管控不到位

在開停工過程、設(shè)備檢修期間、生產(chǎn)事故等非正常工況下，對(duì)VOCs的管控措施不到位，污染治理設(shè)備不健全，清洗置換、吹掃、放空等環(huán)節(jié)產(chǎn)生的高濃度廢氣直排；少數(shù)企業(yè)對(duì)火炬焚燒系統(tǒng)管理存在漏洞，造成VOCs燃燒不充分，容易產(chǎn)生“化工異味”，成為異味擾民和影響空氣質(zhì)量的重要來源。

1.3 VOCs無組織治理中存在的問題

1.3.1 裝卸車及儲(chǔ)罐等廢氣收集處理不到位

對(duì)有機(jī)液體物料的裝卸車輸送、儲(chǔ)存，生產(chǎn)環(huán)節(jié)的攪拌、真空蒸餾、干燥、過濾、污水集輸處理等收集處理不到位，效率不高，逸散現(xiàn)象明顯；儲(chǔ)罐和浮盤邊緣密封材質(zhì)、方法、選型不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，密閉不嚴(yán)，呼吸廢氣處理措施不當(dāng)，造成儲(chǔ)罐中液體揮發(fā)，產(chǎn)生大量無組織廢氣逸散。

1.3.2 泄漏檢測(cè)與修復(fù)工作中存在數(shù)據(jù)作假

應(yīng)開展而未開展泄漏檢測(cè)與修復(fù)；應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)要求的頻次、時(shí)間、點(diǎn)位開展檢測(cè)而未開展；對(duì)密封點(diǎn)的檢測(cè)覆蓋不全，檢測(cè)質(zhì)量不高，檢測(cè)過程及記錄不符合技術(shù)規(guī)范，應(yīng)檢出的漏點(diǎn)少，甚至有的生產(chǎn)裝置動(dòng)、靜密封點(diǎn)泄漏明顯、異味較重也未查出，存在大量遺漏；第三方檢測(cè)公司提供的泄漏報(bào)告不實(shí)，泄漏點(diǎn)和泄漏率明顯偏低，與實(shí)際情況不符，存在數(shù)據(jù)造假現(xiàn)象。

1.3.3 無組織廢氣收集設(shè)施不完善

集氣罩設(shè)計(jì)不符合標(biāo)準(zhǔn)，廢氣產(chǎn)生點(diǎn)與集氣罩距離過遠(yuǎn)，抽風(fēng)量不足，集氣罩處風(fēng)速達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，收集效果不佳；收集設(shè)施管道配置不合理，收集輸送管道有破損泄漏，生產(chǎn)設(shè)備密閉不嚴(yán)等，廢氣不能應(yīng)收盡收。

1.3.4 廢氣未進(jìn)行分質(zhì)分類收集處理

未對(duì)VOCs廢氣進(jìn)行分質(zhì)、分類、分濃度收集，不同性質(zhì)的廢氣混合在一起處理，不同濃度的廢氣也混合在一起處理，造成對(duì)高濃度廢氣的稀釋，嚴(yán)重降低了高濃度廢氣的處理效率。

1.4 第三方檢測(cè)公司檢測(cè)工作中存在的問題

少數(shù)第三方檢測(cè)公司提供的檢測(cè)數(shù)據(jù)明顯偏低，甚至相差幾倍至十幾倍，數(shù)據(jù)代表性差，影響了對(duì)污染源現(xiàn)狀的判斷和治理，主要有以下原因：檢測(cè)公司不熟悉檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)方法，樣品采集不符合技術(shù)規(guī)范要求，采樣時(shí)待測(cè)成分在采樣容器中吸附、降解，檢測(cè)分析時(shí)未按要求解析；檢測(cè)取樣時(shí)工況不穩(wěn)定或未達(dá)到設(shè)計(jì)工況75%以上；檢測(cè)過程配合企業(yè)造假；處理前后廢氣流量不一致，中間存在旁路或設(shè)備漏氣；采樣口設(shè)置不規(guī)范，采集到的樣品沒有代表性。

2 減少VOCs排放的改進(jìn)措施

2.1 強(qiáng)化環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范及治污知識(shí)的宣貫幫扶

國家、省出臺(tái)了一系列VOCs治理政策、標(biāo)準(zhǔn)，逐步完善了環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)體系和治理技術(shù)，今后要加強(qiáng)政策、技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的宣貫，尤其是對(duì)數(shù)量多、管理相對(duì)落后的中小企業(yè)的指導(dǎo)培訓(xùn)。也可借助第三方環(huán)保公司或生態(tài)環(huán)境主管部門的專業(yè)技術(shù)力量，開展幫扶活動(dòng)，增強(qiáng)企業(yè)環(huán)保意識(shí)，提升環(huán)境管理水平，必要時(shí)可從生態(tài)環(huán)境部門抽調(diào)精干力量，對(duì)重點(diǎn)企業(yè)實(shí)行駐廠監(jiān)督。

2.2 加大化工企業(yè)VOCs有組織排放治理力度2.2.1 從源頭控制污染物的產(chǎn)生

結(jié)合化工生產(chǎn)工藝及廢氣來源，采用清潔、環(huán)境友好的工藝技術(shù)和原輔材料，加快低VOCs原輔材料的替代，做好全過程全面的污染控制，優(yōu)化工藝方案，消除設(shè)備缺陷，加強(qiáng)運(yùn)行操作管理，做好污染風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，及時(shí)排查隱患，從生產(chǎn)過程減少VOCs的產(chǎn)生。

2.2.2 選用適用高效的工藝設(shè)備進(jìn)行末端治理

依據(jù)VOCs的特性、組分、濃度及生產(chǎn)工況，按照一廠一策，合理選擇操作維護(hù)及管理簡(jiǎn)便易行、自動(dòng)化程度高的設(shè)備和技術(shù)組合方案，同時(shí)要避免治理過程產(chǎn)生二次污染。治理設(shè)備的處理方法及能力，要與廢氣中主要污染物的特征相匹配，對(duì)VOCs濃度高且能回收的，結(jié)合有機(jī)廢氣的濃度和實(shí)際組分，采用富集分離的方法，并進(jìn)行資源化利用，如吸收、吸附、膜分離、低溫冷凝等方法；不能回收的中高濃度廢氣，采用沸石轉(zhuǎn)輪+蓄熱焚燒、蓄熱焚燒、催化燃燒等高效治理技術(shù)，對(duì)于焚燒法，溫度控制是保證處理效率的關(guān)鍵，蓄熱焚燒溫度應(yīng)不低于760℃，催化燃燒溫度應(yīng)不低于300℃；對(duì)較低濃度廢氣，可采用吸附濃縮+燃燒技術(shù)、吸收法、酸堿中和法、活性炭吸附等；對(duì)治理難度大、單一治理工藝設(shè)備不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的，要根據(jù)污染物的特性采用多種技術(shù)組合。

2.2.3 重視并管控好廢氣的非正常排放

制定裝置開停車、設(shè)備檢修、事故排放、突發(fā)泄漏等非正常排放的防范處置措施，納入應(yīng)急預(yù)案，處置過程進(jìn)行環(huán)境監(jiān)控，事后進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)估，非正常排放產(chǎn)生的VOCs廢氣應(yīng)及時(shí)收集處理，確保達(dá)標(biāo)排放。企業(yè)檢修期間，生態(tài)環(huán)境部門可利用走航監(jiān)測(cè)等方式加強(qiáng)監(jiān)管，必要時(shí)派人駐廠監(jiān)管。

通過以上減排措施，降低企業(yè)VOCs的排放濃度和排放總量，達(dá)到國家、省、市的排放標(biāo)準(zhǔn)限值，對(duì)于VOCs排放大戶，不應(yīng)只完成污染物濃度達(dá)標(biāo)排放，還要在達(dá)標(biāo)排放的基礎(chǔ)上進(jìn)一步協(xié)商減排，減少VOCs的排放總量。

2.3 加大化工企業(yè)VOCs無組織排放治理力度

2.3.1 加強(qiáng)裝卸車及儲(chǔ)罐等廢氣的收集處理

有機(jī)液體罐車裝車、卸車推廣使用密封式快速接頭，實(shí)行全封閉底部裝載、頂部浸沒式裝載，裝載作業(yè)產(chǎn)生的高濃度排氣要選用適用的治理技術(shù)，如深度冷凝加活性炭吸附再生、膜分離、焚燒等；有機(jī)液體儲(chǔ)存與輸送中產(chǎn)生VOCs的量，主要受物料理化性質(zhì)、儲(chǔ)罐類型、附件選型、物料周轉(zhuǎn)量、物料溫度、環(huán)境條件等因素影響，針對(duì)其排放特點(diǎn)，可通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，從源頭控制和末端收集回收治理入手，共同控制VOCs的排放。儲(chǔ)罐浮盤密封方式，要根據(jù)儲(chǔ)存物料的真實(shí)蒸氣壓和設(shè)計(jì)容積合理選擇，VOCs排放量較大的儲(chǔ)罐可采用正壓平衡型，保證密閉不泄漏；回收或處理儲(chǔ)罐呼吸廢氣的吸附劑，要根據(jù)具體使用情況及時(shí)再生處理或更換，始終保持在有效狀態(tài)。

2.3.2 規(guī)范泄漏檢測(cè)和第三方檢測(cè)公司的管理

企業(yè)自己或者聘請(qǐng)有資質(zhì)、誠信度高的檢測(cè)公司，按照規(guī)范要求開展泄漏檢測(cè)與修復(fù)工作，發(fā)現(xiàn)需要消除的泄漏點(diǎn)，要按照規(guī)范要求及時(shí)修復(fù)處理，減少VOCs無組織排放；加強(qiáng)對(duì)第三方檢測(cè)公司的監(jiān)督管理，發(fā)現(xiàn)出具虛假報(bào)告的，要試行強(qiáng)制退出機(jī)制，保證數(shù)據(jù)的真實(shí)準(zhǔn)確。

2.3.3 完善無組織廢氣的收集與處理

通過集氣裝置對(duì)無組織廢氣進(jìn)行收集時(shí)，盡可能將廢氣控制在密閉且微負(fù)壓的管道內(nèi)，做到應(yīng)收盡收，變無組織為有組織后進(jìn)入廢氣處理設(shè)施進(jìn)行處理，采用的具體處理方法要根據(jù)廢氣的特性和成分決定，可采用吸收法、吸附法、中和法、焚燒法、低溫等離子體等處理辦法，或幾種技術(shù)的組合。

2.3.4 有機(jī)廢氣分質(zhì)、分類、分濃度處理

對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行分質(zhì)、分類、分濃度收集，由于低濃度廢氣處理效率難以提升，低濃度廢氣決不能與高濃度廢氣混合后共同處理，這會(huì)嚴(yán)重降低高濃度廢氣的處理效率，影響總體治理效果。治理技術(shù)選擇一定要仔細(xì)論證，反復(fù)比較，保證可行有效，最好采用幾種治理技術(shù)組合處理，治理設(shè)備決不能成為擺設(shè)。

2.4 開展泄漏檢測(cè)與修復(fù)工作

要建立起完善的泄漏檢測(cè)與修復(fù)管理制度、質(zhì)量管理制度，自己或委托有資質(zhì)的第三方檢測(cè)公司，根據(jù)技術(shù)規(guī)范要求的檢測(cè)方法、檢測(cè)頻次、泄漏濃度限值、修復(fù)要求，對(duì)裝置的動(dòng)靜密封點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)和標(biāo)識(shí)，仔細(xì)查找泄漏點(diǎn)，對(duì)泄漏超標(biāo)的點(diǎn)位及時(shí)修復(fù)，對(duì)易泄漏點(diǎn)位制定改進(jìn)措施；通過泄漏檢測(cè)摸清企業(yè)泄漏狀況，建立設(shè)備泄漏管理臺(tái)賬；對(duì)難以到達(dá)的點(diǎn)位，可使用紅外成像儀等輔助手段進(jìn)行檢查。企業(yè)要減少或改變生產(chǎn)裝置的密封點(diǎn)，盡可能采用高級(jí)密封點(diǎn)，對(duì)飽和蒸氣壓高的物料輸送宜采用無動(dòng)密封的屏蔽泵。

2.5 加強(qiáng)在線監(jiān)測(cè)與應(yīng)急預(yù)警機(jī)制建設(shè)

充分利用各級(jí)環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)，在主要污染源排放口安裝在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，做到應(yīng)安盡安并與平臺(tái)聯(lián)網(wǎng)，建立起有效的監(jiān)測(cè)監(jiān)控預(yù)警體系，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)VOCs排放情況，發(fā)現(xiàn)超標(biāo)數(shù)據(jù)要及時(shí)發(fā)布預(yù)警信息，做到快速報(bào)告、快速現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)、快速現(xiàn)場(chǎng)控制、快速現(xiàn)場(chǎng)處置。小時(shí)超標(biāo)數(shù)據(jù)在初起時(shí)解決處理，日均值超標(biāo)數(shù)據(jù)及時(shí)移交執(zhí)法部門處罰，以此對(duì)排污企業(yè)產(chǎn)生威懾，保證污染治理設(shè)備正常運(yùn)行。

2.6 聘請(qǐng)專業(yè)團(tuán)隊(duì)實(shí)施精準(zhǔn)精細(xì)化管理

強(qiáng)化科技應(yīng)用手段，提升企業(yè)環(huán)境管理規(guī)范化水平，充分利用第三方服務(wù)機(jī)構(gòu)的設(shè)備、技術(shù)、人才等優(yōu)勢(shì)，溯源監(jiān)測(cè)，靶向治理，打造破解難題、精準(zhǔn)治理的新路徑，如利用VOCs走航車、紅外成像儀，對(duì)高值區(qū)域和重點(diǎn)企業(yè)全面監(jiān)測(cè)，對(duì)VOCs污染源建立清單，定期調(diào)度，督促企業(yè)整改到位。

3 結(jié)語

VOCs成分復(fù)雜，特性差異大，治理成本高，技術(shù)上并未完全成熟，還有許多亟待解決的困難，其治理工作是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，應(yīng)采取正確的治理路線、技術(shù)、設(shè)備，借助各方面的技術(shù)力量，制定出科學(xué)合理的治理對(duì)策，落實(shí)嚴(yán)格的管控措施，切實(shí)提升其治理水平。區(qū)域VOCs排放總量會(huì)越來越少，環(huán)境空氣質(zhì)量就會(huì)持續(xù)改善，為全面實(shí)現(xiàn)空氣質(zhì)量年均值達(dá)標(biāo)作出貢獻(xiàn)。