河北省廢塑料回收與再生利用行業(yè)有機廢氣污染治理

馬躍濤，徐振科，徐鐵兵，張婷婷，馬心宇

（河北省生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究院，河北 石家莊 050037）

0 引言

塑料作為重要的化工原料，在提供給人們生活便捷的同時，對環(huán)境也帶來許多危害。隨著我國塑料產(chǎn)品的大量使用，廢舊塑料也急劇增加，對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了很大影響，廢塑料回收與再生利用已成為塑料行業(yè)資源再生、白色污染防治、生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重要手段。河北省作為京津冀地區(qū)廢塑料回收與再生利用行業(yè)的集中地，其在回收與再生利用過程中產(chǎn)生的有機廢氣二次污染問題不容忽視。本文通過調(diào)研河北省廢塑料回收與再生利用企業(yè)基本情況、配套有機廢氣污染治理設(shè)施建設(shè)情況，收集和監(jiān)測治理后有機廢氣污染物排放情況，提出河北省目前廢塑料回收與再生利用行業(yè)有機廢氣治理存在的主要問題與建議，指導(dǎo)行業(yè)健康發(fā)展[1]。

1 河北省廢塑料回收與再生利用行業(yè)發(fā)展概況

根據(jù)2019 年河北省第二次污染源普查數(shù)據(jù)，河北省廢塑料回收與再生利用企業(yè)共計246 家。加工利用企業(yè)類型主要有PET 再生瓶片類，廢塑料破碎、清洗、分選類，塑料再生造粒類，再生塑料制品類等。再生利用產(chǎn)品包括塑料再生顆粒、聚酯瓶片、纖維和管材等。廢塑料來源主要包括工業(yè)企業(yè)塑料制品下角料、社會廢塑料瓶、包裝物和農(nóng)用膜等[2-3]。

1.1 企業(yè)分布

根據(jù)2019 年河北省第二次污染源普查數(shù)據(jù)，廢塑料回收與再生利用企業(yè)約246 家，主要分布在定州、滄州和廊坊。其中保定市8 家，滄州市13 家，承德市1 家，定州市178 家，邯鄲市5 家，衡水市5 家，廊坊市14 家，秦皇島市3 家，唐山市4 家，辛集市1 家，邢臺市14 家。各地區(qū)廢塑料回收與再生利用企業(yè)數(shù)量分布情況見圖1。

圖1 河北省廢塑料回收與再生利用企業(yè)分布

1.2 規(guī)模分布

根據(jù)2019 年河北省第二次污染源普查數(shù)據(jù)，河北省廢塑料再生利用企業(yè)（不含廢品回收站）生產(chǎn)規(guī)模為1 121 948 t，實際生產(chǎn)量為302 444.5 t，產(chǎn)品類別主要有塑料再生顆粒、塑料制品等。

根據(jù)《廢塑料綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》對生產(chǎn)經(jīng)營規(guī)模的規(guī)定，對省內(nèi)各廢塑料回收與再生利用企業(yè)年處理能力進(jìn)行了劃分和統(tǒng)計，20 000 t 以上的企業(yè)10 家，占4.15%，3 000～20 000 t 的企業(yè)97 家，占40.25%，3 000 t 以下企業(yè)134 家，占55.60%。河北省廢塑料回收與再生利用企業(yè)規(guī)模見圖2。

圖2 河北省廢塑料回收與再生利用企業(yè)規(guī)模

1.3 企業(yè)類型

1.3.1 按原料類型分類

根據(jù)2019 年河北省第二次污染源普查數(shù)據(jù)，廢塑料回收與再生利用企業(yè)原料主要有廢PE、廢PVC、廢PP 等。其中，以廢PE 為原料的企業(yè)為90 家，占比36.73%；以廢PVC 為原料的企業(yè)63 家，占比25.71%；以廢PP 為原料的企業(yè)32 家，占比13.06%；以廢PE、廢PVC、廢PP 為原料的企業(yè)8 家，占比3.26%；以廢PE、廢PVC、廢PP為原料的企業(yè)占企業(yè)總數(shù)的78.77%。剩余企業(yè)中，原料主要包括廢PET、廢PS、廢ABS、廢塑料薄膜等。

1.3.2 按生產(chǎn)工藝分類

根據(jù)2019 年河北省第二次污染源普查數(shù)據(jù)（不同工藝類型企業(yè)數(shù)量見圖3）：

圖3 不同工藝類型企業(yè)數(shù)量

1）廢塑料破碎類和廢塑料破碎、分選類。廢塑料破碎類和廢塑料破碎、分選類等企業(yè)共計58 家，其中規(guī)模小于3 000 t（含3 000 t）的企業(yè)42 家，3 000～10 000 t（含10 000 t）的企業(yè)13 家，大于10 000 t 的企業(yè)4 家（規(guī)模分別為12 000 t 2 家、30 000 t2 家）。

2）廢塑料破碎、清洗、分選類。廢塑料破碎、清洗、分選類企業(yè)59 家，其中規(guī)模小于3 000 t（含3 000 t）的企業(yè)50 家，3 000～10 000 t（含10 000 t）的企業(yè)6 家，大于10 000 t 的企業(yè)3 家。

3）廢塑料破碎、造粒類和廢塑料破碎、清洗、分選、造粒類及再生塑料制品類。廢塑料破碎、造粒類企業(yè)共計8 家，廢塑料破碎、清洗、分選、造粒類企業(yè)共計108 家，再生塑料制品類企業(yè)12 家。其中規(guī)模小于3 000 t（含3 000 t）的企業(yè)80 家，3 000～10 000 t（含10 000 t）的企業(yè)36 家，10 000～30 000（含30 000 t）的企業(yè)7 家，大于30 000 t 的企業(yè)4 家。

1.3.3 按產(chǎn)品類型分類

企業(yè)產(chǎn)品主要為塑料廢料和塑料再生顆粒兩大類型企業(yè)。

2 有機廢氣污染物來源與配套治理設(shè)施建設(shè)情況

有機廢氣主要來源于廢塑料熱熔造粒過程，產(chǎn)生節(jié)點主要集中在造粒機的投料口、觀察口、擠出口，雙螺桿子母機、單螺桿造粒機等，每個節(jié)點均需獨立設(shè)置1 個小集氣罩，并對廢氣釋放口采取半封閉式處理，將吸風(fēng)罩盡可能靠近廢氣釋放位置，做到整條生產(chǎn)線廢氣有效的集中收集，降低生產(chǎn)過程中有機廢氣的跑冒滴漏現(xiàn)象，進(jìn)而減少無組織排放（熱熔造粒生產(chǎn)線廢氣收集示意圖見圖4）。

圖4 熱熔造粒生產(chǎn)線廢氣收集示意圖

收集后的有機廢氣引入凈化裝置，常見的凈化裝置有水噴淋、活性炭吸附、UV 光解、等離子凈化器和高溫燃燒等，水噴淋對揮發(fā)性有機物的去除效率約為15%，活性炭吸附對揮發(fā)性有機物的去除效率約為50%，UV 光解、等離子凈化器對揮發(fā)性有機物的去除效率約為70%，高溫燃燒法對揮發(fā)性有機物的去除效率約為90%。通過調(diào)研，目前河北省采用活性炭吸附、噴淋吸收、低溫等離子、光催化氧化等組合治理工藝來提高有機廢氣的處理效率。

3 有機廢氣污染物排放情況監(jiān)測

3.1 企業(yè)自行監(jiān)測數(shù)據(jù)

共收集了12 家企業(yè)2020 年有機廢氣現(xiàn)狀監(jiān)測數(shù)據(jù)，包括大氣污染物有組織濃度和無組織濃度，檢測的污染物項目包括非甲烷總烴、苯、甲苯、二甲苯等，均符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.1.1 有組織排放

非甲烷總烴質(zhì)量濃度監(jiān)測數(shù)據(jù)共26 個，范圍為0.5～25.1 mg/m3；苯質(zhì)量濃度監(jiān)測數(shù)據(jù)共14 個，范圍為0.0639～0.676 mg/m3；甲苯質(zhì)量濃度監(jiān)測數(shù)據(jù)共10個，范圍為0.0255～0.345 mg/m3，其中3 個未檢出；二甲苯質(zhì)量濃度監(jiān)測數(shù)據(jù)共11 個，范圍為0.0378～2.06 mg/m3，其中2 個未檢出；甲苯與二甲苯合計質(zhì)量濃度監(jiān)測數(shù)據(jù)共11 個，范圍為0.0526～2.18 mg/m3，其中3 個未檢出。

3.1.2 無組織排放

非甲烷總烴廠界無組織排放質(zhì)量濃度監(jiān)測數(shù)據(jù)共19 個，范圍為0.24～1.47 mg/m3；苯、甲苯、二甲苯的無組織排放質(zhì)量濃度監(jiān)測數(shù)據(jù)共10 個，均未檢出。

3.2 監(jiān)督性監(jiān)測數(shù)據(jù)

共收集到2 家企業(yè)有機廢氣有組織排放監(jiān)督性監(jiān)測數(shù)據(jù)，檢測項目包括非甲烷總烴、苯、甲苯與二甲苯合計，均符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求。非甲烷總烴排放質(zhì)量濃度監(jiān)測數(shù)據(jù)共6 個，范圍為0.5～10.1 mg/m3；苯排放質(zhì)量濃度監(jiān)測數(shù)據(jù)共4 個，范圍為0.165～0.676 mg/m3；甲苯與二甲苯合計排放質(zhì)量濃度監(jiān)測數(shù)據(jù)共4 個，范圍為0.056～2.18 mg/m3。

3.3 驗證性監(jiān)測數(shù)據(jù)

為了驗證監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，我們選取了保定三家廢塑料回收與再生利用企業(yè)進(jìn)行有機廢氣驗證性監(jiān)測，三家企業(yè)生產(chǎn)工藝主要為清洗+熔融造粒，產(chǎn)品為再生塑料顆粒。監(jiān)測項目包括非甲烷總烴、苯、甲苯與二甲苯合計。

3.3.1 有組織排放

有組織排放監(jiān)測結(jié)果：非甲烷總烴排放質(zhì)量濃度監(jiān)測數(shù)據(jù)共9 個，范圍為0.21～9.52 mg/m3；苯排放質(zhì)量濃度監(jiān)測數(shù)據(jù)共9 個，范圍為ND～0.34 mg/m3；甲苯與二甲苯合計排放質(zhì)量濃度監(jiān)測數(shù)據(jù)共9 個，范圍為0.03～0.13 mg/m3，均能達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.3.2 無組織排放

無組織排放質(zhì)量濃度范圍為0.15～0.52 mg/m3，低于標(biāo)準(zhǔn)排放限值。

有機廢氣有組織排放監(jiān)測數(shù)據(jù)情況見表1。

表1 自行監(jiān)測數(shù)據(jù)、監(jiān)督性監(jiān)測數(shù)據(jù)、驗證性監(jiān)測數(shù)據(jù)對比-有組織

由監(jiān)測數(shù)據(jù)可知，目前河北省廢塑料回收與再生利用企業(yè)揮發(fā)性有機廢氣采用活性炭吸附、噴淋吸收、低溫等離子、光催化氧化等組合治理工藝均能夠做到達(dá)標(biāo)排放。

4 存在問題與建議

1）部分企業(yè)為生產(chǎn)操作便利，將抽風(fēng)集氣罩掛至太高，或設(shè)置集氣范圍太小，致使有機廢氣因收集不完全而逸散形成無組織排放。建議將熱熔造粒生產(chǎn)線引入密閉車間，采用微負(fù)壓操作，同時加大集氣罩的抽氣量，減少有機廢氣的無組織排放。

2）水噴淋產(chǎn)生二次污染，噴淋廢水；活性炭產(chǎn)生二次污染，廢活性炭，且需頻繁更換活性炭，以避免活性炭過飽和吸附而達(dá)不到廢氣治理效果；UV 光解、等離子凈化器無二次污染，高溫燃燒易因溫度控制不好而產(chǎn)生二次污染且養(yǎng)護(hù)困難、運行成本高。因此，在選擇有機廢氣治理工藝時需綜合考慮經(jīng)濟(jì)合理，技術(shù)可行的處理方案。