化工企業(yè)廢氣監(jiān)測(cè)及治理策略

張梅峰

(濟(jì)寧市任城生態(tài)環(huán)境監(jiān)控中心，山東 濟(jì)寧 272000)

0 引言

化工行業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中扮演著至關(guān)重要的角色，其走可持續(xù)發(fā)展道路對(duì)促進(jìn)人類(lèi)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展具有極為重大的現(xiàn)實(shí)意義。當(dāng)前，揮發(fā)性有機(jī)物(volatile organic compounds，VOCs)的有效控制已經(jīng)成為臭氧污染控制的重要組成部分，因此除了有組織控制的有機(jī)物有害廢氣排放外，還必須重點(diǎn)關(guān)注化工企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中的無(wú)規(guī)則廢氣排放[1-2]。本文以A市化工生產(chǎn)園區(qū)為例，就其廢氣排放現(xiàn)狀及問(wèn)題展開(kāi)分析，旨在為解決無(wú)組織排放問(wèn)題提供建議。

1 A 市化工生產(chǎn)園區(qū)現(xiàn)狀

1.1 A 市化工生產(chǎn)園區(qū)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

目前，該園區(qū)有90 家正常運(yùn)營(yíng)的企業(yè)，其中35 家被列入重點(diǎn)關(guān)注的廢氣排放管控范圍。在園區(qū)內(nèi)，企業(yè)類(lèi)型分布十分廣泛，從香精香料制造到化學(xué)藥品原料藥制造、有機(jī)化學(xué)原料制造，再到油墨及類(lèi)似產(chǎn)品的制造，企業(yè)數(shù)量分別為19 家、6 家、6 家、2 家。該園區(qū)內(nèi)重點(diǎn)管理企業(yè)的廢氣排放情況如圖1所示。

圖1 A 市化工生產(chǎn)園區(qū)涉氣排放重點(diǎn)管理企業(yè)行業(yè)分布

1.2 A 市化工生產(chǎn)園區(qū)企業(yè)原輔材料使用情況

經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，該化工園區(qū)內(nèi)有超過(guò)100 種原輔材料可供使用，其中最常見(jiàn)的20 種如表1 所示。根據(jù)《重點(diǎn)行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物治理方案》，該化工園區(qū)的原輔材料中，VOCs 物質(zhì)被嚴(yán)格控制，其中包括O3和PM2.5前體物、二甲胺、苯酚等惡臭物質(zhì)，以及有毒有害的二氯甲烷[3]。

表1 園區(qū)涉氣排放重點(diǎn)管理企業(yè)原輔材料使用情況匯總

1.3 A 市化工生產(chǎn)園區(qū)內(nèi)企業(yè)廢氣治理現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

1.3.1 A 市化工生產(chǎn)園區(qū)內(nèi)企業(yè)廢氣治理現(xiàn)狀

廢氣排放可以通過(guò)有組織和無(wú)組織的方式進(jìn)行。其結(jié)果顯示，A 市化工生產(chǎn)園區(qū)內(nèi)有35 家企業(yè)分別從事香精香料、化學(xué)藥品原料藥、有機(jī)化學(xué)原料、油墨和相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)。其中，7 家企業(yè)通過(guò)將廢氣收集后，負(fù)壓輸送至蓄熱式焚燒爐(RTO)，實(shí)現(xiàn)燃燒處理；其他部分企業(yè)通過(guò)冷凝+兩級(jí)堿液(或水)噴淋吸收，將廢氣排放；其余企業(yè)通過(guò)兩級(jí)堿液(或水)噴淋吸收后，采用活性炭吸附處理，實(shí)現(xiàn)廢氣凈化。根據(jù)實(shí)際情況，第一種廢氣處理技術(shù)的應(yīng)用可以顯著降低企業(yè)的污染物排放，其每小時(shí)污染物排放量的達(dá)標(biāo)率可以達(dá)到99% 以上；通過(guò)噴淋兩級(jí)堿液(或水)和活性炭吸附，一般企業(yè)的每小時(shí)排放量達(dá)標(biāo)率能夠達(dá)到90% 以上，但也有少數(shù)企業(yè)的排放量達(dá)標(biāo)率低于80%[4]。經(jīng)過(guò)H 省五大行業(yè)VOCs 專(zhuān)項(xiàng)調(diào)查的結(jié)果表明，吸附法對(duì)有機(jī)廢氣的去除效率僅為33%，而且由于企業(yè)在噴淋后未經(jīng)過(guò)除霧(水汽)處理，直接進(jìn)入活性炭吸附工序，容易導(dǎo)致活性炭堵塞，從而降低去除率，使超標(biāo)率大幅提升。根據(jù)GB 37822—2019《揮發(fā)性有機(jī)物無(wú)組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》中4.1 要求，從2020 年7 月1 日開(kāi)始，所有企業(yè)必須嚴(yán)格遵守《揮發(fā)性有機(jī)物無(wú)組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》以確保VOCs 安全排放。經(jīng)調(diào)查，35 家企業(yè)中沒(méi)有企業(yè)采取有效措施對(duì)工廠外部環(huán)境中的揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行排放監(jiān)測(cè)。

1.3.2 A 市化工生產(chǎn)園區(qū)內(nèi)企業(yè)廢氣治理存在的共性問(wèn)題

對(duì)35 家企業(yè)實(shí)地考察后發(fā)現(xiàn)，園區(qū)企業(yè)的廢氣處理的問(wèn)題和挑戰(zhàn)主要表現(xiàn)在以下方面：

(1)由于有組織的廢氣收集率較低，使得廢氣中的可燃物質(zhì)含量較少，因此在使用蓄熱式焚燒爐進(jìn)行焚燒時(shí)，必須額外添加大量天然氣，使得廢氣處理成本顯著提高[5]。

(2)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中使用的原料和產(chǎn)品種類(lèi)繁多，但用量不是特別小，中間產(chǎn)品可以作為其他產(chǎn)品的原料使用，因此在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，原料的添加、中間轉(zhuǎn)移和反應(yīng)釜?dú)堃旱呐欧哦纪ㄟ^(guò)料桶進(jìn)行。而由于企業(yè)在裝卸料口處安裝的集氣罩位置過(guò)高、面積太小、吸風(fēng)量不足，使得收集廢氣效果不佳，導(dǎo)致大量無(wú)組織廢氣無(wú)法有效排放[6]。

(3)車(chē)間內(nèi)缺乏有效的清潔措施，使得大量無(wú)組織廢氣的排放嚴(yán)重影響了環(huán)境衛(wèi)生。

(4)離心機(jī)、真空泵等設(shè)備的非密閉式運(yùn)行也是導(dǎo)致無(wú)組織廢氣大量逸散的重要原因，而且廠區(qū)內(nèi)中間料桶敞開(kāi)堆放，也會(huì)加劇廢氣逸散。

(5)桶壁上的物質(zhì)被大量揮發(fā)，使得無(wú)組織廢氣的排放量大大增加。

(6)污水池沒(méi)有得到有效密封，污水處理過(guò)程中釋放出的惡臭物質(zhì)也成為無(wú)組織廢氣的來(lái)源[7]。

2 A 市化工生產(chǎn)園區(qū)企業(yè)廢氣治理整改措施

2.1 加強(qiáng)含VOCs 原輔材料管控和替代

A 市化工生產(chǎn)園區(qū)存在“達(dá)標(biāo)不達(dá)味”問(wèn)題，為解決這一問(wèn)題，建議采取有效措施加強(qiáng)VOCs 管控，同時(shí)對(duì)可能產(chǎn)生惡臭氣味的原輔材料，如二甲胺、二氯甲烷等，進(jìn)行有效控制和替代，以期達(dá)到環(huán)境友好的生產(chǎn)效果。為了確保安全生產(chǎn)，企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)原輔材料的管控，并且采取更先進(jìn)的技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)工藝的自動(dòng)化，以有效抑制無(wú)組織惡臭物質(zhì)的排放[8]。

2.2 從僅偏重末端治理向提高前端廢氣收集率轉(zhuǎn)變

通過(guò)加強(qiáng)對(duì)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的無(wú)組織廢氣的收集和處理并將其轉(zhuǎn)化，可以大大降低企業(yè)的污染物排放量，從而改善環(huán)境質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。企業(yè)應(yīng)采取措施改善生產(chǎn)環(huán)境，包括更換生產(chǎn)設(shè)備、更換廢氣收集方式、更換生產(chǎn)操作流程，以及重新計(jì)算吸風(fēng)罩的風(fēng)量和尺寸，并在不能完全密閉運(yùn)行的生產(chǎn)設(shè)備上安裝垂簾或單獨(dú)的隔間，以便將無(wú)組織廢氣轉(zhuǎn)化為有組織廢氣，并通過(guò)負(fù)壓排放系統(tǒng)進(jìn)行處理。

將無(wú)組織廢氣轉(zhuǎn)變?yōu)橛薪M織廢氣后，“分質(zhì)收集，分質(zhì)處理”應(yīng)當(dāng)將高濃度廢氣與低濃度廢氣分開(kāi)處理，以確保反應(yīng)釜中的安全性和有效性。為了解決高濃度廢氣的問(wèn)題，建議使用蓄熱式焚燒爐(RTO)，此外建議將低濃度廢氣通過(guò)濃縮處理，并與高濃度廢氣混合處理。通過(guò)這種方法，不僅能夠降低RTO 的運(yùn)行成本，還能提升企業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)管理水平。

2.3 統(tǒng)籌兼顧廢氣治理設(shè)施設(shè)計(jì)與生產(chǎn)工藝等專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)

經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，A 市化工生產(chǎn)園區(qū)內(nèi)的35 家化工企業(yè)的專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)由具有資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位完成，而廢氣治理設(shè)施的設(shè)計(jì)、供貨和安裝則由設(shè)備廠家根據(jù)同類(lèi)型企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)完成，因此在廢氣總量計(jì)算和廢氣收集管網(wǎng)布設(shè)方面存在一定問(wèn)題，例如管徑布設(shè)過(guò)小、末端抽氣風(fēng)機(jī)負(fù)壓偏低等，這些問(wèn)題都會(huì)影響到廢氣治理設(shè)施的有效運(yùn)行[9]，由于無(wú)法達(dá)到吸風(fēng)點(diǎn)的風(fēng)速要求，導(dǎo)致大量無(wú)組織廢氣排放。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，化工企業(yè)應(yīng)綜合考慮廢氣處理技術(shù)和生產(chǎn)流程，并邀請(qǐng)具有相關(guān)資質(zhì)的第三方環(huán)境規(guī)劃公司來(lái)協(xié)助確定最佳廢氣處理方案，例如廢氣收集技術(shù)、管道尺寸、流向、處理措施以及末端負(fù)壓風(fēng)機(jī)的選擇，均需要與實(shí)際的生產(chǎn)設(shè)備一起進(jìn)行安裝和調(diào)試。

2.4 加強(qiáng)園區(qū)各企業(yè)廢氣治理管理能力建設(shè)

為了解決A 市化工生產(chǎn)園區(qū)內(nèi)企業(yè)廢氣管理能力薄弱和缺乏完善的廢氣處理管理體系的問(wèn)題，建議該園區(qū)建立完善的廢氣處理設(shè)施檔案、實(shí)施有效的廢氣管理臺(tái)賬、定期對(duì)廢氣排放狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)更新相關(guān)數(shù)據(jù)等，以此來(lái)促使企業(yè)建立完善的廢氣處理管理體系，提升其廢氣治理水平。為了更好地保護(hù)環(huán)境，園區(qū)應(yīng)與當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境監(jiān)察部門(mén)建立聯(lián)系，并通過(guò)日常的檢查來(lái)反饋企業(yè)的廢氣處理情況，同時(shí)園區(qū)應(yīng)督促企業(yè)按照?qǐng)?zhí)法部門(mén)的要求加強(qiáng)廢氣處理，以確保其廢氣排放能夠達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著環(huán)保意識(shí)的不斷提高，我國(guó)正在逐步加強(qiáng)對(duì)化工廢氣的集中整治和統(tǒng)一管理，以期達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求。為此，我國(guó)利用現(xiàn)有技術(shù)，積極開(kāi)展廢氣收集和治理工作，以期達(dá)到環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)。為了促進(jìn)化工產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展，各級(jí)環(huán)保部門(mén)和相關(guān)部門(mén)將采取更多措施確保企業(yè)治理水平，完善準(zhǔn)入機(jī)制，提高化工企業(yè)的準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)監(jiān)管，鼓勵(lì)研發(fā)和推廣先進(jìn)的污染防治技術(shù)，以期改善園區(qū)及其周邊環(huán)境條件。