王竹槽, 胡志軍, 王 幸, 王志良
(1.江蘇齊清環境科技有限公司, 江蘇 南京 210036;2.江蘇省環境科學研究院, 江蘇 南京 210036)
化學工業是江蘇省重要的支柱產業,經濟總量在全國名列前茅,然而行業發展所帶來的環境污染不容忽視。根據《十三五規劃全國分行業VOCs排放基數-江蘇》,全省工業源VOCs排放量為108.07萬t,占總排放量的46.81%,遠高于交通源、生活源或農業源?;瘜W工業VOCs排放量36.84萬t,占工業源排放量的34.09%,是重要的VOCs來源。煉焦化學工業、石油煉制工業、石油化學工業、合成樹脂工業、化學纖維制造工業、橡膠和塑料制品工業執行GB 27632—2011《橡膠制品工業污染物綜合排放標準》,GB 16171—2012《煉焦化學工業污染物排放標準》,GB 31570—2015《石油煉制工業污染物排放標準》,GB 31571—2015《石油化學工業污染物排放標準》,等比較嚴格的行業標準,剩余的固定源排放仍然執行GB 16297—1996《大氣污染物綜合排放標準》,隨著近年來環境保護要求的不斷收嚴以及化學工業生產工藝和污染防治技術的顯著進步,行業原執行的GB 16297—1996針對性不強,排放控制要求寬松不一,已不能滿足環境保護和行業健康發展的需求。
為進一步加強化學工業VOCs排放控制管理,促進行業污染防治技術進步,2017年1月10日,省環保廳組織制訂的DB 32/3151—2016《化學工業揮發性有機物排放標準》(以下簡稱《標準》)首次發布,并于2017年2月1日起實施。由于該標準涉及化學工業產品種類眾多,污染物排放情況復雜,使其成為一項行業性VOCs排放標準。為便于有關方面對《標準》條款的理解和掌握,本文將從制訂必要性、框架結構、行業污染物排放控制要求、環境效益和達標成本預測、執行建議等方面對其進行解讀。
“十二五”以來,省委、省政府陸續發布了《省政府關于〈實施藍天工程改善大氣環境〉的意見》(蘇政發[2010]87號),《省政府關于印發〈江蘇省大氣污染防治行動計劃實施方案〉的通知》(蘇政辦發[2014]1號),《省委省政府關于印發〈兩減六治三提升專項行動方案〉的通知》(蘇發 [2016]47號)等文件,在各項大氣污染治理措施的共同作用下,大氣中相關污染物濃度明顯降低,如SO2,NOx分別由2011年的105.38,153.58萬 t下降至 2015年的 83.51,106.76 萬 t。
然而,全省依然存在大氣復合型污染特征突出的問題。隨著霧霾現象頻發,細顆粒物(PM2.5)污染稱為新的社會焦點,環境空氣質量現狀與人民群眾的要求仍有較大差距,環境空氣質量進一步改善尤其是實現控制PM2.5目標將面臨巨大挑戰。目前,制約我省空氣質量達標的首要污染物是細顆粒物,2015年PM10和PM2.5年均質量濃度為0.096和0.058mg/m3,臭氧日最大8 h平均質量濃度逐年上升,2015年為0.167 mg/m3,均超過 GB 3095—2012《環境空氣質量標準》要求,臭氧污染加重得到趨勢尚未得到有效遏制[1]。研究表明[2-5],臭氧主要通過大氣中揮發性有機物(Volatile Organic Compounds,VOCs)與 NOx相互作用生成,它會導致大氣氧化性增強,從而進一步加重PM2.5污染問題。只有控制與減少VOCs的排放,才能改善PM2.5的污染問題。
為了控制全省化學工業大氣污染物排放,近年來從大氣污染防治的實際需要出發,相繼頒布了一些列地方大氣污染防治文件等,諸如《省政府辦公廳關于印發 《全省化工生產企業專項整治方案》的通知》(蘇政辦發[2006]121號),《省政府辦公廳關于印發〈全省深入開展化工生產企業專項整治工作方案〉的通知》(蘇政辦發 [2010]9號),《省政府辦公廳關于印發〈全省開展第三輪化工生產企業專項整治方案〉的通知》(蘇政辦發 [2012]121號),《省政府辦公廳關于〈開展全省化工企業四個一批專項行動〉的通知》(蘇政辦發[2017]6號),《江蘇省環保廳關于印發〈江蘇省化工行業廢氣污染防治技術規范〉的通知》(蘇環辦 [2014]3號),《江蘇省環保廳關于印發〈江蘇省重點行業揮發性有機物污染整治方案〉的通知》(蘇環辦 [2015]19號),《江蘇省環保廳關于印發〈江蘇省化學工業揮發性有機物無組織排放控制技術指南〉的通知》(蘇環辦[2016]95號)等,其中DB32/3151—2016《化學工業揮發性有機物排放標準》是控制化學工業固定污染源排放VOCs的主要標準。
《標準》除前言外共分為6個章節,另有3個附錄。
前言主要介紹了標準制定的目的、意義和標準的性質,同時介紹了《標準》與現行標準或另行發布的相關標準之間的相互關系等。
第1章至第3章分別為范圍、規范性引用文件、術語和定義。第1章《標準》規定了化學工業企業(2614有機化學原料制造、2625有機肥料及微生物肥料制造、263農藥制造、264涂料/油墨/顏料及類似產品制造、266專用化學產品制造、268日用化學產品制造、271化學藥品原料藥制造、272化學藥品制劑制造、275獸用藥品制造、276生物藥品制造)或生產設施的揮發性有機物排放控制、監測及監督實施要求。明確了《標準》適用于現有化學工業企業或生產設施的揮發性有機物排放控制,以及新、改、擴建項目的環境影響評價、環境保護設施設計、竣工環境保護驗收及其投產后的揮發性有機物排放控制。第2章列出了《標準》所引用的相關標準。第3章《標準》中出現的關鍵性名詞術語給出中英文對照標注和具體的解釋,便于理解使用。
第4章是《標準》的核心部分。第4章規定了特征VOCs及臭氣濃度排放控制的指標體系,包括“特征VOCs最高允許排放濃度和臭氣濃度標準值”,“特征VOCs與排氣筒高度對應的最高允許排放速率”,“廠界特征VOCs監控點濃度限值和臭氣濃度標準值”3項指標。同時對排氣筒高度與排放速率、污染控制等提出技術和管理規定。
第5章主要對污染物監測作出具體要求,包括排氣筒監測、廠界監測、在線監測和監測方法。
第6章為標準實施要求,明確了本標準由縣級以上人民政府環境保護行政主管部門負責監督實施。
另外,《標準》包含3個附錄。附錄A(規范性附錄)為確定排氣筒最高允許排放速率的內插法和外推法,附錄B(規范性附錄)為等效排氣筒有關參數計算方法,附錄C(資料性附錄)為企業建立VOCs排放和控制臺帳的基本要求,其中附錄A和附錄B為環保部門執法監督檢查提供了便利。
總體上講,《標準》介于國外先進國家、地區和世界組織標準之間。《標準》要求各地區根據自身情況制定標準,加強監控,規范企業監測,提高環境信息透明度,控制VOCs的排放?!稑藴省肪C合考慮了現有企業技術進步和環保設施改造情況,以及國家調整過剩產能、污染防治政策的實施,新建企業自2017年2月1日起執行新標準,現有企業有一過渡期,在過渡期內執行原標準至2019年2月1日。
《標準》在原有的基礎上將VOCs種類增加至33項,同時延續使用“非甲烷總烴”作為排氣筒和廠界VOCs綜合性控制指標,保證了與國家標準的銜接。與GB 16297—1996《大氣污染物綜合排放標準》、北京市DB 11/501—2007《大氣污染物綜合排放標準》以及上海市DB 31/933—2015《大氣污染物綜合排放標準》對比顯示:
(1)最高允許排放速率方面
根據《大氣污染物綜合排放標準詳解》和GB/T 3840—1991《制定地方大氣污染物排放標準的技術方法》中相關內容,單一排氣筒允許排放速率可按式Q=CmRKe計算得到。對于標準濃度限值取值和排放系數取值,《標準》和國標基本一致,對于地區性經濟技術系數取值為國標現有源取1,新建源取0.85,而本標準一律取0.6。故可估算當排氣筒低于30 m時,《標準》各指標排放速率比GB 16297—1996新建源加嚴約30%。
(2)最高允許排放濃度方面
經比較,《標準》甲苯、二甲苯、乙醛、丙烯腈、非甲烷總烴指標與DB 11/501—2007Ⅱ時段相同,但苯、氯苯類、酚類、硝基苯類、苯胺類、甲醇、甲醛、丙烯醛指標嚴于 DB 11/501—2007。與 DB 31/933—2015相比,二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯乙烯、三氯乙烯、苯、甲苯、二甲苯、硝基苯、甲醇、甲醛等指標較寬,其余基本一致。
(3)廠界排放監控點濃度限值方面
經比較,《標準》廠界排放監控點濃度限值與GB 16297—1996相比進一步嚴格,與DB 11/501—2007相當。與DB 31/933—2015相比,苯、甲苯、二甲苯、氯苯類、苯胺類、非甲烷總烴等指標較寬,其余基本一致。
《標準》考慮有15%VOCs無組織排放,85%為有組織排放。有組織排放中:考慮部分化工園區已經對揮發性有機物進行了控制,這些園區VOCs排放量占固定源VOCs排放量25%,因此估算有25%VOCs在本標準實施前已得到控制,并假設這些行業污染控制設備的平均最低處理效率70%,這部分不考慮到削減量中;剩下的75%按污染物控制設備最低處理效率90%考慮。本標準實施后估計VOCs削減率為57.4%。根據《十三五規劃全國分行業VOC排放基數-江蘇省》可知,化學工業VOCs排放量23.20萬t,《標準》實施后可消減23.20×57.4%=13.32萬t,削減率高至57.4%。
另外,二氯甲烷、三氯甲烷、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、吡啶等物質均會得到良好的減排。標準實施后,可以明顯的改善現有企業周邊的環境空氣質量,同時可有效防止新污染源對周邊居民生活環境的污染,避免產生新的環境問題。
4.2.1 技術可行性分析
對于企業而言,若要實現《標準》設定的達標排放要求,依據江蘇省環保廳發布的《江蘇省化工行業廢氣污染防治技術規范》(蘇環辦[2014]3號),《江蘇省重點行業揮發性有機污染物控制指南》(蘇環辦[2014]128號),《江蘇省重點行業揮發性有機物污染整治方案》(蘇環辦 [2015]19號),《江蘇省化學工業揮發性有機物無組織排放控制技術指南》(蘇環辦[2016]95號)等相關文件,著重從以下3方面入手:①企業應大力推行清潔生產及節能減排技術改造,提升工藝裝備水平,嚴格控制揮發性有機液體儲存和裝卸過程揮發損失、工藝單元操作過程損耗、廢水集輸處理和固廢(液)貯存系統逸散、生產設備密封點泄漏、開停工及檢維修等非正常工況排污,實現VOCs無組織排放全過程控制;②企業應采用連續化、自動化、密閉性生產工藝,對于不能實現密閉的單元,根據生產工藝、操作方式以及廢氣性質、處理和處置方式,設置不同的廢氣收集系統,做到“應收則收、分類收集”;③企業需要綜合分析自身情況,選擇合適的工藝路線,保證廢氣的排放能夠達到標準。
從當前我省化學工業企業發展來看,規模以上企業已經或正在進行技改,從傳統的噴淋吸收、無再生功能的顆?;钚蕴课教幚磙D為纖維活性炭吸附-脫附、催化氧化、催化燃燒等處理方式,具備一定的基礎?!稑藴省返拇蟛糠种笜耸腔诶w維活性炭吸附-脫附、催化焚燒、熱力焚燒等成熟穩定的有機廢氣治理技術基礎上進行設定的,因此,大部分企業通過“源頭控制+過程監管+末端治理”等一體化管控措施,基本上是可以達到標準限值的要求。
4.2.2 經濟可行性分析
(1)大型規模企業(利潤總額超過1億元):采用RTO或RCO焚燒處理、ACF吸附-脫附等,一次性投入超過1 500萬元左右,僅占當年利潤總額15%左右,完全可承受。
(2)中等規模企業(利潤總額5 000萬元):一方面需要從源頭控制,如末端上采用RTO、等離子體、ACF吸附-脫附等方式處理,一次性投入超過1 000萬元左右,占當年利潤總額20%左右,基本可承受。
(3)小型企業(利潤總額1 000萬元左右):不僅需要從源頭控制VOCs產生量,如提高生產工藝裝備水平,還得重新設計優化廢氣收集系統,最終選擇成熟可靠的廢氣治理設施,總體投資超過800萬元。類似這樣的技改,部分小型企業可能面臨破產被淘汰。
(1)加強《標準》執行力度。對新污染源企業審批應嚴格按本標準的要求實施,把好審核關,使《標準》成為企業市場準入的條件之一;同時應加大執法力度,逐步提高企業違規排污成本,引導企業增加污染治理設施投資,防止出現新的環境污染,以體現公平競爭原則。
(2)加強無組織排放控制。①揮發性有機液體儲存過程應配備蒸氣收集系統(冷凝、洗滌、吸收、吸附等)或者呼吸尾氣密閉收集并處理;揮發性有機液體嚴禁噴濺式裝載,液體宜從罐體底部進入,或將鶴管伸入罐體底部;揮發性有機液體裝卸過程應配備氣相平衡管或者裝卸尾氣密閉收集并處理[6];②揮發性有機物料投加、出料、轉移(輸送)、分離、抽真空、蒸餾、精餾、脫溶、干燥、取樣等過程可采取《江蘇省化學工業揮發性有機物無組織排放控制技術指南》(蘇環辦[2016]95號)中提出的控制措施;③廢水集輸系統和處理設施的初期處理單元產生的揮發性有機廢氣須密閉收集并處理;含揮發性有機物的原料桶、包裝罐、塑料袋,廢液廢渣密封罐以及固廢密封塑料袋等應儲存于符合相關規范的密閉貯存系統中,貯存過程產生的揮發性有機廢氣須密閉收集并處理。
(3)加強在線監測?;て髽I單一排氣筒中非甲烷總烴排放速率≥2.0 kg/h或者初始非甲烷總烴排放量≥10 kg/h時,應安裝連續自動監測設備,并滿足國家或地方固定源非甲烷總烴在線監測系統技術規范。在線監測設備的管理和使用,按照環境保護和計量監督的有關法規執行。
(4)制定出臺配套的環境經濟政策。制定出臺相關配套的環境經濟傾斜政策,激勵和推動企業自覺遵守《標準》中規定的污染物排放限值;加強行業污染防治最佳可行技術及污染防治技術的研究,加快配套出臺不同系列化學工業產品的最佳可行技術導則及污染防治技術政策,為化學工業企業的工藝改造與污染防治設施建設提供技術支持,突破行業污染治理技術瓶頸。
(5)加強跟蹤評估?!稑藴省钒l布實施后,應加強對《標準》實施情況的跟蹤評估,及時提出相應的修訂方案和建議。