江蘇省鉛蓄電池工業大氣污染物排放濃度限值研究

辛玉婷， 楊 靜， 鮑春暉

（江蘇省環境科學研究院江蘇省環境工程重點實驗室 江蘇省環科咨詢股份有限公司， 江蘇 南京 210036）

0 引言

為實現江蘇省鉛蓄電池行業的可持續發展、節能減排的目標，加速現有企業的技術改造，淘汰一批技術水平低、裝置規模小、原材料消耗高、能耗高、污染嚴重的企業，嚴格控制新建裝置，有效控制新增污染源污染物的排放量，有必要制訂《江蘇省鉛蓄電池工業大氣污染物排放標準》[1]。從鉛蓄電池企業的工藝和排放特征確定標準的管制項目，排放標準限值則通過國內外已有的標準比較分析，綜合省內污染防治技術水平和排放現狀確定。

《江蘇省鉛蓄電池工業大氣污染物排放標準》擬從排放總量和排放濃度2方面設計鉛蓄電池行業的大氣污染物控制指標，并對企業日常管理提出控制要求。標準規定了鉛及其化合物、酸霧以及顆粒物經排氣筒有組織排放和廠界環境中的最高允許排放濃度作為排放指標。本文通過對比分析國內外鉛蓄電池行業的大氣污染物排放標準，結合國家有關要求和江蘇省鉛蓄電池行業的自身情況，分析計算出鉛蓄電池行業大氣污染物的各因子濃度限值[2-3]。

1 污染物有組織排放濃度限值

1.1 鉛及其化合物

目前鉛蓄電池典型企業含鉛廢氣的治理方法主要有干法和濕法2種。干法主要用袋式除塵器和濾筒除塵器截留煙氣中污染物，或在此基礎上增加高效空氣過濾器（HEPA filter）以提高處理效率。濕法主要利用堿液噴淋的捕集和吸收作用去除廢氣中污染物[4]。

參考美國、德國、北京相關標準，并根據省內典型企業的污染源監測數據、環評驗收數據、例行監測數據，結合企業可達的污染防治技術，確定鉛及其化合物排氣筒濃度限值。省內調查獲得的鉛蓄電池鉛及其化合物廢氣經末端處理工藝設備或排氣筒的濃度見表1，國內外鉛蓄電池大氣污染物排氣筒排放限值見表2。

表1 江蘇省鉛蓄電池企業鉛及其化合物廢氣排放濃度

32 33 34 35 36 37 38總計企業32企業33企業34企業35企業36企業37企業38 10 12 14 10 12 14 6 12 5 5 4 2 5 5 4 2 9 5 5 4 2 1 1691 1691 128

表2 國內外鉛蓄電池制造企業鉛及其化合物排放濃度限值

根據典型鉛蓄電池企業鉛及其化合物排放濃度結果，同時參考其他地區排放標準限值，結合省內鉛蓄電池廢氣控制技術可達性，確定江蘇省鉛蓄電池企業鉛及其化合物排放濃度限值。江蘇省鉛蓄電池企業污染防治技術相對較先進，污染控制管理較嚴格，從本省企業所有監測數據來看（見表1），有96%的鉛及其化合物監測質量濃度小于0.35 mg/m3；部分企業可達100%，而100%的企業可達國家電池標準（0.5 mg/m3）；從處理方法來看，以用“袋式除塵器（或濾筒式除塵器）+HEPA過濾器”二級除塵可處理效果最佳。另外江蘇省人口密度大，長三角地區是國家重點開發地區，重金屬污染事故時有發生，因此江蘇省鉛蓄電池企業大氣污染物排放濃度設置相對嚴于其他地區。

根據江蘇省鉛酸蓄電池含鉛廢氣的排放現狀，對于新建、改建、擴建企業，主要通過采用清潔生產工藝，如采用鉛錠切粒技術、全自動分片、自動包片和自動鑄焊技術、連軋連沖及集中供鉛的鉛蓄電池板柵制造工藝技術等，降低廢氣產生濃度，擬確定現有和新建企業排放標準為0.35 mg/m3。按省內典型鉛蓄電池企業鉛及其化合物排放濃度調研結果，2家企業未達到本標準排放濃度限值要求。

1.2 硫酸霧

（1）典型企業控制水平

目前，鉛蓄電池企業硫酸霧凈化方式主要有2種：物理捕集過濾法和化學噴淋吸收法，去除效率可達95%以上。各典型企業硫酸霧的監測結果見表3。由表3可以看出，各企業所有監測數據有100%監測質量濃度小于7 mg/m3。86%的企業硫酸霧監測數據排放質量濃度可以達到5 mg/m3左右。

表3 典型鉛蓄電池企業廢氣中硫酸霧排放濃度統計結果

（2）國內外同類標準限值

國內其他地區和國外硫酸霧的排放標準見表4。可見，國內對硫酸霧的控制標準最為嚴格的為北京市標準和電池工業污染物排放標準（5.0 mg/m3）；國外對硫酸霧的控制標準最為嚴格的為德國和日本東京（1 mg/m3）。

表4 國內其他地區和國外硫酸霧的排放標準

（3）本標準硫酸霧濃度限值的確定

根據江蘇省鉛蓄電池行業生產技術、污染治理水平及排放現狀，結合國內外同類標準的調研，擬確定本標準硫酸霧排放標準為5.0 mg/m3。

1.3 顆粒物

（1）典型企業控制水平

鉛蓄電池企業顆粒物的治理方法等同于含鉛廢氣的治理方法。從監測數據看，目前主要關注鉛及其化合物的監測，顆粒物的監測數據較少。各典型企業顆粒物的監測結果見表5。由表5可以看出，各企業所有監測數據有100%監測質量濃度小于30 mg/m3，有94%的監測數據小于20 mg/m3。

表5 典型鉛蓄電池企業廢氣中顆粒物排放濃度統計結果

（2）國內外同類標準限值

國內其他地區和國外顆粒物的排放標準見表6。國內對廢氣中顆粒物的控制要求最為嚴格的為上海市鉛蓄電池工業大氣污染物排放標準（20 mg/m3）；國外對顆粒物的控制要求最為嚴格的為德國，當排放速率大于0.2 kg/h，排放質量濃度控制為20 mg/m3。

表6 國內其他地區和國外硫酸霧的排放標準

（3）本標準濃度限值的確定

根據江蘇省鉛蓄電池行業生產技術、污染治理水平及排放現狀，結合國內外同類標準的調研，擬確定本標準顆粒物排放標準為20 mg/m3。

2 企業邊界大氣污染物濃度限值

2.1 現有企業廠界監測結果

目前鉛蓄電池生產企業無組織排放主要通過工藝設計和車間微負壓密閉設計來控制。從監測數據看，各典型企業廠界監測資料總體較為缺乏。根據已有的企業廠界實際監測資料，見表7。鉛及其化合物在企業邊界處監控濃度約32.8%的監測數據小于0.001 mg/m3。硫酸霧監測結果有87.5%的數據可以達到0.3 mg/m3的標準，顆粒物監測結果有65%的數據可以達到0.3 mg/m3的標準。

表7 全省鉛蓄電池企業邊界處污染物監測結果

2.2 國內外企業邊界大氣污染物無組織排放監控限值

（1）國內企業邊界大氣污染物無組織排放監控限值

國內標準對企業邊界大氣污染物無組織排放監控限值要求見表8。由表8可見，對企業邊界鉛及其化合物及硫酸霧要求最為嚴格的北京市，分別為0.000 7和 0.3 mg/m3，分別相當于原 TJ 36—79《工業企業設計衛生標準》中“居住區最高容許溶度”的日均值和一次值，均遠遠嚴于國家現行標準及其他地方標準。國內標準對顆粒物企業邊界無組織監控限值控制最嚴的為DB 31/603—2012《上海市鉛蓄電池工業大氣污染物排放標準》和《電池工業污染物排放標準》，為 0.3 mg/m3。

表8 國家及國內其他地區企業邊界大氣污染物無組織排放監控限值

（2）國外及其他地區

國外發達國家和地區（如美國和香港）均不單獨設定企業邊界大氣污染物濃度限值，要求企業在邊界處即要到達環境質量標準，無大氣防護距離要求。美國環境空氣中鉛的3個月均值為0.15 μg/m3。

2.3 企業邊界大氣污染物無組織排放監控限值的確定

從保護人體健康和環境質量考慮，本標準依照美國、上海、北京市等國家和城市環境保護理念，要求鉛蓄電池企業邊界處鉛及其化合物、顆粒物及硫酸霧達到環境質量標準值。根據最新頒布的環境空氣質量標準，鉛及其化合物的季均質量濃度為1.0 μg/m3，總懸浮顆粒物的日均質量濃度為0.3 mg/m3；《電池工業污染物排放標準》確定新源企業邊界鉛和顆粒物的無組織排放監控限值分別為1.0μg/m3和0.3 mg/m3。本著同樣的原則，因此本標準擬確定廠界鉛及其化合物和顆粒物無組織排放監控限值分別為1.0 μg/m3和0.3 mg/m3。硫酸霧參照原TJ 36—79《工業企業設計衛生標準》中“居住區最高容許濃度”一次值要求及《電池工業污染物排放標準》擬確定為0.3 mg/m3。

3 單位產品基準排氣量

大氣污染物排放限值適用于單位產品實際排氣量不高于單位產品基準排氣量的情況。若單位產品實際排氣量超過單位產品基準排氣量，須按公式（1）將實測大氣污染物濃度換算為大氣污染物基準排氣量排放濃度，并以大氣污染物基準排氣量排放濃度作為判定排放是否達標的依據。產品產量和排氣量統計周期為1個工作日。

式中：ρ基為大氣污染物基準排氣量排放濃度，mg/m3；Q總為排氣總量 ，m3；Yi為某種產品產量 ，萬kVAh；Qi基為某種產品的單位產品基準排氣量，m3/萬 KVAh；ρ實為實測大氣污染物排放濃度，mg/m3；若Q總與ΣYi·Qi基的比值小于1，則以大氣污染物實測濃度作為判定排放是否達標的依據。

根據對江蘇省鉛蓄電池行業的調研情況，省內大多數企業產品為動力鉛蓄電池，末端治理技術主要為布袋除塵+濕法噴淋，因此根據環境保護部環境工程評估中心等部門發布的《鉛蓄電池產排污系數》，該系數手冊選取了起動型鉛蓄電池、工業鉛蓄電池和動力鉛蓄電池3種類型分別計算排污系數，根據本課題調研統計結果，江蘇省鉛蓄電池企業主要為動力鉛蓄電池和規模大于50萬kVAh的電池，因此本標準選用的排污系數見表9。

表9 鉛蓄電池排污系數

根據環保部GB 30484—2013《電池工業污染物排放標準》所定鉛及其化合物的新建企業最高允許排放質量濃度0.5 mg/m3，計算出相應的單位基準排氣量濃度，見表10。

表10 鉛及其化合物排放限值

省內38家典型鉛蓄電池企業單位鉛及其化合物基準排氣量排放濃度調查結果見表11。

表11 江蘇省鉛蓄電池企業單位鉛及其化合物基準排氣量排放濃度現狀

綜合江蘇省典型鉛蓄電池企業現有單位鉛及其化合物基準排氣量排放濃度現狀和“十三五”鉛污染減排任務以及淘汰落后鉛蓄電池工藝、末端處理設施等的相關要求，擬確定江蘇省鉛蓄電池單位（極板制造+組裝）鉛及其化合物基準排氣量為2.81×106m3/萬 kVAh，極板制造為 1.966 × 106m3/萬 kVAh，組裝為0.842×106m3/萬kVAh。

4 結語

綜上所述，歐美等鉛蓄電池工業發達國家和國內各省市制定的相關污染物排放標準，對江蘇省鉛蓄電池企業排放標準有重要借鑒意義，但對于鉛蓄電池行業大氣污染物排放限值的確定，主要還是基于江蘇省鉛蓄電池行業污染排放實際水平[5]。

而《江蘇省鉛蓄電池行業大氣污染物排放標準》的制定，可為江蘇省環境管理提供強有力的技術支撐。一是可以完善環境標準體系，提升行業污染控制管理能力。二是有效應對區域大氣復合污染，促進空氣質量改善。制定實施本排放標準，能夠有效減少鉛蓄電池行業大氣污染物排放，進而對城市、區域性的二次污染物導致的大氣復合污染控制起到關鍵作用，減輕復合型大氣污染，為江蘇省控制區域性大氣環境污染提供有效的依據和手段，有利于改善全省大氣環境質量，對于保障環境安全和人體健康、建設生態文明、協調經濟發展與環境保護、促進社會安定和諧具有很好的經濟和社會效益[6]。