唐山高新區揮發性有機物污染狀況及控制對策

摘要：隨著經濟快速發展，大氣污染成為難以避免的嚴重問題，揮發性有機物已經成為大氣污染物中占比較重的污染物。近年來，國家大力治理揮發性有機物，相繼出臺相關政策、法規、標準。本文結合唐山高新區的實際情況，就揮發性有機物的產生、污染狀況以及采取的控制措施進行分析，并提出具有針對性的對策，以期為治理揮發性有機物污染，有效改善環境空氣質量提供依據。

關鍵詞：大氣污染;揮發性有機物（VOCs）;控制對策

中圖分類號：X51 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）03-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.03.038

Brief introduction to the pollution situation and control policy of volatile organic compounds （VOCs） in high-tech district of Tangshan City

Liu biao

（Tangshan Ecological Environment Bureau High-tech Zone Branch，Tangshan Hebei 063000，China）

Abstract：With rapid development of economy， atmospheric pollution became inavoidable problem. VOCs is the majority atmospheric pollutant nowadays.In recent years， the government has paid much attention on the control of VOCs，including policy， laws and standards. In this paper， we analyzed the origin， situation and control implementation of VOCs based on local condition in high-tech district of Tangshan. Furthermore， a series of suggestions，possible policy was raised in order to provide the help for prevent VOCs pollution and improve the air quality.

Key words：Air pollution;VOCs;Control countermeasures

1 揮發性有機物的基本情況

1.1 概念

揮發性有機物，常用VOCs表示，它是Volatile Organic Compounds三個詞第一個字母的縮寫。根據世界衛生組織的定義，VOCs是在常溫下，沸點50～260℃的各種有機化合物。然而，由于關注點不同，VOCs的定義在全球范圍不盡相同。根據天津市環境保護局和天津市市場和質量監督管理委員會發布的《工業企業揮發性有機物排放控制標準》中關于揮發性有機物的定義為：在 293.15K 條件下蒸氣壓大于或等于 10Pa，或者特定適用條件下具有相應揮發性的全部有機化合物（不包括甲烷），簡稱 VOCs。VOCs的種類非常多，通常分為非甲烷碳氫化合物、含氧有機化合物、鹵代烴、含氮有機化合物、含硫有機化合物等幾大類，最常見的是苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、香蕉水、乙酸乙酯、丙酮、醇、酮、酯、醚、醛、酚、萜烯類、有機胺等。

1.2 揮發性有機物的排放源

我國工業門類齊全，產業規模龐大，這就照成了我國VOCs排放來源復雜、種類繁多。根據《大氣揮發性有機物源排放清單編制技術指南（試行）》（公告2014年第55號），排放源主要包括交通源、工業源、生活源和農業源四大類。其中交通源包括道路機動車、非道路移動源和油品儲運銷等;工業源包括化石燃料燃燒和工藝過程;生活源包括生活燃料燃燒、環境管理、居民生活消費、建筑裝飾和餐飲油煙;農業源則包括生物質露天燃燒源、生物質燃料燃燒源和農藥使用等[1]。

根據有關統計，2015年我國VOCs排放總量為2503萬噸。其中工業源VOCs排放最多，占總量的43%，其次是交通源排放的VOCs，占總量的28%，生活源和農業源排放的VOCs量比較接近，分別占總量的15%和14%。按行業劃分，工業源中排放較多的是化工、工業涂裝、石化和印刷行業;交通源中，道路機動車油品儲運銷排放的VOCs較多;農業源中農藥排放的VOCs最多;生活源中家居用品、餐飲油煙和化妝品排放的VOCs較多[1-2]。

1.3 揮發性有機物的危害性

VOCs可以在一定條件下與氮氧化物發生光化學反應，參與大氣環境中臭氧和二次氣溶膠的形成，其對區域性大氣臭氧污染、PM2.5污染具有重要的貢獻;是導致城市灰霾和光化學煙霧的重要前體物，其還可以與大氣中的一些自由基反應，形成二次有機氣溶膠[3]，是導致區域性大氣復合污染問題的重要根源之一。

2 唐山高新區揮發性有機物污染狀況

高新區的主導產業為焊接、機器人、汽車零部件、新材料及新型建材、智能儀器儀表、生物醫藥6大特色產業。截至2018年底，高新區涉及VOCs排放的企業共49家，其中非金屬礦物制品行業16家，家具制造行業5家，通用、專用設備制造行業14家，金屬制品制造行業4家，塑料制品制造行業4家，醫藥行業1家，汽車及零部件制造2家，印刷3家。其中排放量貢獻值較大的為表面涂裝業及家具制造業。

以表面涂裝行業為例，高新區主要涉及表面涂裝行業企業有亞特重工、開元機械、關東精密、國華科技、陸凱科技等，詳見表1。

以關東精密機械（唐山）有限公司為例：該公司年產16000臺（套）建筑工程機械精密加工部件，主要生產工藝為焊接、切割、拋丸、噴漆，噴漆為大件噴漆。2014年該企業按照政策要求改善治理工藝，由原來的水簾+活性炭吸附，改為噴淋洗滌+除霧+光催化氧化+低溫等離子凈化;2018年為更好的保護環境，減少污染物排放，拆除了原有噴淋洗滌+除霧+光催化氧化+低溫等離子凈化的VOCs治理設施，新增過濾器+沸石轉輪（RC）+催化燃燒（CO）的VOCs治理設施。

1 水簾+活性炭吸附 1.處理效率高;2.價格便宜，運行成本低;3適應性強 更換周期短，產生危險廢物，造成二次污染，不便于環境監管

2 噴淋洗滌+除霧+催化氧化+低溫等離子凈化 1.高效除惡臭;2.適用于處理低濃度廢氣;3.運行成本較低;4.設備占地面積小，性能穩定，使用壽命長;5.不產生二次污染，同時達到高效消毒殺菌的作用 1.更換周期短，產生危險廢物廢燈管;2燈管容易被覆蓋失活，需要進行前處理;3.處理效率不穩定

3 過濾器+沸石轉輪（RC）+催化燃燒（CO） 1.設備適用于處理高濃度、小氣量的可燃性氣體;2.凈化效率高，惡臭物質被徹底氧化分解 1.一次處理效率高，無二次污染性投入;2.成本高、能耗高;3.需要定期更換催化劑

該企業2017年8月23日，2018年8月15、16日，2018年10月18、19日監測報告數據詳見表4。

類比三種處理工藝、處理效率、監測數據分析可知：活性炭吸附法處理效率高，價格便宜，運行穩定，適用于各種濃度廢氣的處理。但是由于更換周期短，且廢活性炭需要作為危廢進行處理，會產生二次污染，對企業環保管理工作人員要求高，且不利于環保部門環境監管。光催化氧化+低溫等離子凈化的組合方案技術，適用于低濃度、大風量的有機廢氣治理。光催化氧化的原理是采用高能UV紫外線，裂解氧化分子鏈，將高分子污染物質裂解、氧化為低分子無害物質。低溫等離子技術的原理是等離子體場富含極高的活性物質，如高能電子、離子、自由基和激發態分子等，廢氣中的污染物質可與這些具有較高能量的物質發生反應離解成小分子物質[4]。該技術作為新興技術應用十分廣泛，但處理效率不穩定，受生產工況影響較大。同時需要進行前處理，大顆粒的漆渣如果處理得不好將附著在燈管上，減少使用壽命，降低處理效率。廢棄的燈管需作為危險廢物管理。過濾器+沸石轉輪（RC）+催化燃燒（CO）處理工藝是目前為止處理效率最高、最穩定的方法。它適用于各種濃度，能將無回收利用價值的有機廢氣通過燃燒的方式變成CO2和水。但是一次性投入大、運行成本高、能耗高等特點也行為了許多企業可望而不可求的治理方式。

通過企業監測報告數據來看，企業生產工藝、產量、規模都沒有發生變化。通過改變污染處理工藝，有效的降低了VOCs的排放濃度。非甲烷總烴進口濃度由原來的73.5mg/m3降低到了40mg/m3左右，苯、甲苯和二甲苯的濃度也不同程度的降低了。但是光催化氧化+低溫等離子和催化燃燒法兩種污染處理工藝的處理效率相差不多，催化燃燒方式并未達到理論的處理效率，并且距理論值相差很多。分析原因可能是因為該治理技術廢氣濃度在200-350mg/m3的范圍處理效率最佳，實際監測時廢氣的濃度未達到這個范圍值，導致處理效率低于理論值。

總體來說，三種污染治理方式活性炭吸附法性價比最高，但由于現行政策問題不能采用此方式;光催化氧化+低溫等離子屬于新興技術，雖然通過組合處理的方式對VOCs進行治理，設備價格相對穩定，但是受生產工況影響較大，處理效率不穩定問題也十分突出，同時按照唐山市現行大氣管控措施，該處理方式屬于管控范圍;催化燃燒法雖然投資高，運行成本高，但是處理效率高且穩定。作為現行最有效、最穩定的處理方式，不僅政府推薦使用，而且企業使用安全。

3 唐山高新區揮發性有機物控制對策

3.1 大力推進源頭替代

工業涂裝、包裝印刷等行業要加大源頭替代力度，通過使用低VOCs含量的水性涂料或粉末、UV漆、高固分涂料、低VOCs含量的粘合劑等替代溶劑型涂料，使用水性、植物基等環保型低VOCs含量油墨 、清洗劑等，從源頭減少VOCs產生。

3.2 全面加強無組織排放控制

重點對含VOCs物料儲存、輸送和轉移、設備與管線組件泄漏、敞開液面逸散以及工藝過程等五類排放源實施管控，通過采取設備與場所密閉、工藝改進、廢氣有效收集等措施，削減VOCs無組織排放。

推進使用先進生產工藝。通過采用全密閉、連續化、自動化等生產技術，以及高效工藝與設備等，減少工藝過程無組織排放。例如：揮發性有機液體裝載優先采用底部裝載方式，工業涂裝行業推廣采用輥涂、靜電噴涂、高壓無氣噴涂、空氣輔助無氣噴涂、熱噴涂等涂裝技術，鼓勵企業采用自動化、智能化噴涂設備替代人工噴涂，減少使用空氣噴涂技術。包裝印刷行業推廣使用無溶劑復合、擠出復合、共擠出復合技術，鼓勵采用水性凹印、醇水凹印、輻射固化凹印、柔版印刷、無水膠印等印刷工藝，提高廢氣收集率。遵循“應收盡收、分質收集”的原則，科學設計廢氣收集系統，將無組織排放轉變為有組織排放進行控制[5]。

3.3 推進建設適宜高效的治污設施

結合企業實際產污種類和污染物產生濃度，選擇適宜高效的有機廢氣治理設施。鼓勵企業采用多種技術的組合工藝，提高VOCs治理效率。對于低濃度、大風量有機廢氣，可采用沸石轉輪或活性炭吸附等技術，先提高VOCs濃度，之后再進行焚燒、燃燒等凈化處理;而高濃度有機廢氣，則可優先考慮溶劑回收;對于難以回收的廢氣，宜采用高溫焚燒、催化燃燒等技術。一般光氧化或催化、低溫等離子技術主要適用于惡臭異味等治理;生物法則主要適用于低濃度VOCs廢氣治理和惡臭異味治理。

3.4 深入實施精細化管控

結合高新區企業分布情況，對區域內排放VOCs的企業分別采取重點行業和重點污染物的控制，提出有效管控方案。VOCs治理措施要精準、有效，環保設施維護管理要到位。

對于污染物排放量較大的重點企業，可采取幫扶指導，鼓勵企業編制具有針對性和可行性的污染治理方案，建設生產全過程減排措施，必要時組織專家提供專業化技術支持;加強企業運行管理，積極推進專業化的環保管理，鼓勵企業委托第三方專業環保設施運維機構維護治污設施，保證其有效運維和處理效果; 健全企業內部環保考核制度，建立環保責任制和獎懲機制。

4 結語

隨著唐山高新區經濟和工業的快速發展，VOCs污染與治理也將面臨越來越嚴峻的挑戰。應從源頭減少VOCs的產生，提高治污水平，加大VOCs污染治理，同時結合企業精細化的管控措施，從而有效管控環境當中VOCs，改善環境質量。

參考文獻

[1]張新民，趙文娟，孟凡.基于OFP的大氣揮發性有機物污染源分級控制解析[J].環境保護，2017，45（13）：22-25.

[2]張新民.如何打造VOCS污染源頭防控機制[J].中華環境，2018（11）：47-49.

[3]張靜.典型制藥行業廢水中VOCs特性研究[D].石家莊：河北科技大學，2014.

[4]李實，葛芳君，等.石油化工廠揮發性有機物（VOCs）廢氣處理工藝探討[J].化學工程與裝備，2017（9）：314-316.

[5]生態環境部.關于印發《重點行業揮發性有機物綜合治理方案》的通知.2019.

收稿日期：2020-02-21

作者簡介：劉彪（1986-），男，漢族，本科學歷，中級工程師，研究方向為環境影響評價及環境管理研究。