低濃度VOCs治理措施環境影響評價初探

黃 俊 唐建軍 王博蔚

1.四川十安環保工程有限公司 四川 瀘州 646300

2.瀘州長江經濟研究中心 四川 瀘州 646300

而對于目前面臨的VOCs污染與治理問題的探討,大風量、低濃度VOCs的污染治理問題成為了我國城市VOCs污染治理的難點問題,其主要具有以下幾方面的特點：

①低濃度的VOCs往往是指的濃度范圍在100～1000mg/m3的廢氣產生,由于產生濃度較低,對RTO、RCO等高效治理措施的應用造成了限制,低濃度的揮發性有機廢氣往往無法實現自持燃燒,而需要使用大量的助燃燃料,造成了能耗及運行成本的大幅提高。

②對應大風量的VOCs廢氣的污染治理設施會大幅提高其設備規模及運行成本,同時由于處理風量過大,過流風速高,也會極大的降低適于低濃度的活性炭等吸附措施的凈化效果。

由于上述大風量、低濃度VOCs廢氣治理措施的實際難點,造成了目前對于涉及低VOCs治理措施的環境影響評價往往存在措施有效運行難度大、治理效果不理想、措施流于形式等等問題,本文就相關問題進行探討。

1 大風量、低濃度VOCs污染治理設施的現狀

目前,石化、化工、工業涂裝、包裝印刷、油品儲運銷等涉及VOCs的重點行業中,存在大風量、低濃度VOCs的污染產生特點較突出的行業主要集中在工業涂裝及包裝印刷行業,其中尤以包裝印刷行業尤為突出。

本文以包裝印刷行業的VOCs廢氣產生特點為例,根據《油墨中可揮發性有機化合物(VOCs)含量的限值》(GB 38507-2020)的產品規定,其中溶劑型油墨的VOCs含量最高不得超過95%,而其他水性或能量固化等低VOCs型油墨的VOCs含量最高不得超過30%。同時,根據《印刷工業污染防治可行技術指南》(HJ 1089-2020)中表C.2關于印刷工業各工藝環節VOCs的產生濃度水平的調查統計,其溶劑型原料的VOCs產生濃度一般在100～5000mg/m3,而低VOCs型原料的VOCs產生濃度一般在10～500mg/m3。而對于常用的適宜于低濃度VOCs的治理措施[1]：吸附法、吸附濃縮+RTO、生物法的適用濃度范圍往往在100～1000mg/m3,對于低VOCs型原料的印刷工業的廢氣源強大多數情況均低于了100mg/m3的低濃度適用范圍,而目前對于上述涉及低VOCs原料的印刷等行業建設項目的污染治理措施往往采取低效的光催化氧化、等離子電解及活性炭吸附等治理工業,且由于低濃度VOCs多數情況下可通過生產系統的大風量負壓收集直接實現有機廢氣的直接達標排放,因此上述措施常常存在流于形式、形同虛設等情況,并未真正起到有效控制VOCs污染的作用。

其次,由于涉及大風量、低濃度VOCs的行業往往存在有機廢氣收集難度大、負壓收集系統漏風率高等情況,造成的相關行業的VOCs往往存在無組織排放嚴重、環境管理粗放等實際問題。

2 VOCs的環境管理進展

根據前文分析,由于涉及大風量、低濃度VOCs的包裝印刷等行業存在的有組織排放治理效果差、無組織排放環境管理難度大等問題,國家通過發布《揮發性有機物無組織排放控制標準》(GB 37822-2019)對VOCs的污染問題采取了分類管理方式：

①對VOCs質量占比小于10%的物料,在其儲存、使用等生產過程中的VOCs無組織排放可不再進一步要求進行有組織收集排放等控制要求；

②對VOCs質量占比大于等于10%的物料,在其儲存、使用等生產過程中的VOCs無組織排放則要求提出進一步的有組織收集排放控制措施,并對有組織排放源提出排放濃度及去除效率雙指標的控制要求,其控制要求見下表[2]：

表 VOCs無組織排放源排放控制要求

由此可知,《揮發性有機物無組織排放控制標準》(GB 37822-2019)發布后,通過對VOCs物料中的VOCs含量及排放源強的大小的不同,提出了不同的污染管控要求,有效的避免目前涉及VOCs行業的環保管理流于形式、治理措施形同虛設等問題。同時,結合生態環境部發布的《建設項目環境影響評價分類管理名錄(2021年版)》(生態環境部令第16號)對“木質制品制造203”、“木質家具制造211”、“印刷231”等可能涉及使用VOCs物料的行業對應VOCs的無組織控制要求,也按VOCs物料的類型及使用量進行了分類管理,具體見下表：

表 涉及使用VOCs物料的建設項目環境影響評價分類管理

根據前文分析,對應溶劑型的VOCs物料的VOCs質量占比最高不超過95%、非溶劑型的低VOCs物料的質量占比最高不超過30%計算可知。年用量10噸的溶劑型物料的VOCs最大產生量≤9.5t/a,工業企業按夜間不生產,正常年生產時間為2400～4800h,考慮最不利情況可計算出排放速率最大不超過3.96kg/h(即超過3kg/h)；而對于年用量10噸的非溶劑型低VOCs物料的VOCs最大產生量≤3t/a,工業企業按夜間不生產,正常年生產時間為2400～4800h,考慮最不利情況可計算出排放速率最大不超過1.25kg/h(即低于2kg/h)。通過上述簡要計算可知,對于使用溶劑型VOCs物料年用量超過10噸的建設項目,從源強分析肯定屬于VOCs大源管控,而對于使用非溶劑型低VOCs物料年用量未超過10噸的建設項目,從源強分析肯定屬于VOCs小源管控。因此,國家新發布的建設項目環境影響評價分類管理與VOCs無組織分類管控要求是相匹配的,對于無組織排放控制要求低的項目,環境影響評價管理要求同樣也低,使環境影響評價管理及污染防治措施管理更具有一致性。

3 存在問題

3.1 治理設施的有效運行困難 由于大風量、低濃度揮發性有機廢氣的特點,造成了對末端處理設施要求的設計處理風量大、運行成本高的問題,在企業實際生產運行過程中有效運行困難。收集風量過小,會導致有機廢氣的無組織收集效率偏低,無法達到有效收集的要求；收集風量過大,會導致設備設計規模大大增加,濃度遠低于治理設施設計進口濃度。

3.2 穩定達標不宜實現 由于大風量、低濃度揮發性有機廢氣往往存在產生濃度波動較大,因生產具有周期性特點,使廢氣源強時大時小,造成廢氣經治理設施后無法保證穩定達標。同時,由于進口濃度較低,使得該類行業往往采用低效的UV光解氧化、等離子體或活性炭吸附等治理措施,使得治理設施往往形同虛設,無法真正起到有效去除VOCs污染物的目的。

3.3 環保投資浪費 由于大部分產生大風量、低濃度VOCs的生產企業本身源強較小,有些企業通過監測發現,甚至治理設施進口與出口濃度相差甚微,甚至不經處理即可直接實現達標排放,但從該類企業的環評審批要求調查,該類企業環評往往均要求了有組織收集及采取活性炭等治理設施,使得企業大量環保投資后卻無法實現有效去除VOCs污染物的目的,使得環保投資浪費。

4 對策及建議

4.1 源頭控制 目前國家正大力推廣非溶劑型的低VOCs類原料的使用,在涉及VOCs高排放的主要行業中應加快低VOCs原輔材料的有效替代,推廣靜電噴涂等低產生量的環保生產工藝的應用。

4.2 分類管控 根據《揮發性有機物無組織排放控制標準》(GB 37822-2019)的無組織排放控制要求,落實分類管控措施,對確實可以提供所使用的原輔材料VOCs含量低于10%的行業企業,可放寬無組織排放的收集治理需求,對采用低VOCs原輔材料和溶劑型原輔材料的企業采取不同的控制要求,使污染防治措施切實落到實處。

4.3 減風增濃及吸附濃縮工藝的應用 對于VOCs排放總量確實較大的大風量、低濃度的涉VOCs企業,應根據生產工藝特點,切實推廣減風增濃或吸附濃縮工藝的應用,使不易處理的大風量、低濃度的VOCs廢氣轉化為易于處理小風量、高濃度的VOCs廢氣,然后再采取RTO或RCO等處理工藝徹底降低VOCs污染物的排放。

4.4 探索新的治理模式 對于前款提到的“減風增濃或吸附濃縮+RTO或RCO”工藝路線的應用,往往存在環保投資過大、運行成本高的問題,而對于大部分產生大風量、低濃度VOCs的行業往往都是經濟效益較低的企業,其環保投資對于單獨一家產污企業難以承受。因此,應在成片集中的VOCs工業聚集區域,可探索成片治理、移動一體化治理等新興的靈活治理模式,并在政策上給以新治理模式的政策保障。

5 結語

在進入“十四五”的新的環保時代,VOCs的環境污染問題日益突出,已經成為了我國大氣污染治理的主要難題,涉及VOCs的政策法規的不斷發布,使VOCs的污染治理工藝日趨成熟、完善。對于大風量、低濃度VOCs廢氣的新的治理工藝和治理模式的探索,應該從項目前端國家標準的制定提供有效保障,加快完善環境影響評價工作入手,推動大風量、低濃度的VOCs污染治理難題得到有效的解決。