陳逸愛
(汕頭市生態環境技術中心,廣東 汕頭 515000)
隨著我國經濟的發展,各類有機溶劑的應用越來越廣,VOCs的排放量也隨之逐年增加,對大氣環境影響突出。VOCs是形成細顆粒物(PM2.5)和臭氧(O3)的重要前體物,對氣候變化也有影響。石化、化工、工業涂裝、包裝印刷、油品儲運銷等行業(以下簡稱重點行業)是我國VOCs重點排放源。為改善環境空氣質量,迫切需要全面加強重點行業VOCs綜合治理。而環評作為約束項目準入的法律保障,為相關主管部門審批決策提供重要依據,因此對重點行業揮發性有機物(VOCs)項目環評的技術評估把關顯得尤為重要。
當前,重點行業揮發性有機物(VOCs)項目環評中普遍存在的問題主要有:一是有機溶劑等含VOCs原輔料使用量與產品產量不符合,主要生產設備與產能不相符合;二是廢氣收集系統不科學有效,治理效率與事實不符合;三是治理措施簡易低效,未根據實際情況采用合理可行的治理工藝,廢氣處理效率與采用治理工藝不符合。在某些環評報告中,未密閉負壓的車間收集效率甚至達95%以上,而低溫等離子、光催化、光氧化等低效技術的處理效率更是達到85%以上。
重點行業揮發性有機物(VOCs)項目應分析與《廣東省揮發性有機物(VOCs)整治與減排工作方案(2018-2020年)》的通知(粵環發[2018]6號)、《重點行業揮發性有機物綜合治理方案》、《揮發性有機物無組織排放控制標準(GB37822-2019)》相符性。
3.2.1 原輔料類型評估
對于使用水性、粉末、高固體分、無溶劑、輻射固化等低VOCs含量的涂料,水性、輻射固化、植物基等低VOCs含量的油墨,水基、熱熔、無溶劑、輻射固化、改性、生物降解等低VOCs含量的膠粘劑,以及低VOCs含量、低反應活性的清洗劑等原輔料的,應評估其是否符合《低揮發性有機化合物含量涂料產品技術要求》(GB/T38597-2020)、《油墨中可揮發性有機化合物(VOCs)含量的限值》(GB38507-2020)、《膠粘劑揮發性有機化合物限量》(GB33372-2020)等相關規定的要求;而對于使用有機溶劑等含VOCs原輔材料,應附上原輔料的MSDS表,明確原輔料中的各成分的含量[1]。
3.2.2 原輔料使用量評估
原輔料的使用量一方面要與產能相符合,另一方要和產品相符合。以筆者評估的塑料化妝品外殼噴漆項目為例,在計算噴漆量時,應明確產品的尺寸、噴漆面積、涂層厚度、噴漆層數,同時,應明確油漆的附著率、密度、固含量等,由公式:油漆理論用量=每件產品平均噴漆面積×噴漆平均厚度×漆料平均密度×年噴漆產品數量÷上漆率÷油漆固含量計算出油漆理論用量,再根據實際情況確定油漆的具體使用量。
主要生產設備及運行時間決定著產品的產能,應評估項目主要生產設備與產能是匹配。以注塑為例,應根據注塑機的設計參數,明確注塑機的塑化能力,根據注塑機的塑化能力、臺數、運行時間,得出總的塑化量,再根據產品的具體規格,確定實際產能。
《廣東省重點行業揮發性有機物排放量計算方法(試行)》明確了不同情況下污染治理設施的捕集效率,全密閉式負壓排放(VOCs 產生源設置在封閉空間內,所有開口處,包括人員或物料進出口處呈負壓)的捕集效率為95%;負壓排風(VOCs 產生源基本密閉作業(偶有部分敞開),且配置負壓排風。)的捕集效率為75%;局部排風(VOCs 產生源處,配置局部排風罩)的捕集效率為40%。
在評估時,應注意項目廢氣收集系統的設計是否符合相關要求,收集效率是否合理可信,筆者在評估時發現,部分報告未采取全密閉負壓排放,而捕集效率達到95%以上,明顯不符合實際。
工業VOCs污染處理技術主要分兩大類,一是回收處理技術,包括吸收法、吸附法、冷凝法;二是非回收處理技術,包括燃燒法(蓄熱式燃燒(RTO)、催化燃燒法(RCO)、多孔介質燃燒法)、生物法、低溫等離子法以及組合處理技術[2],具體見圖1。

圖1 VOCs污染處理技術
下面重點介紹汕頭地區企業目前普遍采用的活性炭吸附法和催化燃燒法(RCO)治理工藝的評估重點。
活性炭吸附處理工藝:是指將活性炭作為吸收劑,對VOCs廢氣進行截留、分離,進而實現對有機廢氣的凈化處理。活性炭吸附濃縮適用于大風量、低濃度、低濕度、低含塵的有機廢氣,吸附劑經過吸附后再進行脫附處理,以實現吸附劑的循環再利用。活性炭的吸附能力主要是受活性炭類別、濃度大小以及比表面積、吸附量、疏水性以及熱穩定性等都會影響吸附效果。而在實際應用中,對活性炭裝置的設計,關鍵是考慮活性炭的過濾面積、過濾風速、活性炭的層厚。過濾面積即可根據處理風量和過濾風速計算得出;碳層厚度的設計,需要結合廢氣的產生濃度、去除效率、活性炭的更換時長等因素進行。
綜上所述,在評估時,如果采用活性炭吸附工藝,應明確所產生的廢氣是大風量、低濃度、低濕度、低含塵的有機廢氣;按上述要求計算活性炭的過濾面積、過濾風速、活性炭的層厚,活性炭的種類、規格、碘值、裝填量、停留時間、更換頻次、凈化效率等應明確符合相關要求。同時,對于產生的廢活性炭,應交由有危廢處理資質的單位處置。
催化燃燒法工藝:是指在較低溫度下,在催化劑的作用下使廢氣中的可燃組分徹底氧化分解,從而使氣體得到凈化處理的一種廢氣處理方法。催化燃燒工藝適用于對于中小風量中高濃度VOCs廢氣的(達10-3數量級)。催化燃燒廢氣處理是典型的氣-固相催化反應,其實質是活性氧參與深度氧化作用。在催化燃燒過程中,催化劑的作用是降低反應的活化能,同時使反應物分子富集于催化劑表面,以提高反應速率。借助催化劑可使有機廢氣在較低的起燃溫度條件下發生無焰燃燒,并氧化分解為CO2和H2O,同時放出大量熱量。其優點:起燃溫度低,適用范圍廣,處理效率高,一般都在95%以上。
如果采用的是催化燃燒工藝,在評估時則應注意廢氣的濃度、采用設備是否能符合相關要求。
VOCs廢氣成分復雜,危害性較高,對于環境空氣質量的影響較大,因此,對于重點行業揮發性有機物(VOCs)項目進行評估,應該從文中提到的政策相符性、原輔料類型、原輔料使用量、主要生產設備與產能的相符性、廢氣收集效率、廢氣污染治理設施等方面進行把關,確保項目符合相關規定,從而為企業提供指導,為相關管理部門管理提供依據。