挥发性有机物防治“一厂一策”方案制定要点分析

　1.工作背景

 

　　当前阶段，我国面临细颗粒物（PM2.5）污染形势依然严峻和臭氧（O3）污染日益凸显的双重压力，特别是在夏季，O3已成为导致部分城市空气质量超标的首要因子。挥发性有机物（VOCs ）是形成 O3 的重要前体物，主要存在于企业原辅材料或产品中，且大部分易燃易爆，部分属于有毒有害物质，因此加强 VOCs 治理是现阶段控制O3污染的有效途径，也是帮助企业实现节约资源、 提高效益、减少安全隐患的有力手段。

 

　　当前VOCs 污染防治仍存在的突出问题：一是低挥发性有机物含量原辅材料替代等源头控制措施明显不足，VOCs产生量大；二是无组织排放严重，量大面广的企业未采取有效管控措施；三是综合处理效率低，治污设施建设质量良莠不齐，应付治理、无效治理现象突出；四是运行管理不规范，企业管理制度不健全、操作规程未建立、人员技术能力不足等问题普遍存在；五是监测监控不到位，企业自行监测质量不高，基本未开展无组织排放监测工作。

 

　　《重点行业挥发性有机物综合治理方案》（环大气〔2019〕53号）明确提出推行“一厂一策”制度，明确原辅材料替代、工艺改进、无组织排放管控、废气收集、治污设施建设等全过程减排要求，测算投资成本和减排效益，为企业有效开展VOCs综合治理提供技术服务

 

　　2.“一厂一策”开展情况

 

　　随着我国排污许可证制度建立和第二次污染源普查工作的开展，VOCs的排放量和排放源信息越来越精确，有助于开展针对性的削减行动。

 

　　目前，全国各地先后开展了挥发性有机物防治“一厂一策”工作，北京、苏州、福州、宁波等地印发了挥发性有机物防治“一厂一策”方案编写大纲，指导企业开展防治现状评估和技术改造。2020年，北京市计划推进50家重点企业制定“一厂一策”方案并落实治理措施。

 

　　3.“一厂一策”实施要点

 

　　根据各地发布的挥发性有机物防治“一厂一策”方案编写大纲，报告主要分为四个部分：企业基本情况；生产工艺及涉VOCs原辅材料使用情况；VOCs废气的收集、处理、排放情况；减排措施、实施计划及减排量。

 

　　挥发性有机物防治“一厂一策”方案编写过程中应突出以下内容：

 

　　01注重溯源分析

 

　　首先分析企业使用的原辅料，根据检测报告或者MSDS文件对其中含有的挥发性有机物成分、含量进行梳理核算。国家和地方对原辅料中挥发性有机物种类和含量有标准要求的，应进行对标分析。比如汽车用涂料的挥发性有机物以及其他有害物质含量应满足《车辆涂料中有害物质限量》（GB 24409-2020）要求；印刷油墨中挥发性有机物含量应满足《油墨中可挥发性有机化合物（VOCs）含量的限值》（GB 38507-2020）要求。

 

　　02强调实测评估

 

　　量化计算挥发性有机物产生量、收集量、处理量和排放量，其计算以实测结果为依据。

 

　　（1）产生量核算

 

　　挥发性有机物的产生量核算应优先采用物料平衡法。挥发性有机物的产生类型主要有溶剂挥发、化学反应、加热分解等等，其中最为常见的是溶剂挥发。工业涂装、印刷过程中原料所含有的挥发性有机物经过烘干后全部进入废气中，产生量为使用原料中含有的挥发性有机物，如果企业将部分含有挥发性有机物的原料以危险废物形式处置或进行回收的，应该予以扣除。

 

　　部分工艺如塑料注塑，加热过程中高分子聚合物会发生分解，分解反应发生的程度与原料的聚合度、工艺温度等参数相关，且分解产物是微量的，难以通过物料平衡方式测算挥发性有机物产生量，可以参考国家和地方发布的行业挥发性有机物产生系数，同时采用模拟实验的方式进行实测验证。

 

　　（2）收集量核算

 

　　废气收集量应选择在处理设施前进行测试，测试参数包括废气量、挥发性有机物浓度、温度等指标。由于挥发性有机物种类较多，优先采用气相色谱-火焰离子化检测法和气相色谱-质谱GC-MS测试技术。测试指标应采用总烃进行计算，同时为了评估处理设施对各种成分的治理效率，建议对苯、苯系物、酯类等原料中涉及的成分同时进行测试。

 

　　测试时应选择正常工况，测试小时平均浓度，根据废气测试结果中的挥发性有机物（总烃）浓度、废气流量、设施运行时间可以计算得出挥发性有机物的收集量。

 

　　（3）处理量核算

 

　　挥发性有机物处理量是指处理设施对废气中挥发性有机物去除的量，可以根据处理设施前后挥发性有机物（总烃）的速率差值、设施运行时间进行计算。

 

　　（4）排放量核算

 

　　挥发性有机物排放量包括有组织排放量和无组织排放量。其中有组织排放量根据废气处理设施排气筒出口的监测结果进行计算，监测应与收集量测试同时开展。

 

　　无组织排放量=产生量-收集量

　　排放量=无组织排放量 +有组织排放量

　　此外，根据以上数据还可以计算出挥发性有机物收集效率和处理效率：

　　收集效率=收集量÷产生量

　　处理效率=处理量÷收集量

 

　　03收集处理并重

 

　　（1）收集装备的设置

 

　　挥发性有机物的收集是重要评估内容之一。《大气污染防治法》第四十五条规定：产生含挥发性有机物废气的生产和服务活动，应当在密闭空间或者设备中进行，并按照规定安装、使用污染防治设施；无法密闭的，应当采取措施减少废气排放。

 

　　《挥发性有机物无组织排放控制标准》（GB 37822-2019）要求：VOCs质量占比大于等于10%的含VOCs产品，其使用过程应采用密闭设备或在密闭空间内操作，废气应排至VOCs废气收集处理系统；废气收集系统排风罩的设置应符合《排风罩的分类及技术条件》（GB/T 16758-2008）规定，采用外部排风罩的，应按照《排风罩的分类及技术条件》（GB/T 16758-2008）、《局部排风设施控制风速检测与评估技术规范》（AQ/T 4274-2016）规定的方法测量控制风速，测量点应选取在距排风罩开口面最远处的VOCs无组织排放位置，控制风速不应低于0.3m/s。

 

　　生产线密闭化

 

　　（2）收集效果评估

 

　　挥发性有机物收集和处理系统的风量、风速并不是越大越好，过大的风量造成处理设施负担加重，风机功率增加，风速过大造成废气在处理系统的停留时间过短，不利于污染物的治理。挥发性有机物的收集效果可以通过以下方法来进行评估：

 

　　①   测试车间内有害成分的浓度，应符合职业安全健康标准相应指标要求；

 

　　②   测试车间门口、厂界无组织排放监测点位的污染物浓度，应符合行业排放标准或综合排放标准中对无组织监控点位的浓度要求。

 

　　此外，《“十三五”挥发性有机物污染防治工作方案》（环大气〔2017〕121号）对挥发性有机物的收集效率提出了明确要求。

 

　　（3）处理效果评估

 

　　经过处理的废气中挥发性有机物浓度、排放速率应符合相应排放标准的限值要求。《挥发性有机物无组织排放控制标准》（GB 37822-2019）规定：收集的废气中非甲烷总烃初始排放速率≥3kg/h（重点地区≥2kg/h）时，应配置挥发性有机物处理设施，处理效率不应低于80%。

 

　　处理设施的设计安装运行应符合《蓄热燃烧法工业有机废气治理工程技术规范》（HJ1093-2020）、《吸附法工业有机废气治理工程技术规范》（HJ 2026-2013）、《催化燃烧法工业有机废气治理工程技术规范》（HJ 2027-2013）的相应要求，将处理设施的实际处理效率与其设计效率进行对比分析，评估处理效果是否处于良好的运行状态。

 

　　04以减排为导向

 

　　根据上述数据计算和对标分析，查找挥发性有机物污染防治中存在的问题，从源头到末端、从工艺改进到监测管理多措并举促进削减产生量、提高收集量和处理量，从而达到减少排放的目的。

 

　　（1）削减产生量

 

　　采用清洁的原料和清洁的技术，减少挥发性有机物的使用和产生量。表面涂装行业鼓励使用水性涂料、高固份涂料、粉末涂料、紫外光固化涂料等；包装印刷行业以醇性（无苯、无酮）油墨和水性油墨替代溶剂型油墨，印制铁罐使用含固体份高的UV涂料；表面涂装行业推广采用静电喷涂、高流量低压喷枪等涂装效率较高的涂装工艺；包装印刷行业推广采用无溶剂复合工艺替代干式复合工艺。

 

　　（2）提高收集量

 

　　将无组织排放转变为有组织排放进行控制，优先采用密闭设备、在密闭空间中操作或采用全密闭集气罩（通风橱等）收集方式；无法密闭的可以在局部重点位置采用集风罩等设施进行收集。多个废气收集管道汇合的情况下，应综合考虑各个管道的阻力情况，防止出现个别管道阻力过大，无法进行废气收集的情况。

 

　　（3）提高处理量

 

　　依据排放废气特征、VOCs 组分及浓度、生产工况等，合理选择治理技术。对治理难度大、单一治理工艺难以稳定达标的，要采用多种技术的组合工艺。

 

　　建议采用高品质的吸附剂、催化剂等原辅材料，同时还应根据设施的运行要求对废气温度、湿度、颗粒物含量等因素进行有效控制，提高设施的实际运行效果。

 

　　（4）加强日常监管

 

　　企业应建立VOCs相关信息管理台账，包括含有VOCs原料的使用台账、VOCs治理设施的运行台帐，活性炭吸附装置应详细记录活性炭更换频次和处置方式等，燃烧法VOCs治理装置应记录燃料用量、燃烧温度等燃烧条件；

 

　　此外，建议企业采用在线、便携式等监测设备进行日常自行监测，实时监控处理设施的运行效果、运行状态，及时发现系统异常并予以调整。