江苏省铅蓄电池工业大气污染物排放浓度限值研究

辛玉婷， 杨 静， 鲍春晖

（江苏省环境科学研究院江苏省环境工程重点实验室 江苏省环科咨询股份有限公司， 江苏 南京 210036）

0 引言

为实现江苏省铅蓄电池行业的可持续发展、节能减排的目标，加速现有企业的技术改造，淘汰一批技术水平低、装置规模小、原材料消耗高、能耗高、污染严重的企业，严格控制新建装置，有效控制新增污染源污染物的排放量，有必要制订《江苏省铅蓄电池工业大气污染物排放标准》[1]。从铅蓄电池企业的工艺和排放特征确定标准的管制项目，排放标准限值则通过国内外已有的标准比较分析，综合省内污染防治技术水平和排放现状确定。

《江苏省铅蓄电池工业大气污染物排放标准》拟从排放总量和排放浓度2方面设计铅蓄电池行业的大气污染物控制指标，并对企业日常管理提出控制要求。标准规定了铅及其化合物、酸雾以及颗粒物经排气筒有组织排放和厂界环境中的最高允许排放浓度作为排放指标。本文通过对比分析国内外铅蓄电池行业的大气污染物排放标准，结合国家有关要求和江苏省铅蓄电池行业的自身情况，分析计算出铅蓄电池行业大气污染物的各因子浓度限值[2-3]。

1 污染物有组织排放浓度限值

1.1 铅及其化合物

目前铅蓄电池典型企业含铅废气的治理方法主要有干法和湿法2种。干法主要用袋式除尘器和滤筒除尘器截留烟气中污染物，或在此基础上增加高效空气过滤器（HEPA filter）以提高处理效率。湿法主要利用碱液喷淋的捕集和吸收作用去除废气中污染物[4]。

参考美国、德国、北京相关标准，并根据省内典型企业的污染源监测数据、环评验收数据、例行监测数据，结合企业可达的污染防治技术，确定铅及其化合物排气筒浓度限值。省内调查获得的铅蓄电池铅及其化合物废气经末端处理工艺设备或排气筒的浓度见表1，国内外铅蓄电池大气污染物排气筒排放限值见表2。

表1 江苏省铅蓄电池企业铅及其化合物废气排放浓度

32 33 34 35 36 37 38总计企业32企业33企业34企业35企业36企业37企业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 国内外铅蓄电池制造企业铅及其化合物排放浓度限值

根据典型铅蓄电池企业铅及其化合物排放浓度结果，同时参考其他地区排放标准限值，结合省内铅蓄电池废气控制技术可达性，确定江苏省铅蓄电池企业铅及其化合物排放浓度限值。江苏省铅蓄电池企业污染防治技术相对较先进，污染控制管理较严格，从本省企业所有监测数据来看（见表1），有96%的铅及其化合物监测质量浓度小于0.35 mg/m3；部分企业可达100%，而100%的企业可达国家电池标准（0.5 mg/m3）；从处理方法来看，以用“袋式除尘器（或滤筒式除尘器）+HEPA过滤器”二级除尘可处理效果最佳。另外江苏省人口密度大，长三角地区是国家重点开发地区，重金属污染事故时有发生，因此江苏省铅蓄电池企业大气污染物排放浓度设置相对严于其他地区。

根据江苏省铅酸蓄电池含铅废气的排放现状，对于新建、改建、扩建企业，主要通过采用清洁生产工艺，如采用铅锭切粒技术、全自动分片、自动包片和自动铸焊技术、连轧连冲及集中供铅的铅蓄电池板栅制造工艺技术等，降低废气产生浓度，拟确定现有和新建企业排放标准为0.35 mg/m3。按省内典型铅蓄电池企业铅及其化合物排放浓度调研结果，2家企业未达到本标准排放浓度限值要求。

1.2 硫酸雾

（1）典型企业控制水平

目前，铅蓄电池企业硫酸雾净化方式主要有2种：物理捕集过滤法和化学喷淋吸收法，去除效率可达95%以上。各典型企业硫酸雾的监测结果见表3。由表3可以看出，各企业所有监测数据有100%监测质量浓度小于7 mg/m3。86%的企业硫酸雾监测数据排放质量浓度可以达到5 mg/m3左右。

表3 典型铅蓄电池企业废气中硫酸雾排放浓度统计结果

（2）国内外同类标准限值

国内其他地区和国外硫酸雾的排放标准见表4。可见，国内对硫酸雾的控制标准最为严格的为北京市标准和电池工业污染物排放标准（5.0 mg/m3）；国外对硫酸雾的控制标准最为严格的为德国和日本东京（1 mg/m3）。

表4 国内其他地区和国外硫酸雾的排放标准

（3）本标准硫酸雾浓度限值的确定

根据江苏省铅蓄电池行业生产技术、污染治理水平及排放现状，结合国内外同类标准的调研，拟确定本标准硫酸雾排放标准为5.0 mg/m3。

1.3 颗粒物

（1）典型企业控制水平

铅蓄电池企业颗粒物的治理方法等同于含铅废气的治理方法。从监测数据看，目前主要关注铅及其化合物的监测，颗粒物的监测数据较少。各典型企业颗粒物的监测结果见表5。由表5可以看出，各企业所有监测数据有100%监测质量浓度小于30 mg/m3，有94%的监测数据小于20 mg/m3。

表5 典型铅蓄电池企业废气中颗粒物排放浓度统计结果

（2）国内外同类标准限值

国内其他地区和国外颗粒物的排放标准见表6。国内对废气中颗粒物的控制要求最为严格的为上海市铅蓄电池工业大气污染物排放标准（20 mg/m3）；国外对颗粒物的控制要求最为严格的为德国，当排放速率大于0.2 kg/h，排放质量浓度控制为20 mg/m3。

表6 国内其他地区和国外硫酸雾的排放标准

（3）本标准浓度限值的确定

根据江苏省铅蓄电池行业生产技术、污染治理水平及排放现状，结合国内外同类标准的调研，拟确定本标准颗粒物排放标准为20 mg/m3。

2 企业边界大气污染物浓度限值

2.1 现有企业厂界监测结果

目前铅蓄电池生产企业无组织排放主要通过工艺设计和车间微负压密闭设计来控制。从监测数据看，各典型企业厂界监测资料总体较为缺乏。根据已有的企业厂界实际监测资料，见表7。铅及其化合物在企业边界处监控浓度约32.8%的监测数据小于0.001 mg/m3。硫酸雾监测结果有87.5%的数据可以达到0.3 mg/m3的标准，颗粒物监测结果有65%的数据可以达到0.3 mg/m3的标准。

表7 全省铅蓄电池企业边界处污染物监测结果

2.2 国内外企业边界大气污染物无组织排放监控限值

（1）国内企业边界大气污染物无组织排放监控限值

国内标准对企业边界大气污染物无组织排放监控限值要求见表8。由表8可见，对企业边界铅及其化合物及硫酸雾要求最为严格的北京市，分别为0.000 7和 0.3 mg/m3，分别相当于原 TJ 36—79《工业企业设计卫生标准》中“居住区最高容许溶度”的日均值和一次值，均远远严于国家现行标准及其他地方标准。国内标准对颗粒物企业边界无组织监控限值控制最严的为DB 31/603—2012《上海市铅蓄电池工业大气污染物排放标准》和《电池工业污染物排放标准》，为 0.3 mg/m3。

表8 国家及国内其他地区企业边界大气污染物无组织排放监控限值

（2）国外及其他地区

国外发达国家和地区（如美国和香港）均不单独设定企业边界大气污染物浓度限值，要求企业在边界处即要到达环境质量标准，无大气防护距离要求。美国环境空气中铅的3个月均值为0.15 μg/m3。

2.3 企业边界大气污染物无组织排放监控限值的确定

从保护人体健康和环境质量考虑，本标准依照美国、上海、北京市等国家和城市环境保护理念，要求铅蓄电池企业边界处铅及其化合物、颗粒物及硫酸雾达到环境质量标准值。根据最新颁布的环境空气质量标准，铅及其化合物的季均质量浓度为1.0 μg/m3，总悬浮颗粒物的日均质量浓度为0.3 mg/m3；《电池工业污染物排放标准》确定新源企业边界铅和颗粒物的无组织排放监控限值分别为1.0μg/m3和0.3 mg/m3。本着同样的原则，因此本标准拟确定厂界铅及其化合物和颗粒物无组织排放监控限值分别为1.0 μg/m3和0.3 mg/m3。硫酸雾参照原TJ 36—79《工业企业设计卫生标准》中“居住区最高容许浓度”一次值要求及《电池工业污染物排放标准》拟确定为0.3 mg/m3。

3 单位产品基准排气量

大气污染物排放限值适用于单位产品实际排气量不高于单位产品基准排气量的情况。若单位产品实际排气量超过单位产品基准排气量，须按公式（1）将实测大气污染物浓度换算为大气污染物基准排气量排放浓度，并以大气污染物基准排气量排放浓度作为判定排放是否达标的依据。产品产量和排气量统计周期为1个工作日。

式中：ρ基为大气污染物基准排气量排放浓度，mg/m3；Q总为排气总量 ，m3；Yi为某种产品产量 ，万kVAh；Qi基为某种产品的单位产品基准排气量，m3/万 KVAh；ρ实为实测大气污染物排放浓度，mg/m3；若Q总与ΣYi·Qi基的比值小于1，则以大气污染物实测浓度作为判定排放是否达标的依据。

根据对江苏省铅蓄电池行业的调研情况，省内大多数企业产品为动力铅蓄电池，末端治理技术主要为布袋除尘+湿法喷淋，因此根据环境保护部环境工程评估中心等部门发布的《铅蓄电池产排污系数》，该系数手册选取了起动型铅蓄电池、工业铅蓄电池和动力铅蓄电池3种类型分别计算排污系数，根据本课题调研统计结果，江苏省铅蓄电池企业主要为动力铅蓄电池和规模大于50万kVAh的电池，因此本标准选用的排污系数见表9。

表9 铅蓄电池排污系数

根据环保部GB 30484—2013《电池工业污染物排放标准》所定铅及其化合物的新建企业最高允许排放质量浓度0.5 mg/m3，计算出相应的单位基准排气量浓度，见表10。

表10 铅及其化合物排放限值

省内38家典型铅蓄电池企业单位铅及其化合物基准排气量排放浓度调查结果见表11。

表11 江苏省铅蓄电池企业单位铅及其化合物基准排气量排放浓度现状

综合江苏省典型铅蓄电池企业现有单位铅及其化合物基准排气量排放浓度现状和“十三五”铅污染减排任务以及淘汰落后铅蓄电池工艺、末端处理设施等的相关要求，拟确定江苏省铅蓄电池单位（极板制造+组装）铅及其化合物基准排气量为2.81×106m3/万 kVAh，极板制造为 1.966 × 106m3/万 kVAh，组装为0.842×106m3/万kVAh。

4 结语

综上所述，欧美等铅蓄电池工业发达国家和国内各省市制定的相关污染物排放标准，对江苏省铅蓄电池企业排放标准有重要借鉴意义，但对于铅蓄电池行业大气污染物排放限值的确定，主要还是基于江苏省铅蓄电池行业污染排放实际水平[5]。

而《江苏省铅蓄电池行业大气污染物排放标准》的制定，可为江苏省环境管理提供强有力的技术支撑。一是可以完善环境标准体系，提升行业污染控制管理能力。二是有效应对区域大气复合污染，促进空气质量改善。制定实施本排放标准，能够有效减少铅蓄电池行业大气污染物排放，进而对城市、区域性的二次污染物导致的大气复合污染控制起到关键作用，减轻复合型大气污染，为江苏省控制区域性大气环境污染提供有效的依据和手段，有利于改善全省大气环境质量，对于保障环境安全和人体健康、建设生态文明、协调经济发展与环境保护、促进社会安定和谐具有很好的经济和社会效益[6]。