低浓度VOCs治理措施环境影响评价初探

黄 俊 唐建军 王博蔚

1.四川十安环保工程有限公司 四川 泸州 646300

2.泸州长江经济研究中心 四川 泸州 646300

而对于目前面临的VOCs污染与治理问题的探讨,大风量、低浓度VOCs的污染治理问题成为了我国城市VOCs污染治理的难点问题,其主要具有以下几方面的特点：

①低浓度的VOCs往往是指的浓度范围在100～1000mg/m3的废气产生,由于产生浓度较低,对RTO、RCO等高效治理措施的应用造成了限制,低浓度的挥发性有机废气往往无法实现自持燃烧,而需要使用大量的助燃燃料,造成了能耗及运行成本的大幅提高。

②对应大风量的VOCs废气的污染治理设施会大幅提高其设备规模及运行成本,同时由于处理风量过大,过流风速高,也会极大的降低适于低浓度的活性炭等吸附措施的净化效果。

由于上述大风量、低浓度VOCs废气治理措施的实际难点,造成了目前对于涉及低VOCs治理措施的环境影响评价往往存在措施有效运行难度大、治理效果不理想、措施流于形式等等问题,本文就相关问题进行探讨。

1 大风量、低浓度VOCs污染治理设施的现状

目前,石化、化工、工业涂装、包装印刷、油品储运销等涉及VOCs的重点行业中,存在大风量、低浓度VOCs的污染产生特点较突出的行业主要集中在工业涂装及包装印刷行业,其中尤以包装印刷行业尤为突出。

本文以包装印刷行业的VOCs废气产生特点为例,根据《油墨中可挥发性有机化合物(VOCs)含量的限值》(GB 38507-2020)的产品规定,其中溶剂型油墨的VOCs含量最高不得超过95%,而其他水性或能量固化等低VOCs型油墨的VOCs含量最高不得超过30%。同时,根据《印刷工业污染防治可行技术指南》(HJ 1089-2020)中表C.2关于印刷工业各工艺环节VOCs的产生浓度水平的调查统计,其溶剂型原料的VOCs产生浓度一般在100～5000mg/m3,而低VOCs型原料的VOCs产生浓度一般在10～500mg/m3。而对于常用的适宜于低浓度VOCs的治理措施[1]：吸附法、吸附浓缩+RTO、生物法的适用浓度范围往往在100～1000mg/m3,对于低VOCs型原料的印刷工业的废气源强大多数情况均低于了100mg/m3的低浓度适用范围,而目前对于上述涉及低VOCs原料的印刷等行业建设项目的污染治理措施往往采取低效的光催化氧化、等离子电解及活性炭吸附等治理工业,且由于低浓度VOCs多数情况下可通过生产系统的大风量负压收集直接实现有机废气的直接达标排放,因此上述措施常常存在流于形式、形同虚设等情况,并未真正起到有效控制VOCs污染的作用。

其次,由于涉及大风量、低浓度VOCs的行业往往存在有机废气收集难度大、负压收集系统漏风率高等情况,造成的相关行业的VOCs往往存在无组织排放严重、环境管理粗放等实际问题。

2 VOCs的环境管理进展

根据前文分析,由于涉及大风量、低浓度VOCs的包装印刷等行业存在的有组织排放治理效果差、无组织排放环境管理难度大等问题,国家通过发布《挥发性有机物无组织排放控制标准》(GB 37822-2019)对VOCs的污染问题采取了分类管理方式：

①对VOCs质量占比小于10%的物料,在其储存、使用等生产过程中的VOCs无组织排放可不再进一步要求进行有组织收集排放等控制要求；

②对VOCs质量占比大于等于10%的物料,在其储存、使用等生产过程中的VOCs无组织排放则要求提出进一步的有组织收集排放控制措施,并对有组织排放源提出排放浓度及去除效率双指标的控制要求,其控制要求见下表[2]：

表 VOCs无组织排放源排放控制要求

由此可知,《挥发性有机物无组织排放控制标准》(GB 37822-2019)发布后,通过对VOCs物料中的VOCs含量及排放源强的大小的不同,提出了不同的污染管控要求,有效的避免目前涉及VOCs行业的环保管理流于形式、治理措施形同虚设等问题。同时,结合生态环境部发布的《建设项目环境影响评价分类管理名录(2021年版)》(生态环境部令第16号)对“木质制品制造203”、“木质家具制造211”、“印刷231”等可能涉及使用VOCs物料的行业对应VOCs的无组织控制要求,也按VOCs物料的类型及使用量进行了分类管理,具体见下表：

表 涉及使用VOCs物料的建设项目环境影响评价分类管理

根据前文分析,对应溶剂型的VOCs物料的VOCs质量占比最高不超过95%、非溶剂型的低VOCs物料的质量占比最高不超过30%计算可知。年用量10吨的溶剂型物料的VOCs最大产生量≤9.5t/a,工业企业按夜间不生产,正常年生产时间为2400～4800h,考虑最不利情况可计算出排放速率最大不超过3.96kg/h(即超过3kg/h)；而对于年用量10吨的非溶剂型低VOCs物料的VOCs最大产生量≤3t/a,工业企业按夜间不生产,正常年生产时间为2400～4800h,考虑最不利情况可计算出排放速率最大不超过1.25kg/h(即低于2kg/h)。通过上述简要计算可知,对于使用溶剂型VOCs物料年用量超过10吨的建设项目,从源强分析肯定属于VOCs大源管控,而对于使用非溶剂型低VOCs物料年用量未超过10吨的建设项目,从源强分析肯定属于VOCs小源管控。因此,国家新发布的建设项目环境影响评价分类管理与VOCs无组织分类管控要求是相匹配的,对于无组织排放控制要求低的项目,环境影响评价管理要求同样也低,使环境影响评价管理及污染防治措施管理更具有一致性。

3 存在问题

3.1 治理设施的有效运行困难 由于大风量、低浓度挥发性有机废气的特点,造成了对末端处理设施要求的设计处理风量大、运行成本高的问题,在企业实际生产运行过程中有效运行困难。收集风量过小,会导致有机废气的无组织收集效率偏低,无法达到有效收集的要求；收集风量过大,会导致设备设计规模大大增加,浓度远低于治理设施设计进口浓度。

3.2 稳定达标不宜实现 由于大风量、低浓度挥发性有机废气往往存在产生浓度波动较大,因生产具有周期性特点,使废气源强时大时小,造成废气经治理设施后无法保证稳定达标。同时,由于进口浓度较低,使得该类行业往往采用低效的UV光解氧化、等离子体或活性炭吸附等治理措施,使得治理设施往往形同虚设,无法真正起到有效去除VOCs污染物的目的。

3.3 环保投资浪费 由于大部分产生大风量、低浓度VOCs的生产企业本身源强较小,有些企业通过监测发现,甚至治理设施进口与出口浓度相差甚微,甚至不经处理即可直接实现达标排放,但从该类企业的环评审批要求调查,该类企业环评往往均要求了有组织收集及采取活性炭等治理设施,使得企业大量环保投资后却无法实现有效去除VOCs污染物的目的,使得环保投资浪费。

4 对策及建议

4.1 源头控制 目前国家正大力推广非溶剂型的低VOCs类原料的使用,在涉及VOCs高排放的主要行业中应加快低VOCs原辅材料的有效替代,推广静电喷涂等低产生量的环保生产工艺的应用。

4.2 分类管控 根据《挥发性有机物无组织排放控制标准》(GB 37822-2019)的无组织排放控制要求,落实分类管控措施,对确实可以提供所使用的原辅材料VOCs含量低于10%的行业企业,可放宽无组织排放的收集治理需求,对采用低VOCs原辅材料和溶剂型原辅材料的企业采取不同的控制要求,使污染防治措施切实落到实处。

4.3 减风增浓及吸附浓缩工艺的应用 对于VOCs排放总量确实较大的大风量、低浓度的涉VOCs企业,应根据生产工艺特点,切实推广减风增浓或吸附浓缩工艺的应用,使不易处理的大风量、低浓度的VOCs废气转化为易于处理小风量、高浓度的VOCs废气,然后再采取RTO或RCO等处理工艺彻底降低VOCs污染物的排放。

4.4 探索新的治理模式 对于前款提到的“减风增浓或吸附浓缩+RTO或RCO”工艺路线的应用,往往存在环保投资过大、运行成本高的问题,而对于大部分产生大风量、低浓度VOCs的行业往往都是经济效益较低的企业,其环保投资对于单独一家产污企业难以承受。因此,应在成片集中的VOCs工业聚集区域,可探索成片治理、移动一体化治理等新兴的灵活治理模式,并在政策上给以新治理模式的政策保障。

5 结语

在进入“十四五”的新的环保时代,VOCs的环境污染问题日益突出,已经成为了我国大气污染治理的主要难题,涉及VOCs的政策法规的不断发布,使VOCs的污染治理工艺日趋成熟、完善。对于大风量、低浓度VOCs废气的新的治理工艺和治理模式的探索,应该从项目前端国家标准的制定提供有效保障,加快完善环境影响评价工作入手,推动大风量、低浓度的VOCs污染治理难题得到有效的解决。