浅谈玻璃钢生产企业污染治理

2021-10-26刘玉学朱蕾

橡塑技术与装备 2021年20期

刘玉学，朱蕾

(潍坊市生态环境局昌乐分局，山东潍坊 262400）

玻璃钢又称纤维增强塑料制品，是以玻璃纤维、碳纤维、玄武纤维、芳纶纤维等作为增强材料，以不饱和聚酯树脂、环氧树脂、固化剂、促进剂作基体材料生产的纤维增强塑料制品。玻璃钢制品具备耐腐蚀性、抗老化、强度高等性能，广泛用于化工、医药、食品、生态环境污染治理等各行各业。潍坊地区以安丘市和昌乐县两个地区玻璃钢生产企业较为集中。2020年以来，昌乐玻璃钢生产企业进行了集中整治，生产工艺和污染治理设施均进行了升级改造，现对该行业升级改造过程中的主要经验进行简要分析。

1 形势与问题

我国不断加强VOCs污染防治工作，印发VOCs污染防治工作方案，出台炼油、石化等行业排放标准，山东省也制定了7部挥发性有机物排放标准，加强VOCs监测、监控、报告、统计等基础能力建设，取得一些进展。但玻璃钢生产企业VOCs治理工作依然薄弱，主要表现为：

（1）源头控制力度不足。有机溶剂等含VOCs原辅材料的使用是VOCs重要排放来源，由于思想认识不到位、政策激励不足、投入成本高等原因，目前低VOCs含量原辅材料源头替代措施明显不足。

（2）无组织排放问题突出。虽然大气污染防治法等对VOCs无组织排放提出密闭封闭等要求，但目前量大面广的企业未采取有效管控措施，尤其是中小企业管理水平差，收集效率低，逸散问题突出。玻璃钢行业由于生产工艺简单（见图1），生产设备简陋，主要有缠绕机，模具等，生产过程中未采用密闭封闭等要求，VOCs无组织排放量占比高。

图1 生产工艺图

（3）治污设施简易低效。VOCs废气组分复杂，治理技术多样，适用性差异大，技术选择和系统匹配性要求高。我国VOCs治理市场起步较晚，准入门槛低，加之监管能力不足等，治污设施建设质量良莠不齐，应付治理、无效治理等现象突出。玻璃钢生产企业普遍存在污染控制技术与装备落后、废气三率（收集率、去除率、投运率）不到位，VOCs无组织排放量大的特点。玻璃钢生产企业有些采用活性炭吸附工艺，但长期不更换吸附材料；有些采用UV光氧、低温等离子、水喷淋去除率低，超标排放；有些露天生产、现场施工，VOCs废气直排，造成大气严重污染。

（4）运行管理不规范。VOCs治理需要全面加强过程管控，实施精细化管理，但目前企业普遍存在管理制度不健全、操作规程未建立、人员技术能力不足等问题。

（5）监测监控不到位。我国VOCs监测工作尚处于起步阶段，企业自行监测质量普遍不高，点位设置不合理、采样方式不规范、监测时段代表性不强等问题突出。大部分玻璃钢生产企业未按要求配备VOCs自动监测监控设施。

2 明确污染物排放限值

目前，国家还未制定玻璃钢行业污染治理技术规范和污染物排放标准。2019年山东省制定了《挥发性有机物排放标准》。

（1）玻璃钢生产企业主要污染因子为颗粒物和VOCs，其中颗粒物有组织排放限值为10 mg/m3（《区域性大气污染物综合排放标准》DB37/2376-2019）、VOCs有组织排放限值为20 mg/m3，厂界无组织VOCs不高于2 mg/m3。（《挥发性有机物排放标准第7部分：其他行业》DB37 2801.7-2019）。厂区内VOCs无组织排放监控点NMHC的小时平均浓度不高于6 mg/m3，任意一次浓度值不高于20 mg/m3（《挥发性有机物无组织控制标准》 GB37822—2019）。

（2）民标是达到人民群众对环境质量满足的标准和要求。针对玻璃钢生产企业的现状，我们提出了主车间内、密闭车间外无明显异味、地面无粉尘，厂界达到无粉尘、无异味的民标标准要求。

3 紧盯“三率”进行污染治理

（1）按照“应收尽收”的原则提高废气收集率，废气收集率达到90%以上。在主车间内，根据生产需要，至少密闭建设一个配料、缠绕、手糊、固化生产车间和一个打磨、组装生产车间。密闭生产车间，必须利用完整的固护结构，将废气、作业场所与周围空间阻隔，除人员、车辆、设备、物料进出时，随时保持关闭状态。密闭生产车间内应安装符合规范要求的废气收集系统，宜采用下吸风和侧吸风对废气进行收集，应合理设定通风量，一般要求每小时密闭生产车间的换气量应大于15次，确保密闭空间形成“微负压”状态。采用外部集气罩收集的，应合理设计罩口尺寸，距集气罩开口最远处的 VOCs无组织排放位置控制风速不低于0.3 m/s，同时保证主车间内、密闭生产车间外无异味无粉尘。

（2）提高污染治理设施的去除率，VOCs去除率不应低于95%，除尘应采用高效布袋除尘设备。VOCs有机废气应采用燃烧法处理工艺。燃烧法处理工艺有直接燃烧法、CO、RCO、RTO等，直接燃烧法、RCO、RTO因当地天然气分布条件、玻璃钢生产工况、运行成本等不宜采用，宜采用活性炭吸附脱附催化燃烧法VOCs处理工艺。该设备内主要有两个核心部分，一是活性炭吸附浓缩，二是催化燃烧床（贵金属铂、钯催化剂）。一般采用蜂窝状防水活性炭，碘值600以上，气体流速小于1.2 m/s，根据密闭车间体积和每小时换气次数，可设定处理风量，过滤面积亦可求出，碳层厚度可根据经验停留时间（0.5～1 s）一般选择0.8 s求出。催化燃烧装置采用电加热方式预热，当燃烧床达到280 ℃左右时，废气中的有机物质在催化剂的作用下即可开始反应，高温裂解成二氧化碳和水。当VOCs浓度达到4 000 mg/m3左右时，可实现热量平衡，电加热自动启停。当活性炭吸附接近饱和后，启动脱附风机进行脱附，脱附气体首先经过催化床的换热器，在电加热的作用下，气体温度迅速提高到280 ℃，有机物质在催化剂作用下高温氧化，分解成二氧化碳和水，同时释放出大量的热，释放出来的热量将气体温度进一步提高，该高温气体再次通过换热器，与进来的冷风换热回收一部分热量。从换热器出来的净化气体一部分直接排放，另一部分继续进入吸附床对活性炭进行脱附再生，活性炭使用寿命可达4 000 h。

（3）提高污染治理设施的投运率，按照与生产设备“同启同停”或“先启后停”的原则提升投运率，在污染治理设施达到正常运行条件后方可启动生产设备，在生产设备停止、残留VOCs废气收集处理完毕后，方可停运污染治理设施。VOCs废气处理系统发生故障或检修时，对应的生产工艺设备必须同步停止运行，待检修完毕后方可同步投入使用。为便于执法部门的监控监管，我们要求企业安装了智慧用电系统，每套生产设备或每个密闭生产车间，并与之配套的污染治理设施，分别安装了智慧电卡，并与执法部门联网；同时，要求企业安装视频监控系统，对生产情况和污染治理设施运行情况进行实时监控。

4 加强玻璃钢生产全过程的污染控制

（1）源头控制。一是使用低VOCs含量的树脂、固化剂、促进剂等原辅材料。二是原辅材料应储存于密闭的容器、包装袋、储罐、储库、料仓中。三是盛装 VOCs 物料的容器或包装袋在非取用状态时应加盖、封口，保持密闭。四是采用储罐储存的应将储罐呼吸废气引入处理装置，采用其他密闭容器储存的应在密闭空间设置集气设施并将废气引入VOCs处理装置。

（2）过程控制。一是VOCs物料应采用密闭管道运输，无法采用管道运输的，应采用密闭容器进行转运，并将装卸点产生的VOCs废气引入VOCs处理装置。二是配料、糊制（缠绕）、固化、打磨、裁切等工艺应在密闭空间（车间）内进行。严禁露天、或不在密闭车间内手糊、缠绕、固化、打磨、组装。三是糊制（缠绕）工序应采用“边缠绕边覆膜”的方式，及时将已完成缠绕的部位进行覆膜，减少VOCs的产生。四是密闭空间宜采用下吸风和侧吸风对废气进行收集，应合理设计通风量，确保空间形成“微负压”状态。

（3）末端控制。一是VOCs废气治理鼓励采用活性炭吸附脱附催化燃烧等符合国家有关技术规范的高效处理技术。二是颗粒物废气应采用布袋除尘等符合国家有关技术规范的高效处理技术。

（4）强化管理。一是安装VOCs废气在线监测设备，实时监测有组织废气污染物排放浓度情况。二是建立环境管理台账，记录废气收集系统、VOCs处理设施的主要运行和维护信息，如运行时间、废气处理量、操作温度、停留时间、脱附时间、燃烧温度、活性炭更换周期和活性炭更换量、催化剂更换周期和更换量等关键运行参数。三是建设规范的一般工业固废库和危险废物暂存库，并按规定做好台账记录，规范处理处置。四是原料产品分区分类存放，整齐有序。五是搞好环境卫生。制定环境卫生责任制，随时打扫好卫生，真正做到车间卫生整洁，车间内无异味、无粉尘。

5 实例

山东洁宁环保科技有限公司是一家玻璃钢生产企业，位于昌乐县营丘镇，年产1 000套玻璃钢环保设备，是我们重点打造的玻璃钢行业生态环境问题治理的标杆企业之一。该公司先后投资300余万元，在主生产车间内，密闭建设了一个2 000 m3的手糊车间和一个4 000 m3的缠绕、固化车间，按照每小时换气15次，新上了一台30 000 m3/h和60 000 m3/h的活性炭吸附脱附催化燃烧VOCs废气处理设备，并合并了排气筒，安装了1套VOCs在线自动监测设备。2021年7月，山东华之源检测有限公司对该公司进行了综合监测，监测期间生产负荷达到85%以上，监测结果表明，有组织废气排放、厂内监控点、厂界污染物排放浓度均达标排放。领导视察、执法部门检查、同行业交流学习，均取得满意效果。