北京市工业园区挥发性有机物（VOCs）精细化管控技术研究

王萌，姚震，郝润，王海林

（北京市生态环境保护科学研究院，北京 100037）

北京市工业园区VOCs 排放总量已占到工业源VOCs 排放总量近九成，对工业园区实施精细化VOCs管控，已成为“十四五”时期北京市深入推进“一微克”行动，持续改善空气质量的重要方向之一[1—3]。近年来，北京市VOCs 治理要求不断变化。随着“十三五”期间集中整治“散乱污和工业大院”，工业企业已不再是散点式分布，而是进入园区，形成园区集群、产业集群[4，5]。因此，工业园区已成为当前北京市VOCs 重点管控对象。随着VOCs 防治工作的不断深入，VOCs 管控不仅聚焦单体企业达标排放，更加侧重区域性环境影响，有效开展园区层面VOCs 精细化管控，推动区域环境空气中VOCs 浓度不断下降，是当前VOCs 污染防控面临的新任务[6]。此外，《北京市“十四五”时期生态环境保护规划》明确提出强化工业园区和产业集群管控，并要求“到2025年，重点工业园区、产业集群VOCs 环境浓度较监测基准年力争下降10%以上”。

据不完全统计，北京市现有各级工业园区40 余个，涉及企业超3300 家，VOCs 排放量约占北京市工业源VOCs 排放总量的80%以上，污染物排放聚集效应显著，重点园区、产业集群环境浓度高的情况突出，同时园区VOCs 精细化管理还存在溯源、监管、减排等难点。因此，如何实现工业园区的VOCs 精细化管控是北京市大气环境质量进一步改善面临的迫切挑战。鉴于此，本文提出了基于“源头VOCs 含量监管+过程用能监管+末端技术帮扶”的企业全过程、精细化管控模式，以及园区层面的“VOCs 走航+红外遥测”的VOCs 全方位、全天候监管模式[7，8]，有望解决现阶段VOCs 监管难题。

1 VOCs 全过程精细化管控与应用

以工业园区为对象，结合现阶段和未来工业园区VOCs 管控需求和发展趋势，从企业和园区不同层面、不同维度考虑，构建点（企业）、线（行业）、面（园区）相结合的三位一体的园区VOCs 管控模式：企业作为园区的具体组成单元，主要考虑自身实际情况和环境污染主体管控要求，按行业分类，形成基于“源头VOCs 含量监管+过程用能监管+末端专家帮扶”的行业全过程、精细化管控模式；园区作为企业的载体，在做好日常环境管理工作的同时，应充分利用现代科技手段，利用“VOCs 走航+红外遥测”的动态监管+日常监管结合的管控模式，实现园区层面的VOCs 有效监管[8]。

1.1 含VOCs 原辅料管控

北京市现有工业园区多为有机溶剂使用型工业园区，多涉及涂料、油墨、清洗剂、胶粘剂等含VOCs 的原辅料[9，10]。对含VOCs 原辅料的管控主要是对企业进行现场调研，并将企业提供的VOCs 含量第三方检测报告与现有的《油墨中可挥发性有机化合物（VOCs）含量的限值》（GB 38507—2020）、《工业防护涂料中有害物质限量》（GB 30981—2020）、《车辆涂料中有害物质限量》（GB 24409—2020）、《木器涂料中有害物质限量》（GB 18581—2020）、《胶粘剂挥发性有机化合物限量》（GB 33372—2020）、《清洗剂挥发性有机化合物含量限值》（GB 38508—2020）等涉VOCs 物料限值标准进行对比分析。因此，企业提供的VOCs 含量第三方检测报告直接决定了相关原辅料是否能满足标准。为此，该部分工作的重点在VOCs 含量的真实性，应对以下几个方面重点关注：

（1）认真对企业现有的涂料、油墨、清洗剂、胶粘剂等含VOCs 的原辅料进行检查，并与其提供的第三方检测报告中相关样品信息进行比对分析，确保两者的信息保持一致，而且不存在缺项和漏项。

（2）对企业提供的第三方检测报告进行判别，确保其采用的分析方法为现行《油墨中可挥发性有机化合物（VOCs）含量的限值》（GB 38507—2020）、《工业防护涂料中有害物质限量》（GB 30981—2020）、《车辆涂料中有害物质限量》（GB 24409—2020）、《木器涂料中有害物质限量》（GB 18581—2020）、《胶粘剂挥发性有机化合物限量》（GB 33372—2020）、《清洗剂挥发性有机化合物含量限值》（GB 38508—2020）等标准中规定的检测方法。

（3）对企业提供的第三方检测报告的真实性进行抽检实测验证。

1.2 过程用能监管

建设园区内企业用电监控系统，可以准确掌握生产设施和治理设施的运行情况，实现对企业生产运行、污染排放全流程、差别化、精细化管理；污染源管控；停限产及错峰生产情况动态监管；远程监管，有助于强化精准限停产措施、提升监管效率，有效提升企业污染防治设施规范运行水平与污染源监测监控现代化、信息化水平。

1.3 末端治理专家帮扶

由于末端治理选择较多，而且需要相关人员具备较高的专业知识水平，应通过聘请行业专家+治理技术专家的形式，形成专家组，定期对工业园区内的企业开展调研和治理帮扶。调研和帮扶内容应重点集中在废气收集和排放治理两方面。

应从以下几个方面强化废气的收集：（1）调漆过程应在调漆间进行，并对废气进行收集；（2）采用集气罩、集气柜收集废气的，应加大排风量或调节风量阀，确保收集范围最远端收集风速不低于0.3m/s；（3）采用密闭间收集废气的，应确保为负压密闭收集（排放量大于送风量），最好采用上送下抽式废气收集方式，减少无组织逸散；（4）烘（晾）干废气应纳入收集范围；（5）涉及VOCs 原辅料的储存、使用和处置应满足密闭要求，即处在非即用状态的涂料、清洗剂、胶粘剂等，应密闭加盖处理；（6）增设废气管路标志，标明废气的走向。

针对现有的废气治理措施，应从以下几方面进行调整优化：（1）年废气排放量大于1t 的企业，整体废气处理工艺应采取“吸附浓缩（活性炭/沸石转轮等）+燃烧（催化燃烧/蓄热燃烧）”的技术路线。（2）经预处理后进入吸附单元的VOCs 废气温度应低于40℃。（3）颗粒物浓度应低于1mg/m3，吸附单元进口、出口端应预留监测孔。（4）吸附单元实测效率应不低于80%，燃烧单元进口、出口端应预留监测孔。（5）燃烧单元实测效率应不低于80%。综合去除效率（吸附+燃烧）应不低于90%。（6）吸附、燃烧单元的设计应满足《吸附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）、《蓄热燃烧法工业有机废气治理工程技术规范》（HJ 1093—2020）相关规定。（7）年废气排放量小于1t 的企业，整体废气处理工艺应采取“吸附浓缩（活性炭/沸石转轮等）+燃烧（催化燃烧/蓄热燃烧或活性炭吸附）+第三方再生”的技术路线。（8）活性炭的装填量应满足最少1—2月更换一次的要求，吸附时废气温度应低于40℃，其整体设计应满足《吸附法工业有机废气治理工程技术规范》（HJ 2026—2013）的相关规定。

1.4 VOCs 走航溯源整治

通过区域调研，制定走航计划，主要围绕园区开展白天及夜间走航，以便了解整体区域情况。整体走航结束后，通过走航软件将污染企业及特征污染物质添加到走航地图内形成区域污染画像；通过走航了解区域性VOCs 背景情况；选取其他点位VOCs 走航参比点，背景点要选取受城市VOCs 排放影响较小的位置；通过上下风向判断区域性传输影响；根据园区里企业分布制定走航路线，根据园区和生活区分析走航路线和对VOCs 排放的影响。

根据走航结果调查排放情况，划分污染排放的不同等级，制定差异化监管政策，重点关注中高污染等级区域或企业，定期巡检常规区域。

将走航高值区得到的VOCs 具体特征物种，与园区现有企业的VOCs 排放成分谱等进行分析比较和匹配度识别，初步筛选出疑似企业，并结合企业的原辅料物种信息、用电信息以及污染扩散传输模型等，锁定疑似企业并进行现场确认与核实，从而确定高值污染来源。

针对高值污染来源企业，开展VOCs 全过程精细化整治帮扶，包括源头原辅料VOCs 含量合规性排查和减量化建议、过程排查以及末端治理设备的提标改造建议等，有效降低企业污染高值点的出现。

1.5 红外遥测

北京市目前大部分园区已经开展VOCs 走航监测，目的是通过走航对发现的污染高值点开展溯源，从而促进企业VOCs 治理提升，但如上所述，VOCs走航采样高度有限，为3—4m，而大部分企业有组织排气筒排放高度较高，基本在15m 以上，容易存在走航检测盲区。此外，由于走航技术得到的高值点为瞬时高值点，无法快速准确识别污染源（企业）。而红外遥测可以很好地解决这一问题。根据“两点定源”技术原理，两套红外遥测设备组成遥测体系，当一套红外遥测扫描到高值区域且另外一套设备也通过不同路径扫描到该高值点时，两条扫描路径的交叉点即为该高值区所在的具体位置。

根据调研，市场上现有设备可以做到360°全视角扫描，常规测量半径为5 公里，可检测无机污染气体、有机污染气体、化学毒气等400 种气体。适用工业园区不间断进行VOCs 监测分析评估，判断高值点所在区域，并在大空间尺度上掌握其分布扩散情况。

1.6 技术应用案例—中关村顺义园VOCs 精细化管控

中关村顺义园是以汽车制造业为核心的工业园区，属于典型的溶剂使用工业园区。“十四五”规划明确未来发展新能源汽车、第三代半导体等涉溶剂使用行业，VOCs 减排压力进一步增大。《北京市深入打好污染防治攻坚战2022年行动计划》《北京市深入打好污染防治攻坚战2023年行动计划》对VOCs 精细化管控提出了明确要求。

在相关技术支撑下，需在以下几方面开展工作：（1）对园区内重点企业开展“一厂一策”调研，构建了园区含VOCs 物料信息库，VOCs 源排放特征谱库，对监管现状进行了梳理，全面了解园区现状，摸清园区基础信息，为后续推行基于行业分类的“源头VOCs 含量监管+过程用能监管+末端技术帮扶”的企业全过程、精细化管控提出了基础支撑。（2）对园区近20 家重点企业进行了生产设施、VOCs 治污设施用电监控的全覆盖安装，运用物联网等手段，对涉VOCs 生产设备、产能信息、治污信息、运行工况、在线监测仪器等进行实时不间断用能信号监测，并将大数据与排放信息耦合关联，建立了过程用能监控系统，低成本解决了过程监测的规模化难题。（3）积极协调红外设备，在园区安装了两套红外遥测设备，对园区进行24h 不间断扫描遥测。结合安装点位与扫描区域地理位置信息，判断出相对高值区域气体可能的来源。（4）针对园区积极开展了VOCs 走航监测与溯源整治，并实现了溯源精准定位。目前该园区VOCs实现了点、线、面的精细化管控，2023年第一、二季度市级VOCs 走航结果均未发现高值点位，说明现有管控措施得当，VOCs 精细化管控取得了预期的效果。

2 展望

工业园区VOCs 精细化管控是“十四五”时期北京市深入推进“一微克”行动、持续改善空气质量的重要方向之一。北京市现有各级工业园区40 余个，涉及企业超3300 家，多以溶剂使用型园区为主，VOCs 排放量约占北京市工业源VOCs 排放总量的80%以上，污染物排放聚集效应显著，重点园区、产业集群环境浓度高值情况突出，如何实现VOCs 精细化管控是当前摆在各大园区面前的一道难题。本研究在现有园区管控的经验基础上，充分利用精细化、科技化手段，提出了基于“源头VOCs 含量监管+过程用能监管+末端技术帮扶”的企业全过程、精细化管控模式，以及园区层面的“VOCs 走航+红外遥测”的VOCs 全方位、全天候监管模式，并在中关村顺义园区进行了示范应用，效果较好，为北京市其他工业园区VOCs 管控提供参考路径和技术方法，有望产生辐射示范作用，从而有效促进北京市工业园区VOCs 实现进一步深度减排。