工业有机废气处理及效能评估以苏州高新区为例

自改革开放以来,我国经济迅猛发展,中华民族进入全面复兴的阶段,社会今个方面都不断进步,工业水平则是衡量社会主义现代化工业化的重要指标。但是随之而来的污染问题也是越来越多,对人民的生活质量带来了很多负面影响。其中,大气污染治理是重中之重,有机废气污染已成为工业区大气污染控制的重点指标。

工业有机废气种类繁多,治理技术也不尽相同,其中大部分指标还没有统一的国家标准,大部分监测与评价中会借鉴国外标准或根据地表标准为依据,由于不是强制监测指标所以工业有机废气的监测数据较少。而非甲烷总烃是我国环境监管的常用指标,用于宏观表征空气的挥发性有机物污染状况,故本文以非甲烷总烃作为有机废气的测定指标进行数据分析。

本文以苏州高新区为例,通过特定区域空气中有机物成分分析与特征污染企业废气监测数据调研等手段,对高新区内的工业有机废气污染现状开展调查;并对区内产生工业有机废气的各主要行业的重点企业进行调查研究,通过设施后监测结果,最终进行数据分析和归纳总结,为各企业在治理挥发性有机物时提供参考。

第一章绪论

1.1 引言

随着我国经济的高速发展,环境问题日益严峻,其中大气污染是目前最突出的环境问题之一。我们几乎每天都能在网络和报纸上看见大量关于灰霾天气的报道,而工业有机废气中的主要成分之一挥发性有机物在一定条件下就可与氮氧化物发生光化学反应,引起地面臭氧浓度的增加,导致光化学烟雾污染和灰霾问题。但我国挥发性有机物控制尚处于起步阶段,现有污染控制力度难以满足人民群众对改善环境空气质量的迫切要求。在相应“十二五”规划中,VOCs被制定为大气污染重点控制目标。其中,《国家环境保护“十二五”规划》[1]中明确要求“加强挥发性有机污染物的控制”。同时要求加强对石油化工和精细化工行业生产过程中产生的挥发性有机物进行排放控制、污染治理和回收利用。并鼓励各工业企业使用水性的、低毒的或低挥发性的环保型有机溶剂。要求各地区环保部门积极开展挥发性有机污染物的监测工作。而《重点区域大气污染防治“十二五”规划》[2]中也明确要求长江三角洲、京津冀和珠江三角洲等重点经济区域率先全面地对挥发性有机物污染开展防治工作。

苏州高新区自启动开发至今,一贯坚持“以人为本,全面、协调、可持续发展”的原则,按照聚集新产业、建设新城区和建立新体制的发展思路,大力实施产业发展、城市建设和生态保护并重的发展战略,着力构建高标准的基础设施和高品位的生态环境体系,使经济社会得到了持续快速的发展,各项经济指标始终保持年增幅20%以上的高位增长,在全国53个国家高新技术产业开发区中名列前茅。区内主要以电子信息、精密机械、医药与精细化工、新材料和环保等企业类型为主,这些企业在生产制造过程中产生大量的有机废气污染物,并通过各种类型的处理设施净化,达标后排放,但是由于技术局限、成本控制等因素,处理效能各不相同。

因此,结合实际工作中接触到的医药化工、喷涂印染行业治理其生产过程中产生的工业有机废气的处理设施,在处理技术、处理过程、处理效率等各个方面解析,归纳目前高新区内有机废气产生单位使用的各类处理方法,总结各类有机废气的实际处理效果与运行经验,对工业企业有效处理工业有机废气和减少区域有机废气排放有一定的指导意义,也能为环境保护部门治理区域内有机废气污染问题提供一些管理依据。

1.2 有机废气治理现状

1.2.1有机废气的定义

有机废气是一类有机物的总称。目前国内外各机构组织对有机废气的定义很多,具体界定均不完全相同,各类处理技术也仅针对某一种或几种指标。工业有机废气污染物种类众多,常见的包括烷烃、卤代烃和芳香烃,另外还有醛类、醇类、酯类和酮类等都属于工业有机废气范畴,如表1-1所示。故在监测分析时,一般都选取非甲烷总烃(NMHC)、挥发性有机物(VOCs)等具体指标作为研究的对象。

污染物种类主要代表物

烷烃正己烷、环己烷、甲基环己烷、二氧杂环己烷等

芳香烃苯、甲苯、乙苯、二甲苯等

卤代烃氯甲烷、溴甲烷、碘甲烷、三氯乙烯、全氯乙烯、二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、三氯乙烷、氯苯、溴苯、四氯化碳、氟立昂类等

脂肪烃丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、醋酸乙烯

烃混合物汽油、石脑油、石油醚、稀释剂、矿油精等

表1-1 常见工业挥发性有机污染物

挥发性有机物(Volatile Organic Compounds)的缩写为VOCs,一般认为是在正常状态下(20℃,一个标准大气压),饱和蒸汽压大于133.322Pa,沸点在 50°C~260°C之间,以蒸气形式存在于空气中的有机化合物的有机物。非甲烷总烃(NMHC),指在通常条件下,环境中的烃类物质除甲烷以气态形式存在外,大多数烃类物质以液态或固态的形式存在。按照1997年原国家环保局科技标准司编制的大气污染物综合排放标准详解,将其定义为除甲烷以外总烃,一般指C2~C12 的烃类物质,包括烷烃、芳香烃等,与挥发性有机物(VOCs)概念相重叠[3] 。在1999年国家环保总局发布的固定污染源排气中非甲烷总烃的测定—气相色谱法中,将其定义为C2~C8除甲烷以外的碳氢化合物的总称,指在气相色谱检测仪器上有明显响应的除甲烷外碳氢化合物的总量,检测结果以碳计。[4]

1.2.2 工业有机废气的主要来源

工业有机废气来源广泛,包括有机化工、煤化工、石油化工、冶金药剂以及油漆涂料、橡胶再生、油墨工业、污水污泥处理等行业,在这些行业的生产过程中产生的有机废气已成为第二大空气污染物,仅次于颗粒污染物。

类别子类别典型行业

工业源化工产品生产和储运、有机溶剂使用、化石燃料燃烧、食品加工、废物处理炼油、炼焦、合成制药、合成橡胶、汽油补给、油漆、表面喷涂、干洗、溶剂脱脂、油墨印刷、冶金铸造

交通源交通工具排放

农业源畜禽养殖养殖业

生活源室内装修

自然源森林火灾

表1-2 挥发性有机污染物的来源分类

1.2.3 工业有机废气的危害

工业有机废气的成分复杂,种类繁多,继SO2、NOx之后,成为各国普遍重视的大气污染物之一。主要表现为具有三致效应(致癌、致畸、致突变作用),特别是苯、甲苯及二甲苯对人体健康会造成很大的伤害。Malhave研宄了多种挥发性有机物对人类健康的影响,结果表明的浓度在0.2mg/m3以下不会对人体健康造成影响,浓度为0.2-0.3mg/m3范围内时,人体可能产生刺激等不适应症状,浓度为3-25 mg/m3范围内,人体会产生刺激、头痛等症状,而当浓度大于25 mg/m3时对人体会产生非常明显的毒性效应。[5]

工业有机废气不仅能够直接产生危害,还可以对环境引起二次污染。在工业密集区及相邻城市区域,废气通过紫外线的照射和空气中氮氧化物以及大气游离态的O和OH等发生光化学反应,产生具有强氧化性的光化学烟雾。[6] [7]

卤代烃类废气,尤其是氟利昂类会破坏臭氧层[8];一些有机废气在特定的环境条件下会和大气中的颗粒物反应形成二次有机气溶胶,严重影响大气能见度,二次有机气溶胶是 PM2.5和光化学烟雾的重要贡献成分[9-10];有机废气还是臭氧的重要前体组分之一[8,11-12],有机废气的排放严重影响臭氧的浓度变化[13]。

1.2.4工业有机废气污染控制政策及技术的国内外研究状况

西方发达国家开始关注有机废气的排放时间较早,并开展了对应的排放控制工作。20世纪90年代初,欧、美等国家已建立了动态数据库,持续关注挥发性有机物,并保持数据的逐年更新[14-15]同时欧、美等西方发达国家在工业有机废气的管理和控制方面及法律法规制定方面也领先于其他地区。美国于1963年颁布《大气清洁法》以对工业有机废气进行管控;欧盟2001年出台《欧洲清洁空气计划》,并制定了相应的配套指令,对工业有机废气的排放进行了标准要求。日本也于2006年和2007年先后发布相关法律法规,控制国内有机废气的排放并明确提出相应的减排工作。

与发达国家相比,我国目前对有机废气中部分指标已有相应的排放标准,如我国的《大气污染综合排放标准》(GB16927-1996)中的规定了非甲烷总烃的厂界浓度标准为4mg/m3,但非甲烷总烃的环境质量标准尚未有国家标准出台,只在部分地方标准中有所涉及。挥发性有机物尚无排放标准,只在部分地方标准中有所涉及,针对这一情况,国家环保部已于2017年4月制定了《挥发性有机物无组织排放控制标准》和《涂料、油墨及胶黏剂工业大气污染物排放标准》(征求意见稿)两项国家标准,目前还在征集意见中。因此,我国在制定相应法律法规和排放标准时应多借鉴西方发达国家在挥发性有机物的法律法规、排放标准体系及实际管控中的一些好的做法,少走弯路。

根据有机废气的种类和来源,导致产生方式和排放方式也不同,所以对不同的有机废气应该采取相适应的处理技术。在有机废气治理中,将多个传统处理工艺有机结合起来的联合协同处理技术是一个重要的研究开发方向。从实际运行和处理效果来看,联合协同处理技术明显优于单一的废气处理技术,集成后各处理技术间可以进行互补。近年来,国内外有机废气治理技术不断更新,许多学者都着力将治理技术的进一步完善。

有机废气的处理工艺技术主要分为两大类:即回收技术和销毁技术。其中,回收技术包括吸收技术、吸附技术、冷凝技术及膜分离技术等;销毁技术包括催化燃烧、高温焚烧、生物氧化、低温等离子体和光催化氧化技术等。回收技术和销毁技术具有其各自的特点,一般来说回收技术主要用来处理高浓度(>5000mg/m3)的有机废气[16,17],销毁技术主要处理低浓度(<1000mg/m3) 的有机废气。

20世纪70年代后,国外针对传统的热力焚烧技术延伸开发了蓄热式焚烧处理技术(Regenerative Thermal Oxidizer,简称RTO)。后期随着催化剂研究的深入还开发出了催化氧化燃烧处理技术,并借鉴蓄热式焚烧处理技术,开发出了与蓄热技术结合的蓄热式催化氧化燃烧处理技术(Regenerative Catalytic Oxidation,简称RCO)。现在,人们又研发出了沸石转轮吸附浓缩+蓄热式焚烧处理系统,这种废气集成处理系统可以解决企业有机废气浓度低而不容易焚烧的问题。

目前,工业有机废气的采集方法主要有三种,即吸附法(包括固相吸附/溶剂洗脱和固相吸附/热脱附)、容器捕集法和固相微萃取法(SPME)[18-19]。而用于挥发性有机物的测定分析方法较多,主要有气相色谱法(GC)、气相色谱—质谱法(GC-MS),该两种方法在实际工作中应用较多。此外国内外研究者还会使用高效液相色谱法(HPLC)、膜导入质谱法(MIMS)、荧光分光光度法(FD)、反射干涉光谱法(RIS)等[20-21]。

1.2.5工业有机废气治理研究对象的选取

目前我国根本的大气法为《中华人民共和国大气污染防治法》,该大气污染防治法中未对挥发性有机物提出相应的管控要求。在实际环保工作中,因挥发性有机物还无相应国家和地方标准,一般会以非甲烷总烃和其它一些如苯、甲苯等特定的单项物质指标进行工业企业有机废气污染物管控。而在建设项目环境影响评价过程中,除通过直接借鉴国外标准,或根据《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》(GB/T 13201-91)计算得到标准限值外,通常以非甲烷总烃作为建设项目生产过程中产生挥发性有机物的表征指标。国家、地方及行业多数排放标准中,均对非甲烷总烃的有组织及无组织排放进行了相应的规定,在目前情况下,地方环保部门一般以非甲烷总烃作为管控指标对区域和企业排放的挥发性有机物进行间接控制。余益军[22]等人通过对某化工园区空气中挥发性有机物与非甲烷总烃的监测数据,提出了“有效碳质量浓度”的概念,并以此建立了挥发性有机物和非甲烷总烃之间的定量关系。叶梦西[23]等人通过实验发现,在同等样品条件下,非甲烷总烃的监测数值往往大于总挥发性有机物的监测数值。

1.3工业有机废气治理研究内容

(1)对工业有机废气的定义概念、具体来源、污染原理及危害进行阐述,结合我国环境监测现状,选取非甲烷总烃作为研究对象;

(2)本论文区域调查以苏州高新区为例,开展苏州高新区工业有机废气污染现状调查并分析;

(3)对国内外工业有机废气各治理技术和方法进行论述;

(4)开展对苏州高新区各行业产生工业有机废气的典型工业企业监测调查,配合其有机废气治理技术与措施,进行监测并数据分析。

(5)对区域和企业的调查结果进行总结,提出区域和企业工业有机废气污染有效治理对策。

1.4 工业有机废气研究方法和技术手段

(1)文献查阅:

通过大量地文献查阅,全面了解工业有机废气的定义概念、具体来源、污染原理和危害,对国内外针对工业有机废气污染的各治理技术和方法进行总结归纳。

(2)实地调研:

在苏州高新区区域内开展工业有机废气调研,结合区域环境影响评价和区内环境空气自动监测站监测情况,分析高新区污染现状。

(3)企业调查:

通过苏州高新区内企业自查及对企业的监督性监测等方式,开展对企业有机废气的排放情况及相应废气污染治理设施运行状况调查。

(4)监测分析:

运用苏州高新区环境监测站有机实验室,进行有机废气样品相关组分的分析。

(5)数据处理与分析:

通过数据计算和比较等方法,列表对有机废气监测数据进行处理和分析,并根据废气污染治理设施的投资费用、运行费用及废气总量来进行经济分析。

1.5预期目标结果

(1)通过对工业有机废气的概念、来源、污染原理和危害的阐述,及对苏州高新区内有机废气污染现状的调查,使人们对有机废气及其污染情况有进一步的了解;

(2)通过对苏州高新区内典型有机废气产生单位的调查与监测,使苏州高新区环境管理部门更有效地监控区域内有机废气的排放情况,了解企业有机废气治理设施的实际运行状况,有利于苏州高新区环境管理部门下一步对有机废气污染开展针对性的监督、监控和管理;

(3)为苏州及国内其他区域和有机废气产生企业在治理该废气污染时提供参考。

第二章苏州高新区工业有机废气污染现状调查

2.1苏州高新区概况

苏州国家高新技术产业开发区(以下简称“高新区”)是苏州市委、市政府按照国务院“保护古城风貌,加快高新区建设”的批复精神于1990年开发建设的,1992年由国务院正式批准了国家级苏州高新技术产业开发区,规划面积6.8km2。1994年规划面积扩大到52.06km2,成为全国重点开发区之一。2002年9月,苏州市委、市政府对苏州高新区、虎丘区进行了区划调整,行政区域面积由原来的52.06 km2扩大到223km2。苏州高新区下辖浒墅关、通安、东渚3个镇和狮山、枫桥、横塘、镇湖4个街道,下设苏州浒墅关经济开发区、苏州科技城、苏州高新区综合保税区和苏州西部生态城。

苏州高新区于1995年编制了《苏州高新区总体规划》,规划面积为52.06 km2,规划范围为当时的整个辖区范围。2002年区划调整后,苏州高新区于2003年适时编制了《苏州高新区协调发展规划》,规划面积为223 km2,规划范围为整个辖区。为进一步促进苏州高新区城乡协调发展,推进国家创新型园区建设,保障高新区山水生态格局,指导苏州高新区二次创业的城乡建设与发展,2010年苏州高新区对2003年的规划做了修订和完善,编制了《苏州高新区(虎丘区)城乡一体化暨分区规划(2009-2030)》。本次规划范围为北至与无锡市及苏州相城区交界处,南至与吴中区交界处,西至太湖大堤,东至京杭运河,见图2-1。

2.1.1地理位置

苏州高新技术产业开发区地处长江三角洲中部的太湖平原、苏州古城西侧,东临京杭大运河,南邻吴中区,北接相城区,西至太湖,东经120°31?~120°41?、北纬31°13?~31°23?,陆域总面积223km2。高新区交通便利,距上海虹桥国际机场90公里、浦东国际机场130公里,距上海港100公里、张家港港口90公里、太仓港70公里、常熟港60公里。沪宁高速公路、312国道、京沪铁路、京杭运河和绕城高速公路从境内穿过,高水准建设的太湖大道及高架横贯东西。

全区现状总人口近72万,其中户籍人口34万,暂住人口38万。下辖枫桥、狮山、横塘、镇湖4个街道及浒墅关、通安、东渚3个镇,下设浒墅关经济开发区、苏州科技城、苏州高新区综合保税区、苏州西部科技城。

2.1.2地形地貌

苏州高新区位于长江下游冲积平原,为基岩山丘工程地质区,绝大部分属于第四系(Q1~Q4)沉积的一般性粘性土,最大沉积厚度达200m左右。该地区地质硬、地耐力强,地耐力约18~24t/m2,历史上属无灾害性地震区域。区内地势较高而平坦,西高东低,吴淞标高4.88~5.38m。西侧山丘较多,如狮山、天平山、灵岩山、金山、阳山等,南部有石湖。

图2-1 苏州高新区地理区位示意图

2.1.3水系及水文特征

苏州高新区属于苏南太湖水系,河流纵横,水流缓慢。一般河道间距为500~800m,最大间距不超过1200m。高新区内河道多呈东西方向或南北方向,其中南北向河流主要包括:京杭运河、大轮浜、石城河和金枫运河;东西向河流主要包括:马运河、金山浜、枫津河、双石港、浒光运河和大白荡。区内河流受天然降雨、长江、太湖的补给以及人为控制的多种因素的影响,水流变化复杂。京杭运河苏州段主要功能为航运、农灌、行洪和工业用水,河水平均水位2.8m,平均水深3.8m,平均流量32.5m3/s,月平均枯水流量20m3/s,平均流速0.14m/s。近50年来,京杭运河苏州段百年一遇的洪水位4.41m。

2.1.4气候气象特征

苏州高新区的气候属亚热带季风海洋性气候,春秋短,冬夏长,四季分明,雨量充沛,气候温和。年平均气温17.7℃,历史最高气温39.2℃,历史最低气温-9.8℃,无霜期230天左右。年平均相对湿度80%,年平均降水量1099.6mm,3~8月的降水量占全年雨量的65%左右。常年最多风向为东南风(夏季),其次为西北风(秋、冬季),年平均风速3.8m/s。

2.1.5社会经济概况

2015年苏州高新区全区经济社会保持了平稳发展态势。全年实现地区生产总值1006.19亿元,比上年增长8.0%。其中,第一产业产值2.18亿元,第二产业产值671.92亿元,第三产业产值332.09亿元,分别增长0.5%、6.0%和13.5%。全年实现地方公共财政预算收入110亿元,比上年增长9.8%。

全区全年实现工业总产值2881.22亿元,其中规模以上工业总产值2657.14亿元,分别比上年增长2.2%和1.7%。全区规模以上工业中,私营企业产值135.12亿元,增长-0.9%。外资企业产值2291.17亿元,增长2.2%。新兴产业产值1461.58亿元,增长2.0%,占规模以上工业产值比重达55.0%。

2015年积极落实城乡居民收入倍增计划,居民收入稳步增加。全体居民人均可支配收入42265元,同比增长8.4%。

2.1.6自然生态现状

苏州高新区所在地区气候温暖湿润,土壤肥沃。植物生长迅速,种类繁多,但人类开发较早,因此,该地区的自然陆生生态已为人工农业生态所取代,由于土地利用率极高,自然植被基本消失。

人工植被以作物栽培为主,主要粮食作物是水稻、小麦和油菜;蔬菜主要有叶菜、果菜、茎菜、根菜和花菜等五大类几十个品种;经济作物主要有桑和茶。

家养的牲畜有鸡、鸭、羊、猪、狗等传统家畜,目前该地区主要野生动物有昆虫类、鼠类、蛇类和飞禽类等。

野生和家养的鱼类有草鱼、青鱼、鲢鱼、鲫鱼、黑鱼、鳗鱼、白鱼等几十种。甲壳类有虾、蟹等,贝类有田螺、蚌等,爬行类有龟、鳖等。

随着苏州高新区的开发建设,工业用地的不断扩张,自然生态环境逐步被人工生态环境所替代,工业用地内已基本无野生动物,野生植被也基本被人工植被所代替,狮山及何山是以建设风景区和公园为目的的人工造林绿化和营造的人文景观,道路和河流两侧,居民新村、企事业单位以及村宅房前屋后亦以绿化环境为目的的种植乔、灌、草以及种花卉,由于人类活动和生态环境的改变,树木草丛之间早已没有大型哺乳动物,仅有居民人工饲养的畜禽以及少量的鸟类、鼠类、蛙类、蛇类以及各种昆虫等小型动物。高新区内各河道中已基本无鱼、虾等水生动物存在,浮游生物也很少。

2.2高新区污染源调查与评价

2.2.1废气污染源

(1)常规污染物

高新区内主要调查企业SO2、NOx和烟粉尘年排放量分别为6419.41t、9105.41t、786.86t,其等标污染物符合分别占25.41%、71.32%、3.27%。

从污染物的布局看,废气常规污染物排放主要集中于高新区建成区和其他区域,其等标污染负荷占整个高新区的97.4%。高新区内各区域废气常规污染物等标污染负荷比情况见图2-2。

图2-2各区域常规废气污染物等标污染负荷比

从污染源的企业类型看,常规废气污染物排放主要为基础设施华能苏州热电有限公司,占污染负荷的48.69%,其次是冶金行业、新材料行业,占污染负荷的42.89%,其他占8.42%。

(2)特征污染物

废气特征污染因子包括酸雾(HCl、硫酸雾、硝酸雾、铬酸雾等)、有机物(乙酸、苯、甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、丁醇、异丙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二氯甲烷、甲醛、丙酮、非甲烷总烃、苯乙烯等)及硫化氢、氨、氰化物、丙烯腈、锡、镉、铅和氟化物等。

2.2.2废水污染物

(1)常规污染物

高新区常规废水污染物(COD、氨氮、总磷)排放主要集中于高新区建成区,其等标负荷占整个高新区的74.02%,其次为科技城,占9.46%。高新区内各区域废水常规因子等标污染负荷占比情况见图2-3。

图2-3各区域废水常规污染物等标污染负荷比

从污染源的企业类型看,废水常规污染物排放主要以电子信息为主,其等标污染负荷占整个高新区的49.63%,其次为新能源新材料、机械制造、轻工、冶金、服装纺织等,具体各行业常规废水污染物等标负荷占比情况见图2-4。

图2-4各行业废水常规污染物等标污染负荷比

(2)特征污染物

高新区内废水除常规因子外,还有特征污染物重金属(镍、六价铬、总铬、铜、铅、锌、锰、锡、银、钴)、有机物(石油类、动植物油、挥发酚、甲苯、苯酚、苯胺类、甲醛、AOX)、氰化物、氟化物、硫化物、LAS等排放。

2.2.3固体废弃物

高新区一般工业固废年产生量约550158.44t/a,其中综合利用量为487045.26t/a,安全处置量为63113.18t/a。

高新区危险废物年产生量约126285.71t/a,主要包括废液、精馏残渣、废树脂、废油、废催化剂、废活性炭、废污泥等类型,主要交由苏州高新区星火环境净化有限公司、苏州高新区环保服务中心、苏州同和资源综合利用有限公司、苏州伟翔电子废弃物处置技术有限公司、苏州市众合固体废物回收处理有限公司、苏州华锋化学有限公司、苏州中环有缘化学有限公司、苏州市贵金属回收有限公司、苏州森荣环保处置有限公司等有资质单位处置。

高新区生活垃圾年产生量约16.47万t/a,交由环卫部门卫生填埋。

2.2.4污水集中处理

高新区污水处理形成5个片区,分别由苏州高新区污水处理厂、苏州高新区第二污水处理厂、苏州高新白荡污水处理厂、苏州高新浒东污水处理厂、苏州高新镇湖污水处理厂集中处理。目前,高新区现有污水处理能力为25万t/d,已开发区域污水管网已基本铺设到位,大部分工业废水和生活污水实现接管,尚有个别企业工业废水、少量区域生活污水未能接管集中处理。

2.3高新区环保工作概况

2015年在行政性监测领域环境质量方面,共获取水环境有效监测数据6230个、声环境有效监测数据756个;监督性监测方面,完成国控污染源及危险废物处置单位监测54厂次、获得监测数据3248个,完成废气专项监督监测52厂次,获得监测数据5912个,配合执法监测和信访监测30厂次、获得监测数据410个,完成大队废水采样分析846厂次、获得监测数据3419个;应急监测方面,累计参加7次应急事故监测,出动监测人员36人次、获得监测数据350个;服务性监测方面,共完成验收监测项目202个、环评监测项目5个和委托监测项目199个。

开展饮用水源地和水域功能区监测。每月对区域内2个集中式饮用水源地进行每月14项水质指标的监测,6条主要河流15个断面进行13项水质指标的监测,并且每季进行全指标分析。对区域内其它有代表性的5条河流6个断面进行全年二次13项指标的监测、建成区的7条河流11个断面进行全年二次8项指标的监测;建设达标专项区7条河流7个断面每月进行13项指标的监测。对区内黑臭河流专项23条河流34个断面全年一次5个水质指标的监视性监测。

按照苏州市环保局的要求,在“河流断面长制”及补偿断面监测上,注重对浒关上游、黄花泾、轻化仓库、友新大桥等断面的监测。每周落实1次监测,并将监测结果上报给区环保局和苏州市环境监测中心,为领导及时掌握水质变化和环境管理部门应对异常情况提供依据。

进行农村地表水环境质量监测。完成了41个行政村河流和4个乡镇河流水质6个指标的监测工作,农村地表水环境质量综合达标率达目标60%的。

在太湖蓝藻预警监测上,注重加强对水质自动站日常运行的管理和质量控制。通过“日监控、周检查、月比对”质量管理活动,保证自动站有效稳定运行,确保监测数据的有效性和准确性,充分发挥其“耳目”的作用。在4月~10月期间,对上山村饮用水源地蓝藻继续采用人工监测与自动监测相结合的原则,实施“日监视、周巡检、随应急”制度,做到实时监测,及时预警,实现水源地水质的日测日报,除此之外针对蓝藻大年的态势,对水源地周围情况进行专项调研,全力保障区内居民的饮用水安全。在蓝藻预警期间,共出动环境监测人员200余人次,出船90余次,编制日报214份,周报23份,上报有效监测数据2140个。

加强对空气自动站的督查和管理。建立了周巡查制度,保证仪器的正常有效运行。每天及时审核数据,在网上对公众发布环境空气质量日报,并在科技城噪声显示大屏幕上,发布声环境质量的同时发布环境空气质量情况,成为苏州市首个户外环境空气质量发布平台,积极发挥了其环境效益和社会效应。

2.4 高新区环境质量情况

2.4.1环境质量现状

(1)大气环境质量及变化趋势

根据大气质量现状监测,评价区域大气现状质量良好,各监测因子均未超标,均能满足《环境空气质量标准》(GB3095-202)二级标准及《工业企业设计卫生标准》(TJ36-79)中居住区中有害物质的最高允许浓度限值要求。

根据2010~2014年区域大气监测数据,高新区内两个测点的SO2日均浓度均符合空气质量二级标准,NO2、PM10、PM2.5日均浓度均不能够稳定达标。从年均值变化情况看,SO2、NO2年均值近5年呈现平稳波动的趋势,可吸入颗粒物年均值从2013年开始呈现上升趋势;臭氧含量从2013年开始有大幅度减少,后维持不变;PM2.5基本维持不变。

(2)地表水环境质量现状及变化趋势

根据现状监测,京杭运河各监测断面水质均达到《地表水环境质量》(GB3838-2002)IV类功能区要求;浒东运河共设置2个监测断面,两断面溶解氧、BOD5、COD、高锰酸钾指数、氨氮、总磷、挥发酚、硫化物因子超标,其余断面各监测因子均达到《地表水环境质量》(GB3838-2002)III类功能区要求;白荡河共设置2个监测断面,两监测断面BOD5、氨氮指标均超标;其中白荡污水厂排口上游500mCOD因子超标,W14白荡污水厂排口下游1000m总磷因子超标。其余监测因子可达到《地表水环境质量》(GB3838-2002)IV类功能区要求。根据2009-2014年例行监测,浒东运河在2012年和2014年水质有所下降;京杭运河、浒光运河均在2011年时水质状况不稳定,波动较大,不能够稳定达标。其余河流区域地表水水质均维持在较稳定达标状态。

(3)其他

区域地下水环境质量除硫酸盐和氯化物符合Ⅳ类标准外,其他因子均达到《地下水质量标准》(GB/T14848-93)Ⅲ类标准,土壤符合国家《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)中的二级标准,河流底泥中各监测指标均能达到《农用污泥污染物控制标准》(GB4284-84)要求,所有测点声环境均符合相应功能区要求。

2.4.2主要环境问题

(1)区域地表水环境质量不能稳定达标

区域内浒东运河与白荡河水质较差,不能稳定达到水环境功能区划要求。主要污染因子为BOD5、COD、氨氮等。

(2)区域空气环境质量不能够稳定达标

根据近五年例行监测数据,区内两个大气监测点的NO2、PM10、PM2.5日均浓度均存在不同程度超标。2009-2014年区域大气环境质量总体有所下降。

2.5工业有机废气污染现状调查

苏州高新区现状产业体系以电子信息、机械装备、化学原料及制品、造纸及纸制品、医药、食品等产业为主。2015年,全区工业总产值为2881.22亿元,其中规模以上企业总产值为2657.14,产值排名全区前三的产业分别为电子信息(1407.70亿元)、机械装备(794.94亿元)和化学原料及制品制造(119.33亿元)。苏州高新区规划仍以电子信息和装备制造为主导产业,重点发展生物医药、新能源、软件和服务外包等战略性新兴产业,低端且污染较重的行业将逐步退出高新区。

2.5.1机械装备制造业

高新区机械装备制造业初步形成了以交通运输设备及零部件制造、通用设备及零部件制造、专用设备及零部件制造为主的发展体系,以整车制造和汽车零部件、航空零部件、医疗器械为主要优势行业,聚集了一批龙头型的优质企业如南车浦镇车辆、克诺尔、汉宁卡尔、富欣、纽威机械、苏尔寿泵业、沙迪克、三光科技、宝玛数控等。机械装备制造业的环境影响识别内容如下:

生产废气:机械装备制造业废气主要来自生产中的钢材预处理、焊接、涂装和总装过程。钢材预处理废气主要为抛丸过程产生的粉尘、喷漆过程产生的漆雾(有机废气,主要含甲苯、二甲苯)和烘干过程中产生的有机废气(主要含“三苯”和非甲烷总烃)。焊接工艺产生的废气是焊接烟尘。在点焊或弧焊时产生的高温,使焊件的焊接部位以及焊丝熔化溅出而形成焊接烟尘。焊接烟尘主要含有金属颗粒物以及氧化镍等雾化的化学成分。涂装工艺在喷漆涂装过程中有废气排放,废气主要来源于油漆中的挥发性有机物,以及油漆等容易生成雾化物的成分。废气中主要的污染物是甲苯、二甲苯、非甲烷总烃以及颜料等微小颗粒物。

2.5.2电子信息产业

自开发建设以来,高新区充分抓住了电子信息产业全球转移的有利时机,通过大力度的招商,吸引了一大批跨国电子信息企业进驻,形成了集成电路、平板显示、计算机及外设、电子元器件及材料、通信设备制造五大行业,成为国内外有重要影响力的电子信息产业基地。高新区现状电子信息业以计算机整机制造、计算机零部件制造、液晶面板模组制造、原辅材料制造、印制电路板制造、集成电路封装测试等为主。电子信息行业的环境影响识别内容如下:

生产废气:电子信息制造业的生产废气与其生产工艺、产品结构有关。一般电子信息制造业生产过程中产生的工艺废气有:挥发性原辅材料或产品产生的酸雾、有机污染物、NOx和氨气;钻孔、裁板等工序中将产生一定量的粉尘,焊接过程中将产生少量的烟气;含电镀工艺的电子企业生产过程中产生的废气污染物主要是HCl和硫酸雾,另有少量氨气;在机件喷漆、除油、烘干过程中将有一些有机废气产生。

2.5.3化学原料及制品制造业

高新区内现状主要化学原料及制品生产企业有天马精细化学品、阿克苏诺贝尔、宝化炭黑、纽佩斯树脂、东威化工斯塔尔精细化工等,主要进行功能性树脂、涂料、油漆、特殊化学材料等的生产及有机溶剂废液的再生和精制等。化学原料及制品制造业的环境影响识别内容如下:

生产废气:化学原料及制品业的生产废气主要来自于生产过程中原料输送、转移、投料、储罐呼吸等环节,包括甲醇、甲苯、二甲苯、甲醛、丙酮、丁酮、异丙酮等溶剂挥发废气,HCl、硫酸雾、氨气等酸性或碱性废气。此外,生产过程中还会产生酯类、非甲烷总烃、粉尘等大气污染物。

2.5.4橡胶制品制造业

苏州高新区内橡胶企业较少,但规模较大,主要从事汽车部件配套产品的生产。橡胶制品的母体原材料主要为生胶,包括天然橡胶和合成橡胶,其中合成橡胶常用的有丁苯胶、顺丁胶等。原材料除了生胶,在橡胶制品生产过程中还需使用到甲苯、汽油等各种配合剂,以及纤维织物和金属材料等。

生产废气:橡胶制品的基本生产工艺比较复杂,包括混炼、浸胶、压延、挤出成型、硫化和烘干等一系列生产工序。而橡胶制品生产中产生有机废气的工序也较多,有机废气主要来自前段的炼胶、纤维织物浸胶、压延等过程和后段的硫化、烘干过程,以及在生产中使用的树脂、汽油等有机溶剂的配料和存放过程。生产中的挥发性有机物主要来自于原材料生胶单体的释放、树脂和汽油等有机溶剂的挥发,以及在高温工段中产生的热反应生成物。其中生胶单体具有很大的毒性,但一般温度条件下单体析出的较少,主要为烷烃和烯烃的衍生物,还可能会有丙烯腈、苯乙烯、氯乙烯等残存单体被分解出来。而在橡胶制品行业中,有些工序需要使用到大量的有机稀释剂,目前普遍使用的为汽油。橡胶制品生产一般都在高温条件下进行,因此,各种化学物质之间极容易发生一系列反应,从而生产新的有机污染物质。

随着苏州高新区城乡一体化的推进,商业住宅不断开发,部分新建住宅小区直接位于有机废气产生单位周围,也成为了异味类信访量加速增长的主要原因。

2.6 环境空气中特定有机污染物监测

为更好地了解苏州高新区大气环境中有机废气的组分,在区内选定一个位置较为特殊(与工业区相邻)、异味类环境信访投诉较多的住宅小区,进行该小区内环境空气中特定有机污染物的监测,监测结果如下表2-1。

序号名称浓度(PPB) 序号名称浓度(PPB)

1 己烷 33.795 33 溴氯甲烷未检出

2 丁酮 16.98 34 F-12 未检出

3 乙酸乙酯 13.175 35 氯甲烷未检出

4 1,2,4-三甲苯 6.07 36 F-114 未检出

5 二氯甲烷 3.895 37 氯乙烯未检出

6 甲苯 2.93 38 1,3-丁二烯未检出

7 乙苯 2.92 39 溴甲烷未检出

8 甲基乙基苯 2.275 40 氯乙烷未检出

9 丙酮 2.055 41 1,1-二氯乙烯未检出

10 苄氯 1.69 42 F-113 未检出

11 乙酸乙烯酯 1.555 43 反式-1,2-二氯乙烯未检出

12 苯 1.29 44 甲基-四丁基醚未检出

13 1,3,5-三甲苯 1.275 45 1,1-二氯乙烷未检出

14 1,2,4-三氯苯 1.24 46 顺-1,2-二氯乙烯未检出

15 邻二甲苯 1.22 47 1,1,1-三氯乙烷未检出

16 对、间-二甲苯 1.16 48 环己烷未检出

17 丙烯 1.09 49 四氯化碳未检出

18 二硫化碳 1.03 50 1,4-二氟苯未检出

19 三氯乙烯 0.965 51 1,2-二氯丙烷未检出

20 四甲基-2-戊酮 0.58 52 溴二氯甲烷未检出

21 1,1,2,2-四氯乙烷 0.535 53 甲基丙烯酸甲酯未检出

22 1,2-二氯乙烷 0.465 54 顺1,3-二氯丙烯未检出

23 六氯丁二烯 0.425 55 反-1,3-二氯丙烯未检出

24 苯乙烯 0.29 56 1,1,2-三氯乙烷未检出

25 四氢呋喃 0.28 57 二溴氯甲烷未检出

26 2-戊酮 0.24 58 1,2-二溴乙烷未检出

27 庚烷 0.24 59 四氯乙烯未检出

28 F-11 0.205 60 氯代五氘未检出

29 1,4-二氯苯 0.145 61 氯苯未检出

30 1,3-二氯苯 0.125 62 溴仿未检出

31 氯仿 0.06 63 3-溴氟苯未检出

32 1,2-二氯苯 0.06

表2-1 某小区内环境空气中特定有机污染物监测结果

如上表监测结果显示,浓度较高的有机物主要为己烷、丁酮、乙酸乙酯,其中苯系物也均有检出。己烷、丁酮、乙酸乙酯均为工业溶剂,被广泛应用于电子、涂料、印刷、医药等行业,该三类物质均有毒性,对人们的眼鼻等均有刺激作用,长期接触丁酮、己烷等会致使人们患病,如皮炎、周围神经炎等。可见,有机废气污染确实已在人们身边,并影响着人们的健康和生活,因此治理刻不容缓。

第三章国内外工业有机废气治理技术综述

3.1回收技术

回收技术就是通过改变温度和压力等物理的方法,或者通过吸附剂、吸收液和渗透膜等方法,来分离挥发性有机物的技术。该技术较为传统的主要有吸附和吸收技术,此外还有冷凝技术和膜分离技术等。

3.1.1 吸附技术

吸附技术是一种传统的废气处理方法,该技术较为成熟,因设备简单、净化效率高,目前应用最广。其原理很简单,就是利用各种吸附剂(如活性炭等)的吸附性能,当挥发性有机物通过吸附剂时,被吸附剂所吸附从而达到净化目的。

吸附剂的种类繁多,常用的主要有活性炭、沸石、分子筛、硅胶和活性氧化铝等。而其中活性炭目前使用最为广泛,在工程是使用较多的为颗粒状活性炭和活性炭纤维等。目前国内企业主要采用固定床吸附技术,配合焚烧或催化氧化燃烧时,常使用沸石转轮吸附或蜂窝状活性炭吸附。

3.1.2 吸收技术

吸收技术也是一种较为传统的废气处理方法,其原理理解起来也较为简单,就是在一定的容器设备内,通过喷淋或逆流的方式,将有机废气与吸收剂(一般使用低挥发或不挥发的液体)充分的接触,最终使有机废气被吸收剂吸收净化。

该技术主要适用于温度低、压力高的环境,而有机废气浓度高、且风量小的情况。

在有机废气的治理中,吸收剂常使用油类作为有机溶剂,要求蒸气压低、分子量低的,且容易解吸、化学性质稳定和无毒无害的,如柴油、煤油、碳酸丙烯酸等。

3.1.3 冷凝技术

冷凝技术是一种通过改变温度或压力,回收有机废气中有机成分的方法。其原理较为简单,就是利用各气态的有机污染物具有不同蒸气压的特性,通过降低温度或提高压力,使各气态有机污染物因饱和而凝结成液滴,从而达到从废气中分离出来的目的。

冷凝技术的设备和操作均比较简单,但因对压力、温度要求较高,故运行费用较大,主要适用于气量小、沸点高、浓度高的有机溶剂蒸气回收。

在有机废气治理中,该技术常与其它处理技术组合起来使用,较常组合的技术如吸附技术、吸收技术和催化燃烧技术。对于低浓度的有机废气,有时因一些成分具有回收利用价值,在进行回收时,一般先经过吸附浓缩后,再通过该技术进行回收处理。

3.1.4 膜分离技术

膜分离技术的流程较为简单,且回收率较高,无二次污染。该技术的原理就是利用空气和有机废气,在透过天然或人工合成的聚合物膜材料时,它们的通过速度和能力均不同,从而达到有机污染物分离的目的。一般单级膜回收效率不高,常使用多级的膜材料进行分离处理,但多级膜分离系统的投资成本较高,故目前人们为了解决回收效率和费用问题,已经研发出了新型的集成膜系统。

目前常用的有机废气膜分离技术主要有蒸汽渗透、气体膜分离和膜接触器等,为了提高处理效率,一般蒸汽渗透等常与冷凝等处理技术集成使用[24]。

3.2 销毁技术

销毁技术是一种比较彻底消除挥发性有机物的方法,其原理就是利用光、热、催化剂或微生物等条件,使挥发性有机物发生化学或生化反应,从而将有机物转换成为CO2和H2O等无害或低害的物质。该技术较为成熟的有催化氧化燃烧、热力焚烧和生物降解技术,目前也发展了如低温等离子体和光催化氧化等新型技术。

3.2.1 催化氧化燃烧技术

催化氧化燃烧技术在治理有机废气中被广泛应用,治理技术相对成熟,成功案例也较多。其原理就是指一定的温度和压力条件下,有机废气在贵金属材料等的催化作用下,与O2、O3等发生氧化反应,最终转换为CO2和H2O等无害或低害的物质。

现在最常用的为蓄热式催化燃烧(RCO)技术,该技术指将催化反应过程中所产生的热能,通过蜂窝状的陶瓷体等作为蓄热体,储存起来后再使用到后续废气处理中。和常规技术相比,RCO废气处理设施在运行时能耗可以大大降低,相应的设施运行费用也会大大减少。目前,对于大风量、低浓度的有机废气,可以通过前段增加吸附浓缩设施再进行催化燃烧的办法进行处理,实际处理效果还是比较理想的,其中前段的吸附浓缩设施常用的有沸石转轮吸附浓缩和蜂窝状活性炭吸附浓缩。因沸石转轮吸附浓缩装置基本依靠进口,还需专门的设计,定制周期较长,目前国内很多企业仍采用蜂窝状活性炭进行吸附浓缩。如乔惠贤等人研制的FCJ 系列有机废气净化装置[25],该装置适用于浓度相对较低( < 1 000 mg/m3 )而废气排放量较大的有机废气治理。

用于催化氧化燃烧有机废气的催化剂可分为贵金属和非贵金属氧化物,常用的贵金属催化剂有Pt、Pd、Ni 等,常用的非贵金属氧化物催化剂有钙钛矿型、尖晶石型催化剂等。其中贵金属催化剂较为常用,但由于价格昂贵,且活性组分容易挥发和烧结,故目前催化剂在向单金属或双组分贵金属负载型催化材料、含La1-xCexCoO3、LaFe0.7Ni0.3O3 的钙钛矿型、含锰、铜或铈的过渡金属复合氧化物和含CuFe2O4、CuMn2O4 的尖晶石型等高活性催化剂的方向进行研究[26]。

3.2.2 热力焚烧技术

热力焚烧技术在化工、涂装及绝缘材料等行业被广泛使用,因焚烧炉温度一般在800℃左右,故其焚烧炉产生的余热可加以利用至其他生产工段。其原理较为容易理解,就是利用有机废气容易燃烧的特点,有机废气在焚烧炉内经过充分地燃烧后,最终生成CO2和H2O及低害、无害物质。该技术主要适用于高浓度且排放稳定的废气,若有机废气中含S、N和卤素等成分时,一般不适用催化氧化燃烧,也采用热力焚烧技术。

但若直接进行有机废气的焚烧会消耗大量的能源,同时设备运行费用也很高,为此,近年来国内外工程师研发出了能耗较低、运行费用低的蓄热式热力焚烧技术(RTO),并迅速得到了国内外各有机废气企业的认可和广泛应用。RTO技术就是通过高热容量的陶瓷蓄热体储存起来,再加以利用到后续废气处理中。该废气设施换热效率较高,正常可以达到90%以上,相对传统的间接换热器,陶瓷蓄热体有了很大的提升。

目前,国内已有很多公司使用沸石转轮吸附浓缩+RTO进行有机废气的处理,在实际运行中该组合技术的处理效果还是比较理想的。

3.2.3 生物降解技术

生物降解技术早在上世纪四五十年代就被德国和美国工程师开发出来,该技术因具有投资成本低、运行费用低,且设备和操作简单和不会产生二次污染等特点,在国内被许多企业接受和使用。该技术主要适用于浓度低(<1000ppm)、易生物降解和生物代谢较慢的有机废气[27-28]。其原理简言之就是通过微生物对有机废气进行降解净化,具体指微生物附着在填料上,在适宜的环境条件下,以有机废气作为其碳源和氮源,并充分接触,最终将有机分解为CO2和H2O及无机盐、生物细胞质等无害或低害物质。

生物处理技术根据微生物生长方式及其与有机废气接触方式不同,可分为生物洗涤法、过滤法和滴滤法等[29]。其中生物洗涤法就是将微生物及其营养物配料一起制成悬浮吸收液,使有机废气通过该悬浮液而被吸收;而生物过滤法就是将微生物直接附着在填料上,使有机废气通过填料时被吸收;生物滴滤法与生物过滤法的处理原理基本相同,不同之处主要在于生物滴滤法在其滴滤池内设有喷淋装置。

3.2.4 低温等离子体技术

低温等离子体技术是近些年才发展起来的新型有机废气处理技术,其原理是采用通过电晕放电、射频放电等高压放电的方式,产生大量的高能电子和具有很强氧化性的·O、·OH 等活性粒子,当电子能量大到一定程度时,有机废气污染物分子的化学键就会断裂而分解, 最终转化为CO2和H2O等无害或低害物质[24]。低温等离子体技术工艺较为简单、比较容易操作、且能耗较低,在处理低浓度的有机废气上有一定的优势。另外,该技术在处理餐饮业厨房油烟上也有很大优势,油烟去除率能达到90%以上,异味去除率也能达到70%以上[30]。

目前,单一的低温等离子设施还存在不稳定性和不确定性,如在处理某些有机废气时会产生副产物,从而造成二次污染。因此,以催化剂来协同低温等离子体技术进行VOCs处理的方法因运而生,经研究,该方法不但可以有效地提高有机废气污染物的降解率,还可以有选择性地降解处理过程中所产生的副产物[31-32]。

3.2.5 光催化技术

上世纪七十年代,国外科学家J.H.Carey等对光催化剂进行了研究,发现纳米TiO2在紫外光照射条件下,可以使废水中比较难降解的多氯联苯进行脱氯[33]。随后光催化氧化法就被广泛运用到废水处理中,但在废气处理中还属一项新型治理技术。

该技术原理就是光催化剂,在紫外光的照射下,激发出高能粒子,使之与周围的O2等发生反应,产生氧化性很强的自由基活性物质,吸附在光催化剂表面的VOCs最终被自由基活性物质氧化为CO2和H2O等无害或低害物质。目前为了增强氧化效果,国外也在研究使用O3作用氧化辅助剂。光催化剂主要为TiO2、Fe2O3、ZnO、CdS、PbS、WO3、Ga2O3等半导体材料[34],其中TiO2使用最为广泛。

目前光催化氧化技术还存在许多缺点和不稳定因素,如反应速率慢、光催化剂容易失活或难以固定等,故现在还未能被广大企业接受和使用。

第四章高新区工业有机废气治理及效能调查

4.1机械装备制造业

4.1.1有机废气产污环节

机械装备制造业废气主要来自生产中的钢材预处理、焊接、涂装和总装过程。钢材预处理废气主要为抛丸过程产生的粉尘、喷漆过程产生的漆雾(有机废气,主要含甲苯、二甲苯)和烘干过程中产生的有机废气(主要含“三苯”和非甲烷总烃)。焊接工艺产生的废气是焊接烟尘。在点焊或弧焊时产生的高温,使焊件的焊接部位以及焊丝熔化溅出而形成焊接烟尘。焊接烟尘主要含有金属颗粒物以及氧化镍等雾化的化学成分。涂装工艺在喷漆涂装过程中有废气排放,废气主要来源于油漆中的挥发性有机物,以及油漆等容易生成雾化物的成分。废气中主要的污染物是甲苯、二甲苯、非甲烷总烃以及颜料等微小颗粒物。

4.1.2 有机废气治理现状

在机械装备制造业中,由于产生的喷涂废气浓度低、排风量大,且不含会引起催化剂中毒的物质,故目前最常用有效的方法是通过水幕过滤、除湿过滤后,再经过吸附浓缩+催化燃烧处理。目前国外多采用RCO技术,即沸石转轮吸附浓缩+蓄热催化燃烧,一般净化效率能达到90%以上。而国内现在多采用蜂窝状活性炭固定床吸附浓缩+催化燃烧技术,因净化效率也能达到90%以上,且投资费用较低,故被国内相关企业广泛使用,但安全性较差,活性炭再生也存在风险。

在装备涂装中,其喷涂废气除采用上述水幕+水洗塔+吸附浓缩+焚烧治理技术外,还常采用水幕+多级过滤+活性炭吸附技术,目前一些新型处理技术也在被运用到实际生产过程中。

另外,除采取末端处理技术外,涂装行业中已有企业在尝试采用更加环保、有机废气产生量小的水性涂料和固体粉状涂料来替代溶剂型涂料,以从源头上减少有机废气的产生和排放。

4.1.3高新区案例调查

某装备制造(苏州)有限公司为苏州高新区内为规模较大的装备制造企业。该公司于2010年成立,现主要从事大型核电阀门相关装备的生产。公司生产工艺流程如图4-1所示。

图4-1 喷漆组装等生产工艺及产污环节示意图

该公司挥发性有机物主要来自喷漆组装工艺,将上游生产零件进行焊接(产生焊接废气G3),再自动化清洗(产生清洗污水W1)。零部件清洗后进行局部组装,进而装配成一整体。将组装后的半成品进行泵验试压(产生试压污水W2),接着将试压后的合格品进行预烘(产生烘干废气G4)再进入喷漆室喷漆(产生喷漆废气G5、废漆渣和油漆桶S9)。喷漆后进入烘干室进行烘干(产生烘干废气G6)。最后等零部件自然冷却后,包装入库。

由图4-1中产污环节分析可见,有机废气主要产生于涂装车间的喷涂和烘干工段。喷漆工序产生的有组织排放废气G5,以颗粒物、二甲苯、非甲烷总烃计;预烘、烘干工序产生的有组织排放废气G4、G6,以二甲苯、非甲烷总烃计。目前,该公司喷漆废气经水旋器吸收和活性炭吸附处理后通过15米高排气筒排放(如图4-2),烘干废气经催化氧化燃烧处理后通过15米高排气筒排放(如图4-3)。

喷漆废气水膜挡漆板纤维滤网+活性炭15米高排气筒排空漆渣委外处置废水定期引入废水处理站循环水池图4-2 喷漆废气处理工艺流程图

烘干房180℃15米高排气筒排空催化燃烧器新鲜空气天然气图4-3 烘干废气处理工艺流程图

依据《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)中对于非甲烷总烃排放浓度及排放速率的限值要求和《固定污染源排气中非甲烷总烃的测定气相色谱法》(HJ/T38-1999)中对于非甲烷总烃浓度测定分析要求,对该公司的预烘、烘干废气排气筒、喷漆废气排气筒2个排气筒排放的非甲烷总烃进行了2个生产周期的监测,结果如表4-1。

测试项目单位设施后测试结果

预烘、烘干废气排气筒(第一周期) 预烘、烘干废气排气筒(第二周期) 喷漆废气排气筒(第一周期) 喷漆废气排气筒(第二周期)

测试截面积 m2 0.540 0.540 0.540 0.540

测点温度 ℃ 34.5 35.1 38.0 37.6

废气流速 m/s 12.9 13.0 11.8 11.9

废气流量 m3/h 21351 21496 22939 23133

动压 Pa 128 134 98 97

静压 Pa 32 33 23 28

排放浓度 mg/m3 范围 13.5-21.4 12.9-20.7 25.7-43.2 27.9-44.7

均值 15.7 16.7 38.4 36.7

表4-1 各排气筒非甲烷总烃检测结果

由表4-1废气设施后检测结果可见,两个废气排口排放的非甲烷总烃浓度均在国家规定排放限值内,喷漆废气排口排放的非甲烷总烃浓度在37mg/m?左右,相对预烘、烘干废气排口的非甲烷总烃浓度较高,由本次监测数据可见,催化氧化燃烧处理技术去除非甲烷总烃的效率相对活性炭和纤维过滤较高。

项目单位数值

设备投资额万元 63.5

运行费用万元 41.6

废气处理风量 m3/h 22000

废气处理前浓度 mg/m3 200

废气处理后浓度 mg/m3 37

运行时间 h 12

运行天数天 365

每年每吨处理费用万元/t·a 5

表4-2 活性炭和纤维过滤废气处理效能分析

项目单位数值

设备投资额万元 150

运行费用万元 33.2

废气处理风量 m3/h 22000

废气处理前浓度 mg/m3 200

废气处理后浓度 mg/m3 15

运行时间 h 12

运行天数天 365

每年每吨处理费用万元/t·a 10

表4-3 催化氧化燃烧废气处理效能分析

由表4-2活性炭废气处理效能分析可见,活性炭吸附装置的前期设备投资额相对较小;运行费用包括运动电费、活性炭更换和再生费用及人工费用等,折合一个月3.5万元左右;该废气处理设施在更换活性炭后处理效果较好,但随着活性炭吸附的饱和,处理效率会逐渐降低;折算到每年每吨废气处理费用约为5万元。

由表4-3催化燃烧废气处理效能分析可见,催化燃烧处理装置的前期设备投资额适中;运行费用包括燃气费用及电费等,折合一个月2.8万元左右;该处理设施对于有机废气的处理效率在90%以上,处理效果较好;折算到每年每吨废气处理费用约为10万元。

4.2 电子信息产业

4.2.1 有机废气产污环节

电子信息产业(如半导体、TFT-LCD 、LED、PCB印制电路板等)是高新区支柱企业,生产废气与其生产工艺、产品结构有关。一般电子信息制造业生产过程中产生的工艺废气有:挥发性原辅材料或产品产生的酸雾、有机污染物、NOx和氨气;钻孔、裁板等工序中将产生一定量的粉尘,焊接过程中将产生少量的烟气;含电镀工艺的电子企业生产过程中产生的废气污染物主要是HCl和硫酸雾,另有少量氨气;在机件喷漆、除油、烘干过程中将有一些有机废气产生。

4.2.2 挥发性有机物治理现状

该行业生产中所产生的废气除了有机废气以外,一般还含有酸性气体、碱性气体和一些有毒气体,该类废气浓度低、风量大。国内外一般均采用水洗塔吸收+沸石转轮吸附浓缩+高温焚烧的组合技术进行治理,高温焚烧包括蓄热式焚烧(RTO)和催化燃烧(RCO)。

但由于RTO、RCO设备前期投入均较高,一般企业无法承受,故目前很多该行业企业仍采用水洗塔吸收+活性炭吸附的方法,来进行有机废气的治理。目前大多数企业均采用水洗塔以清水洗涤处理,但采用清水洗涤对有机废气的去除效率较低,约30%左右,甚至更低,很难达到排放标准。

在水洗塔洗涤液中加入一定量的乳化添加剂后,可使水洗塔去除有机废气的效率提高至85%以上,水洗塔产生的废水再通过配套的废水处理设施进行处理。该方法实际上就是将气相得污染物转移到水相污染物后再进行治理,也是废气处理的一个研究方向。与RTO、RCO技术相比,该技术投资费用较低,运行费用相当,虽净化效率及稳定性无法相提并论,但一般也能基本保证有机废气达标排放,故在国内电子企业中广泛运用。

4.2.3 高新区案例调查

某电子科技(苏州)有限公司为高新区内一家集成电路制造的规模企业,主要专工晶圆生产,在国内集成电路产业内,属重点企业。该公司于2001年5月正式投产,主要从事监控摄像头生产,主要生产工艺流程如图4-4。

图4-4 基板加工工艺流程及产污环节示意图

该公司有机废气主要产生于印刷和点胶工段,原有机废气直接通过水喷淋吸收处理后排放,但由于城市规划改变,周边居民区逐渐增多,为减少废气异味扰民情况的出现,且单一的水喷淋吸收设施处理效率较低,较难满足环保排放的要求,因此该企业为了提高自身形象,避免超标排放风险,进行了有机废气治理设施的升级改造,使用了有机废气经沸石转轮浓缩吸附焚烧处理后通过排气筒排放(如图4-5)。

图4-5 沸石转轮浓缩吸附+蓄热焚烧处理工艺流程图

依据《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)中对于非甲烷总烃排放浓度及排放速率的限值要求和《固定污染源排气中非甲烷总烃的测定气相色谱法》(HJ/T38-1999)中对于非甲烷总烃浓度测定分析要求,对该公司的有机废气排气筒排放的非甲烷总烃进行了废气设施改造前后的检测,检测结果如表4-4。

测试项目单位设施后测试结果

有机废气排放口(水喷淋吸收) 有机废气排放口(沸石转轮浓缩吸附焚烧)

测试截面积 m2 1.54 1.54

测点温度 ℃ 26 29

废气流速 m/s 4.8 14.8

废气流量 m3/h 23634 73238

动压 Pa 20 195

静压 Pa 30 20

排放浓度 mg/m3 范围 107~119 9.5~12

均值 112 10

排放速率 kg/h 2.65 0.73

表4-4 有机废气排放口非甲烷总烃设施改造前后检测结果

由表4-4检测结果可见,设施改造前后该公司的废气排放浓度有明显变化。安装沸石转轮浓缩吸附焚烧处理设施后,有机废气排口的非甲烷总烃排放浓度大幅降低;而改造前的活性炭吸附处理设施处理排放的非甲烷总烃排放浓度虽未超标,但已处于超标临界线,随着设备老化或产量扩大等情况的发生,有废气超标的可能。

项目单位数值

设备投资额万元 731.6

运行费用万元 84

废气处理风量 m3/h 73238

废气处理前浓度 mg/m3 112

废气处理后浓度 mg/m3 10

运行时间 h 24

运行天数天 365

每年每吨处理费用万元/t·a 12

表4-5 沸石转轮浓缩吸附焚烧处理效能分析

由表4-5沸石转轮浓缩吸附焚烧处理效能分析可见,该前期设备投资额较大;燃气费用及沸石转轮保养费用等运行费用折合一个月7万元左右;该处理设施对于有机废气的处理效率在90%左右,处理效果较好;折算到每年每吨废气处理费用约为12万元。

4.3 化学原料及制品制造业

4.3.1 挥发性有机物产污环节

高新区内现状主要化学原料及制品生产企业有天马精细化学品、阿克苏诺贝尔、宝化炭黑、纽佩斯树脂、东威化工斯塔尔精细化工等,主要进行功能性树脂、涂料、油漆、特殊化学材料等的生产及有机溶剂废液的再生和精制等。化学原料及制品制造业的环境影响识别内容如下:

生产废气:化学原料及制品业的生产废气主要来自于生产过程中原料输送、转移、投料、储罐呼吸等环节,包括甲醇、甲苯、二甲苯、非甲烷总烃、甲醛、丙酮、丁酮、异丙酮等溶剂挥发废气,HCl、硫酸雾、氨气等酸性或碱性废气。此外,生产过程中还会产生酯类、非甲烷总烃、粉尘等大气污染物。虽然在一个区域内的企业数量不多,但由于使用有机溶剂量较大,往往成为一个区域内有机废气排放的主要污染源,故这些企业不容忽视。

化学原料及制品企业产生有机废气主要环节在于有机溶剂混合搅拌、厂区内原料及成品转移储存过程,对外环境排放方式有排气筒有组织排放和未收集厂界无组织排放两部分。废气有组织排放与生产工艺流程和实际工况息息相关[31]。其中,因为混合搅拌过程一般在密闭的反应釜中进行,所以产生的有机废气较容易收集集中治理;但是在储运过程中,跑、冒、滴、漏的现象不仅造成厂区环境恶劣,还会无组织排放,影响环境。

4.3.2 挥发性有机物治理现状

在实际生产过程中,化工企业产生的有机废气浓度都很高,一般都在几千甚至上万毫克每立方米,针对这一情况国内企业普遍采用热力焚烧来处理高浓度废气。部分企业因各种原因仅采用活性炭进行吸附处理,会因为管理不善等原因极易出现废气超标情况。

4.3.3 高新区案例调查

某化成工业(苏州)有限公司是一家从事特种胶带生产的外资企业,公司于2008年4月正式投产,实行三班制工作制度,主要进行特种胶带等的生产,主要生产工艺如图4-6。

该公司在生产中使用到众多有机溶剂,产废阶段众多,具体过程如下

(1)制胶:根据客户需求,涂胶工序分别使用外购的A胶(原料为甲苯、乙酸乙酯、树脂和固化剂)或者B胶(原料为树脂、乳化剂),外购A胶在使用时需加甲苯和微量固化剂进行调制,将所需原料按比例称重后倒入调和桶,经搅拌装置搅拌均匀后即可得调配好的A胶,A胶中的固化剂为架桥促进剂,在胶类固化时起交联作用,不挥发,甲苯作为溶剂,因此,在调配A胶搅拌过程有少量甲苯、乙酸乙酯挥发G1;B胶可直接使用。调胶过程中需定期用甲苯对调胶设备进行清洗,清洗过程有少量甲苯挥发。

图4-6 主要生产工艺流程图

(2)涂胶:常温下在涂工车间将塑料膜及纸张经辊筒涂胶机将A胶(B胶)均匀涂在塑料膜、纸基材上,使用A胶时,此工序有部分甲苯、乙酸乙酯挥发G2。

(3)干燥:涂胶后的塑料膜、纸在密闭条件下经120~60℃逐步干燥(采用蒸汽盘管式热风加热),烘干时间约十几秒,因此,A胶内的溶剂甲苯和乙酸乙酯在高温下会大量挥发G3,气体经管道收集后进入三段式蓄热焚烧装置处理。

该治理设置采用三段式进行蓄热,可以更好地利用焚烧废气的余热,节省能耗和降低运行成本。为了使废气能够充分燃烧,焚烧炉的温度要加热至800℃左右。处理后的热废气经过三段蓄热体,温度降至200℃以下后,最终从20米高烟囱排放(如图4-7)。

废气集气系统三段式蓄热焚烧炉20米高烟囱排放管道输送图4-7 三段式蓄热焚烧处理工艺流程图

依据《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)中对于非甲烷总烃排放浓度及排放速率的限值要求和《固定污染源排气中非甲烷总烃的测定气相色谱法》(HJ/T38-1999)中对于非甲烷总烃浓度测定分析要求,对该公司的焚烧炉废气排气筒排放的非甲烷总烃进行了废气设施后的检测,检测结果如表4-8。

测试项目单位设施后测试结果

焚烧炉废气排放口

测试截面积 m2 3.14

测点温度 ℃ 124

废气流速 m/s 2.8

废气流量 m3/h 20459

动压 Pa 5

静压 Pa 2

排放浓度 mg/m3 范围 25~32

均值 28

排放速率 kg/h 0.573

表4-6 焚烧炉废气排放口非甲烷总烃设施后检测结果

由表4-6焚烧炉废气排放口非甲烷总烃设施后检测结果可见,经该公司配套的三段式蓄热焚烧装置处理后排放的非甲烷总烃浓度值较低,说明该公司配套的该套废气处理装置对废气中非甲烷总烃的处理效果还是比较理想的。

项目单位数值

设备投资额万元 2300

运行费用万元 90

废气处理风量 m3/h 20459

废气处理前浓度 mg/m3 2093

废气处理后浓度 mg/m3 28

运行时间 h 24

运行天数天 365

每年每吨处理费用万元/t·a 7

表4-7 废气处理经济分析

由表4-7废气处理经济分析可见,三段式蓄热焚烧装置的前期设备投资额较大;运行费用主要包括天然气费用、运行电费及设施定期保养费用等,折合一个月在7.5万元左右;该处理设施对于有机废气的处理效率在90%左右,处理效果较好;折算到每年每吨废气处理费用约为7万元。

4.4 橡胶制品行业

4.4.1 挥发性有机物产污环节

苏州高新区内橡胶企业较少,但规模较大,主要从事汽车部件配套产品的生产。橡胶制品的母体原材料主要为生胶,包括天然橡胶和合成橡胶,其中合成橡胶常用的有丁苯胶、顺丁胶等。原材料除了生胶,在橡胶制品生产过程中还需使用到甲苯、汽油等各种配合剂,以及纤维织物和金属材料等。

橡胶制品的基本生产工艺比较复杂,包括混炼、浸胶、压延、挤出成型、硫化和烘干等一系列生产工序。而橡胶制品生产中产生有机废气的工序也较多,有机废气主要来自前段的炼胶、纤维织物浸胶、压延等过程和后段的硫化、烘干过程,以及在生产中使用的树脂、汽油等有机溶剂的配料和存放过程。生产中的挥发性有机物主要来自于原材料生胶单体的释放、树脂和汽油等有机溶剂的挥发,以及在高温工段中产生的热反应生成物。其中生胶单体具有很大的毒性,但一般温度条件下单体析出的较少,主要为烷烃和烯烃的衍生物,还可能会有丙烯腈、苯乙烯、氯乙烯等残存单体被分解出来。而在橡胶制品行业中,有些工序需要使用到大量的有机稀释剂,目前普遍使用的为汽油。橡胶制品生产一般都在高温条件下进行,因此,各种化学物质之间极容易发生一系列反应,从而生产新的有机污染物质。

4.4.2 挥发性有机物治理现状

橡胶制品实际生产过程中,如浸胶、涂胶等工序,会大量使用到汽油、甲苯等有机溶剂,且橡胶制品生产一般在高温下进行,从而会产生大量的挥发性有机废气,废气中非甲烷总烃的浓度较高,浓度在200mg/m3至600 mg/m3之间。目前橡胶行业采取的有机废气治理技术主要为活性炭或活性纤维棉吸附处理技术和冷凝回收技术等,另外,因生产废气中可能含有H2S,一般在废气治理设施前端还会采用碱液喷淋或生物净化处理设备。

同时橡胶制品生产过程中的炼胶、硫化等工艺废气,由于浓度较低切不易收集,一般都直接通过企业换排气系统排至外环境中,形成无组织排放,该部分有机废气中的非甲烷总烃浓度一般在12 mg/m3至20 mg/m3之间,但排放总量巨大。因此,企业对该部分有机废气进行统一收集治理后排放十分必要。

4.4.3 高新区案例调查

苏州某橡胶有限公司是一家从事轿车子午线轮胎生产的日资企业,公司于2007年5月正式投产,实行一班制12小时生产,年工作天数为300天,主要进行汽车轮胎的加工生产,主要生产工艺如图4-8。

该公司在生产中使用到二甲苯、汽油等有机溶剂,有机废气主要产生于炼胶、成型、硫化等工序,在生产过程中会产生硫化氢、二硫化碳、有机废气产生,该工艺产生废气经收集后通过碱喷淋塔+活性炭箱+活性炭纤维棉吸附塔处理后通过一根15米高的排气筒排放(如图4-9)。

废气收集系统碱喷淋塔+活性炭15米高烟囱排放管道输送图4-8 废气处理工艺流程图

依据《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)中对于非甲烷总烃排放浓度及排放速率的限值要求和《固定污染源排气中非甲烷总烃的测定气相色谱法》(HJ/T38-1999)中对于非甲烷总烃浓度测定分析要求,对该公司的焚烧炉废气排气筒排放的非甲烷总烃进行了废气设施后的检测,检测结果如表4-8。

图4-9 轿车用子午线轮胎生产工艺流程图

测试项目单位设施后测试结果

废气排放口

测试截面积 m2 0.95

测点温度 ℃ 26.4

废气流速 m/s 7.7

废气流量 m3/h 23091

动压 Pa 50

静压 Pa 9

排放浓度 mg/m3 范围 12.0~19.4

均值 16.2

排放速率 kg/h 0.374

表4-8 废气排放口非甲烷总烃设施改造前后检测结果

由表4-8废气设施后检测结果可见,非甲烷总烃浓度值较低,说明该公司配套的碱喷淋塔+活性炭箱+活性炭纤维棉吸附塔装置对废气中非甲烷总烃的处理效果还是可以的,但还需对活性炭和纤维棉吸附情况进行跟踪,以免饱和失效,影响废气处理效果。

项目单位数值

设备投资额万元 65

运行费用万元 30

废气处理风量 m3/h 23091

废气处理前浓度 mg/m3 200

废气处理后浓度 mg/m3 16.2

运行时间 h 12

运行天数天 300

每年每吨处理费用万元/t·a 6

表4-9 废气处理经济分析

由表4-9废气处理经济分析可见,碱喷淋塔+活性炭箱+活性炭纤维棉吸附塔处理装置的前期设备投资额较小;运行费用包括碱液费用、水费、活性炭和活性纤维棉更换费用及设施保养费用等,折合一个月2.5万元左右;该处理设施对于有机废气的处理效率在85%以上;折算到每年每吨废气处理费用约为6万元。

结论与建议

(1)随着工业和城镇化发展的不断扩大,苏州高新区作为经济较快发展的地区,不可避免地面临许多的环境污染问题。2015年度苏州高新区建成区环境空气四项监测指标:除二氧化硫外,可吸入颗粒物、二氧化氮、细颗粒物的年均值均未达到国家《环境空气质量标准》(GB3095—2012)中的二级标准。从2014年高新环境信访来源可以看出,工业废气污染已占到总量的近一半,且大部分为异味类投诉,可见工业污染已对居民生活环境构成较大威胁,也是环保部门主要的工作重点之一。

根据对高新区内某处敏感建筑物(异味类投诉较多且与工业区相邻的住宅小区)进行的特定有机污染因子的监测,结果显示,浓度较高的有机物主要为己烷、丁酮、乙酸乙酯,其中苯系物也均有检出。可见,有机废气污染已在人们身边悄然存在,逐渐影响人们的健康和生活,因此,有机废气治理刻不容缓。

(2)在机械装备制造业中,涂装及烘干工序是有机废气主要来源,非甲烷总烃浓度一般在100 mg/m?至200mg/m?之间。水幕+吸附浓缩+催化燃烧处理装置是目前主要采用处理办法,该装置投资额适中,根据高新区实际案例效能分析,折算到每年每吨废气处理费用约为10万元。

在电子信息产业中,工业有机废气大部分来自于下列工序,如:清洗、印刷、涂胶、光刻等,非甲烷总烃浓度在150mg/m?左右。目前采用沸石转轮浓缩吸附+蓄热式热力焚烧(RTO)装置的企业比较多,该装置前期投资较大,根据高新区实际案例效能分析,折算到每年每吨废气处理费用约为12万元。

在化学原料及制品制造业中,工业有机废气主要来自涂装和烘干工序,非甲烷总烃浓度一般在100 mg/m?至200mg/m?之间。目前主要采用水幕+活性炭吸附—脱附—催化燃烧处理装置,该装置投资额适中,根据高新区实际案例效能分析,折算到每年每吨废气处理费用约为7万元。

在橡胶制品行业中,工业有机废气主要来自溶剂混合搅拌及原料和成品转移储存过程,其中高浓度有机废气的非甲烷总烃浓度一般在200mg/m3至600 mg/m3之间,该部分废气一般通过活性炭或活性纤维棉吸附处理技术和冷凝回收技术。另外,因生产废气中可能含有H2S,一般在废气治理设施前端还会采用碱液喷淋或生物净化处理设备。同时橡胶制品生产过程中的炼胶、硫化等工艺废气,由于浓度较低切不易收集,一般都直接通过企业换排气系统排至外环境中,形成无组织排放,该部分有机废气中的非甲烷总烃浓度一般在12 mg/m3至20 mg/m3之间,但排放总量巨大。因此,企业对该部分有机废气进行统一收集治理后排放十分必要。该行业企业目前主要采用碱喷淋塔+活性炭箱+活性炭纤维棉吸附塔装置,该装置前期投资额较小,根据高新区实际案例效能分析,折算到每年每吨废气处理费用约为6万元。

(3)经调查,苏州高新区内工业有机废气污染源产生主要来源于医药化工行业中有机溶剂的使用及装备制造业中涂装工艺使用的涂料,该部分企业排放量占到高新区有机废气排放总量的70%左右。该部分企业产生的有机废气浓度并不高,但废气排放的总量均较大。企业在进行废气治理时,应根据自身产生的浓度、风量等,以环境效益为优先,综合各类治理技术的特点,选择最适合自身处理和发展的废气治理措施。

(4)调查中发现,苏州高新区内有少数企业尝试使用低温等离子体、光催化氧化等新型的废气治理技术处理有机废气。在相关企业实际运行中,设施运行不稳定,废气时有超标排放情况出现。不过,企业在不断调式新型技术的过程中为废气有效治理寻找一条新的出路,从而更好地控制有机废气的排放。

总的来说,各企业一般均采用末端废气治理技术来解决有机废气排放问题,而这种办法仅仅是一种“抢救性”的措施,一旦出现意外情况将对环境直接污染。所以,企业和环境管理部门控制污染物的排放更应该从清洁生产、源头控制、技术更新上抓起,从而减轻末端治理的压力。

(5)目前,针对有机废气综合排放的控制,我国还没有统一的标准。国家及北京、广东等部分地区仅针对某些特定的、挥发性有机污染物产生量较大的行业排放制定了相应的标准规定,对有机废气的排放浓度和速率及无组织排放监控浓度等方面作了限值要求。

对于非甲烷总烃的排放标准,国家和地方排放标准中均给出了明确的规定要求,故本文以非甲烷总烃作为挥发性有机物的表征指标进行废气治理相应数据分析。但挥发性有机物与非甲烷总烃概念还是有一定区别,其量化关系根据不同行业也有不同,仅以非甲烷总烃来对企业有机污染物排放进行控制是不够准确的。因此,为更好、更全面地进行区域内有机废气的治理和更有效地对区域内有机废气进行控制,国家层面必须制定一个统一的针对挥发性有机物排放的标准。针对这一情况,国家环保部已于2017年4月制定了《挥发性有机物无组织排放控制标准》和《涂料、油墨及胶黏剂工业大气污染物排放标准》(征求意见稿)两项国家标准,目前还在征集意见中。

参考文献

[1]中华人民共和国国务院.国务院关于印发国家环境保护“十二五”规划的通知[EB/OL]. (2011-11-20). http://www.gov.cn/zwgk/2011-12/20/content_2024895.htm.

[2]中华人民共和国环境保护部,国家发展和改革委员会,财政部. 关于印发《重点区域大气污染防治“十二五”规划》的通知[EB/OL]. (2012-10-29). http://www.zhb.gov.cn/gkml/hbb/gwy/201212/t20121205_243271.htm.

[3]国家环境保护局科技标准司. 大气污染物综合排放标准详解[M]. 北京:中国环境科学出版社,1997

[4]国家环境保护总局. HJ/T 38-1999 固定污染源排气中非甲烷总烃的测定气相色谱法[S]. 北京:中国环境科学出版社,1999

[5]Molhave L, Clausen G, Berglund B, et al. Total volatile organic compounds(TVOC)in indoor air quality investigations[J]. Indoor Air, 1997, 7(4):225-240

[6]Roger Atkinson, Janet Arey. Gas-phase tropospheric chemistry of biogenic volatile organic compounds: a review. Atmospheric Environment, 2003, 37(2): 197-219

[7]Roger Atkinson. Atmospheric chemistry of VOCs and NOx. Atmospheric Environment, 2000, 34(12-14): 2063-2101

[8]Carter W P L. Development of ozone reactivity scales for volatile organic compounds. Journal of the Air and Waste Management Association, 1994, 44(7): 881-899

[9]Hallquist M, Wenger J.C, Bai Nsperger U, el a1. Theform ation propeies and impact of secondary organic aerosol: current and emerging issues. Atmospheric Chemistry Physics, 2009(9): 3555-3762

[10]谢绍东, 于淼, 姜明. 有机气溶胶的来源与形成研究现状. 环境科学学报, 2006, 26(12): 1933-1939

[11]Pinto D.M., Blande J.D., Nerg A.M., Holopainen J.K. Plant volatile organic compounds (VOCs) in ozone (O3) polluted atmospheres: the ecological effects. Journal of Chemical Ecology, 2010, 36(1): 22-34

[12]Harald Geiger, Ian Barnes, Karl H. BEcker, et al. Chemical Mechanism Development: Laboratory Studies and Model Applications. Journal of Atmosphere Chemistry, 2002, 42(1): 323-357

[13]孙筱强, 程水源, 魏巍, 等. 炼油厂 VOCs 排放及其对 O3生成的敏感性研究. 安全与环境学报, 2011(6): 101-105

[14]US Environmental Protection Agency. National emission inventory database [EB/OL].(2013-12-02).http://www.epa.gov/ttn/chief/net/2008inventory.html.

[15]UK Environmental Agency. National atmospheric emissions inventory [DB/OL]. (2013-01-28). http://naei.defra.gov.uk/data/ef-all.

[16]张云, 李彦锋. 环境中 VOCs 的污染现状及处理技术研究进展[J]. 化工环保, 2009, 29(5): 411-415

[17]Faisal I. Khan, Aloke Kr. Ghoshal. Removal of Volatile Organic Compounds from polluted air[J]. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 2000, 13(6): 527-545

[18]吕康乐,付宁等. 空气中挥发性有机物环境监测研究进展[J]. 甘肃科技,2012,28(6):42-45

[19]Jacek Namiesnik. Application of solid-phase microexetraction for determination of organic vapors in gaseous matrices[J]. Journal of Chromatography A, 2000,885(2):405-418

[20]李哲民. 环境空气中挥发性有机物的测定方法探讨[J]. 环境保护与循环经济,2012,(7):54-58

[21]Wang DKW, Austin C. Determination of complex mixtures of volatile organic compounds in ambient air: an overview[J]. Analytical and bioanalytical chemistry, 2006,386(4):1089-1098

[22]余益军,戴玄吏,王荣俊等. 化工园区空气中非甲烷总烃与挥发性有机物的定量关系[J]. 化工环保,2010,30(5):454-457

[23]叶梦西,张展毅,罗海鲲等. 非甲烷总烃与总挥发性有机化合物检测结果的比较[J]. 广州环境科学,2012,27(4):14-19

[24]张丽,张小平,黄伟海. 生物膜法处理挥发性有机化合物技术[J]. 化工环保,2005,25(2):100-103

[25]乔惠贤等. 大风量VOCs废气治理[J]. 环境工程,2004,22(1):36-38

[26]黎维彬,龚浩. 催化燃烧去除VOCs污染物的最新进展[J]. 物理化学学报,2010,26(4):885-894

[27]Gero Leson, Arthur M. Winer. Biofiltration: An Innovation Air Pollution Control Technology For VOC Emission[J]. Air & Waste Manage Association, 1991,41(8): 1045-1054

[28]Marc Deshusses and Camdon T. Johnson. Biofiltration of High Loads of Ethyl Acetate in the Presence of Toluene[J]. Air & Waste Manage Association, 1999,49: 973-979

[29]张云,李彦锋. 环境中VOCs的污染现状及处理技术研究进展[J]. 化工环保,2009,29(5):411-415

[30]王玉佳,许德玄等. 雾化电晕等离子体饮食油烟净化技术与装置[J]. 环境工程,2004,22(1):40-42

[31]郭玉芳,叶代启. 废气治理的低温等离子体-催化协同净化技术[J]. 环境污染治理技术与设备,2003,4(7):41-46

[32]MALIK M A, MINAMITANI Y, SCHOENBACK K H. Comparison of catalytic activity of aluminum oxide and silica gel for decomposition of volatile organic compounds (VOC) in a plasmacatalytic reactor [J]. IEEE Transactions on Plasma Science,2005,33(11):50-56

[33]Carey J H, Lawrence J, Tosine H M. Photodechlorination of PCB in the presence of titanium dioxide in aqueous suspension[J]. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology,1976,16(3):697-701

[34]易灵. 有机废气治理技术的研究进展[J]. 四川环境,2011,30(5):103-107

工业废气粉尘治理解决方案一站式服务商
方案设计 / 设备制造 / 施工安装 / 售后服务 / 环保检测