管志軍
(南京名環智遠環境科技有限公司,江蘇 南京 210012)
揮發性有機物,是常溫飽和蒸汽壓大于133.32 Pa,常壓下沸點小于50~260 ℃的化合物。揮發性有機物毒性較強,會形成化學煙霧,是PM2.5的前體物。通過調查工業企業揮發性有機物的現狀,發現重點集中在包裝印刷業、涂裝業、有機化工業、塑料制品等行業。這些工業企業在生產過程中產生的揮發性有機物的排放量非常高,而處理設備配置率又低于50%,與國家標準要求差距較大。
在實踐中,對某地區工業企業揮發性有機物的防治情況進行調查,主要涉及五個重點領域,發現多數揮發性有機物源于有機化工產業,占比達90.55%;以下依次為醫藥(5.44%)、表面涂裝(1.81%)、包裝印刷(1.68)、塑料制品(0.52%)。通過分析揮發性有機物的處理效率可知,五大重點行業的平均處理效率為47.2%,均處于低下水平,不能滿足環境保護標準要求[1]。
該地區涉及90多個工業園區,其中,化工園區主要為精細化工、石油石化、有機硅材料等。在化工行業,總體的揮發性有機物的排放量高達86%,但行業處理設施覆蓋率、平均處理效率都比較低。其中,有機化學的處理設施覆蓋率為37.35%,平均處理效率為47.65%,這說明多數企業并未建設揮發性有機物的處理設施,嚴重危害了周邊的空氣環境。因此,化工園區的揮發性有機物管控與國家標準、治理要求差距很大,導致揮發性有機物的排放監管不到位,頻繁收到異味投訴。
現階段,化工園區的揮發性有機物的治理工作正處于初期階段,缺乏污染防治意識,且綜合治理能力不足。按照不完全統計,若化工企業揮發性有機物處理設施的建設率低于50%,其在處理工藝、溶劑使用方面都會產生揮發性有機物,而且會存在無組織排放的問題。
因揮發性有機物的種類、組分比較復雜,當組分與濃度不同時,需要應用不同的技術工藝。例如,化工園區在治理揮發性有機物時,是以活性炭吸附為主,其去除效率較低,且活性炭失效快,不能滿足排放要求。
在實際調查中發現,多數化工園區與企業其監測監控揮發性有機物的能力不足。當企業揮發性有機物的排放標準為有組織排放時,會涉及到物料生產、運輸、裝卸等。但截至目前,許多企業并未建立揮發性有機物的監管體系,也沒有注重泄漏的監測與修復,導致揮發性有機物的監測監管能力不到位。
在化工園區內,可將重點化工企業作為監測對象,著力監測企業的揮發性有機物污染物,并掌握污染物的類別以及排放量。在實際監測中,應結合園區的地理位置和氣候環境對揮發性有機物的成因、排放、污染進行分析,并建設監測監控及預警體系。針對重點監控企業,可實行立體化泄漏遙測,監測污染物的排放情況,同時,還應監測和監控高危害性、高毒害性氣體,比如甲醛、苯等。在以上過程中,還要監測、預警突發的廢氣泄漏事故。
3.2.1 泄漏檢測和修復
針對化工企業的無組織排放問題,必須合理應用泄漏檢測與修復技術。化工企業應建立和完善泄漏檢測、修復管理機制,并按照污染物的相關排放標準,配置揮發性有機物的檢測儀,細化工作程序、檢測方法、泄漏濃度限值、修復要求等。針對動靜設備密封墊設置標識與編號,查找無組織泄漏點,及時修復泄漏超標密封點,針對容易泄漏的環節,需要制定科學化的改進措施。
3.2.2 從源頭控制揮發性有機物的排放
化工企業應注重落實清潔生產的理念,注重生產工藝技術的優化,并將以上內容應用到生產管理環節。在實際生產中,應注重運行操作、檢修環境優化、風險識別,全面回收工藝物料,以此落實密閉吹掃、凝液回收等措施,避免揮發性有機物進入大氣環境中,爭取從源頭控制揮發性有機物的排放。
3.2.3 注重揮發性有機物的末端治理
企業應按照標準化組織,掌握工藝廢氣的排放種類與特點,同時制定末端治理手段。在實際治理程中,要注重生產流程優化,回收利用廢氣,以此控制廢氣的排放。其中,針對回收難度較大的廢氣,要采用催化燃燒、熱力燃燒等方式,對其進行處理后達標排放,且處理效率要高于95%[2]。同時,還要注重治理廢水系統的廢氣,在收集、存儲和處理廢水時,針對容易產生異味的環節,應做好相應處理。需要注意的是,要按照不同工況,明確治理技術路線,確保廢氣達標排放。
在化工園區,由于揮發性有機物的種類較多,治理難度大,在其防治工作中需采用以下技術。
3.3.1 回收技術
當揮發性有機物廢氣濃度大于10 000 ppm時,則應用選擇性透膜、選擇性吸附劑對有機污染物進行富集分離處理,以實現資源化循環。當揮發性有機物回收后,經過純化處理,可再次返回到生產工藝中,進行集中化分離提純處理,降低原料消耗量。
3.3.2 破壞性技術
當揮發性有機物廢氣濃度處于1 000~5 000 ppm時,可應用微生物、催化劑、光熱技術,將揮發性有機物轉變為水和二氧化碳。破壞性技術具有較高去除率,基本可達到99%,可應用到高毒性污染物的處理中,比如硫化物、苯物質等[3]。
3.3.3 組合技術
組合技術是將回收技術、破壞技術進行組合應用,其可提升揮發性有機物的治理效果。當揮發性有機物廢氣濃度小于1 000 ppm時,可通過吸附濃縮—燃燒技術,也可以應用生物處理技術,對揮發性有機物進行凈化處理后,再排放至大氣中。
化工企業的污水處理廠在廢氣凈化治理中主要是以低溫催化氧化技術為主,其技術原理如下:當揮發性有機物的環境溫度為250~450 ℃時,可進行中和催化處理,從而產生氧化反應,生產二氧化碳與水,滿足破壞治理要求。其常用催化劑主要為貴金屬催化劑。在經過催化氧化處理后,揮發性有機物的去除率超過97%,甲苯濃度小于14 mg/m3,苯濃度小于3 mg/m3,二甲苯濃度小于18 mg/m3,揮發性有機物濃度小于120 mg/ m3。
綜上所述,化工企業在實行日常的生產管理時,應重點關注揮發性有機物的排放情況,并相應的建設基礎數據檔案、過程動態檔案等,以及制定泄漏防范與處理措施,全面執行應急預案體系。化工園區應按照揮發性有機物的排放特點,建立監測監控體系,定期開展濃度監測工作。通過以上舉措,可大力提升揮發性有機物的防治效果,以此維護化工園區的可持續發展。