化工企業(yè)廢氣監(jiān)測及治理策略

張梅峰

(濟寧市任城生態(tài)環(huán)境監(jiān)控中心，山東 濟寧 272000)

0 引言

化工行業(yè)在國民經(jīng)濟中扮演著至關重要的角色，其走可持續(xù)發(fā)展道路對促進人類經(jīng)濟和社會的發(fā)展具有極為重大的現(xiàn)實意義。當前，揮發(fā)性有機物(volatile organic compounds，VOCs)的有效控制已經(jīng)成為臭氧污染控制的重要組成部分，因此除了有組織控制的有機物有害廢氣排放外，還必須重點關注化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中的無規(guī)則廢氣排放[1-2]。本文以A市化工生產(chǎn)園區(qū)為例，就其廢氣排放現(xiàn)狀及問題展開分析，旨在為解決無組織排放問題提供建議。

1 A 市化工生產(chǎn)園區(qū)現(xiàn)狀

1.1 A 市化工生產(chǎn)園區(qū)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

目前，該園區(qū)有90 家正常運營的企業(yè)，其中35 家被列入重點關注的廢氣排放管控范圍。在園區(qū)內(nèi)，企業(yè)類型分布十分廣泛，從香精香料制造到化學藥品原料藥制造、有機化學原料制造，再到油墨及類似產(chǎn)品的制造，企業(yè)數(shù)量分別為19 家、6 家、6 家、2 家。該園區(qū)內(nèi)重點管理企業(yè)的廢氣排放情況如圖1所示。

圖1 A 市化工生產(chǎn)園區(qū)涉氣排放重點管理企業(yè)行業(yè)分布

1.2 A 市化工生產(chǎn)園區(qū)企業(yè)原輔材料使用情況

經(jīng)統(tǒng)計分析，該化工園區(qū)內(nèi)有超過100 種原輔材料可供使用，其中最常見的20 種如表1 所示。根據(jù)《重點行業(yè)揮發(fā)性有機物治理方案》，該化工園區(qū)的原輔材料中，VOCs 物質(zhì)被嚴格控制，其中包括O3和PM2.5前體物、二甲胺、苯酚等惡臭物質(zhì)，以及有毒有害的二氯甲烷[3]。

表1 園區(qū)涉氣排放重點管理企業(yè)原輔材料使用情況匯總

1.3 A 市化工生產(chǎn)園區(qū)內(nèi)企業(yè)廢氣治理現(xiàn)狀及存在的問題

1.3.1 A 市化工生產(chǎn)園區(qū)內(nèi)企業(yè)廢氣治理現(xiàn)狀

廢氣排放可以通過有組織和無組織的方式進行。其結(jié)果顯示，A 市化工生產(chǎn)園區(qū)內(nèi)有35 家企業(yè)分別從事香精香料、化學藥品原料藥、有機化學原料、油墨和相關產(chǎn)品的生產(chǎn)。其中，7 家企業(yè)通過將廢氣收集后，負壓輸送至蓄熱式焚燒爐(RTO)，實現(xiàn)燃燒處理；其他部分企業(yè)通過冷凝+兩級堿液(或水)噴淋吸收，將廢氣排放；其余企業(yè)通過兩級堿液(或水)噴淋吸收后，采用活性炭吸附處理，實現(xiàn)廢氣凈化。根據(jù)實際情況，第一種廢氣處理技術的應用可以顯著降低企業(yè)的污染物排放，其每小時污染物排放量的達標率可以達到99% 以上；通過噴淋兩級堿液(或水)和活性炭吸附，一般企業(yè)的每小時排放量達標率能夠達到90% 以上，但也有少數(shù)企業(yè)的排放量達標率低于80%[4]。經(jīng)過H 省五大行業(yè)VOCs 專項調(diào)查的結(jié)果表明，吸附法對有機廢氣的去除效率僅為33%，而且由于企業(yè)在噴淋后未經(jīng)過除霧(水汽)處理，直接進入活性炭吸附工序，容易導致活性炭堵塞，從而降低去除率，使超標率大幅提升。根據(jù)GB 37822—2019《揮發(fā)性有機物無組織排放控制標準》中4.1 要求，從2020 年7 月1 日開始，所有企業(yè)必須嚴格遵守《揮發(fā)性有機物無組織排放控制標準》以確保VOCs 安全排放。經(jīng)調(diào)查，35 家企業(yè)中沒有企業(yè)采取有效措施對工廠外部環(huán)境中的揮發(fā)性有機物進行排放監(jiān)測。

1.3.2 A 市化工生產(chǎn)園區(qū)內(nèi)企業(yè)廢氣治理存在的共性問題

對35 家企業(yè)實地考察后發(fā)現(xiàn)，園區(qū)企業(yè)的廢氣處理的問題和挑戰(zhàn)主要表現(xiàn)在以下方面：

(1)由于有組織的廢氣收集率較低，使得廢氣中的可燃物質(zhì)含量較少，因此在使用蓄熱式焚燒爐進行焚燒時，必須額外添加大量天然氣，使得廢氣處理成本顯著提高[5]。

(2)企業(yè)生產(chǎn)過程中使用的原料和產(chǎn)品種類繁多，但用量不是特別小，中間產(chǎn)品可以作為其他產(chǎn)品的原料使用，因此在實際生產(chǎn)過程中，原料的添加、中間轉(zhuǎn)移和反應釜殘液的排放都通過料桶進行。而由于企業(yè)在裝卸料口處安裝的集氣罩位置過高、面積太小、吸風量不足，使得收集廢氣效果不佳，導致大量無組織廢氣無法有效排放[6]。

(3)車間內(nèi)缺乏有效的清潔措施，使得大量無組織廢氣的排放嚴重影響了環(huán)境衛(wèi)生。

(4)離心機、真空泵等設備的非密閉式運行也是導致無組織廢氣大量逸散的重要原因，而且廠區(qū)內(nèi)中間料桶敞開堆放，也會加劇廢氣逸散。

(5)桶壁上的物質(zhì)被大量揮發(fā)，使得無組織廢氣的排放量大大增加。

(6)污水池沒有得到有效密封，污水處理過程中釋放出的惡臭物質(zhì)也成為無組織廢氣的來源[7]。

2 A 市化工生產(chǎn)園區(qū)企業(yè)廢氣治理整改措施

2.1 加強含VOCs 原輔材料管控和替代

A 市化工生產(chǎn)園區(qū)存在“達標不達味”問題，為解決這一問題，建議采取有效措施加強VOCs 管控，同時對可能產(chǎn)生惡臭氣味的原輔材料，如二甲胺、二氯甲烷等，進行有效控制和替代，以期達到環(huán)境友好的生產(chǎn)效果。為了確保安全生產(chǎn)，企業(yè)應加強對原輔材料的管控，并且采取更先進的技術手段來實現(xiàn)工藝的自動化，以有效抑制無組織惡臭物質(zhì)的排放[8]。

2.2 從僅偏重末端治理向提高前端廢氣收集率轉(zhuǎn)變

通過加強對企業(yè)生產(chǎn)過程中的無組織廢氣的收集和處理并將其轉(zhuǎn)化，可以大大降低企業(yè)的污染物排放量，從而改善環(huán)境質(zhì)量，實現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。企業(yè)應采取措施改善生產(chǎn)環(huán)境，包括更換生產(chǎn)設備、更換廢氣收集方式、更換生產(chǎn)操作流程，以及重新計算吸風罩的風量和尺寸，并在不能完全密閉運行的生產(chǎn)設備上安裝垂簾或單獨的隔間，以便將無組織廢氣轉(zhuǎn)化為有組織廢氣，并通過負壓排放系統(tǒng)進行處理。

將無組織廢氣轉(zhuǎn)變?yōu)橛薪M織廢氣后，“分質(zhì)收集，分質(zhì)處理”應當將高濃度廢氣與低濃度廢氣分開處理，以確保反應釜中的安全性和有效性。為了解決高濃度廢氣的問題，建議使用蓄熱式焚燒爐(RTO)，此外建議將低濃度廢氣通過濃縮處理，并與高濃度廢氣混合處理。通過這種方法，不僅能夠降低RTO 的運行成本，還能提升企業(yè)的現(xiàn)場生產(chǎn)管理水平。

2.3 統(tǒng)籌兼顧廢氣治理設施設計與生產(chǎn)工藝等專業(yè)設計

經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計，A 市化工生產(chǎn)園區(qū)內(nèi)的35 家化工企業(yè)的專業(yè)設計由具有資質(zhì)的設計單位完成，而廢氣治理設施的設計、供貨和安裝則由設備廠家根據(jù)同類型企業(yè)的經(jīng)驗完成，因此在廢氣總量計算和廢氣收集管網(wǎng)布設方面存在一定問題，例如管徑布設過小、末端抽氣風機負壓偏低等，這些問題都會影響到廢氣治理設施的有效運行[9]，由于無法達到吸風點的風速要求，導致大量無組織廢氣排放。在設計過程中，化工企業(yè)應綜合考慮廢氣處理技術和生產(chǎn)流程，并邀請具有相關資質(zhì)的第三方環(huán)境規(guī)劃公司來協(xié)助確定最佳廢氣處理方案，例如廢氣收集技術、管道尺寸、流向、處理措施以及末端負壓風機的選擇，均需要與實際的生產(chǎn)設備一起進行安裝和調(diào)試。

2.4 加強園區(qū)各企業(yè)廢氣治理管理能力建設

為了解決A 市化工生產(chǎn)園區(qū)內(nèi)企業(yè)廢氣管理能力薄弱和缺乏完善的廢氣處理管理體系的問題，建議該園區(qū)建立完善的廢氣處理設施檔案、實施有效的廢氣管理臺賬、定期對廢氣排放狀況進行監(jiān)測、實時更新相關數(shù)據(jù)等，以此來促使企業(yè)建立完善的廢氣處理管理體系，提升其廢氣治理水平。為了更好地保護環(huán)境，園區(qū)應與當?shù)氐沫h(huán)境監(jiān)察部門建立聯(lián)系，并通過日常的檢查來反饋企業(yè)的廢氣處理情況，同時園區(qū)應督促企業(yè)按照執(zhí)法部門的要求加強廢氣處理，以確保其廢氣排放能夠達到規(guī)定標準。

3 結(jié)語

隨著環(huán)保意識的不斷提高，我國正在逐步加強對化工廢氣的集中整治和統(tǒng)一管理，以期達到排放標準要求。為此，我國利用現(xiàn)有技術，積極開展廢氣收集和治理工作，以期達到環(huán)境保護的目標。為了促進化工產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展，各級環(huán)保部門和相關部門將采取更多措施確保企業(yè)治理水平，完善準入機制，提高化工企業(yè)的準入標準，加強監(jiān)管，鼓勵研發(fā)和推廣先進的污染防治技術，以期改善園區(qū)及其周邊環(huán)境條件。