“挥发性有机物(VOCs)是PM2.5和臭氧污染的重要前体物。‘十四五’规划纲要明确要推进PM2.5和臭氧协同控制,提出加快挥发性有机物排放综合整治,挥发性有机物排放总量下降10%以上的任务目标。新形势下的蓝天保卫战迫切需要全面加强VOCs综合治理。”在近日举办的第十一届挥发性有机污染物(VOCs)减排与控制会议上,生态环境部大气环境司副司长张大伟表示。
据了解,今年1月—10月,全国臭氧浓度同比上升了6.4%,是常规监测的6项污染物里面唯一浓度不降反升的污染物,而且受长时间的高温、干旱等不利气象条件的影响,多个省市的臭氧浓度创出了历史新高。
“与传统的二氧化硫、烟尘、氮氧化物等污染物相比,VOCs治理有其特点,当前的工作基础依然薄弱,已经成为大气环境治理领域明显的短板。”张大伟指出。
据了解,近年来,生态环境部采取有力措施,稳步推进VOCs综合整治。
01
常用VOCs治理技术
(一)常温高级氧化处理
常温高级氧化处理技术,主要利用水、电和少量药剂,结合微纳米气泡停留时间长、传质效率高、溶气能力强、氧化能力强等特点,在高效的水气固非均相传质接触系统内,实现水、气的充分混合和传质,利用臭氧与催化剂和反应药剂生产羟基自由基的深度氧化反应,将废气中的有机成分矿化分解的目的,从而实现有机废气的达标排放。具有安全性高、寿命周期成本低、预处理要求低、适用范围广等优势,除一般VOCs成分外,还适用于油烟、高沸点类、自聚合类、低闪点类、含硫/氯成分废气等。
(二)活性炭吸附+脱附+催化燃烧
该治理技术主要根据多孔活性炭的吸附性能和活性炭在高温状态所表现的脱附性质,而将有机物分别吸附和脱附,脱附后的有机物进入催化燃烧炉在300-400℃进行催化燃烧将C、H化合物氧化为CO2和H2O等。具有多重安全措施、运行费用低等优势,采用PLC控制,实现设备联网接入配套可操作触摸屏,使用操作方便,维护管理简单。
(三)蓄热式催化氧化系统(RCO)
RCO是将中等浓度(通常浓度再2000~5000mg/m³之间)的有机废气在催化剂(钼、铂、钯等贵金属)作用下进行低温氧化无焰燃烧,将有机成分氧化为CO2和H2O产物。与直接燃烧相比,具有起燃温度低,能耗小、效率高等特点,某些情况下达到起燃温度后无需外界供热。
(四)沸石转轮+RTO
沸石转轮+RTO是将高温氧化与蓄热技术相结合的一种有机废气处理设技术,能有效的降低热量损耗及能耗资源,同时大大降低净化后气体排出高温。RTO具有高效回收能量和催化反应的低温工作的优点,将催化剂置于蓄热材料的顶部,来使净化达到最优,热回收率高达95%,处理效率99%以上,占地面积比较居中,可处理含硫、卤素等有机物质,特别适于连续、间隔运行。
(五)负压回收+焦炉燃烧
该技术是将炼焦工业低氧VOCs引入煤气负压系统回收,高氧VOCs进入焦炉燃烧。通过焦炉燃烧后,含挥发性有机物废气中的有害成分基本做到了完全分解,燃烧所生成的二氧化硫、氮氧化物等有害气体,随焦炉烟气进入脱硫脱硝系统协同处置,实现挥发性有机物废气的完全无害化处置。
02
VOCs治理四个“不到位”
生态环境部大气环境司副司长张大伟介绍,当前,VOCs治理主要表现为四个“不到位”,即源头控制不到位、污染治理不到位、规范管理不到位、监管能力不到位。
源头控制不到位。目前低VOCs含量涂料、油墨、胶粘剂、清洗剂等原辅材料源头替代措施明显不足。据统计,我国工业涂料中水性、粉末等低VOCs含量涂料使用比例不足20%,远低于欧美发达国家40-60%的水平。
污染治理不到位。我国VOCs治理市场起步时间晚、准入门槛低,监管能力差,导致治污设施质量良莠不齐,应付和无效治理等现象突出。一是无组织排放触目惊心。大量企业未针对VOCs无组织排放采取有效管控措施,对法律法规和标准要求的密闭、收集处理不落实,中小企业问题尤为突出,储罐、装卸、敞开液面、工艺过程逸散等问题屡见不鲜。研究表明,我国工业VOCs排放中无组织排放占比达60%以上。二是简易低效设施泛滥成灾。当前VOCs治理领域充斥着大量低温等离子、光催化、光氧化等简易低效设施,减排效果约等于零。部分地区使用率甚至达80%以上。三是高效治理装备形同虚设。部分企业由于设计不规范、系统不匹配、密闭不到位、收集不彻底等原因,即便使用高效治理技术,治污效果也大打折扣。
规范管理不到位。一是管理制度不完善。如部分采用活性炭吸附工艺的企业长期不更换吸附材料。二是操作规程不建全。如部分采用燃烧、冷凝治理技术的企业运行温度达不到设计要求,设计要求燃烧温度800度以上,实际运行500度—600度,设计冷凝温度零下20度,实际可能就在0度以上。开展LDAR检测工作的企业未按规程操作,甚至弄虚作假,泄漏检出率远低于实际。三是责任意识淡薄。部分采用PLC系统监控的RTO等高效治理设施,控制模块没有安装数据存储卡,无法查看历史运行和应急旁路控制阀开启记录等,存在逃避监管漏洞。
监管能力不到位。一是自行监测质量不高,因为点位设置不合理、采样方式不规范、监测时段代表性不强等,导致对企业的监测质量普遍不高;二是检测设备不齐全,一些重点企业未按要求配备自动监控设施,涉VOCs排放工业园区和产业集群缺乏有效的监测溯源与预警措施,不少环保基层执法部门没有配备便捷式检测设备,导致现在VOCs领域偷排偷放问题没有办法及时发现和处置。
03
提高VOCs治理的科学性、针对性和有效性
针对上述问题,近年来,生态环境部采取有力措施,稳步推进VOCs综合整治。
“从2020年开始,生态环境部连续三年开展重点区域空气质量改善夏季监督帮扶,推动重点行业VOCs治理水平不断提高,监测监管能力持续加强。”张大伟表示,下一步,将进一步提高VOCs治理的科学性、针对性和有效性,突出分类管理、分业施策,深入推进石化、化工、工业涂装、包装印刷、油品储运销等重点行业VOCs综合治理,推动京津冀及周边地区、长三角地区等重点区域率先取得突破。
主要措施有五个方面:
第一,全面加强源头替代。加快推进低VOCs原辅材料、产品,以及生产工艺的研发创新和升级,聚焦汽车整车制造、汽车维修、木质家具制造、汽车零部件、工程机械、钢结构等工业涂装行业、包装印刷行业及电子行业推广,从根本上减少VOCs产生,从源头使广大涉VOCs中小企业和产业集群摆脱治理、监管“双难”困境。
第二,全面加强排放控制。一是强化无组织排放监管。以储罐、装卸、含VOCs有机废水、动静密封点、工艺过程为重点,对无组织排放进行排查,对达不到相关排放标准要求的开展整治,分类采取设备与场所密闭、工艺改进、废气有效收集处理等措施,有效削减无组织排放。二是建设适宜高效的治污设施。对单一低温等离子、光催化、光氧化以及非水溶性VOCs废气,采用单一喷淋吸收等简易低效治理设施且无法稳定达标的,进行全面清理整治。依据废气浓度、组分、风量,以及生产工况等,推荐适宜治理技术,加快推进升级改造,例如,全国高效燃烧类设施大概一万套,每年新增量在一千套左右,增量和速度还要进一步加快。三是实施园区和集群综合治理。针对工业园区和产业集群,树立行业标杆,制定整治方案,引导整体升级;强化统一管理,加强资源共享,实施集中治理。开展园区监测评估,建立信息共享平台。具备条件的统筹规划建设集中涂装中心、有机溶剂集中回收处置中心、活性炭集中再生基地等“绿岛”项目。
第三,全面加强监测监控。一是修订重点排污单位名录,督促涉VOCs排放重点源主要排污口安装自动监控设施。二是提升企业检测能力,鼓励企业配备便携式VOCs检测仪器、红外摄像仪等。三是督促企业规范管理,鼓励安装中控系统,记录生产、污染排放,以及温度、压差等VOCs治理设施运行的关键参数,妥善保存历史数据。
第四,全面加强监督执法。一是加大执法监管力度。聚焦全面达标排放,严肃查处偷排偷放、超标排放、弄虚作假等重大违法行为,形成有效震慑。二是强化远程监督帮扶。将运行管理规范纳入监督执法正面清单,多进行远程监督,少开展现场检查。三是惩治低价中标乱象。公开发布溯源治理效果差、技术服务能力弱、运营管理水平低的治理单位名单,实行联合惩戒。
第五,全面加强技术创新。当前环保技术创新和产业发展面临许多新的机遇和广阔的市场空间。充分借助VOCs治理产业发展迅猛之势,强力推进涉VOCs主流控制技术的高精尖产业和重大技术配套装备生产应用,培育具有带动能力的龙头企业,为VOCs综合治理提供强有力的科技支撑。