管志军
(南京名环智远环境科技有限公司,江苏 南京 210012)
挥发性有机物,是常温饱和蒸汽压大于133.32 Pa,常压下沸点小于50~260 ℃的化合物。挥发性有机物毒性较强,会形成化学烟雾,是PM2.5的前体物。通过调查工业企业挥发性有机物的现状,发现重点集中在包装印刷业、涂装业、有机化工业、塑料制品等行业。这些工业企业在生产过程中产生的挥发性有机物的排放量非常高,而处理设备配置率又低于50%,与国家标准要求差距较大。
在实践中,对某地区工业企业挥发性有机物的防治情况进行调查,主要涉及五个重点领域,发现多数挥发性有机物源于有机化工产业,占比达90.55%;以下依次为医药(5.44%)、表面涂装(1.81%)、包装印刷(1.68)、塑料制品(0.52%)。通过分析挥发性有机物的处理效率可知,五大重点行业的平均处理效率为47.2%,均处于低下水平,不能满足环境保护标准要求[1]。
该地区涉及90多个工业园区,其中,化工园区主要为精细化工、石油石化、有机硅材料等。在化工行业,总体的挥发性有机物的排放量高达86%,但行业处理设施覆盖率、平均处理效率都比较低。其中,有机化学的处理设施覆盖率为37.35%,平均处理效率为47.65%,这说明多数企业并未建设挥发性有机物的处理设施,严重危害了周边的空气环境。因此,化工园区的挥发性有机物管控与国家标准、治理要求差距很大,导致挥发性有机物的排放监管不到位,频繁收到异味投诉。
现阶段,化工园区的挥发性有机物的治理工作正处于初期阶段,缺乏污染防治意识,且综合治理能力不足。按照不完全统计,若化工企业挥发性有机物处理设施的建设率低于50%,其在处理工艺、溶剂使用方面都会产生挥发性有机物,而且会存在无组织排放的问题。
因挥发性有机物的种类、组分比较复杂,当组分与浓度不同时,需要应用不同的技术工艺。例如,化工园区在治理挥发性有机物时,是以活性炭吸附为主,其去除效率较低,且活性炭失效快,不能满足排放要求。
在实际调查中发现,多数化工园区与企业其监测监控挥发性有机物的能力不足。当企业挥发性有机物的排放标准为有组织排放时,会涉及到物料生产、运输、装卸等。但截至目前,许多企业并未建立挥发性有机物的监管体系,也没有注重泄漏的监测与修复,导致挥发性有机物的监测监管能力不到位。
在化工园区内,可将重点化工企业作为监测对象,着力监测企业的挥发性有机物污染物,并掌握污染物的类别以及排放量。在实际监测中,应结合园区的地理位置和气候环境对挥发性有机物的成因、排放、污染进行分析,并建设监测监控及预警体系。针对重点监控企业,可实行立体化泄漏遥测,监测污染物的排放情况,同时,还应监测和监控高危害性、高毒害性气体,比如甲醛、苯等。在以上过程中,还要监测、预警突发的废气泄漏事故。
3.2.1 泄漏检测和修复
针对化工企业的无组织排放问题,必须合理应用泄漏检测与修复技术。化工企业应建立和完善泄漏检测、修复管理机制,并按照污染物的相关排放标准,配置挥发性有机物的检测仪,细化工作程序、检测方法、泄漏浓度限值、修复要求等。针对动静设备密封垫设置标识与编号,查找无组织泄漏点,及时修复泄漏超标密封点,针对容易泄漏的环节,需要制定科学化的改进措施。
3.2.2 从源头控制挥发性有机物的排放
化工企业应注重落实清洁生产的理念,注重生产工艺技术的优化,并将以上内容应用到生产管理环节。在实际生产中,应注重运行操作、检修环境优化、风险识别,全面回收工艺物料,以此落实密闭吹扫、凝液回收等措施,避免挥发性有机物进入大气环境中,争取从源头控制挥发性有机物的排放。
3.2.3 注重挥发性有机物的末端治理
企业应按照标准化组织,掌握工艺废气的排放种类与特点,同时制定末端治理手段。在实际治理程中,要注重生产流程优化,回收利用废气,以此控制废气的排放。其中,针对回收难度较大的废气,要采用催化燃烧、热力燃烧等方式,对其进行处理后达标排放,且处理效率要高于95%[2]。同时,还要注重治理废水系统的废气,在收集、存储和处理废水时,针对容易产生异味的环节,应做好相应处理。需要注意的是,要按照不同工况,明确治理技术路线,确保废气达标排放。
在化工园区,由于挥发性有机物的种类较多,治理难度大,在其防治工作中需采用以下技术。
3.3.1 回收技术
当挥发性有机物废气浓度大于10 000 ppm时,则应用选择性透膜、选择性吸附剂对有机污染物进行富集分离处理,以实现资源化循环。当挥发性有机物回收后,经过纯化处理,可再次返回到生产工艺中,进行集中化分离提纯处理,降低原料消耗量。
3.3.2 破坏性技术
当挥发性有机物废气浓度处于1 000~5 000 ppm时,可应用微生物、催化剂、光热技术,将挥发性有机物转变为水和二氧化碳。破坏性技术具有较高去除率,基本可达到99%,可应用到高毒性污染物的处理中,比如硫化物、苯物质等[3]。
3.3.3 组合技术
组合技术是将回收技术、破坏技术进行组合应用,其可提升挥发性有机物的治理效果。当挥发性有机物废气浓度小于1 000 ppm时,可通过吸附浓缩—燃烧技术,也可以应用生物处理技术,对挥发性有机物进行净化处理后,再排放至大气中。
化工企业的污水处理厂在废气净化治理中主要是以低温催化氧化技术为主,其技术原理如下:当挥发性有机物的环境温度为250~450 ℃时,可进行中和催化处理,从而产生氧化反应,生产二氧化碳与水,满足破坏治理要求。其常用催化剂主要为贵金属催化剂。在经过催化氧化处理后,挥发性有机物的去除率超过97%,甲苯浓度小于14 mg/m³,苯浓度小于3 mg/m³,二甲苯浓度小于18 mg/m³,挥发性有机物浓度小于120 mg/ m³。
综上所述,化工企业在实行日常的生产管理时,应重点关注挥发性有机物的排放情况,并相应的建设基础数据档案、过程动态档案等,以及制定泄漏防范与处理措施,全面执行应急预案体系。化工园区应按照挥发性有机物的排放特点,建立监测监控体系,定期开展浓度监测工作。通过以上举措,可大力提升挥发性有机物的防治效果,以此维护化工园区的可持续发展。