化工企业挥发性有机物排放现状及治理措施 ——以齐鲁化学工业区为例

孙代华，王美香

临淄区生态环境技术服务中心，山东淄博，255400

0 引言

作为中国化工园区30强的齐鲁化学工业区，坐落在临淄区境内，紧靠主城区且在城区上风向，以石油化工、精细化工、化工新材料、塑料制品等为主导，挥发性有机物（以下简称VOCs）排放总量大，是颗粒物、臭氧的重要前体物，是区域性大气污染物的重要元凶之一，严重影响着环境空气质量，对人体健康危害很大。多年来虽经多次化工企业综合治理，VOCs排放总量明显下降，空气质量显著改善，但临淄区颗粒物的年均浓度还未达到国家空气质量二级标准，臭氧作为首要污染物的不达标天数居高不下。2018年2-3月，清华大学环境学院对临淄城区空气中PM2.5进行了源解析，结果是：有机碳24.1%，硝酸盐 21.1%，硫酸盐19.2%，氨盐12.7%，水分10.7%，元素碳2.0%。由于VOCs的减排已进入瓶颈期，削减难度越来越大，效果越来越不明显，今后只能从精细管理中寻求减排措施。

经过多年的发展，VOCs治理技术越来越成熟，新型高效的治理方法不断涌现，VOCs如何治理、怎样治理，许多专家学者提出了很好的建议，如马继[1]分析了VOCs排放源的种类与防控措施存在的不足，提出了控制VOCs排放的有效措施；蒋卫兵[2]认为不同VOCs治理方法，其处理效率存在较大的差异，企业需结合自身特点，选择正确的VOCs治理方式，同时应加强对治理设施的定期维护；修光利、吴应、王芳芳[3]，唐安中、徐琪珂[4]等提出从源头控制、过程控制、末端治理等全过程进行了现状梳理，分析了存在的问题，提出相应的对策，采取最佳治理技术方法；张尚锁[5]等建议从VOCs治理现状、存在问题进行调查研究，提出了相应的对策建议；曹龙坤[6]根据储存物料的真实蒸气压和设计容积选择最合理的储罐类型。虽然这些建议措施是很好的，但具体到每一个企业，如何根据企业自身特点和有机废气的特性，选择经济、实用、高效的治理技术，始终是大部分企业面临的困难。为此，结合齐鲁化工区企业的特点，根据目前的排放现状，提出进一步进行VOCs治理的措施建议。

1 化工企业VOCs排放现状及存在问题

1.1 企业高层环保意识欠缺，环保管理团队专业知识有待加强

一是企业高层环保意识欠缺，在思想上对环保重视不够，在行动上不愿多投入资金进行新技术、新工艺、新设备的改造，不愿完善各项治理措施，VOCs治理技术在低水平上徘徊，只满足达标排放。二是缺少环保专业技术人员和管理团队，难以及时了解掌握先进治理技术，建设运行的治理设施不符合标准规范要求，选用的治理技术、设备与VOCs的特性及生产状况不匹配，导致处理效率低甚至无效，在污染治理中多走弯路。

1.2 VOCs有组织治理中存在的问题

1.2.1 治理设备选型与废气的特性不匹配

临淄区从2013年开始进行了多次大规模的化工企业综合治理，由于当时缺乏专业技术人才，对治理设备的原理、性能及使用条件了解不透彻，加之有少数企业只为完成治理任务而治理，不太考虑治理效果和效率，只要少花钱就行，存在敷衍应付现象，污染治理设备质量良莠不齐，设备选型与废气的特性、组分、浓度等不匹配，造成治理效果不显著甚至无效，如选用低温冷凝法处理低浓度、低沸点污染物；选用水吸收法处理非水溶性污染物；选用光催化、光氧化、体低温等离子体等技术处理难电离、难降解污染物；选用活性炭吸附废气，饱和了也不及时更换或再生。期间虽经多次整治，污染治理设备不断升级、改造、更换，至今仍有少数企业还在使用着低效的治理设备。

1.2.2 治理设备处理能力与废气量不匹配

因治理设备设计不规范，设计规模过小，导致处理能力不足，废气在治理设备中的流速过快，有效处理时间过短，达不到满意的治理效果，如低温等离子体技术是通过电晕放电产生高能电子，来破坏VOCs的分子结构，以及放电过程中产生的强氧化物，氧化部分有机废气，从而达到治理有机废气的目的，但实际选用的设备太小，VOCs废气在放电管中的有效时间太短，还没来得及氧化就排出去了，满足不了净化要求，甚至还产生了很多臭氧。

1.2.3 治理设备维护保养不及时

治理设备维护保养制度不健全，运行不规范，维护保养不到位，甚至治理设备坏了也没人管，设备空转或低效运转，处理效率下降，存在应付治理、无效治理的现象。

1.2.4 设置废气排放旁路或稀释排放

为做到达标排放，故意设置隐蔽旁路直排或寻找各种借口直排；处理前或处理中对废气进行稀释；治理设备损坏漏气而不及时维修，造成无组织逸散，存在偷排嫌疑。

1.2.5 非正常工况管控不到位

在开停工过程、设备检修期间、生产事故等非正常工况下，对VOCs的管控措施不到位，污染治理设备不健全，清洗置换、吹扫、放空等环节产生的高浓度废气直排；少数企业对火炬焚烧系统管理存在漏洞，造成VOCs燃烧不充分，容易产生“化工异味”，成为异味扰民和影响空气质量的重要来源。

1.3 VOCs无组织治理中存在的问题

1.3.1 装卸车及储罐等废气收集处理不到位

对有机液体物料的装卸车输送、储存，生产环节的搅拌、真空蒸馏、干燥、过滤、污水集输处理等收集处理不到位，效率不高，逸散现象明显；储罐和浮盘边缘密封材质、方法、选型不符合标准要求，密闭不严，呼吸废气处理措施不当，造成储罐中液体挥发，产生大量无组织废气逸散。

1.3.2 泄漏检测与修复工作中存在数据作假

应开展而未开展泄漏检测与修复；应按照标准要求的频次、时间、点位开展检测而未开展；对密封点的检测覆盖不全，检测质量不高，检测过程及记录不符合技术规范，应检出的漏点少，甚至有的生产装置动、静密封点泄漏明显、异味较重也未查出，存在大量遗漏；第三方检测公司提供的泄漏报告不实，泄漏点和泄漏率明显偏低，与实际情况不符，存在数据造假现象。

1.3.3 无组织废气收集设施不完善

集气罩设计不符合标准，废气产生点与集气罩距离过远，抽风量不足，集气罩处风速达不到标准要求，收集效果不佳；收集设施管道配置不合理，收集输送管道有破损泄漏，生产设备密闭不严等，废气不能应收尽收。

1.3.4 废气未进行分质分类收集处理

未对VOCs废气进行分质、分类、分浓度收集，不同性质的废气混合在一起处理，不同浓度的废气也混合在一起处理，造成对高浓度废气的稀释，严重降低了高浓度废气的处理效率。

1.4 第三方检测公司检测工作中存在的问题

少数第三方检测公司提供的检测数据明显偏低，甚至相差几倍至十几倍，数据代表性差，影响了对污染源现状的判断和治理，主要有以下原因：检测公司不熟悉检测标准方法，样品采集不符合技术规范要求，采样时待测成分在采样容器中吸附、降解，检测分析时未按要求解析；检测取样时工况不稳定或未达到设计工况75%以上；检测过程配合企业造假；处理前后废气流量不一致，中间存在旁路或设备漏气；采样口设置不规范，采集到的样品没有代表性。

2 减少VOCs排放的改进措施

2.1 强化环保标准技术规范及治污知识的宣贯帮扶

国家、省出台了一系列VOCs治理政策、标准，逐步完善了环境管理标准体系和治理技术，今后要加强政策、技术、标准、规范的宣贯，尤其是对数量多、管理相对落后的中小企业的指导培训。也可借助第三方环保公司或生态环境主管部门的专业技术力量，开展帮扶活动，增强企业环保意识，提升环境管理水平，必要时可从生态环境部门抽调精干力量，对重点企业实行驻厂监督。

2.2 加大化工企业VOCs有组织排放治理力度2.2.1 从源头控制污染物的产生

结合化工生产工艺及废气来源，采用清洁、环境友好的工艺技术和原辅材料，加快低VOCs原辅材料的替代，做好全过程全面的污染控制，优化工艺方案，消除设备缺陷，加强运行操作管理，做好污染风险识别，及时排查隐患，从生产过程减少VOCs的产生。

2.2.2 选用适用高效的工艺设备进行末端治理

依据VOCs的特性、组分、浓度及生产工况，按照一厂一策，合理选择操作维护及管理简便易行、自动化程度高的设备和技术组合方案，同时要避免治理过程产生二次污染。治理设备的处理方法及能力，要与废气中主要污染物的特征相匹配，对VOCs浓度高且能回收的，结合有机废气的浓度和实际组分，采用富集分离的方法，并进行资源化利用，如吸收、吸附、膜分离、低温冷凝等方法；不能回收的中高浓度废气，采用沸石转轮+蓄热焚烧、蓄热焚烧、催化燃烧等高效治理技术，对于焚烧法，温度控制是保证处理效率的关键，蓄热焚烧温度应不低于760℃，催化燃烧温度应不低于300℃；对较低浓度废气，可采用吸附浓缩+燃烧技术、吸收法、酸碱中和法、活性炭吸附等；对治理难度大、单一治理工艺设备不能稳定达标的，要根据污染物的特性采用多种技术组合。

2.2.3 重视并管控好废气的非正常排放

制定装置开停车、设备检修、事故排放、突发泄漏等非正常排放的防范处置措施，纳入应急预案，处置过程进行环境监控，事后进行环境影响评估，非正常排放产生的VOCs废气应及时收集处理，确保达标排放。企业检修期间，生态环境部门可利用走航监测等方式加强监管，必要时派人驻厂监管。

通过以上减排措施，降低企业VOCs的排放浓度和排放总量，达到国家、省、市的排放标准限值，对于VOCs排放大户，不应只完成污染物浓度达标排放，还要在达标排放的基础上进一步协商减排，减少VOCs的排放总量。

2.3 加大化工企业VOCs无组织排放治理力度

2.3.1 加强装卸车及储罐等废气的收集处理

有机液体罐车装车、卸车推广使用密封式快速接头，实行全封闭底部装载、顶部浸没式装载，装载作业产生的高浓度排气要选用适用的治理技术，如深度冷凝加活性炭吸附再生、膜分离、焚烧等；有机液体储存与输送中产生VOCs的量，主要受物料理化性质、储罐类型、附件选型、物料周转量、物料温度、环境条件等因素影响，针对其排放特点，可通过优化设计，从源头控制和末端收集回收治理入手，共同控制VOCs的排放。储罐浮盘密封方式，要根据储存物料的真实蒸气压和设计容积合理选择，VOCs排放量较大的储罐可采用正压平衡型，保证密闭不泄漏；回收或处理储罐呼吸废气的吸附剂，要根据具体使用情况及时再生处理或更换，始终保持在有效状态。

2.3.2 规范泄漏检测和第三方检测公司的管理

企业自己或者聘请有资质、诚信度高的检测公司，按照规范要求开展泄漏检测与修复工作，发现需要消除的泄漏点，要按照规范要求及时修复处理，减少VOCs无组织排放；加强对第三方检测公司的监督管理，发现出具虚假报告的，要试行强制退出机制，保证数据的真实准确。

2.3.3 完善无组织废气的收集与处理

通过集气装置对无组织废气进行收集时，尽可能将废气控制在密闭且微负压的管道内，做到应收尽收，变无组织为有组织后进入废气处理设施进行处理，采用的具体处理方法要根据废气的特性和成分决定，可采用吸收法、吸附法、中和法、焚烧法、低温等离子体等处理办法，或几种技术的组合。

2.3.4 有机废气分质、分类、分浓度处理

对有机废气进行分质、分类、分浓度收集，由于低浓度废气处理效率难以提升，低浓度废气决不能与高浓度废气混合后共同处理，这会严重降低高浓度废气的处理效率，影响总体治理效果。治理技术选择一定要仔细论证，反复比较，保证可行有效，最好采用几种治理技术组合处理，治理设备决不能成为摆设。

2.4 开展泄漏检测与修复工作

要建立起完善的泄漏检测与修复管理制度、质量管理制度，自己或委托有资质的第三方检测公司，根据技术规范要求的检测方法、检测频次、泄漏浓度限值、修复要求，对装置的动静密封点进行编号和标识，仔细查找泄漏点，对泄漏超标的点位及时修复，对易泄漏点位制定改进措施；通过泄漏检测摸清企业泄漏状况，建立设备泄漏管理台账；对难以到达的点位，可使用红外成像仪等辅助手段进行检查。企业要减少或改变生产装置的密封点，尽可能采用高级密封点，对饱和蒸气压高的物料输送宜采用无动密封的屏蔽泵。

2.5 加强在线监测与应急预警机制建设

充分利用各级环境自动监测监控系统平台，在主要污染源排放口安装在线监测设备，做到应安尽安并与平台联网，建立起有效的监测监控预警体系，实时监测VOCs排放情况，发现超标数据要及时发布预警信息，做到快速报告、快速现场核实、快速现场控制、快速现场处置。小时超标数据在初起时解决处理，日均值超标数据及时移交执法部门处罚，以此对排污企业产生威慑，保证污染治理设备正常运行。

2.6 聘请专业团队实施精准精细化管理

强化科技应用手段，提升企业环境管理规范化水平，充分利用第三方服务机构的设备、技术、人才等优势，溯源监测，靶向治理，打造破解难题、精准治理的新路径，如利用VOCs走航车、红外成像仪，对高值区域和重点企业全面监测，对VOCs污染源建立清单，定期调度，督促企业整改到位。

3 结语

VOCs成分复杂，特性差异大，治理成本高，技术上并未完全成熟，还有许多亟待解决的困难，其治理工作是一项复杂的系统工程，应采取正确的治理路线、技术、设备，借助各方面的技术力量，制定出科学合理的治理对策，落实严格的管控措施，切实提升其治理水平。区域VOCs排放总量会越来越少，环境空气质量就会持续改善，为全面实现空气质量年均值达标作出贡献。