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中國環境保護產業發展報告之廢氣淨化行業

2018-5-29 11:47:05

據不完全統計,VOCs 排放所涉及的行業至少在120 個以上(按照工業行業分類表進行統計),其中年排放量超過1 萬噸以上的行業約有50 個以上,有的行業如包裝印刷行業甚至超過100 萬噸,大量的汙染源需要進行末端治理。除了工業源以外,尚有大量的生活源,如餐飲油煙、汽車維修(4S 店)、加油站、垃圾轉運與處理等所產生的VOCs 和異味源也需要進行治理。

隨著政策法規的不斷完善和排放標準體係陸續頒布實施,特別是環保督查行動的開展,汙染源的治理力度不斷加強,治理市場在2016~2017 年開始爆發。之前還在觀望的企業已經沒有退路,開始實施末端治理;之前應付式的末端治理設施難以實現穩定的達標排放,通過督查開始進行提標改造。由此催生了大量的工程公司介入到VOCs 治理行業,具有成熟技術的工程公司近年來得到了快速發展。

在很多行業首先是提高清潔生產水平,從源頭上實現VOCs 的減排。涉及對企業的提質改造,包括生產工藝、生產設備和原材料的更改與改進。如汽車和家具生產行業噴塗生產線的改造,更換水性塗料和低VOCs 含量的塗料;包裝印刷行業複合與印刷生產工藝改進,更換水性油墨和水性膠黏劑等。

從短期來看,生產工藝、生產設備改進投入大;但從長期來看,可以促進產業升級,提高企業的核心競爭力。由於目前我國很多行業尚處於粗放型生產階段,源頭減排的潛力巨大,由此催生的環保型原材料,如塗料、油墨、膠黏劑、清洗劑等的市場需求巨大。

在過去三年,北京、上海、深圳、江蘇等省市紛紛製定了汽車、家具、包裝印刷等行業環保型塗料、油墨、膠黏劑替代計劃。首個京津冀區域環境保護標準《建築類塗料與膠黏劑揮發性有機化合物含量限值標準》(DB 11/3005-2017)頒布實施,深圳市出台了《生產、生活類產品揮發性有機物含量限值》《家具成品及原輔料中有害物質限量》等標準,在家具產品製造過程將全麵禁止使用溶劑型塗料、膠黏劑等。另外在集裝箱製造行業啟動了行業自律行動,開始全麵推動水性塗料的使用;包裝印刷行業開始大力推進無溶劑複合工藝等。

VOCs 的種類多(最常見的有200 多種),涉及的行業和企業數量多,排放條件複雜, 監管非常困難,檢/ 監測已經成為目前製約VOCs 治理的一個關鍵問題,VOCs 檢/ 監測市場需求巨大。

VOCs 檢/ 監測市場主要包括:

1)對汙染源的常規檢測。汙染源的常規檢測主要是為汙染治理設備的選擇與建設提供基礎數據,也是為生態環境部門的執法服務。在石化與化工行業,對於無組織排放的泄露檢測與修複(LDAR 技術)工作目前已在全國範圍內展開,通常都是由第三方負責完成,目前已經有大量的第三方服務公司在從事檢測服務工作,由於檢測項目多,通常檢測周期較長,檢測費用高。

2)汙染源的在線監測裝置。為了對汙染源進行有效的監管,工業固定源(特別是較大型的汙染源)的在線監測是目前的一個發展趨勢。目前天津市和上海市等地已經明確規定了VOCs 汙染源的在線監測要求,其他地區在實際操作過程中也已經增加了在線監測的要求。對於一般汙染源,可以隻考慮非甲烷總烴的檢測,檢測設備費用較低,約需要20 萬元左右;但對於苯係物等控製要求較高的汙染因子,除了對非甲烷總烴的檢測要求外,還需要對特征汙染因子進行檢測,檢測設備的投入較高,可能需要50 萬~100 萬元。考慮到VOCs 汙染源的數量眾多,在線監測設備的需求非常大。

3)環境空氣質量監測站點的建設。之前大部分地區在進行環境空氣質量監測站點的建設時未考慮VOCs 的檢測,增加總VOCs 和非甲烷總烴檢測項目,需要對檢測裝置進行升級改造,增加相應的檢測設備。為了更好地管控區域空氣質量,目前在製造業園區(化工園區)開始建設或增加監測站點或移動式檢測裝置,對VOCs 檢/ 監測設備的需求非常大。

4 VOCs治理第三方服務市場得到發展

由於我國VOCs 治理工作起步較晚,相對於廢水治理較成熟的第三方運營服務,VOCs治理第三方服務市場目前尚在培育過程中。目前的國家政策也提倡由第三方運營服務,由第三方負責運營可以更好地保障運行效果,第三方運營服務將會成為今後VOCs 治理的一個發展趨勢。

1)VOCs 治理的谘詢和培訓業務近年來逐漸興起。VOCs 的治理技術體係非常複雜, 治理技術的合理選擇是困擾業主單位的一個主要問題。很多企業由於技術選擇不當,治理效果達不到預期要求,造成重複投資的問題非常突出。VOCs 治理的谘詢和培訓業務主要是為企業提供係統解決方案,以及為政府部門的VOCs 治理進行總體規劃/ 策劃等。

2)治理設施的第三方運營服務市場潛力巨大。通常VOCs 治理設施的運營專業性要求很高,業主單位缺乏相應的運營經驗。此外,在VOCs 排放集中的區域/ 園區中VOCs 的集中治理,如溶劑的集中提純回收、活性炭的集中再生等,涉及溶劑提純基地和活性炭再生基地的建設,也需要由第三方來負責管理和運行工作。

3)隨著環境監管要求越來越嚴,檢/ 監測服務市場得到迅速發展。政府不具備相應的檢/ 監測人員和技術條件,政府購買服務、第三方公司負責檢/ 監測數據等新模式將是環境治理的新方向。通過明確政府、汙染企業和第三方公司等各方責權利關係,使汙染治理監管各取所需,共同營造良性發展環境,以促成社會經濟環境的協調發展。

目前行業發展中存在的主要問題及對策建議如下:

1 排放標準體係製訂進展遲緩,嚴重製約了VOCs 治理工作的開展

排放標準體係是重點行業進行VOCs 治理的主要依據。由於VOCs 排放涉及的重點行業眾多,各個行業均需要製訂相關的排放標準。“十二五”期間,針對VOCs 的治理工作,生態環境部開始立項的相關排放標準非常多,涉及很多重點行業。但由於之前的研究基礎薄弱,缺乏基礎數據,很多行業排放標準的製訂工作遇到了較大的困難,致使總體進展緩慢。到目前為止,發布實施的涉VOCs 排放相關標準隻有15 項,“十二五”期間已經立項的還有17 項,還在製訂過程中。

目前國家排放標準的製訂進展較慢,地方標準雖然總體上尚有較多的缺項和漏項,但總體推進的速度較快,部分彌補了國家標準的不足。如排放量較大的漆包線製造行業、黏膠帶製造行業、乳膠手套生產行業等,這些行業的VOCs 年排放量均在10 萬噸以上,急需排放標準進行規範。此外,在已經製定的行業排放標準中,由於包含的範圍太廣,如石油化學工業排放標準,包含的產品和工藝太多,實際上執行起來較困難,還需要進一步進行細化。

2 《重點行業VOCs 汙染控製技術指南》尚未出台,技術選擇無依據,治理設施重複建設問題突出

由於VOCs 治理技術的體係複雜,無論是業主單位還是管理部門對具體的汙染源治理工作都沒有相關的經驗可以參考,在進行技術和工藝選擇時感到無從下手,所以往往由於技術選擇不當,難以實現達標排放,造成重複治理的現象較普遍。從國外的經驗來看,針對VOCs 治理,在一個排放標準頒布後相關的治理技術指導一定要盡快地跟進。2017 年,一些重點行業如汽車製造、包裝印刷、家具生產、石油化工等治理技術指南的製訂工作開始立項,預計2018~2019 年可以發布實施。

目前有些地區(上海、廣東等)已經發布了相關的治理技術指導,但由於VOCs 治理技術的複雜性,缺乏針對不同技術的選擇原則,實際上很難起到具體的指導作用。企業在進行技術選擇時沒有針對性,造成技術不當,治理設施難以達標排放。從環保督查的反饋結果來看,這個問題最為突出。

目前普遍采用的低溫等離子體、光氧化以及一次性活性炭吸附技術占了大多數,在京津冀地區約占治理企業的80% 以上,其中大部分企業(約占80% 以上)都不能實現達標排放。

為規範VOCs 治理市場,《重點行業VOCs 汙染控製技術指南》的製訂工作已成為當務之急,對已經立項的重點行業應該加快進度,同時要擴大行業範圍,盡快製訂完成各重點行業的技術指南,為業主單位和管理部門提供技術指導。

3 VOCs 檢/ 監測市場管理混亂,需盡快進行規範

由於涉及的物質種類繁多,與其它大氣汙染物(SO2、NOx等)的檢測技術相比,VOCs的檢測技術複雜,工作量大,專業性強。環保監管部門所需的監測數據目前主要是由第三方檢測機構承擔。

從目前的實際情況來看,第三方檢測機構的水平參差不齊,存在的問題較多。由於缺乏相應的檢/ 監測規範,普遍存在簡化檢測程序,甚至數據造假等問題,造成生態環境部門無法進行有效的監管。

此外,對檢測儀器設備尚未有統一標準,目前市場上使用的檢測儀器五花八門。非甲烷總烴儀種類較多,缺乏統一標準,致使檢測數據差異較大;針對重點行業特征汙染物的VOCs 在線監測設備價格昂貴,對於大量的中小型汙染源難以承擔。

針對以上問題,首先應該加快VOCs 檢測儀器設備的國產化開發,針對目前開始實施的汙染源在線監測要求,特別是針對中小型汙染源的檢測要求,開發低成本的檢測儀器;二是盡快製訂VOCs 汙染源與環保治理設施的檢測規範,統一檢測要求;三是完善第三方檢測機構的考核與管理製度,加強對第三方檢測機構的監管。

4 VOCs 的排放監管困難,治理設施運行率低

由於VOCs 的汙染量大麵廣,對汙染源的監管工作非常困難。雖然相關的法律法規和管理製度在不斷地完善,很多汙染企業被動地進行了汙染源的治理,但由於監管工作不能同步跟進,很大一部分的排汙企業抱著應付的思想進行治理。

1)壓低治理費用,低價中標的情況普遍,治理設施很難實現達標排放和穩定運行;

2)治理設施不按照規範運行,控製材料(吸附材料、催化劑、蓄熱體等)不按規定進行更換,實際上達不到治理效果;

3)即使上了治理設備,隻是抱著應付的思想,為了降低治理費用,在驗收以後就擱置起來。

根據調查,一些大型汙染源如石化行業、汽車製造行業等的治理設施設計較完善,管理較到位。但對於大量中小型的汙染源,如4S 店、加油站、小型包裝印刷企業、餐飲油煙、精細化工等行業的治理設施普遍運行狀態不佳,甚至存在應付環保檢查的問題。特別是大量使用活性炭吸附的治理設施,沒有活性炭的再生手段,或因更換活性炭的費用高等,大部分沒有按照要求定期更換活性炭。對於中小型汙染源一般沒有安裝在線監測裝置,生態環境部門難以進行有效監管。

因此,要達到VOCs 減排的目的,針對大量中小型汙染源,生態環境部門需要進一步加大執法和監管力度,使排汙企業不敢違法,保證治理設備的正常運行。

5 VOCs 治理設施安全問題突出,需要強化治理設備的安全設計

作為具有揮發特征的有機汙染物,含VOCs 廢氣易燃、易爆,近年來VOCs 治理設施爆炸、著火等安全事故頻發,已引起管理部門和業主單位的高度重視。

造成事故的原因主要是由於工藝設計和設備選型不當造成的。

一、不清楚廢氣的排放特征(廢氣成分、濃度及其變化情況等),盲目進行設計。

二、治理設施的安全性設計不到位,或者未按照設計規範進行設計。

三、對於治理設施的淨化原理認識不足。如活性炭吸附、高溫熱空氣再生時發生的著火事故,主要是一些有機物在活性炭上高溫下發生反應放熱造成的。

四、在使用低溫等離子體設備時,廢氣中漆霧等顆粒物預處理不徹底,在電極和器壁上聚集,清理不及時會發生著火事故。

避免安全事故的發生,要保證治理設施嚴格按照相關的安全規範進行設計,在化工行業等存在燃爆條件的排放企業的治理設施,要保證符合不低於生產設施的安全要求。

目前已經發布的《吸附法工業有機廢氣治理工程技術規範》(HJ2026-2013)、《催化燃燒法工業有機廢氣治理工程技術規範》(HJ2027-2013),對相關的安全設計要求進行了詳細的規定。其它治理技術如RTO、低溫等離子體技術等,需要盡快完成相關治理工程的技術規範,為工程設計提供依據。