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橡膠廠煙氣污染成分分析
橡膠工業(yè)是關(guān)系到國計民生、國防的重要工業(yè)之一,隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展,我國橡膠工業(yè)發(fā)展迅猛。但是,橡膠工業(yè)的快速發(fā)展引起的環(huán)境污染也令人擔憂。筆者從橡膠廠煙氣成分分析入手,面對當下環(huán)保高壓和企業(yè)生存、發(fā)展的沖突,結(jié)合橡膠廠煙氣治理的現(xiàn)狀和存在的突出問題,針對困擾企業(yè)的難點,探討煙氣治理的解決路徑。
一、橡膠工廠的煙氣成分
在橡膠工業(yè)生產(chǎn)中,生膠等原材料在煉膠、壓延、硫化等工序的高溫塑煉和加工過程中,容易產(chǎn)生有害物質(zhì)。同時,原材料中沸點較低的有機物質(zhì)也能夠被釋放出來,從而發(fā)生一系列化學反應(yīng),產(chǎn)生的煙氣。橡膠工業(yè)廢氣的主要組成成分是硫化物、揮發(fā)性質(zhì)的有機化合物,其成分的具體組成和含量多變復雜。從當前我國橡膠制品企業(yè)情況的調(diào)查結(jié)果來看,橡膠煙氣中污染物成分較多,組成復雜,根據(jù)相關(guān)資料分析,該種類煙氣中的污染物種類達上百種。按照污染物的化學性質(zhì)可以分為烷烴類、苯類、烯類、有機硫類、有機酸類、酚類等不同的種類。當前,國內(nèi)外還沒有對其組成成分做出、的鑒定。由于有機化合物和硫化物是產(chǎn)生惡臭的主要物質(zhì),導致橡膠廢氣均有較強烈的、難聞的異味。
的調(diào)查和研究發(fā)現(xiàn),橡膠制品排放的廢氣污染物對人體健康和生態(tài)環(huán)境危害較重,容易引發(fā)人體的呼吸系統(tǒng)、血液神經(jīng)系統(tǒng)、神經(jīng)中樞系統(tǒng)等疾病。尤其低揮發(fā)性的甲醛、苯、甲苯等,對人的身體健康有嚴重的影響和傷害。在橡膠工業(yè)生產(chǎn)附近的地區(qū),人的特殊疾病以及常見疾病均有較高的發(fā)生率。如揮發(fā)性的有機物VOCs,當其總質(zhì)量濃度不過0.2mg/m3 時,對人體健康不會產(chǎn)生危害;在0.2 mg~0.3 mg/m3時,會導致人體出現(xiàn)刺激等不適應(yīng)癥狀;在3 mg~25 mg/m 3 的范圍時,人就會出現(xiàn)頭痛等其他癥狀;當過25mg/m 3 時。那么就會對人體產(chǎn)生明顯的毒害性效應(yīng)。
1.橡膠煙氣的追溯
對橡膠煙氣的認知,要追溯到20世紀80年代。首先是我國的衛(wèi)生、防疫、勞保等研究部門針對煙氣對人體的危害,開展了相關(guān)病理實驗。二是項目建設(shè)前對環(huán)境進行環(huán)境影響評價時,也要求對橡膠煙氣進行監(jiān)測。三是通過國外橡膠輪胎行業(yè)的文獻資料,認知了橡膠煙氣的危害。
基于以上3點,對橡膠煙氣的認識大致分3個階段。
*階段:80年代和90年代初,國內(nèi)科研設(shè)計單位開始對煙氣進行討論和研究,同時引起了主管部門的重視,出現(xiàn)材料的替換。盡管當時只是從減少對人體的危害角度考慮,沒有關(guān)注橡膠煙氣異味,這在當時也是了不起的。
第二階段:90年代中后期,隨著外資輪胎企業(yè)進入國內(nèi)及行業(yè)主管部門的弱化,煙氣問題逐漸淡化。尤其是2000年以后國內(nèi)輪胎行業(yè)井噴式發(fā)展,煙氣問題關(guān)注的就更少,基本處以回避或規(guī)避狀態(tài)。另外,國內(nèi)外文獻資料少有提及。
第三階段:隨著城市化的推進,人類環(huán)保意識的增強,人們對環(huán)境的要求不斷提高。2011年頒布實施的國家標準《橡膠制品工業(yè)污染物排放標準》(GB 27623-2011),煙氣對環(huán)境的影響進一步明確。時至今日,煙氣治理已是箭在弦上不得不發(fā)。
2.橡膠煙氣的數(shù)據(jù)來源
數(shù)據(jù)主要來源于以下3個方面:一是基于國外文獻資料的報道;二是基于項目環(huán)境影響評價報告及驗收報告;三是基于生產(chǎn)企業(yè)委托第三方的檢測報告。
3.橡膠煙氣的指標
(1)煉膠煙氣
非甲烷總烴含量治理較差的企業(yè)在20mg/m3以上,一般企業(yè)為10mg/m3以上,較好的企業(yè)在10mg/m3以下。
臭氣濃度治理較差的企業(yè)在2000倍以上,一般企業(yè)為2000倍以下,較好的企業(yè)在1000倍以下
(2)硫化煙氣
非甲烷總烴含量在4mg~8mg/m3。臭氣濃度在2000倍以上,處理后為500倍。
廠界的非甲烷總烴含量在2mg~4mg/m3。臭氣濃度在20倍以上。
從指標看,大部分企業(yè)和環(huán)保要求有差距,因此,必須對橡膠生產(chǎn)中伴隨的廢氣進行有效的治理,使其能達到環(huán)境污染排放的標準。
二、環(huán)保高壓和企業(yè)發(fā)展之間的關(guān)系
國家對環(huán)保的要求日趨嚴格。近年來,從國家到行業(yè)都對廢氣治理產(chǎn)業(yè)提出了十分明確的目標和要求。2012年,經(jīng)國務(wù)院批準,環(huán)保部、國家發(fā)改委、財政部聯(lián)合印發(fā)了《重點區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》,提出展開揮發(fā)性有機物污染防治工作,確定了重點區(qū)域揮發(fā)性有機物污染防治目標。
從企業(yè)目前的實際狀況看,大部分企業(yè)社會責任感增強,企業(yè)自身也有做好企業(yè)公民的意識和覺悟,堅定了走好低碳、綠色、環(huán)保之路的信心。
三、煙氣治理的現(xiàn)狀和存在的問題和難點
但是仍有部分企業(yè)處于煙氣被動治理的心態(tài),僅僅是為了應(yīng)付或滿足達標的基本要求。而大部分有良知的企業(yè)在治理工作中,還面臨一些問題和難點急需解決。
1.治理技術(shù)難以選擇
目前由于缺乏技術(shù)性法規(guī)指導,進入VOCs治理市場的門檻較低,企業(yè)在進行治理時不知道選擇何種治理技術(shù),已經(jīng)出現(xiàn)低價中標現(xiàn)象。而草率選擇的治理技術(shù)不一定適合這個企業(yè)的VOCs治理,致使不能實現(xiàn)達標排放,造成工程重復建設(shè)。
VOCs治理公司只與工程公司合作進行VOCs治理還不夠,需要聯(lián)合政府相關(guān)部門參與,征得政府相關(guān)部門在政策扶持、技術(shù)推廣和治理組織等方面的支持,建立三方參與的治理結(jié)構(gòu)。
當前我國VOCs治理總體技術(shù)水平不高,有待于國家和企業(yè)加大技術(shù)研發(fā)力度,提升技術(shù)水平。
由于 VOCs所涉及的污染物種類繁多,性質(zhì)各異,決定了VOCs治理技術(shù)體系復雜。國內(nèi)的主流技術(shù)與國外同類技術(shù)相比,在技術(shù)細節(jié)、工藝設(shè)計水平、設(shè)備材料和制造水平上還存在一定差距。尤其是在規(guī)范化設(shè)計方面,國內(nèi)尚沒有統(tǒng)一的設(shè)計規(guī)范約束,致使不同企業(yè)的凈化設(shè)備在性能上存在很大差別。
膜分離技術(shù)、生物技術(shù)、低溫等離子體技術(shù)、光催化技術(shù)和光氧化技術(shù)是近幾年發(fā)展起來應(yīng)用于VOCs凈化的新技術(shù)。但由于我國欠缺技術(shù)基礎(chǔ),對技術(shù)的適用范圍和使用條件缺乏規(guī)律性認識,在工藝設(shè)計和凈化裝備設(shè)計上存在很大隨意性,造成很多凈化設(shè)施凈化效果差,難以實現(xiàn)達標排放要求。對于這些新技術(shù)的應(yīng)用,應(yīng)該加大基礎(chǔ)研究投入,明確不同技術(shù)的治理對象和適用范圍,指導技術(shù)應(yīng)用和工程設(shè)計。
在大多數(shù)情況下,由于煙氣中同時含有多種類型的污染物,需要采用兩種或兩種以上的技術(shù)組合進行綜合治理。與國外治理公司相比,目前國內(nèi)治理企業(yè)在技術(shù)組合的系統(tǒng)設(shè)計上缺乏經(jīng)驗,系統(tǒng)設(shè)計能力較弱,難以達到技術(shù)集成效果。需要企業(yè)在實踐中不斷積累設(shè)計經(jīng)驗,有鑒于此,建議國家對重點行業(yè)應(yīng)該組織進行工程技術(shù)示范,優(yōu)勝劣汰,提高工藝設(shè)計水平。
VOCs的污染治理技術(shù)體系復雜,對設(shè)計人員的綜合要求高,需要掌握化學化工、通排風、機械設(shè)計、自動控制等人才。由于我國VOCs治理工作起步較晚,從事VOCs治理的企業(yè)一般規(guī)模較小,不注重人才培養(yǎng),缺乏有經(jīng)驗、綜合型從事VOCs治理的人才隊伍。國內(nèi)很多VOCs治理企業(yè)只有數(shù)有經(jīng)驗的設(shè)計人員,甚至沒有考取環(huán)境工程師資格的人員,嚴重制約了企業(yè)的發(fā)展。特別是在一些大型VOCs治理工程設(shè)計上,國內(nèi)企業(yè)的綜合設(shè)計水平與國外公司相比,還存在較大差距。
目前VOCs治理行業(yè)結(jié)構(gòu)還不完善,市場上存在低價競爭等現(xiàn)象,相關(guān)政策法規(guī)、標準還需要完善。
2. 缺乏煙氣治理的整體解決方案
目前,VOCs治理行業(yè)給使用企業(yè)普遍提供的是采用末端治理的技術(shù),即收集+治理技術(shù),缺乏煙氣治理的整體解決方案。VOCs治理行業(yè)在開拓治理市場的同時,要加強自律,提高技術(shù)水平,提供服務(wù)。
3.工程設(shè)計方面的措施
在治理VOCs污染的工程項目設(shè)計中,要重視和研究工況溫度、流量、壓力等參數(shù)變化產(chǎn)生的影響;技術(shù)方面,要重視工況溫度、工況流量、工況壓力等動態(tài)變化對治理工程系統(tǒng)的影響;思想方面,要端正對設(shè)計目的的認識,克服設(shè)計工作中存在的問題,按照guojia安全和環(huán)保法規(guī)要求,完善治理易揮發(fā)有機化合物VOCs的項目設(shè)計,達到控制VOCs揮發(fā)污染的目標。
四、解決路徑
結(jié)合橡膠廠煙氣治理的現(xiàn)狀和存在的突出問題,針對困擾企業(yè)的難點,探討了解決煙氣治理的路徑。
1.生產(chǎn)企業(yè)
首先應(yīng)該考慮源頭減排,推廣清潔生產(chǎn)技術(shù),從源頭上減少VOCs的使用量和排放量。
VOCs減排潛力巨大,能密封的,一定要在密閉的空間和設(shè)備里進行操作,無組織排放改為有組織排放是未來VOCs控制的趨勢;不能密封的,要對無組織排放的節(jié)點進行控制。還要對廠界或代表性的點位進行監(jiān)控,不污染周邊環(huán)境。
對于末端治理VOCs,選擇治理技術(shù)工藝時,應(yīng)該綜合評價其是否具備技術(shù)可行性和經(jīng)濟合理性。其中,技術(shù)上應(yīng)考慮的因素包括:廢氣性質(zhì)(組成、含量、溫度、壓力等)、要求的廢氣凈化效率、設(shè)備運行安全性、可用建設(shè)面積、與生產(chǎn)工藝(排污工藝)的協(xié)同性、必要的附屬設(shè)施(如水、電、蒸汽的供給等)。經(jīng)濟效益方面,應(yīng)該考慮的因素包括設(shè)備與工程投資、運行費用和使用周期等。
對于重點區(qū)域、工業(yè)園區(qū)、重點行業(yè)和重點企業(yè)的VOCs治理,要統(tǒng)一規(guī)劃,集中治理。
2.設(shè)備廠家
我國廢氣處理產(chǎn)業(yè)以企業(yè)為主體的廢氣處理技術(shù)體系尚不完善,一些核心技術(shù)還未*掌握;企業(yè)規(guī)模普遍偏小,產(chǎn)業(yè)集中度低,骨干企業(yè)帶動作用有待進一步提高;廢氣處理法規(guī)和標準體系、服務(wù)體系也不健全。雖然市場廣闊、需求巨大,但是作為新興產(chǎn)業(yè),廢氣處理產(chǎn)業(yè)總體上還處于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初期。
3.整體解決方案
末端治理只是VOCs治理的一部分,需要從生產(chǎn)等環(huán)節(jié)做起,進行全過程治理。
(1)前期準備。收集有關(guān)資料,詳細調(diào)查分析企業(yè)的生產(chǎn)、產(chǎn)排污情況,列出全廠異味物質(zhì)清單、產(chǎn)生及排放異味物質(zhì)的污染源清單,并編制詳細工作計劃。
(2)環(huán)境質(zhì)量摸底監(jiān)測。對廠外居民區(qū)、廠界環(huán)境和廠內(nèi)辦公區(qū)等重要區(qū)域的環(huán)境本底進行摸底監(jiān)測,了解環(huán)境污染現(xiàn)狀水平和主要標物質(zhì)等現(xiàn)狀。
(3)全廠廢氣產(chǎn)排污調(diào)查。通過實測、平衡計算或類比分析等手段,對全廠的廢氣產(chǎn)排情況進行監(jiān)測,并調(diào)查各污染源的主要排放方式和排放參數(shù),包括全部有組織、無組織(含設(shè)備泄漏)的廢氣排放源。
(4)建模預測。調(diào)查該區(qū)域氣象條件,以排污調(diào)查結(jié)果為排放源,預測分析全廠異味污染貢獻及主要貢獻源情況。
(5)提出削減控制要求。以異味物質(zhì)環(huán)境感官閾值濃度質(zhì)量標準限值,根據(jù)全廠各廢氣污染源的污染貢獻預測結(jié)果,推演提出各主要廢氣污染源的削減控制要求。
(6)制定整改方案。根據(jù)模擬預測推演提出的各主要廢氣污染源的削減要求,制定各主要污染源對應(yīng)的具體整改方案。
(7)實施整改并驗證。實施各項整改方案后,對整套整改方案的實施效果進行驗證分析。對廠外居民區(qū)、廠界環(huán)境和廠內(nèi)辦公區(qū)等重要區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測,分析方案實施前后環(huán)境質(zhì)量變化情況是否達到了既定環(huán)境目標。同時,提出企業(yè)后期的生產(chǎn)運行和環(huán)保管理的保障措施建議。