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揮發(fā)性有機(jī)物的危害與防治

  日期:2021-05-25  瀏覽次數(shù):244

什么是揮發(fā)性有機(jī)物

揮發(fā)性有機(jī)物,常用VOCs表示,它是Volatile Organic Compounds三個(gè)詞第一個(gè)字母的縮寫,總揮發(fā)性有機(jī)物有時(shí)也用TVOC來表示。

根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)的定義,VOCs(volatile organic compounds)是在常溫下,沸點(diǎn)50℃至260℃的各種有機(jī)化合物。在我國,VOCs是指常溫下飽和蒸汽壓大于70 Pa、常壓下沸點(diǎn)在260℃以下的有機(jī)化合物,或在20℃條件下,蒸汽壓大于或者等于10 Pa且具有揮發(fā)性的全部有機(jī)化合物。

通常分為非甲烷碳?xì)浠衔铮ê喎QNMHCs)、含氧有機(jī)化合物、鹵代烴、含氮有機(jī)化合物、含硫有機(jī)化合物等幾大類。VOCs參與大氣環(huán)境中臭氧和二次氣溶膠的形成,其對區(qū)域性大氣臭氧污染、PM2.5污染具有重要的影響。

揮發(fā)性有機(jī)物的危害

大多數(shù)VOCs具有令人不適的特殊氣味,并具有毒性、刺激性、致畸性和致癌作用,特別是苯、甲苯及甲醛等對人體健康會(huì)造成很大的傷害。VOCs是導(dǎo)致城市灰霾和光化學(xué)煙霧的重要前體物,主要來源于煤化工、石油化工、燃料涂料制造、溶劑制造與使用等過程。

企業(yè)如何防治

注重溯源分析

首先分析企業(yè)使用的原輔料,根據(jù)檢測報(bào)告或者MSDS文件對其中含有的揮發(fā)性有機(jī)物成分、含量進(jìn)行梳理核算。國家和地方對原輔料中揮發(fā)性有機(jī)物種類和含量有標(biāo)準(zhǔn)要求的,應(yīng)進(jìn)行對標(biāo)分析。比如汽車用涂料的揮發(fā)性有機(jī)物以及其他有害物質(zhì)含量應(yīng)滿足《車輛涂料中有害物質(zhì)限量》(GB 24409-2020)要求;印刷油墨中揮發(fā)性有機(jī)物含量應(yīng)滿足《油墨中可揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)含量的限值》(GB 38507-2020)要求。

強(qiáng)調(diào)實(shí)測評估

量化計(jì)算揮發(fā)性有機(jī)物產(chǎn)生量、收集量、處理量和排放量,其計(jì)算以實(shí)測結(jié)果為依據(jù)。

產(chǎn)生量核算

揮發(fā)性有機(jī)物的產(chǎn)生量核算應(yīng)優(yōu)先采用物料平衡法。揮發(fā)性有機(jī)物的產(chǎn)生類型主要有溶劑揮發(fā)、化學(xué)反應(yīng)、加熱分解等等,其中最為常見的是溶劑揮發(fā)。工業(yè)涂裝、印刷過程中原料所含有的揮發(fā)性有機(jī)物經(jīng)過烘干后全部進(jìn)入廢氣中,產(chǎn)生量為使用原料中含有的揮發(fā)性有機(jī)物,如果企業(yè)將部分含有揮發(fā)性有機(jī)物的原料以危險(xiǎn)廢物形式處置或進(jìn)行回收的,應(yīng)該予以扣除。

部分工藝如塑料注塑,加熱過程中高分子聚合物會(huì)發(fā)生分解,分解反應(yīng)發(fā)生的程度與原料的聚合度、工藝溫度等參數(shù)相關(guān),且分解產(chǎn)物是微量的,難以通過物料平衡方式測算揮發(fā)性有機(jī)物產(chǎn)生量,可以參考國家和地方發(fā)布的行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物產(chǎn)生系數(shù),同時(shí)采用模擬實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行實(shí)測驗(yàn)證。

收集量核算

廢氣收集量應(yīng)選擇在處理設(shè)施前進(jìn)行測試,測試參數(shù)包括廢氣量、揮發(fā)性有機(jī)物濃度、溫度等指標(biāo)。由于揮發(fā)性有機(jī)物種類較多,優(yōu)先采用氣相色譜-火焰離子化檢測法和氣相色譜-質(zhì)譜GC-MS測試技術(shù)。測試指標(biāo)應(yīng)采用總烴進(jìn)行計(jì)算,同時(shí)為了評估處理設(shè)施對各種成分的治理效率,建議對苯、苯系物、酯類等原料中涉及的成分同時(shí)進(jìn)行測試。

測試時(shí)應(yīng)選擇正常工況,測試小時(shí)平均濃度,根據(jù)廢氣測試結(jié)果中的揮發(fā)性有機(jī)物(總烴)濃度、廢氣流量、設(shè)施運(yùn)行時(shí)間可以計(jì)算得出揮發(fā)性有機(jī)物的收集量。

處理量核算

揮發(fā)性有機(jī)物處理量是指處理設(shè)施對廢氣中揮發(fā)性有機(jī)物去除的量,可以根據(jù)處理設(shè)施前后揮發(fā)性有機(jī)物(總烴)的速率差值、設(shè)施運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行計(jì)算。

排放量核算

揮發(fā)性有機(jī)物排放量包括有組織排放量和無組織排放量。其中有組織排放量根據(jù)廢氣處理設(shè)施排氣筒出口的監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行計(jì)算,監(jiān)測應(yīng)與收集量測試同時(shí)開展。

無組織排放量=產(chǎn)生量-收集量

排放量=無組織排放量 +有組織排放量

此外,根據(jù)以上數(shù)據(jù)還可以計(jì)算出揮發(fā)性有機(jī)物收集效率和處理效率:

收集效率=收集量÷產(chǎn)生量

處理效率=處理量÷收集量

收集處理并重

收集裝備的設(shè)置

揮發(fā)性有機(jī)物的收集是重要評估內(nèi)容之一?!洞髿馕廴痉乐畏ā返谒氖鍡l規(guī)定:產(chǎn)生含揮發(fā)性有機(jī)物廢氣的生產(chǎn)和服務(wù)活動(dòng),應(yīng)當(dāng)在密閉空間或者設(shè)備中進(jìn)行,并按照規(guī)定安裝、使用污染防治設(shè)施;無法密閉的,應(yīng)當(dāng)采取措施減少廢氣排放。

《揮發(fā)性有機(jī)物無組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 37822-2019)要求:VOCs質(zhì)量占比大于等于10%的含VOCs產(chǎn)品,其使用過程應(yīng)采用密閉設(shè)備或在密閉空間內(nèi)操作,廢氣應(yīng)排至VOCs廢氣收集處理系統(tǒng);廢氣收集系統(tǒng)排風(fēng)罩的設(shè)置應(yīng)符合《排風(fēng)罩的分類及技術(shù)條件》(GB/T 16758-2008)規(guī)定,采用外部排風(fēng)罩的,應(yīng)按照《排風(fēng)罩的分類及技術(shù)條件》(GB/T 16758-2008)、《局部排風(fēng)設(shè)施控制風(fēng)速檢測與評估技術(shù)規(guī)范》(AQ/T 4274-2016)規(guī)定的方法測量控制風(fēng)速,測量點(diǎn)應(yīng)選取在距排風(fēng)罩開口面最遠(yuǎn)處的VOCs無組織排放位置,控制風(fēng)速不應(yīng)低于0.3m/s。

收集效果評估

揮發(fā)性有機(jī)物收集和處理系統(tǒng)的風(fēng)量、風(fēng)速并不是越大越好,過大的風(fēng)量造成處理設(shè)施負(fù)擔(dān)加重,風(fēng)機(jī)功率增加,風(fēng)速過大造成廢氣在處理系統(tǒng)的停留時(shí)間過短,不利于污染物的治理。揮發(fā)性有機(jī)物的收集效果可以通過以下方法來進(jìn)行評估:

①測試車間內(nèi)有害成分的濃度,應(yīng)符合職業(yè)安全健康標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)指標(biāo)要求;

②測試車間門口、廠界無組織排放監(jiān)測點(diǎn)位的污染物濃度,應(yīng)符合行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)或綜合排放標(biāo)準(zhǔn)中對無組織監(jiān)控點(diǎn)位的濃度要求。

此外,《“十三五”揮發(fā)性有機(jī)物污染防治工作方案》(環(huán)大氣〔2017〕121號(hào))對揮發(fā)性有機(jī)物的收集效率提出了明確要求。

處理效果評估

經(jīng)過處理的廢氣中揮發(fā)性有機(jī)物濃度、排放速率應(yīng)符合相應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)的限值要求。《揮發(fā)性有機(jī)物無組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 37822-2019)規(guī)定:收集的廢氣中非甲烷總烴初始排放速率≥3kg/h(重點(diǎn)地區(qū)≥2kg/h)時(shí),應(yīng)配置揮發(fā)性有機(jī)物處理設(shè)施,處理效率不應(yīng)低于80%。

處理設(shè)施的設(shè)計(jì)安裝運(yùn)行應(yīng)符合《蓄熱燃燒法工業(yè)有機(jī)廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范》(HJ1093-2020)、《吸附法工業(yè)有機(jī)廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范》(HJ 2026-2013)、《催化燃燒法工業(yè)有機(jī)廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范》(HJ 2027-2013)的相應(yīng)要求,將處理設(shè)施的實(shí)際處理效率與其設(shè)計(jì)效率進(jìn)行對比分析,評估處理效果是否處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。

以減排為導(dǎo)向

削減產(chǎn)生量

采用清潔的原料和清潔的技術(shù),減少揮發(fā)性有機(jī)物的使用和產(chǎn)生量。表面涂裝行業(yè)鼓勵(lì)使用水性涂料、高固份涂料、粉末涂料、紫外光固化涂料等;包裝印刷行業(yè)以醇性(無苯、無酮)油墨和水性油墨替代溶劑型油墨,印制鐵罐使用含固體份高的UV涂料;表面涂裝行業(yè)推廣采用靜電噴涂、高流量低壓噴槍等涂裝效率較高的涂裝工藝;包裝印刷行業(yè)推廣采用無溶劑復(fù)合工藝替代干式復(fù)合工藝。

提高收集量

將無組織排放轉(zhuǎn)變?yōu)橛薪M織排放進(jìn)行控制,優(yōu)先采用密閉設(shè)備、在密閉空間中操作或采用全密閉集氣罩(通風(fēng)櫥等)收集方式;無法密閉的可以在局部重點(diǎn)位置采用集風(fēng)罩等設(shè)施進(jìn)行收集。多個(gè)廢氣收集管道匯合的情況下,應(yīng)綜合考慮各個(gè)管道的阻力情況,防止出現(xiàn)個(gè)別管道阻力過大,無法進(jìn)行廢氣收集的情況。

提高處理量

依據(jù)排放廢氣特征、VOCs 組分及濃度、生產(chǎn)工況等,合理選擇治理技術(shù)。對治理難度大、單一治理工藝難以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的,要采用多種技術(shù)的組合工藝。

建議采用高品質(zhì)的吸附劑、催化劑等原輔材料,同時(shí)還應(yīng)根據(jù)設(shè)施的運(yùn)行要求對廢氣溫度、濕度、顆粒物含量等因素進(jìn)行有效控制,提高設(shè)施的實(shí)際運(yùn)行效果。

加強(qiáng)日常管理

企業(yè)應(yīng)建立VOCs相關(guān)信息管理臺(tái)賬,包括含有VOCs原料的使用臺(tái)賬、VOCs治理設(shè)施的運(yùn)行臺(tái)帳,活性炭吸附裝置應(yīng)詳細(xì)記錄活性炭更換頻次和處置方式等,燃燒法VOCs治理裝置應(yīng)記錄燃料用量、燃燒溫度等燃燒條件;

此外,建議企業(yè)采用在線、便攜式等監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行日常自行監(jiān)測,實(shí)時(shí)監(jiān)控處理設(shè)施的運(yùn)行效果、運(yùn)行狀態(tài),及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)異常并予以調(diào)整。


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