北极星VOCs在线  来源:《环境科学与管理》

北极星VOCs在线讯:摘要：当前,中国已基本实现了化工类企业的进园入区,虽然各企业实现了废气的达标排放,但由于叠加效应等因素的影响,化工异味已经成为环境监管的难点和群众投诉的焦点。通过对化工园区内企业无组织排放的各类有机废气的特点、毒性、种类和来源进行剖析,探讨了无组织排放有机废气的收集处理方法和相应治理措施对策,对该类废气的日常环境监管提出了具体建议,并结合实际案例强化了对无组织废气进行防治是完全可行和必要的。未来,加强化工园区内企业无组织排放废气的监管和新废气治理技术的研发应用,区域环境空气质量和群众对环境满意率必将得到显著提高。

前言

当前，国内大多数地区已经建立了专业化工园区，基本实现了对入园化工企业统一管理和污染物集中收集、处理并达标排放，但由于生产工艺原因、管理水平、污防技术的限制，该类企业在生产过程中一般都会排放出诸如恶臭、非甲烷总烃、TVOC等各类无组织废气污染物，受企业密集度过高和叠加效应的影响，特别是在大气环流受阻等不利气象条件下，会对区域内大气环境质量和人民群众身体健康产生明显的影响，危害程度较大。近年来，特别是《新环保法》实施以来，为有效遏制雾霾、光化学污染等导致重污染天气发生频次，大力开展生态文明建设，环境监管部门对无组织排放废气的收集处理和开展集中整治已经迫在眉睫。

1无组织排放废气的危害

无组织排放废气中污染物在高浓度密集的情况下会危害人体的呼吸系统，尤其挥发性污染物在高浓度作用下会造成人员中毒死亡;无组织排放废气中的各种颗粒污染物和气态污染物也会危害到动植物的健康生长，如果某些挥发性有毒有害的气体通过空气媒介进入到动植物的生物细胞内，就会破坏细胞组织，引起中毒甚至死亡。在美国EPA优先控制的187种污染物中，有33种属于挥发性有机物，其中苯、三氯甲烷、四氯乙烯等已被WHO确定为对动物具有致癌和致畸。

1.1对人体的影响和危害

无组织排放有机废气主要由苯、醇、醚、酮、酚、醛、酯、胺等构成，此外还有烷烃、不饱和烃、硫化物、氨等有机物质，主要表现在引起呼吸系统的疾病。在突发性的高浓度污染物作用下，可造成急性中毒，甚至引起死亡。由于无组织废气排放高度较低，没有经过充分有效的扩散和稀释就进入地表呼吸带，若长期处于低浓度污染环境中，会使人体体质下降，精神不振，引起呼吸系统病症，苯并芘类、多环芳烃及焚烧炉废气中的二嗯英等这些强致癌物质，已经引起人们的高度重视。

1.2对动植物的危害

高浓度无组织废气排人大气中，使植物机体发生生理和生物化学变化，影响细胞正常活动和遗传系统，引起植物数量和群落的变化，动物通过呼吸系统以及食用被污染的植物和水，引起中毒甚至死亡。

1.3对环境的危害

无组织排放废气虽然从感观上不如有组织排放废气对环境的影响力，但长时间的累积和叠加效应，会造成厂界及园区周边大气环境不断受到污染，对PM2.5和PM10及城市空气污染贡献率较大。由于大部分废气呈酸l生，对被高浓度酸性气体长期接触后的建筑物、金属构件、电器元件等，都会有不同程度的腐蚀和侵蚀，容易引起材质发生变化，降低使用寿命，导致安全环保事故的发生。

1.4对气候的危害

无组织废气污染大气，影响局部气温的变化，大量排放的二氧化硫会导致酸雨频发，大量排放的二氧化碳会产生“温室效应”，氟化物也是臭氧层破坏的主要物质之一。

2无组织排放废气的种类和来源

2.1种类

传统大气污染物主要为颗粒物、NOSO：等，大多是由燃烧过程或加热设备产生，而化工企业排放的废气所含污染物种类很多，既有颗粒状的污染物，也有气态的污染物，颗粒状的主要有飞灰、黑烟、粉尘、烟尘、水雾等，气态污染物主要有碳氧化物、硫氧化物、氮氧化物、有机化合物、卤素化合物等。其中硫氧化物主要为SO，主要来自燃料(煤、焦炭、天然气、柴油等)，另外硫化物矿石的焙烧和冶炼过程也会产生;氮氧化物主要为NO、NO2，主要来自工业炉窑、硝酸生产、金属表面处理、污水处理站硝化反应等过程;碳氧化物主要为CO和CO2，主要来自燃料燃烧过程;有机化合物主要包括烃类、VOCs等，VOCs主要由烷烃(20%)、不饱和烃(21%)、苯系物(30%)构成，表现出较高的大气氧化活性和毒性，可引起臭氧层空洞、紫外辐射增强、温室效应等后果，还可与NO发生光化学反应，形成光化学烟雾，该类物质主要来自有机化工生产过程中;卤素化合物主要为HF、HCL等，主要来自化工、塑料、盐酸制造及废物焚烧等过程。2.2来源无组织排放废气点源分散，产污环节多，点位多，难以实施有效的收集，更谈不上处理，同时，各个点源的废气排放量较小，企业方既不重视也不愿处理，经疏理，其来源大致有污水处理站、固(危)废堆场、挥发性原料装卸过程、产品贮存场所及储罐区成废气发散等方面。

2.2.1污水处理站

为确保达到污水接管标准，化工企业一般都建设有配套的污水处理装置或预处理设施，其在收集池、曝气池和污泥处理工段会产生的无组织排放废气，主要成分是硫化物，如H2S、氨氮、四硫醇等，恶气体的废气量与污水水质水量、处理工艺、污泥压滤方式以及气象条件等因素有关，恶臭源强可参照城市污水处理厂相关数据经修正后进行核算。

2.2.2固(危)废堆场

化工企业的固(危)废种类较多，主要包括污水处理站生化污泥、化学反应过程中产生的反应釜渣、滤渣、废催化剂、废化学原料容器及沾有化学原料的其它物质等，一般均掺杂着有机物，在堆放过程中，会缓慢释放出有毒有害物质。

2.2.3化工企业一般均配套建设有原料贮罐区、用于储存化学液体有机原料或酸碱液体

贮罐区无组织排放废气主要来源于呼吸排放和工作排放，呼吸排放是由于温度或大气压力变化引起蒸汽的膨胀和收缩而产生的蒸汽排放，工作排放是由于装料与卸料而产生的气体挥发性损失，一般而言，碱性液体挥发性较小，而贮存液体为酸l生且浓度较高时，挥发性较大。

2.2.4生产过程及物料转移过程

化工生产常常伴有合成、混合、过滤、压滤、离心、蒸馏、结晶、沉降、粉碎、烘干等工序，都存在发生有机物和溶剂挥发而逸散到空气中，特别是在离心、烘干、热排渣等工序，极易间歇排放浓度较高的废气，该类废气量与工艺方法和设备形状关系较大，此外，在生产中，物料或产品从一个容器转移到另一个容器时，会发生吸人或放出气体的现象。

2.2.5管道装置泄漏造成跑冒滴漏

通常情况下，无论设备管件的材质多么好，安装连接得多么严密，只要伴随运行时间的延长，设备管道因受到介质腐蚀磨损及Et晒雨淋造成老化等不可抗拒因素，导致物料泄漏是不可避免的，此类无组织废气量可以通过对设备开展定期维护保养来降低。

2.2.6管理制度不严格、造成人为污染

在企业的日常生产过程中，由于操作人员责任心不强，制度不严格，导致因发生泄漏性生产事故造成工艺废气在短时间大量无组织排放，或是因化学物质流散倾覆到地面，使土壤遭受到污染物渗透，在风吹和日晒下，会造成释放出的气体长时间排放。

3无组织排放废气的防治措施

3.1化工园区作为有毒有害废气的源头，应尽量建在城市的上风向，其选址必须远离居民区、文教区、风景名胜区、自然保护区等环境敏感区域，江苏省已要求化工园区要科学编制和修订发展规划，对各类污染物的排放总量做出明确限定，发展过程中要按照循环经济理念，推行产业链发展模式，积极构建化工区循环经济产业链，全面推行清洁生产审核，做到节能减排，化工区边界与居住区之间设置不少于500米宽的隔离带，并适当设有绿化带，隔离带内不得规划建设学校、医院、居民住宅等环境敏感目标，化工园区内企业要加强对无组织排放的废气尤其是有毒有害及恶臭气体的集中收集和处理，严格控制工艺过程中逃逸性有机气体的排放，逐步淘汰挥发性有机物含量高的产品，要推进化工企业更新改造技术工艺，削减二氧化硫、氮氧化物等大气污染物排放总量。

3.2生产车间中无组织排放废气的防治措施，主要包括收集一处理一排放三个基本环节，而能否有效处理的关键在于废气能否全面高效的收集，对于有组织排放工业废气，主要采用回收化(吸收法、吸附法、冷凝法)、无害化(化学分解、电物理化学法、焚烧法、生物法)等处理办法，从技术角度来看是能做到达标排放的，因此采取一切措施将无组织排放废气尽可能控制在密闭的、略带负压的空间内，通过设置集风装置，对无序排放的有毒有害废气进行收集，改变原有的排放方式，变无组织为有组织后进人废气处理系统，在处理过程中根据各类废气的特性和成分，选择最优化的治理方案，最终通过有效高度的排气筒向外环境排放。

对于化工企业贮罐区无组织排放的废气，主要方法是控制罐体温差，在罐形设计中，尽量采用浮顶罐装置，进而降低呼吸损耗，设置呼吸挡板，增设回收系统，常用的回收方法包括集气罐法、冷凝回收法、压缩回收法、喷淋回收法等。

3.3建立大气特征因子指纹化监测预警系统。通过在化工园区周围增设具有代表性的环境空气质量监测点位和增加细颗粒物(PM2.5)、一氧化碳(CO)、臭氧(03)、能见度、黑碳、浊度、气溶胶光学厚度等在线监测仪器，从而准确、客观反映化工园区周边环境空气污染状况、特征、规律和趋势，通过配置德国傅立叶红外光谱仪、便携式GS—MS等废气监测仪器，实现从企业一厂界化工园区边界的全方位在线监管。

4无组织废气环境管理建议

由于无组织排放废气的排放量较小，排放无明显规律，排放时间无法确定，导致群众投诉不断，监管部门无所适从，因而，对此类废气的污染防治，还是应以加强日常管理为切人点，以开展集中整治为抓手，以最新的防治技术为依托，以新环保法等法律法规为武器，具体建议如下：

4.1目前，《大气污染物综合排放标准》(GB16297—1996)中仅对33类物质制定了无组织排放浓度限值要求，《恶臭污染物排放标准》(GB14554—93)中仅对9类物质制定了厂界标准，而无组织排放废气种类繁多，成份复杂，仅非甲烷总烃就涵盖了除甲烷之外C2一C12范围内的所有碳氢化合物，TVOC涵盖了C6一C16范围内的所有挥发性有机物，有些恶臭气体如三甲胺，虽有厂界排放标准，但无监测手段，因此，环保部门要进一步扩大无组织排放废气污染因子监控浓度限值标准范围，制定相应的排放浓度限值标准，对当前无法开展监测的污染物，要在现有技术的基础上，不断完善废气监测技术并建立相应评价体系，对原有未纳入总量考核的无组织排放废气，经收集处理后新增的排放量，要重新进行评估考核，为此类新增量预留空间。

4.2各级环保部门要严格依据相关法律法规和政策标准，切实加强对化工企业日常监管，对偷排漏排等违法行为持续保持高压态势，依法查处违法排污企业。对检查中发现的问题，加大督促整改力度;对环境违法企业，加大处罚力度，涉嫌犯罪的，移送司法机关依法处理。对无组织排放废气量较大的企业，要求企业对该类废气开展集中性治理，环境监察部门应与环境监测部门开展合作，不定期对化工园区内企业进行监测，发现治污设施特别是废气处理装置故意不正常运行、超标严重、环境安全隐患突出的，责令停产整治。

4.3对于新建化工项目的核准(备案)，要建立由投资管理部门牵头，环保、安监等部门参加的化工项目联合会审制度，实行严格的环保和安全审查，严禁新上感官差、毒性强、治理难度大的化工项目。大力实施清洁生产，积极推进技术创新和技术改造，分阶段淘汰落后工艺、技术、设备和产品，对污染严重、不能稳定达标的化工生产项目实行限期治理，逾期未治理或治理达不到规定要求的，坚决依法关闭。

4.4进一步提高企业领导者的守法观念和大局观念，增加企业职工的责任意识和环保意识，生产过程中坚决执行各项环保法律法规和排放标准，严格操作规程，减少化学物质“跑、冒、滴、漏”现象的发生，确保污染物稳定达标排放，对立项时间较早的建设项目要积极进行技术改造，对落后的生产工艺和生产设备要及时淘汰，通过以新代老，实现减排增效的目标。企业要进一步完善管理制度，设立专业的环保管理机构和环保专职管理人员，每日做好各产排污环节的现场检查，做到尽职尽责，将污染事故消灭在萌芽阶段。

5污水处理站废气收集处理案例分析

5.1企业情况简介

该企业位于化工园区内，主要从事香精、香料、化工原料及产品的生产和销售，为确保生产废水达到接管要求，配套建有一座Et处理量为600吨/天污水处理站，在污水处理过程中产生大量的恶臭气体和有机挥发气体(VOCs)，对周围环境产生影响，对人的身心健康产生危害。

5.2污染源组分分析

该公司污水站污水处理过程产生的大量恶臭气体和废水中含有的有机化合物自然挥发产生的有机废气(VOCs)及厌氧反应器产生的沼气，未净化的恶臭气体和有机废气散发到环境空气中，会对周围大气环境产生污染。产生的恶臭污染物质主要是氨、硫化氢、甲烷、甲硫醇及苯系化合物挥发气体，其废气来源及产生量见表1。

表1废气来源及产生量

该公司污水站产生废气量约为2048m。/h，设计时一体化生物除臭处理系统按2500m/h设计，污水站各种产生恶臭气体及有机挥发气体(VOCs)经SHS一2500一体化生物除臭装置处理后排人大气，排出气体满足《恶臭污染物排放标准(GB14554—93)》、《大气污染物综合排放标准》(GB16297—2002)中二级排放标准，废气治理工艺流程见图1：

5.3废气治理原理和效果

废(臭)气先经吸风收集系统收集后进人喷淋增湿系统进行预处理，喷淋装置中装有填料，以保证气相与液相的充分接触，降低废气中污染物的浓度，为后续的生化处理提供良好条件。经喷淋洗涤后的臭气进入生物除臭床，废气中的污染物与水或固相表面的水膜接触，污染物溶于水中成为液相中的分子或离子，水溶液中污染成分被微生物吸附、吸收，污染成分从水中转移至微生物体内，作为吸收剂的水被再生复原，继而再用以溶解新的废气成分，被吸附的有机物经过生物转化为无害物质，再经过活性炭层的吸附，从而实现尾气达标排放。

6结论

无组织排放的有机废气不仅污染环境，同时，对人类的身体健康产生严重影响，高浓度的有机气体甚至会导致急性中毒及死亡，因此，开展对该类废气的集中性整治，已经成为当前中国环保领域的一项重要污染防治工程，在现有的技术条件下，通过对该类废气进行收集和治理，完全可以实现达标排放。未来，各级环保部门通过不断提高入园化工企业的准入门槛和对现有落后生产工艺的淘汰，不断加大有机废气的治理力度及做好先进污防技术的研发推广，必将进一步改善化工园区内及其周边的空气质量，为化工产业实现绿色发展奠定坚实的基础。