您当前的位置: 首页 > 旅游

关于挥发性有机污染物排放控制标准制订中的关键技术问题研究

2018-10-11 22:03:50

近年来,我国一些地区酸雨、雾霾和光化学烟雾等区域性大气污染问题日益突出,挥发性有机物(VOCs)是形成大气臭氧和细粒子的重要前体物,为解决此类区域大气污染问题,我国“十二五”期间,将重点加强对VOCs的排放控制,在京津冀,长三角和珠三角等重点地区开展区域大气污染联防联控,这是我国继烟尘,二氧化硫之后,对区域性污染物,危险大气污染物实施控制的重要举措。为适应新形势下环境管理需要,需要制订控制VOCs的污染物排放标准。

大气污染物排放标准是根据环境质量标准,污染控制技术,经济条件,对排入环境中的有害物质和产生危害的各种因素所做的限制性规定,是对大气污染源进行控制的标准,它直接影响到我国大气环境质量目标的实现。VOCs是除颗粒物外第二大分布广泛和种类繁多的大气污染物,制订VOCs的污染物排放标准是一个系统工程,既要涉及健康和环境风险,又要考虑经济技术可行性,需要研究解决一系列关键技术问题,主要包括院污染因子如何选择?控制指标如何确定?限值确定的依据是基于技术还是基于人体健康?等。这些问题处理得当,才能使标准科学合理。

1控制因子

从污染因子中筛选确定标准的控制因子,一般会考虑以下因素(但不限于):①污染物排放量;②污染物危害程度;③污染控制技术的成熟度与经济承受性;④污染物采样、分析方法的配套性。这4个因素中,污染物危害程度是主要的因素,因为对于危害大的污染物,即使排放量不大,也需要进行控制的。VOCs不同于其他污染物,其造成的危害主要表现在3个方面:①部分具有毒性和致癌性:;②与了光化学烟雾反应;③参与了大气中二次气溶胶的形成。下面就VOCs的危害展开说明。

1.1考虑毒性

部分VOCs具有毒性和致癌性,危害人体健康,属于有害空气污染物(HAPs)。美国1990年公布的《清洁空气法修正案》列出了189种有害空气污染物(后来有所删减,目前为187种),VOCs即占了70%以上。美国环保局实施城市有毒空气污染物削减战略,筛选出33种对城市地区公众健康具有较高风险的污染物,其中19种属于VOCs。我国台湾地区依据各种HAPs对人体健康及环境品质的危害性大小,并考虑各种HAPs的致癌性潜能、运作量多寡、生物浓缩性大小,以及急性毒性程度等因素,筛选出30种建议优先控制的HAPs,其中21种为VOCs、4种重金属、3种酸气及2种其他污染物.另外,我国《工业场所有害因素职业接触限值化学有害因素》所列的有害物,绝大多数也是VOCs。

VOCs主要的健康影响,在于长时间低浓度暴露下将使人体致癌几率增加。联合国的国际癌症研究局依据人类流行病学与动物实验研究的资料,将有害物质分为1:致癌证据充分;2A:可能对人致癌;2B:可疑对人致癌:3:现有的证据不能对人类致癌性进行分类;4:对人类可能是非致癌物。

1.2考虑光化学反应性

大部份的VOCs具有高度的光化学反应性,在阳光下经由紫外线照射,这些VOCs与大气中其它化学成份如NO反应,形成高浓度的臭氧及其它过氧化物如PANs,臭氧是强氧化剂,会刺激和破坏深呼吸道粘膜和组织,对眼睛有轻度刺激性。据实验研究,臭氧的嗅阈值为0.02mg.m-3,0.2~0.94mg.m-3时对鼻和喉头粘膜有刺激作用,0.6~1.0mg.m-3时对眼睛有刺激,1.0mg.m-3引起肺活量减少,1.88~18.8mg.m-3时可出现咳嗽、胸痛、呕吐等症状,20mg.m-3时引起肺气肿。VOCs的光化学反应性可以通过光化学臭氧生成潜势。

增量反应活性和等效丙烯浓度等来评价,本研究以POCP为评价参数。

综上,对IARC中确认为1类物质或2A类物质,或其他国家和地区优先控制的VOCs,或POCP大于8.5的物质作为筛选原则,确定VOCs优先控制名录。

选择污染因子时,控制名录中属于IARC1类物质,无论排放量多少都应作为控制因子:控制名录中的其他污染物考虑排放量因素,若排放量较大,则选为控制因子。

2.控制指标

控制指标选择应考虑以下因素但不限于:

①工艺特征:②指标原理:③监测实施的简便易行。

考虑VOCs工艺特点,按排放形式,可区分为固定管道排放与逸散性排放两大类。固定管道排放是指污染物经由排气筒(烟囱)的有组织排放。逸散性排放是指工艺操作中不经排气筒的污染物无组织逸散,包括设备与管线组件泄漏、挥发性有机液体储运以及废水收集、处理和储存设施的逸散。

2.1组织排放控制指标

有组织排放控制指标可考虑排放浓度、净化效率、集气效率三项控制指标。

排放浓度是常见的控制方式。排放浓度可以是单个物质的浓度,也可以是VOCs各物质总和的浓度,如非甲烷总烃和总VOCs指标。

净化效率是指污染治理设备的处理效率。由于净化效率与废气的初始浓度有关系,一般与排放浓度只要满足一项即可。例如在美国大气污染物排放标准中,排放浓度与净化效率指标都有规定,但两者之间是“或”的关系:在《上海市生物制药行业污染物排放标准》中规定总挥发性有机物年排放量大于900kg,处理设施的处理效率>85%。

有机废气收集效率是净化处理系统所收集的废气量占总废气量百分比。收集效率的高低决定了被捕集处理的废气量,即收集效率越高,无组织排放的污染物就越少。目前应尽可能要求对VOCs废气进行收集,将无组织逸散转变为有组织排放进行控制。

以上控制指标的单独或组合应用,应根据实际情况确定。

上一页12下一页

2.2无组织排放控制指标

根据VOCs逸散排放特点,对无组织逸散(设备、管线组件泄漏、储罐及装载设施逸散、废水液面挥发)进行控制。

对设备与管线组件逸散排放通过设置设备与管线组件泄漏的允许限值来控制,超过此限值,需要对设备与管线组件进行修复。

对发性有机液体储运过程的控制,主要是规定一些设备性能(如浮顶罐密封)和设施配套(如安装蒸气收集系统)的要求。应对挥发性较大的有机液体(如汽油,实验证明汽油在干空气中于80min内可蒸发80%),以及虽然挥发度不高,但形成臭氧潜势较大的有机液体进行控制,如二甲苯等。

废水处理、储存设施,通过液面上VOCs浓度限值来控制,超过此限值,则应加盖密闭,并收集气体净化处理。

2.3总量控制指标

排放速率是一定高度排气筒在单位时间内的排放量。允许排放速率是以环境空气质量标准为控制目标,在大气污染物稀释扩散规律的基础上计算得出的。《大气污染物综合排放标准》中规定不同排气筒的高度执行不同的排放速率,是有组织排放的总量控制指标。由于目前普遍环境容量不足,应用本指标时可不按排气筒高度规定不同的限值,而是规定统一的排放速率,如《广东省印刷行业挥发性有机化合物排放标准》

容许逸散率为无组织排放VOCs总量占总有机溶剂投入量的百分比。单位产品排污量体现了同类企业、同类工艺之间的排污公平,为基本控制指标,但由于涉及到产品的计量,对很多工业行业来说实施存在难度,因此对于连续稳定生产工艺,常常采用简便的排放浓度指标加以控制。如欧盟有机溶剂使用指令基于物料平衡的VOCs排放总量控制方法,提出了逸散率%和单位产品排放量(g.kg-1,单位产品溶剂损耗量或g.m-2,单位涂装面积VOCs排放量)指标。

3排放限值确定

3.1基于污染控制技术

通过对清洁生产工艺、污染治理措施的技术经济评估确定排放限值,是工业行业大气污染物排放标准制订的主要依据。排放限值确定应充分考虑通过改变工艺、原料替代或其它改进,减少污染物排放量或消除污染物排放的可能性:考虑污染物释放后污染治理措施收集、捕获、处理污染物的有效性(处理能力、净化效率、运行稳定性等):考虑采取清洁生产工艺和/或污染治理措施的合理成本,以及取得的环境效益,需要在成本和效益之间取得平衡。

排放限值确定应兼顾技术上可行、经济上合理、环境效益突出3个方面。成本与效率是VOCs排气处理方法选择时重要的考虑因素。表1比较了各种VOCs排气处理方法的成本效率及适合VOCs的浓度范围。各种VOCs控制技术可达到的VOCs去除率与初始浓度有关。通常燃烧法的VOCs去除率很高渊﹥98%~99%,可使排放浓度低于20mg.g-3。吸附法、吸收法的VOCs去除率在95%以上,通常排放浓度可控制在100mg.g-3以下。

3.2基于健康和环境风险

如果采取了合理可行的污染控制技术后仍存在较大的健康和环境风险,则可能制订更加严格的排放限值,此时控制技术退为次要因素,健康和环境风险成为主要考虑。

对于毒性小的VOCs,排放限值确定以技术为主:对于毒性大的VOCs,排放限值确定以人体健康为主,以期达到保护人体健康的要求。如德国“空气保洁技术指南中对致癌性物质分为三级,1毒性强,2、3级毒性依次减弱,相应地排放限值也越严格。指南规定1级致癌物的总质量流量不超过0.15g.h-1或总质量浓度不超过0.5mg.m-3;2级致癌物总质量流量不超过1.5g.h-1或总质量浓度不超过0.5mg.m-3,3级致癌物总质量流量不超过2.5g.h-1或总质量浓度不超过1mg.m-3。

4技术管理措施

大气污染物排放标准不可单纯理解为限值标准,从广义上讲,包括任何为有效控制污染所做的技术性、管理性规定,在这方面美国和欧盟有很好的经验。美国在《清洁空气法》中明确要求,如果规定或执行一项限值标准不可行,应制订关于设计、设备、工艺操作或运行的标准,以及它们的组合,来代替限值标准。

鉴于VOCs易挥发特点,结合具体行业,对于VOCs无组织逸散,制订一些合理的技术管理规定,在污染控制上会更有效,从源头或过程控制VOCs的排放。如对易挥发性液体储罐要求采用高效密封方式:对设备与管线组件VOCs泄漏建立巡检制度;对于废水挥发液面加盖封闭等。对涂装、印刷等行业,要求涂料、油墨、粘胶剂、有机溶剂等原辅材料储存在密封容器中:有机溶剂转移、设备清洗过程中,应尽可能减少VOCs排放:废弃的涂料桶、有机溶剂容器或胶水桶在移交专门的回收处理机构前,应封盖存储。

上一页12下一页

会所装修
圣安雅居现代城60-90㎡户型图-大连
上海门套
会所装修设计
圣安雅居现代城90-120㎡户型图-大连
分离设备图片
会所装修装饰
圣安雅居现代城120-140㎡户型图-大连
上海离心机
推荐阅读
图文聚焦