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有机废气治理行业2018年度发展报告

中国环境保护产业协会废气净化委员会

1. 行业发展现状及分析

2013年国家发布《大气污染防治行动计划》(“大气十条”)以来,挥发性有机物(VOCs)污染防治逐渐成为我国大气污染防治的中心工作之一,VOCs减排与控制工作取得了长足的进步。2015年修订《大气污染防治法》,2016年发布《重点行业挥发性有机物削减行动计划》和《“十三五”节能减排综合工作方案》,都明确地提出了VOCs减排控制要求及重点行业VOCs综合治理和配套政策标准的制定计划。2017年环境保护部、国家发展与改革委员会等六部门联合下发的《“十三五”挥发性有机物污染防治工作方案》,是目前实施挥发性有机物减排的指导性文件,方案指出以改善环境空气质量为核心,以重点地区为主要着力点,以重点行业和重点污染物为主要控制对象,持续推进VOCs减排任务,明确提出到2020年建立健全以改善环境空气质量为核心的VOCs污染防治管理体系,实施重点地区、重点行业VOCs污染减排,排放总量减少10%以上。


1.1宏观政策法规

1.1.1打赢蓝天保卫战三年行动计划

20187月国务院发布了《打赢蓝天保卫战三年行动计划》(以下简称《三年行动计划》,国发〔201822号)。该计划确定以京津冀及周边地区、长三角地区、汾渭平原等区域(以下称重点区域)为重点,持续开展大气污染防治行动,目标是经过3年努力,大幅减少主要大气污染物排放总量,协同减少温室气体排放,进一步明显降低细颗粒物(PM2.5)浓度,提出到2020PM2.5未达标地级及以上城市比2015年下降18%以上。《三年行动计划》强调推进重点行业污染治理升级改造,2018年底前京津冀及周边地区基本完成治理任务,长三角地区和汾渭平原2019年底前完成,全国2020年底前基本完成;重点区域二氧化硫、氮氧化物、颗粒物、挥发性有机物(VOCs)全面执行大气污染物特别排放限值,强化工业企业无组织排放管控,大力推进VOCs和氮氧化物协同治理。

与国家政策相呼应,各地相继出台了适应本地区的省市级行动计划,确定了各地的控制重点区域,提出了重点区域的重点污染物控制目标,重点在于推进产业布局调整,整治“散乱污”企业,强化工业挥发性有机物专项治理,加强工业企业无组织排放管理,科学制订应急减排和错峰生产措施,加强区域联防联控,严格禁止“一刀切”。上海、广东、四川、湖南、湖北、浙江、天津等省市还专门出台了针对挥发性有机物污染防治的行动实施方案。作为PM2.5O3形成的关键前体物之一,在《三年行动计划》中VOCs的污染防治占有重要的地位。

1.1.2 秋冬季大气污染综合整治

秋冬季是大气污染较严重的时段,抓好秋冬季大气污染的综合治理,是打赢蓝天保卫战的关键。20189月生态环境部等12部门联合京津冀、山东、山西、河南等6省市制定了《京津冀及周边地区2018-2019年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案》,方案第一次提出秋冬季大气质量改善目标,即“2+26”城市(含北京、天津以及河南、河北、山东、山西省共计28个城市)PM2.5平均浓度和重污染天数双双同比下降15%以上。相较于往年,今年的大气治理行动方案没有统一规定限产比例,而是由各地根据产业结构、企业污染排放绩效情况,制定错峰生产实施方案,根据空气质量预报,灵活调整限产时间,对污染排放绩效水平高的环保标杆企业给与不予限产等优惠举措,因地制宜,因企制宜,科学性和灵活性更强。

《天津市2018-2019年采暖季工业企业错峰生产工作方案》《天津市2018-2019年采暖季重点行业差别化错峰生产绩效评价指导意见》和《河北省重点行业秋冬季差异化错峰生产绩效评价指导意见》出台并全面部署落实。今年的错峰生产要求相比去年,总体考虑是基于污染排放绩效水平,按行业将每个企业从不限产、不同比例限产到全部停产依次划分为3-5类,再结合企业是否有环保行政处罚、是否有淘汰限制类装备、是否涉及民生等指标予以适当调整,统筹确定企业限产比例,科学制定差别化停限产措施,突出错峰生产调控的精准性、科学性和有效性。《长三角地区2018-2019年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案》提出因地制宜推进重污染城市工业企业错峰生产,实施重点行业VOCs排放总量控制,分行业核定VOCs排放总量和削减量,实现10%以上的年度减排目标。按照分业施策、一行一策的原则,推进重点行业VOCs治理,201812月底前,各地完成重点工业行业VOCs综合整治及提标改造,实现稳定达标排放。近年来汾渭平原空气污染问题突出,污染程度仅次于京津冀及周边地区,部分空气质量指标甚至劣于京津冀区域,亟需加大治理力度。《三年行动计划》将汾渭平原纳入到大气污染防治重点区域。为了有效应对重污染天气,发布了《汾渭平原2018-2019秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案》,推进秋冬季错峰生产和对企业实行差别化错峰管理。

1.1.3重点区域实施大气污染物特别排放限值

《三年行动计划》中提出了重点区域二氧化硫、氮氧化物、颗粒物、挥发性有机物全面执行大气污染物特别排放限值的要求。近年来,河北、天津、安徽、陕西等省市均针对本辖区的重点行业发布了执行大气污染物特别排放限值的公告,对重点行业大气污染物排放标准进行了收严。201831日起,京津冀大气污染传输通道“2+26”城市全面实施特别排放限值要求。江苏省自201881日起,对13个设区市新建项目执行二氧化硫、氮氧化物、颗粒物和挥发性有机物特别排放限值。广东省由珠三角9市扩展至全省范围内实施钢铁、石化、水泥行业执行大气污染物特别排放限值;对新建项目自201891日起,对钢铁、水泥行业现有企业201911日起执行大气污染物特别排放限值;对石化行业现有企业自201961日起执行颗粒物、二氧化硫、氮氧化物和挥发性有机物特别排放限值。浙江省和湖北省也发布了执行特别排放限值的新要求。

从此前执行大气污染物特别排放限值地区的治理效果来看,执行特别排放限值的地区将会迎来工业排放大幅下降的时期。相关地区特别限值的执行有助于治理技术装备的升级和企业竞争力的提高。

1.2标准规范体系

《国家环境保护标准“十三五”发展规划》强调要积极推进挥发性有机物污染控制,制修订汽车涂装、集装箱制造、印刷包装、家具制造、人造板、储油库、汽油运输、农药、制药、油漆涂料、纺织印染、船舶制造、干洗等行业大气污染物排放标准,制订挥发性有机物无组织逸散控制标准。支撑面源污染治理,修订饮食业油烟污染物排放标准,加强餐饮油烟污染防治。大气环境监测分析方法标准方面,支撑石油化工、农药、纺织染整、制药等行业以及大气综合排放标准、恶臭污染物排放标准的制修订与实施,制修订有关挥发性有机物、恶臭污染物等大气污染物的环境监测分析方法标准。在此规划的基础上,国家和地方加强了相关标准制订工作的力度,特别是重点行业排放标准的制订与实施力度不断加强,VOCs排放标准体系不断完善。

1.2.1 国家排放标准

2018年国家挥发性有机物排放标准的制修订工作继续推进。挥发性有机物无组织排放标准、涂料油墨及胶黏剂、医药、农药、恶臭污染物、饮食业油烟、皮革制品和制鞋、铸造、电子等行业大气污染物排放国家标准已经基本完成了制修订工作,部分标准有望近期发布实施。新标准的制订强调从源头、过程和末端进行全过程控制,常规污染物的排放限值普遍加严,大幅度增加了涉及到VOCs的控制项目(目前VOCs的控制项目已经拓展到了76项),实行排放限值与管理性规定并重的原则,明确了无组织排放的管理要求。

1VOCs国家大气污染物排放标准(截止2018.12

 




1.2.2 地方排放标准

各省市区根据各地产业结构和减排方向,近年来明显加大了与VOCs排放相关的地方排放标准制订工作力度。截止2018年底已经发布的与VOCs有关的排放标准北京市14项(2018年新发布1项),上海市11项(2018年新发布1项),重庆市、山东省(2018年新发布3项)各6项,广东省、浙江省(2018年新发布1项)各5项,天津市(2018新修订1项)、江苏省、湖南省、福建省(2018新发布3项)各3项,河北省2项,宁夏回族自治区、陕西省、四川省各1项。

新发布相关标准包括:《北京市餐饮业大气污染物排放标准》《上海市畜禽养殖业污染物排放标准》《山东省挥发性有机物排放标准第5部分:表面涂装行业》《山东省挥发性有机物排放标准第6部分:有机化工行业》《有机化工企业污水处理厂(站)挥发性有机物及恶臭污染物排放标准》《浙江省工业涂装工序大气污染物排放标准》《福建省工业挥发性有机物排放标准》《福建省工业涂装工序挥发性有机物排放标准》《福建省印刷行业挥发性有机物排放标准》。天津市新修订了《恶臭污染物排放标准》,在保留原标准6个控制项目基础上,增加了11项恶臭污染物排放控制项目,同时收严了部分恶臭污染物排放控制要求,增加了对污染源责任主体的恶臭排放管理要求,明确了应对恶臭污染物排放系统和污染防治设施定期维护保养要求。除了已经发布的标准之外,尚有一批标准正在制修订过程中,包括北京市加油站油气排放控制和限值标准》《广东省电子设备制造业挥发性有机化合物排放标准》《辽宁省印刷业挥发性有机物排放标准》《辽宁省工业涂装工序大气污染物排放标准》贵州省工业企业挥发性有机物排放控制标准等。


2VOCs地方大气污染物排放标准(截止2018.12




1.2.3 监测标准与技术规范指南的制定

2018年底,生态环境部发布了《环境空气挥发性有机物气相色谱连续监测系统技术要求及检测方法》(HJ1010-2018)、《环境空气和废气挥发性有机物组分便携式傅里叶红外监测仪技术要求及检测方法》(HJ1011-2018)、《环境空气和废气总烃、甲烷和非甲烷总烃便携式监测仪技术要求及检测方法》(HJ1012-2018)、《固定污染源废气非甲烷总烃连续监测系统技术要求及检测方法》(HJ1013-2018)等4项监测标准,自201971日起实施。

上海市出台系列技术规范,如《环境空气有机硫在线监测技术规范》(DB31/T 1089-2018)、《环境空气非甲烷总烃在线监测技术规范》(DB31/T1090-2018)、《设备泄漏挥发性有机物排放控制技术规范》(沪环保防〔2018369号)、《餐饮业油烟污染控制技术规范(试行)》(沪环保防〔2018369号)等。

炼焦工业、农药制造工业、汽车制造业、人造板制造业、家具制造工业、印刷工业、涂料油墨工业等“污染防治可行技术指南”正在制订中,部分行业指南有望在2019年颁布。

1.3 排污管理制度建设

在排污监管制度建设方面,《排污许可管理办法(试行)》2018年正式实施,《排污许可管理条例草案》、新版《固定污染源排污许可分类管理名录》公开征求意见,以“按证排污、持证排污”为原则的这一基础性污染源管理制度框架基本确立。截止2018年底,已经发布了总则和农药制造、纺织印染、汽车制造等多个涉VOCs排放行业的排污许可证申请与核发技术规范,总则和石油化学、制药、农药制造等多个涉VOCs排放行业的排污单位自行监测技术指南。2020年前VOCs重点排放行业都将推行排污权许可证制度,VOCs排放企业都将建立VOCs自行监测、台账记录和定期报告的体系,将进一步推动我国VOCs污染防治工作进入精细化管理阶段。2018年颁布的《2018年重点地区环境空气挥发性有机物监测方案》和《关于加强固定污染源废气挥发性有机物监测工作的通知》,则从建立统一的监测体系和VOCs治理效果的评估机制角度,使VOCs污染排放实现了闭环管理,具备了较为完整的管理框架。

1.4环保税法正式实施

新的《环境保护税法》以及《环境保护税法实施细则》出台并于2018年正式实施后,《挥发性有机物排污收费试点办法》依法废止,但是VOCs的核算和收费制度的探索为环保税法的顺利实施提供了经验。由于检测方法和计量办法等方面的限制,目前尚不具备全面征收挥发性有机物环境保护税的条件,目前阶段《环境保护税法》中规定的应税污染物中只包含了VOCs中的部分污染物。

该法对不同危害程度的污染因子设置差别化的污染当量值,对高危害污染因子多征税。这种政策处理,有利于引导企业改进工艺,减少污染物排放,特别是高危污染物的排放。应税大气污染物的税额幅度为每污染当量1.2元至12元。考虑到不同地区污染程度不同,治理的紧迫性不同,不同地区的税额税目不同。从目前各地发布的方案来看,环保税税额标准相对较高的有北京、上海、天津、河北、山东等地。北京按最高上限收费,达每当量收费12元。另一些地方则按照法定最低限额征收,比如陕西、青海、甘肃、宁夏、新疆等地,多集中于西部地区。


1.5完善监测管理体系

201611月,环保部印发了《“十三五”环境监测质量管理工作方案》,该方案是“十三五”时期环境空气自动监测质量管理的重要指导性文件,为今后一段时期开展环境空气自动监测质量管理工作提供了基本遵循。20179月中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《关于深化环境监测改革提高环境监测数据质量的意见》,提出到2020年,全面建立环境监测数据质量保障责任体系,健全环境监测质量管理制度。北京、河南、四川、浙江、天津等出台了深化环境监测改革提高环境监测数据质量实施方案,提出了具体的实施建议,提出要严厉惩处环境监测数据弄虚作假行为,加强对监测行业的监管,对发现篡改、伪造监测数据的要依法依纪追究责任。

VOCs的监测是掌握VOCs排放及治理情况,全面加强VOCs污染防治工作的基础。2017年底环保部印发了《2018年重点地区环境空气挥发性有机物监测方案》(环办监测函2024号),该方案明确了需要进行VOCs监测的城市,并对于具体点位布设要求、监测项目、监测时间频次、监测方法、数据传输及监测操作规程等做了详细规定。2018年初,为掌握固定污染源废气挥发性有机物排放情况,环保部印发了《关于加强固定源废气挥发性有机物监测工作的通知》,用于指导地方做好对挥发性有机物重点排污单位的专项监测工作。

《江苏省固定污染源废气挥发性有机物监测工作方案》《内蒙古自治区固定污染源废气挥发性有机物检查监测工作方案》等,提出强化排污单位自行监测,加强工业园区监测监控,建立VOCs排污单位名录库,开展VOCs专项检查监测等。上海市在挥发性有机物监测管理方面已经形成较完善的体系,2016年发布的《上海市固定污染源非甲烷总烃在线监测系统安装及联网技术要求(试行)》和《上海市固定污染源非甲烷总烃在线监测系统验收及运行技术要求(试行)》等是企业开展运行维护的重要依据。2018年上海市环境保护局印发了《上海市固定污染源废气挥发性有机物监测工作方案》《上海市固定污染源挥发性有机物在线监测体系建设方案》的通知,对实施范围、安装要求等进行了规定;《上海市深化环境监测改革提高环境监测数据质量实施方案》(沪委办〔201819号),《上海市环境监测数据弄虚作假行为调查处理办法》等,对违法行为起到一定的震慑作用。在贯彻落实生态环境部印发的《生态环境监测质量监督检查三年行动计划(2018-2020年)》(环办监测函〔2018793号)的基础上,201812月发布《上海市生态环境监测质量监督检查三年行动计划(2018-2020年)》,对今后三年监测机构检查、运维质量检查和排污单位检查等三个方面的环境监测质量监督检查工作提出了明确要求。

全面加强固定污染源挥发性有机物监测,进一步掌握VOCs排放及治理情况,切实加强VOCs排污单位监督管理,为实现2020年建立健全以改善环境空气质量为核心的VOCs污染防治管理体系夯实基础。


1.6严格监管执法

2018年9月,生态环境部发布《关于进一步强化生态环境保护监管执法的意见(环办环监[2018]28号)》,压实企业及其主要负责人生态环境保护责任。

20188月生态环境部启动“千里眼计划”,201810月前对京津冀及周边地区“2+26”城市等进行重点监管,10月起实施范围增加汾渭平原11城市,20192月起增加长三角地区41城市,从而实现对重点区域的热点网格监管全覆盖。大力推进非现场监管执法,加快建设完善污染源实时自动监控体系,依托在线监控、卫星遥感、无人机等科技手段,充分发挥物联网、大数据、人工智能等信息技术作用,打造监管大数据平台,推动“互联网+监管”,提高生态环境保护监管智慧化、精准化水平。

当前,重点区域空气质量继续改善,但个别地区污染仍然较重。京津冀地区仍然是全国环境空气质量最差的地区,河北、山西、天津、河南、山东5省(市)优良天气比例仍不到60%,汾渭平原更是近年来大气污染不降反升,严重反弹的区域。为了进一步改善京津冀及周边地区、汾渭平原及长三角地区等重点区域(以下简称“重点区域”)环境空气质量,20186月全面启动了重点区域强化督查工作。在前期督查经验的基础上,2018年中央、生态环境部、各省等各级环境保护督察继续落实,效果显著。20181016日至1023日,第一批河北、内蒙古、黑龙江、江苏、江西、河南、广东、广西、云南、宁夏等10省(区)中央环境保护督察“回头看”全部完成督察反馈工作。


2治理技术进展

在大气污染防治技术中,近年来VOCs治理技术得到了快速的发展和提升。主流的治理技术,如吸附技术、焚烧技术、催化技术不断发展和完善,生物治理技术的适用范围不断拓宽,一些新的治理技术,如常温催化氧化技术、低温等离子体破坏技术、光解技术、光催化技术等也在不断地发展完善过程中。此外,针对不同的污染源,各类集成净化技术和组合净化工艺逐渐得以完善。

2.1吸附技术

1)吸附技术按脱附方式划分,主要有变温吸附技术和变压吸附技术两种。因脱附介质不同,变温吸附技术分为低压水蒸汽脱附再生技术、氮气保护脱附再生技术和热空气脱附再生技术。其中,低压水蒸汽脱附再生技术应用最为广泛,主要用于各类有机溶剂的吸附回收;氮气保护再生技术与水蒸汽再生技术相比,安全性好,在包装印刷行业的应用最为广泛,目前逐步拓展到其他行业;热空气脱附再生技术目前在工程上主要应用于蜂窝状活性炭的再生(也有部分应用于颗粒活性炭和活性炭纤维的再生),用于低浓度VOCs废气的净化,通常和催化燃烧装置配合使用。真空(降压)解吸再生技术主要应用在高浓度的油气回收和储运过程中的溶剂回收领域。目前在VOCs治理中常用的吸附材料主要包括颗粒活性炭、蜂窝活性炭、活性炭纤维、改性沸石以及硅胶等。

2)在大部分的工业行业中,VOCs是以低浓度、大风量的形式排放的,为了降低治理费用,通常是利用吸附材料首先对低浓度废气进行吸附浓缩,然后再进行冷凝回收、催化燃烧或高温焚烧处理。在包装印刷、石油化工、化学化工、原料药制造、涂布等行业中,吸附+冷凝回收工艺因具有一定的经济效益而得到广泛应用。低浓度的废气吸附浓缩后一般采用燃烧装置进行净化,旋转式沸石(分子筛)吸附浓缩技术(盘式转轮和立式转塔,采用多种类型的硅铝分子筛配伍作为吸附剂)是很多行业低浓度VOCs治理的主流技术。该技术净化效率高,尾气排放浓度稳定,采用高温热气流再生时安全性好,应用范围非常广泛,是目前诸如汽车制造等喷涂行业的最佳可行治理技术。

3)吸附材料进展

颗粒活性炭是VOCs治理中应用最广泛的吸附材料,近年来在朝着技术含量和附加值高的单一用途活性炭方向发展。如不同类型的溶剂(含氯溶剂、酮类溶剂等)回收用活性炭、油气回收专用活性炭等。疏水改性硅铝分子筛是沸石转轮的关键吸附材料,日本的一些公司在多年前即掌握了该技术,并得到了大量的应用,近年来我国的公司在硅铝分子筛的改性技术方面也取得了进展,并实现了工程应用,技术水平接近了国外的水平。在活性炭纤维制造方面,除了粘胶基纤维以外,近年来在高性能的聚丙烯晴基和酚醛树脂基活性炭纤维研制方面也已经取得了重要进展。

4)关键设备进展

颗粒活性炭、活性炭纤维溶剂吸附回收设备在我国已经得到了大量应用,技术水平近年来也得到了显著提升。在水蒸汽再生工艺中,吨溶剂的水蒸汽用量减少,降低了设备运行成本;氮气再生工艺设备不断得到完善,逐步应用于除包装印刷以外的其他行业。盘式转轮的制造技术得到了突破,技术水平接近了国外水平,目前已经形成了多品牌多型号的吸附转轮产品。

2.2 燃烧技术

1)高温焚烧技术

高温焚烧是比较彻底处理有机废气的方法,高温焚烧技术是目前VOCs治理的主流技术之一。一般来说,适合用于较高浓度有机废气的治理,如汽车制造、化工、工业涂装、制药等行业;工业有机废气很大部分具有大风量、低浓度的特点,在此单纯高温焚烧技术的应用受到限制。

2)蓄热燃烧技术

蓄热燃烧技术的主体是蓄热燃烧装置(RTO),指将工业有机废气进行燃烧净化处理,并利用蓄热体对待处理废气进行换热升温、对净化后排气进行换热降温的装置。和直接燃烧技术相比,蓄热燃烧技术因为具有热回收效率高,适用浓度范围广,设备运行费用低等优点而成为了VOCs治理的主流技术之一。

3)材料进展

具有高热容量的陶瓷蓄热体是蓄热燃烧装置(RTO)中蓄热系统的关键材料,采用直接换热的方法将燃烧尾气中的热量蓄积在蓄热体中,高温蓄热体直接加热待处理废气,换热效率可达到90%以上,而传统的间接换热器的换热效率一般在50~70%。新型的多层板片组合式陶瓷蜂窝填料目前应用较为广泛,该材料的特点在于每个薄片上开有沟槽,两片组合后构成内部相通的通道,使气流可以横向和纵向的通过填料,在达到相同的热效率条件下,所需的容积比传统的陶瓷蜂窝体少,堆体密度、比表面积、孔隙率等与传统的陶瓷蜂窝体性能接近。

4)关键设备进展

蓄热燃烧装置可以分为固定式蓄热燃烧装置和旋转式蓄热燃烧装置。应根据废气来源、组分、性质(温度、湿度、压力)、流量等因素,综合分析后选择。固定式RTO,根据蓄热体床层的数量分为两室或多室,目前三室RTO应用最为广泛。旋转式RTO的蓄热体是固定的,利用旋转式气体分配器来改变进入蓄热体气流的方向,其外形呈圆筒状。旋转式RTO气流切换装置比较复杂,但结构较紧凑,占地面积小,近年来已经得到了大量的应用。

2.3 催化氧化技术

催化氧化技术又称催化燃烧技术,是VOCs治理的主流技术之一。和高温焚烧技术相比,使用催化剂降低反应的活化能,使有机物在较低温度下氧化分解,设备的运行费用较低。催化燃烧技术适合用于中高浓度有机废气的治理。

蓄热催化燃烧技术是在催化燃烧的基础上增加直接换热装置,以提高热能回收效率。热能回收原理和蓄热燃烧技术相同。催化剂和蓄热体是蓄热催化燃烧装置的关键材料。VOCs氧化催化剂一般分为贵金属或稀土金属氧化物催化剂,其中贵金属催化剂的应用最为广泛。目前市场上催化剂的性能差异较大,各种催化剂的贵金属含量、催化效率、催化剂寿命等缺乏标准规范,存在虚标贵金属用量的问题。常规的喷漆废气的催化剂产品比较成熟,其他类型催化剂的性能有待提高。

2.4 生物净化技术

生物法具有设备简单,投资及运行费用低,无二次污染等优点。近年来生物法处理有机废气的研究工作进展很快,各种生物菌剂和新的生物填料的开发不断深入,适用范围不断拓宽,除了在除臭领域的应用外,已经成为某些行业低浓度、易生物降解有机废气治理的主要技术之一。针对废气组分性质差异化的特点,目前开发了以生物净化为主的组合净化工艺,通过反应过程定向调控,显著提高了气态污染物的水溶性和可生物降解性,并把它们作为生物净化的预处理或深度处理工艺,实现了难生物降解、低水溶性气态污染物的深度净化。

通过定向筛选,已从自然界获得了许多特定污染物的高活性降解菌,其中也包括能在低湿度、低pH环境中生存的、具有较大比表面积的真菌。针对传统化工填料的缺陷,开发了一系列新型滴滤填料,如空心多面柱、纹翼多面球、营养缓释填料等,并已在不同的工业废气净化设施中得到了应用。

通过关键材料(高效降解菌、复合菌剂、生物填料)的开发和工艺设备(板式滤塔、两相反应器等)的创新,突破了传统废气生物净化技术中存在的技术瓶颈,目前已经应用于低浓度的苯系化合物、酯、醇、醛等VOCs废气的净化。

2.5 其他净化技术

采用低温等离子体和贵金属氧化催化剂的集成净化技术也取得了一定的进展,前端低温等离子体产生的O3·OH等氧化剂和后端的贵金属催化剂在常温下进行催化氧化,净化效率比单一的催化技术有了较大幅度的提高,在低浓度的恶臭异味净化领域一定的应用前景。

臭氧协同常温催化氧化技术是采用常温催化剂,在臭氧辅助下可以促进大部分异味化合物的分解,净化效率高,近年来在制药、农药、化工、工业废水尾气处理等行业得到了较多的应用。


3市场特点分析及重要动态

自从大气十条实施以来,我国VOCs治理市场开始逐步启动。随着VOCs污染控制的相关政策法规、标准规范和管理制度体系的逐渐完善,特别是2016年开始的环保督查行动的推动,VOCs的治理市场在2017-2018年开始爆发。VOCs的减排和污染防治工作涉及到产业结构调整、清洁生产水平提升、末端治理设施建设和检测/监测/监管能力的提升等方面。

3.1源头减排

在很多行业中,VOCs的减排首先是提高清洁生产水平,从源头上实现VOCs的减排。源头减排涉及到对企业的提质改造,包括生产工艺、生产设备和原材料的更改与改进。如汽车和家具生产行业喷涂生产线的改造,更换水性涂料或低VOCs含量的涂料;包装印刷行业复合与印刷生产工艺改进,更换水性油墨和水性胶粘剂等。从短期来看,生产工艺、生产设备改进投入大;但从长期来看,可以促进产业升级,提高企业的核心竞争力。由于目前我国很多行业尚处于粗放型生产阶段,源头减排的潜力巨大,由此催生的环保型原材料,如涂料、油墨、胶黏剂、清洗剂等的市场需求巨大。

《三年行动计划》中提出了“重点区域禁止建设生产和使用高VOCs含量的溶剂型涂料、油墨、胶粘剂等项目”的要求,生态环境部正在制订《低挥发性有机化合物含量涂料产品技术要求》国家推荐标准,将对涂料涂装及相关行业产生重大影响。在过去三年,北京、上海、深圳、江苏等省市纷纷制定了汽车、家具、包装印刷等行业环保型涂料、油墨、胶粘剂替代计划。首个京津冀区域环境保护标准《建筑类涂料与胶粘剂挥发性有机化合物含量限值标准》(DB11/3005-2017)颁布实施,深圳市出台了《生产、生活类产品挥发性有机物含量限值》《家具成品及原辅料中有害物质限量》等标准,在家具产品制造过程将全面禁止使用溶剂型涂料、胶粘剂等。另外在集装箱制造行业启动了行业自律行动,开始全面推动水性涂料的使用;包装印刷行业开始大力推进无溶剂复合工艺等。

3.2过程控制

过程控制主要包括两个方面:一是加强生产过程控制,减少设备和管线的泄露;二是完善废气收集措施,减少废气的无组织逸散。泄露检测与修复(LDAR)是石化行业VOCs减排的重点,近年来逐渐扩展到化工、制药等行业。提高清洁生产水平,完善废气的收集是进行末端治理的前提,在《“十三五”挥发性有机物污染防治工作方案》中明确提出了个重点行业的收集效率要求。受行业和生产工艺的限制,前端VOCs废气的收集往往比较困难,收集的费用也比较高,在治理费用中通常所占比重较高。废气收集技术也逐渐得到工程公司的重视,目前已经出现了一些具有较强技术实力的专门从事通排风和废气收集的工程公司和设计团队。在过程控制中,近年来在包装印刷和喷涂行业中废气的循环增浓技术(ESO)得到广泛应用,通过废气循环提高废气浓度,达到一定浓度时直接使用RTO等进行焚烧处理,省去了沸石转轮等吸附浓缩设备,达到节能和降低设备费用的目的。

在过程控制的标准规范方面上海市走在前面。20181月,上海市发布《存储过程挥发性有机物排放控制技术规范(试行)》,用于规范挥发性有机物储存和装卸过程的管理,减少过程中挥发性有机物的排放。20189月,上海市发布《设备泄漏挥发性有机物排放控制技术规范》,规定了石油炼制、煤炭加工、基础化学原料制造、农药制造,涂料油墨胶黏剂及类似产品制造等10大行业中设备泄漏检测与修复技术要求、设备泄漏排放控制要求,以及规范的实施与监督要求等。

3.3末端治理

据不完全统计,VOCs的排放所涉及的行业至少在120个以上(按照工业行业分类表进行统计),其中年排放量超过1万吨以上的行业约有50个以上,有的行业如包装印刷、粘胶带生产等甚至超过百万吨。虽然近年来一些污染源已经得到了治理,但目前尚有大量的污染源需要进行治理或进行治理设施的升级改造。

除了工业源以外,尚有大量的生活源,如餐饮油烟、汽车维修(4S店)、加油站、垃圾转运与处理等所产生的VOCs和异味源也需要进行治理。随着政策法规的不断完善和排放标准体系陆续颁布实施,特别是环保督查行动的开展,特别排放限值的实施,污染源治理市场继续稳步扩大。

3.4第三方运营服务

第三方运营服务将会成为今后VOCs治理的一个发展趋势,但是由于我国VOCs治理工作起步较晚,第三方服务市场目前尚在培育过程中,主要集中在以下方面。

3.4.1饱和活性炭集中再生平台

在诸如喷涂(如4S店喷涂)、印刷(包装印刷和书刊印刷)、化工、制药等行业,存在大量分散的小型VOCs排放企业,VOCs的排放量小、排放浓度低,这些企业首选的治理技术是活性炭吸附技术。基于单个企业建立相应的活性炭再生系统费用高,处置活性炭的费用高,采用集中收集吸附饱和的活性炭,建立统一的活性炭异位(地)再生平台,是目前最为可行且成本低的一种治理模式。目前为止已经在山东、河北和江苏等地建立了活性炭的集中再生基地,每个再生基地的活性炭年再生量都达到了几万吨的规模,很好地解决了分散吸附后活性炭的循环利用问题,该模式被认为是工业园区(如化工园区、制药园区、纺织印染园区)等中小企业集中区域VOCs治理的一个可行的低成本的解决办法。

3.4.2回收溶剂集中提纯利用中心

在很多行业中,如包装印刷、服装涂布整理、化工、制药、纺织印染、锂电池生产、化纤生产等行业,溶剂使用量大,进行溶剂回收具有很好的经济效益。随着目前各地对工业园区综合治理规划的实施,引入第三方运营机制,建立统一的溶剂提纯回收中心,是一种较理想的运营模式。目前已经有锂电池行业、服装涂布行业、包装印刷行业等采用该模式进行VOCs的综合治理,并取得了很好的治理效果。

3.4.3 集中喷涂中心

喷涂行业是VOCs排放的最大来源,而大量存在的汽修、金属加工、家具生产等小型企业的VOCs治理非常困难,也是困扰地方政府的一大难题。为了解决汽修等行业VOCs污染和异味扰民的问题,便于喷涂废气进行集中治理,目前北京等地已经开始探索建立集中喷涂中心(钣喷中心)。多个地区在VOCs治理规划中也已经提到,在有条件的园区可以考虑建立集中的喷涂中心,统一建设废气治理设施。集中喷涂中心可采用第三方运营机制,由第三方负责建设和运行,建立统一的废气治理设施,解决该行业VOCs治理的难题,将具有良好的应用前景。

3.4.4检/监测服务

随着环境监管要求越来越严,检/监测服务市场得到迅速发展。政府不具备相应的检/监测人员和技术条件,政府购买服务、第三方公司负责检/监测数据等新模式将是环境治理的新方向。

由于VOCs的种类多,排放条件复杂,检/监测已经成为目前制约VOCs治理的一个关键问题,检/监测市场需求巨大。VOCs/监测市场主要包括三个方面:一是对污染源的常规检测。污染源的常规检测主要是为污染治理设备的选择与建设提供基础数据,也是为环保部门的执法服务。二是污染源的在线监测。为了对污染源进行有效的监管,工业固定源(特别是较大型的污染源)的在线监测是目前的一个发展趋势。目前大部分省市已经明确规定了VOCs污染源的在线监测要求。三是环境空气质量监测站点的建设。之前大部分地区在进行环境空气质量监测站点的建设时未考虑VOCs的检测,增加总VOCs和非甲烷总烃检测项目,需要对检测装置进行升级改造,增加相应的检测设备。为了更好地管控区域空气质量,目前在制造业园区(化工园区)开始建设或增加监测站点或移动式检测装置,对VOCs/监测设备的需求非常大。


4行业企业经营状况与竞争力状况分析

4.1行业经营状况分析

4.1.1 行业发展的基本状况

我国作为制造业大国,在诸如原料药制造、合成革(PU)、软包装印刷、电子终端产品制造、人造板、纤维板、木制家具制造、化学纤维(粘胶丝)、造船、集装箱制造、煤化工(焦化)、农药制造等VOCs的重污染行业承担了全球大部分的产能,VOCs的排放总量巨大,需要进行治理的行业和企业数量之多在其他国家的发展史上是没有过的,因此VOCs治理任务艰巨,由此催生的治理市场容量巨大。

2013年“大气十条”颁布实施以后,VOCs治理产业得到了快速地发展,近几年呈现出爆发式增长的趋势。2018年国家实施《打赢蓝天保卫战三年行动计划》,提出实施挥发性有机物(VOCs)综合治理,深入推进重点行业VOCs减排,VOCs治理成为大气污染防治的首要任务之一。根据生态环境部统计,2018年共治理涉VOCs排放企业约2.8万家。

1)重点地区

近年来我国VOCs的治理重点区域主要集中在“三区”、“十群”所涉及的区域,其中京津冀地区由于空气污染最为严重,随着近年来京津冀一体化的推进,对VOCs的污染防治工作抓的最紧,排放标准体系和管理制度体系推进的也最快,污染防治的成效也最显著;其次为长三角地区和珠三角经济发展发达地区。从2016年开始扩展到中西部地区,如重庆、成都、郑州、太原、石嘴山等地区。2018年《打赢蓝天保卫战三年行动计划》将汾渭平原纳入到大气污染防治重点区域。

2)重点行业

VOCs减排与控制需要从重点行业入手,行业减排是目前各地VOCs综合整治的重要抓手。由于产业结构不同,各地涉及到VOCs排放的重点行业亦有所差别。在各地政府所制定的减排计划中,主要以石油化工、有机化工、工业涂装和包装印刷等行业为整治重点,并根据各地的产业结构制定行业减排计划,从重点行业/重点污染源做起,分阶段、有步骤逐渐推进治理工作。“异味”治理虽然对VOCs的总量减排贡献不大(通常异味成分中VOCs的浓度很低),但涉及到的行业众多,治理难度较大;因为涉及到民生问题,国家对异味排放源的治理抓得最紧,造成近年来异味治理的市场激增,从事异味治理的企业数量增长最快。

3)工业园区

经过几十年的发展,目前我国工业生产的集中度不断提高,建立了众多不同类型的制造业工业园区。同时,近年来为了加强管理,更好地应对污染治理工作,各地大力推动制造业入园工作。由于VOCs污染排放的分散性,大部分的制造业园区都涉及到VOCs的排放问题,如石化、化工、制药、农药、制革、包装印刷、纺织印染、粘胶带、汽车、造船、集装箱、家具、制鞋等园区,园区内企业集中,VOCs排放强度大,对局地的空气质量影响巨大。从目前工业源VOCs的排放情况来看,园区内的排放占了绝大部分的排放量。因此,从园区的治理入手,对园区进行综合治理是目前我国实现VOCs减排的重点,园区的VOCs综合治理将是今后我国实现VOCs减排的主战场。

4.1.2行业经营状况及主要(骨干)企业发展情况

2013年“大气十条”颁布实施以后,VOCs治理产业得到了快速地发展,从事VOCs治理、检测和服务(咨询、培训和运营服务)的企业大量涌现。据不完全统计,目前全国从事VOCs治理相关的企业在2000家以上(大量的产值在1000万元以下的企业难以进行统计)。《打赢蓝天保卫战三年行动计划》中明确提到“扶持培育VOCs治理和服务专业化规模化龙头企业”,骨干企业的发展将迎来新的契机,2018年行业经营基本情况如下:

1)大部分大中型企业稳步发展。受制于VOCs污染排放的特点,VOCs治理企业整体规模不大。2015年之前产值在5000万元以上的企业就算是规模较大的企业,预计在60家左右;2015年以后得到了快速的发展,到2017年产值在5000万元以上的企业预计发展到200家以上。2018年产值超过1亿的企业估计在50-60家,超过2亿的估计在20-30家,少数企业达4亿元以上规模其中,一些具有核心技术的企业,主要包括焚烧技术(RTOTO等)、催化燃烧技术(RCOCO)、吸附回收技术、吸附浓缩技术、生物技术等发展速度最快,这部分企业是目前我国VOCs治理的主力。由于VOCs治理行业正处于快速发展时期,虽然企业数量众多,但尚未形成具有显著影响力的龙头企业,一些较大型的企业(产值在亿元以上的企业)处于齐头并进的发展阶段。

22015年以后,部分后起的企业也有了快速的发展。这部分企业主要是从污水、固废、除尘、脱硫脱硝和废气检测等其他的环保领域转到VOCs治理领域,依托其较强的市场开拓能力和融资能力,通过企业兼并、人才引进和技术引进等措施,发展速度普遍高于单一从事VOCs治理的企业。此外,还有部分是通过技术引进等近年来新成立的企业。在以上超过亿元产值的企业中,约有1/3的企业为2015年开始起步的新企业,有部分企业产值甚至超过了3亿元,表现出明显的后发优势。

3VOCs治理市场整体向好,但是企业分化明显。部分企业缺乏核心技术,企业发展没有后劲,遇到技术风险后对企业经营造成重大影响;部分风险控制意识不强,盲目扩张,在国家金融政策变化的大背景下,资金链出现问题,经营出现困难。没有自己的核心技术,设备加工能力和工程施工能力不足的企业,发展空间明显受到限制。部分前几年规模较大的企业出现了退步甚至被淘汰,一些掌握了核心技术、技术能力强的企业则呈现出良好的发展势头。

4)从事VOCs/监测的企业发展势头良好。一些大型的环境监测企业,包括一些上市公司,VOCs检测业务已经发展成为主营业务之一。随着排污许可制度提出企业自行监测要求,环境空气VOCs指标纳入国家监测体系,部分地区提出重点VOCs污染源自动监测要求等,检/监测设备生产的企业在2018年发展势头良好。

(部分骨干企业发展情况见附录)

4.1.3 行业企业竞争力分析

日美欧等西方国家早在上世纪七八十年代即开始重视VOCs的治理工作,相关治理技术发展已经比较成熟,如溶剂吸附回收技术、低浓度废气吸附浓缩技术、催化燃烧技术、高温焚烧技术、生物技术等。国内的VOCs治理工作从上世纪九十年代开始起步并逐步得到发展,进入“十二五”以后我国的VOCs治理工作正式提上了议事日程,特别是2013年“大气十条”颁布实施以来由于巨大的市场需求的推动,我国VOCs治理技术水平得以发展,企业竞争力也得到了较大的提升。

在溶剂回收领域,目前国内企业占了绝大部分的市场份额。国内较早开展的是活性炭(活性炭纤维)吸附回收技术研究,也是目前溶剂回收的主流技术。目前在颗粒活性炭吸附水蒸汽/氮气保护再生工艺方面的总体技术水平基本与国外技术持平。优势公司包括武汉旭日华环保科技股份有限公司、青岛华世洁环保科技有限公司、中科天龙(厦门)环保股份有限公司、河北天龙环保科技股份有限公司、福建利邦环境工程有限公司等(不完全统计,下同)。

在采用颗粒活性炭吸附、降压(真空)解吸油气(溶剂)回收技术领域,海湾环境科技(北京)股份有限公司率先引进了国外技术,国内的中国石化青岛安全工程研究院等近年来也开发了相关的油气回收技术。以上两家公司占了我国油气回收市场的最大份额,但在核心吸附材料(油气回收用活性炭)的开发应用方面明显滞后。虽然近几年国内企业在油气回收用活性炭研制方面已经取得了突破,但实际应用速度缓慢,目前还主要依赖国外产品。

沸石转轮吸附浓缩技术近年来已经成为我国汽车制造、包装印刷、化学化工等行业低浓度大风量VOCs治理的主流技术。2018年在VOCs治理中使用了约有1000套左右的沸石转轮产品,日本和美国等外国公司占了大部分的市场份额,国产企业提升较快。特别是在核心材料疏水型蜂窝沸石的研究开发方面已经实现了产业化生产。优势公司主要包括青岛华世洁环保科技有限公司、广州黑马环保科技有限公司、可迪尔空气技术(北京)有限公司等,日本株式会社西部技研在国内建立了生产基地,其产品占有国内市场最大的份额。

蓄热式高温焚烧技术(RTO)和蓄热式催化燃烧技术(RCO)由于具有节能效果好、适用范围广、净化效率高等优点近年来得到了大量应用,2018年应用的RTORCO产品约有1500个左右(以RTO为主)。国外企业(美、欧、日、韩等)采用建立独资公司、合资公司和技术支持引进等形式已经纷纷进入我国市场,如恩国环保科技(上海)有限公司、杜尔涂装系统工程(上海)有限公司、科迈科(杭州)环保设备有限公司、山东皓隆环境科技有限公司以及韩国、日本的一些企业等,占据了我国如石化、化学化工、汽车制造等一些高端市场。国内企业的技术水平近年来也得到了快速提升,部分企业已经达到或接近了国外的水平,相关企业也得到了快速地发展,在相关行业中占据了很大的市场份额。国内优势公司主要包括西安昱昌环境科技有限公司、扬州市恒通环保科技有限公司、上海安居乐环保科技股份有限公司、江苏中电联瑞玛节能技术有限公司、德州奥深节能环保技术有限公司、中国启源工程设计研究院有限公司等,有些公司近年来呈现出良好的发展势头。

生物技术应用于VOCs的治理,特别是用于恶臭异味的治理在国外已经有了近五十年的发展历史。国内生物技术用于VOCs和恶臭异味治理近年来也得到了快速的发展,技术水平不断提升。但和国外的公司相比,主要在生物菌种的开发和工艺设计方面尚存在一定的差距,在大型治理工程中总体净化工艺设计上缺乏经验。优势公司主要包括广东南方环保生物科技有限公司、青岛金海晟环保设备有限公司、江苏朗逸环保科技有限公司、东莞市博大环保科技有限公司、青岛软控海科环保有限公司等。

低温等离子体破坏、光解、光催化等技术在低浓度恶臭异味治理领域具有一定的市场空间,近年来在国内得到了发展,从事此类技术的企业数量最多。但由于总体净化效率较低,单一技术通常难以达到净化要求,技术的应用受到了越来越多的限制,近年来在实际应用中出现的问题最多。目前主要集中在技术组合的研究上,如低温等离子体+催化组合技术等。优势公司主要包括宁波东方兴达环保设备有限公司、山东派力迪环保工程有限公司、深圳市天得一环境科技有限公司、北京大华铭科环保科技有限公司、苏州易柯露环保科技有限公司、中科新天地(合肥)环保科技公司、广州紫科环保科技股份有限公司等。

在功能材料生产领域,包括活性炭、活性炭纤维、蜂窝沸石分子筛、氧化催化剂、蓄热体、生物填料等一直是制约我国相关技术发展的一个瓶颈问题。近年来在相关领域国内企业也已取得了长足的进步。在颗粒活性炭生产方面,优势公司主要包括宁夏华辉活性炭股份有限公司、山西新华化工有限公司等;在蜂窝活性炭生产方面,优势公司主要包括景德镇佳奕新材料有限公司等;在活性炭纤维生产方面,优势公司主要包括江苏苏通碳纤维有限公司、安徽佳航碳纤维有限公司等;在催化剂生产方面,优势公司主要包括昆明贵研催化剂有限责任公司、无锡威孚力达催化净化器有限责任公司、南通斐腾新材料科技有限公司、淄博正轩稀土功能材料股份有限公司、杭州凯明催化剂股份有限公司、中国船舶重工集团公司第七一八研究所等;在蓄热陶瓷材料方面,优势公司有蓝太克环保科技(上海)有限公司、德州奥深节能环保技术有限公司等

VOCs/监测领域,前几年国外企业具有明显的技术优势,在便携式检测设备方面占据大部分的国内市场,如赛默飞世尔科技(中国)有限公司等。近年来国内检测技术有了快速地发展,特别是在线监测技术部分已经趋于成熟并得到了大量的应用,优势公司包括河北先河环保科技股份有限公司、聚光科技(杭州)股份有限公司、北京雪迪龙科技股份有限公司、天津七一二通信广播股份有限公司等。


5.行业发展存在的主要问题及对策

5.1排放标准体系缺项较多,严重制约了相关行业VOCs治理工作的开展

排放标准体系是重点行业进行VOCs治理的主要依据。由于VOCs排放涉及到的重点行业众多,各个行业均需要制订相关的排放标准。针对VOCs的治理工作,在“十二五”期间环保部立项的相关排放标准非常多,涉及到很多的重点行业。目前为止发布实施的涉VOCs排放相关的标准只有15项,“十二五”期间已经立项的还有17项还在制订过程中,迟迟未能出台。国家排放标准的制订进展较慢,地方标准虽然总体上尚有较多的缺项和漏项,但总体推进的速度较快,部分弥补了国家标准的不足。如排放量较大的漆包线制造行业、粘胶带制造行业、乳胶手套生产行业等,这些行业的VOCs年排放量均在十万吨以上,急需排放标准进行规范。在已经制定的行业排放标准中,由于包含的范围太广,包含的产品和工艺太多,某些指标设置不合理,如《石油化学工业污染物排放标准》,实际上执行起来比较困难,还需要进一步进行修订。

5.2缺乏技术指导,技术选择无依据,治理设施重复建设问题突出

由于VOCs治理技术体系非常复杂,无论是业主单位还是管理部门对具体的污染源治理缺乏相关的经验可以参考,往往由于技术选择不当,难以实现达标排放,造成重复治理的现象比较普遍。目前有些地区(上海、广东等)已经发布了相关的治理技术指导,但由于VOCs治理技术的复杂性,缺乏针对不同技术的选择原则,实际上很难起到具体的指导作用。从环保督查的反馈结果来看,这个问题最为突出。目前普遍采用的低温等离子体、光氧化以及一次性活性炭吸附技术占了大多数,在京津冀地区约占治理企业的80%以上,其中大部分设施都不能实现达标排放。因为RTO具有很高的净化效率,有些地区管理部门一味要求企业采用RTO焚烧进行治理,但是在VOCs浓度较低时治理设施运行费用极高,实际上治理设施很难正常运行。

从国外的经验来看,针对VOCs的治理,在一个排放标准颁布以后,相关的治理技术指导一定要尽快地跟进。目前已经立项的炼焦工业、农药制造工业、汽车制造业、人造板制造业、家具制造工业、印刷工业、涂料油墨工业等行业污染防治可行技术指南正在制订中。下一步需要扩大行业范围,尽快制订完成所有重点行业的技术指南。

5.3VOCs/监测市场管理混乱,需要尽快进行规范

由于涉及到的物质种类繁多,和其它大气污染物(SO2NOx等)相比VOCs的检测技术非常复杂,工作量大,专业性强。随着非甲烷总烃等在线监测标准的发布实施,急需完善监/检测数据质量监督管理体系,包括第三方检测机构的资质和水平,监测仪器和监测程序的规范化,污染源检测数据的质量保证等方面。

环保监管部门所需的监测数据目前主要是由第三方检测机构承担。从目前的实际情况来看,第三方检测机构的水平参差不齐,存在的问题较多。由于缺乏相应的检/监测规范,目前普遍存在简化检测程序,甚至数据造假等问题,造成环保部门无法进行有效的监管。此外,对检测仪器设备尚未有统一标准,目前市场上使用的检测仪器五花八门。非甲烷总烃仪种类较多,缺乏统一标准,致使检测数据差异较大;针对重点行业特征污染物的VOCs在线监测设备价格昂贵,不适用于大量的中小型污染源的治理。

针对以上的一些问题,首先应该加快VOCs检测仪器设备的国产化开发,针对目前开始实施的污染源在线监测要求,特别是针对中小型污染源的检测要求,开发低成本的检测仪器;二是尽快制订VOCs污染源与环保治理设施的检测规范,统一检测要求;三是完善第三方检测机构的考核与管理制度,加强对第三方检测机构的监管。

5.4VOCs的排放监管困难,治理设施运行率低

由于VOCs的污染量大面广,对污染源的监管工作非常困难。虽然相关的法律法规和管理制度在不断地完善,很多污染企业被动地进行了污染源的治理,但由于监管工作不能同步跟进,很大一部分的排污企业抱着应付的思想进行治理。一是压低治理费用,低价中标的情况普遍,治理设施很难实现达标排放和稳定运行;二是治理设施不按照规范运行,控制材料(吸附材料、催化剂、蓄热体等)不能按期进行更换,实际上达不到治理效果;三是即使上了治理设备,为了节省治理费用在验收以后就搁置起来。

根据调查,一些大型污染源如石化行业、汽车制造行业等的治理设施设计上比较完善,管理上比较到位。但对于大量的中小型的污染源,如4S店、加油站、小型包装印刷企业、餐饮油烟、精细化工等行业的治理设施普遍运行状态不佳。要达到VOCs减排的目的,针对大量的中小型污染源环保部门需要通过先进的网络热点等技术,进一步加大执法和监管力度,保证治理设备的正常运行。

5.5VOCs治理设施安全问题突出,需要强化治理设备的安全设计

VOCs废气易燃、易爆,近年来VOCs治理设施爆炸、着火等安全事故频发,已经引起了管理部门和业主单位的高度重视。20176月天津市发生了一起低温等离子体治理设施爆炸事故,造成两人死亡,为此天津市安全生产委员会发布了《关于吸取事故教训开展环保治理设施专项安全检查》(津安办[2017]32号)的通知,在社会上造成了重大影响。根据调研,目前VOCs治理设施发生的安全事故主要集中在RTORCO和低温等离子体设备爆炸,以及活性炭吸附设备、低温等离子体设备的着火等方面。

造成事故的原因主要是由于工艺设计和设备选型不当造成的。一是不清楚废气的排放特征(废气成分、浓度及其变化情况等),盲目进行设计。如以上提到的天津低温等离子体治理设备爆炸事故,是由于废气排放的瞬时浓度过高造成的。二是治理设施的安全性设计不到位,或者未按照设计规范进行设计。三是对于治理设施的净化原理认识不足。如活性炭高温热空气再生时发生的着火事故,主要是一些有机物在活性炭上高温下发生反应放热造成的。四是在使用低温等离子体设备时,废气中漆雾等颗粒物预处理不彻底,在电极和器壁上聚集,清理不及时会发生着火事故。

要避免安全事故的发生,就要保证治理设施严格按照相关的安全规范进行设计,在化工行业等存在燃爆条件的排放企业的治理设施要保证符合不低于生产设施的安全要求。目前已经发布了《吸附法工业有机废气治理工程技术规范》(HJ2026-2013)、《催化燃烧法工业有机废气治理工程技术规范》(HJ2027-2013),对相关的安全设计要求进行了详细的规定。其它治理技术如RTO、低温等离子体技术等,需要尽快完成相关治理工程的技术规范,为工程设计提供依据。

5.6重视工业园区综合治理工作,提高工业集中区VOCs治理效果

我国作为制造业大国,大部分的生产过程在各类园区内完成,大部分的制造业园区都涉及到VOCs的排放问题,如石化、化工、制药、农药、纺织印染、制革、包装印刷、粘胶带、汽车、造船、家具等园区。从目前工业源VOCs的排放情况来看,园区内企业集中,VOCs排放强度大,对局地的空气质量影响巨大,园区的VOCs综合治理将是今后我国实现VOCs减排的主战场。进行园区综合整治,实现VOCs的减排目标是一项系统工程,需要政府部门进行统一规划、统一协调、逐步推进。目前在园区环境管理上普遍存在着园区环境管理职责不清、大气污染管控难、污染物溯源难、缺乏综合治理设施等问题。建议加快制定发布关于加强工业园区环境保护工作的指导性文件和具体性的规范、标准,推进各类园区规范发展和提质增效,对开发区、工业园区、高新区等进行集中整治。从近年来的治理实践来看,园区的VOCs综合整治应该从以下几个方面入手。

首先,要加强监控体系建设,对园区内的排污企业,特别是一些大型的污染源进行有效的监管。建立园区内的网格化空气质量监控系统,其中的VOCs检测模块要能够对重点企业的特征污染物或重点污染物进行检测识别;对重点污染源强制安装在线监测装置,对重点企业的排放情况进行实时监控;对重点污染物,如苯系物、卤代烃等要具有追踪与溯源功能,必要时配备移动式检测设备,一旦发现某项污染物超标或变化异常,可以快速追踪到具体的污染源头。其次,针对溶剂使用过程环节,特别是在工业涂装、包装印刷、胶粘剂使用(涂布)和工业清洗等溶剂使用过程环节,要强制进行源头替代,促进产业升级,从源头上减少溶剂的使用量和排放量。第三,提升企业的清洁生产水平,减少无组织排放与逸散。在炼油与石化、有机化工等行业推行泄露检测与修复技术(LDAR),形成制度化的泄露检测与修复措施。第四,强化末端治理,探讨合理可行的治理模式。如集中喷涂、集中进行活性炭再生、集中进行回收溶剂的分离提纯等。


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