綜述了2017年有機廢氣(VOCs)治理行業的發展環境,分析了行業的經營狀況、市場特點及國際國內的競爭力狀況,介紹了行業技術的發展進展,針對行業發展存在的主要問題提出了解決對策和建議。
2017年是《大氣污染防治行動計劃》(以下簡稱“大氣十條”)的第一階段收官考核之年,經過5年的努力,“大氣十條”目標已全面實現,揮發性有機污染物(VOCs)減排與控制工作也取得了重要的進展。但總體來講,由于起步較晚,VOCs的污染防治工作進展落后于SO2、NOx等其他大氣污染物。隨著《大氣污染防治法》《“十三五”節能減排綜合工作方案》等一系列政策法規的頒布實施,2017年各地VOCs的污染防治工作得到了全面加強,VOCs的污染防治已經成為我國大氣污染防治的重點工作之一。
近年來一系列法律法規政策的出臺實施,為VOCs污染防治工作提供了法律和政策依據。2013年發布“大氣十條”、2015年修訂實施新的《大氣污染防治法》明確提出了對VOCs的減排與控制要求。2016年工業和信息化部、財政部兩部委聯合印發了《重點行業揮發性有機物削減行動計劃》,指出到2018年,工業行業VOCs排放量比2015年削減330萬噸以上。2016年國務院發布《“十三五”節能減排綜合工作方案》,提出推進工業污染物減排,以削減揮發性有機物、持久性有機物、重金屬等污染物為重點,實施重點行業、重點領域工業特征污染物削減計劃;大力推進石化、化工、印刷、工業涂裝、電子信息等行業揮發性有機物綜合治理;全面推進現有企業達標排放,研究制修訂農藥、制藥、汽車、家具、印刷、集裝箱制造等行業排放標準,出臺涂料、油墨、膠黏劑、清洗劑等有機溶劑產品VOCs含量限值強制性環保標準,控制集裝箱、汽車、船舶制造等重點行業揮發性有機物排放,推動有關企業實施原料替代和清潔生產技術改造;實施石化、化工、工業涂裝、包裝印刷等重點行業揮發性有機物治理工程,到2020年石化企業基本完成揮發性有機物治理。
2017年9月,環境保護部、國家發展和改革委員會等六部門聯合下發《“十三五”揮發性有機物污染防治工作方案》。該方案是今后三年實施揮發性有機污染物減排的指導性文件,方案指出以改善環境空氣質量為核心,以重點地區為主要著力點,以重點行業和重點污染物為主要控制對象,推進VOCs與NOx協同減排,明確提出到2020年,建立健全以改善環境空氣質量為核心的VOCs污染防治管理體系,實施重點地區、重點行業VOCs污染減排,排放總量減少10%以上。
在國家政策的指導下,各地方政策積極跟進。1)2017年4月,山西省制定《大氣污染防治2017年行動計劃》,提出加快推進重點行業VOCs綜合治理,制定全省VOCs排放清單,摸清重點行業VOCs排放總量,分批發布重點行業VOCs綜合治理名單。太原、陽泉、長治、晉城4市要全面推進石油化工、醫藥、農藥等化工類,汽車制造、機械設備制造、家具制造等工業涂裝類以及包裝印刷等揮發性有機污染物治理,要求10月底前基本完成整治任務。2)2017年8月,河北省發布《河北省揮發性有機物污染整治專項實施方案》,提出10月底前,化工類包括石油化工、醫藥、農藥等,工業涂裝類包括汽車制造、機械設備制造、家具制造等,包裝印刷類等重點行業基本完成深度整治任務,穩定達到國家或地方相關排放標準要求,取締涉VOCs排放違法“散亂污”企業,到2020年全省涉VOCs排放企業全面完成低揮發性原輔料替代、清潔工藝改造和末端廢氣治理,排放總量較2015年下降20%以上,重點工程減排19.5萬噸以上。3)2017年11月,浙江省印發《浙江省揮發性有機物深化治理與減排工作方案(2017~2020年)》,提出未來5年浙江省將對揮發性有機物實施源頭削減、過程控制、末端治理的全過程防治措施,重點強化環杭州灣區域VOCs污染防治,重點推進石化、化工等10個行業以及交通源、生活源、農業源等領域VOCs污染減排;以重點企業的深化治理為抓手,推動實施一批重點減排工程,切實削減VOCs排放總量;到2020年建立健全VOCs污染防治長效管理體系,全省VOCs排放總量比2015年下降20%以上,重點工程減排VOCs25.5萬噸以上。4)2017年下半年,山東省分別印發了《山東省重點行業揮發性有機物綜合整治方案》《山東省重點行業揮發性有機物專項治理方案》《京津冀及周邊地區2017~2018年秋冬季大氣污染綜合治理攻堅行動方案》實施細則、《山東省“十三五”揮發性有機物污染防治工作方案》等文件,并將重點行業VOCs治理納入《2017年環境保護突出問題綜合整治攻堅方案》,突出重點行業VOCs污染減排,提出到2020年排放總量下降20%,建立健全以改善環境空氣質量為核心的VOCs污染防治管理體系。另外在園區治理政策方面,山東省也出臺了《山東省化工園區認定管理辦法》《山東省專業化工園區認定管理辦法》《山東省化工重點監控點認定管理辦法》等系列文件,對園區整體規劃,規范污染企業入園等給出了規定。
《國家環境保護標準“十三五”發展規劃》強調要積極推進揮發性有機物污染控制。制修訂汽車涂裝、集裝箱制造、印刷包裝、家具制造、人造板、儲油庫、汽油運輸、農藥、制藥、油漆涂料、紡織印染、船舶制造、干洗等行業大氣污染物排放標準,制訂揮發性有機物無組織逸散控制標準。支撐面源污染治理,修訂飲食業油煙污染物排放標準,加強餐飲油煙污染防治。大氣環境監測分析方法標準方面,支撐石油化工、農藥、紡織染整、制藥等行業以及大氣綜合排放標準、惡臭污染物排放標準的制修訂與實施,制修訂有關揮發性有機物、惡臭污染物等大氣污染物的環境監測分析方法標準。在此規劃的基礎上,國家和地方加強了相關標準制訂工作的力度,特別是重點行業排放標準的制訂與實施力度不斷加強,VOCs排放標準體系不斷完善。
2017年,國家排放標準的制修訂工作繼續推進。其中,《制藥工業大氣污染物排放標準》《涂料油墨膠黏劑工業大氣污染物排放標準》已經完成報批稿上報待批復,《農藥行業大氣污染物排放標準》已經完成送審稿。同時加快了《VOCs無組織逸散控制標準》《惡臭污染物排放標準》和《飲食業油煙排放標準》的制修訂工作。由于排放標準的制訂工作非常復雜,涉及VOCs排放標準制訂的基礎科研工作支撐力度不夠,雖然近年來已經立項的重點行業排放標準制訂工作還有很多,但總體上進展緩慢。
新標準的制訂強調從源頭、過程和末端進行全過程控制,嚴格了常規污染物的排放限值,大幅度增加了涉及VOCs的控制項目(目前VOCs的控制項目已經拓展到了76項),重視無組織排放控制,實行排放限值與管理性規定并重的原則,明確了無組織排放的管理要求。截至2017年底涉及VOCs的大氣固定源污染物排放國家標準有15項,《制藥工業大氣污染物排放標準》等將會盡快發布實施。截至2017年底,涉VOCs國家大氣污染物排放標準見表1。
各省市區根據各地的產業結構和減排方向,也明顯加大了與VOCs排放相關的地方排放標準制訂的工作力度。截至2017年底,已發布的與VOCs有關的排放標準:北京市13項,上海市10項(2017年新發布1項),重慶市6項(2017年新發布2項),廣東省5項,浙江省4項(2017年新發布1項),江蘇省、山東省(2017年新發布2項)、湖南省(2017年新發布)、天津市各3項,河北省2項,陜西省(2017年新發布)、四川省(2017年新發布)各1項。同時,尚有一批標準正在制訂過程中,包括福建省包裝印刷行業、工業企業、工業涂裝工序的大氣污染排放標準;山東省化學工業企業污水處理廠、表面涂裝、有機化工及其他行業等揮發性有機物及惡臭污染物排放標準;廣東省電子設備制造業揮發性有機化合物排放標準;遼寧省印刷業、工業涂裝、餐飲油煙排放標準;貴州省工業企業揮發性有機物排放控制標準等。涉VOCs地方大氣污染物排放標準見表2。
從源頭削減有機溶劑的使用,更經濟更環保。源頭控制包括清潔生產和低VOCs原料替代。2017年首個京津冀區域環境保護標準《建筑類涂料與膠黏劑揮發性有機化合物含量限值標準》(DB 11/3005-2017)頒布,京津冀區域內生產、銷售和使用的各類建筑類涂料與膠黏劑將適用該標準。該標準的頒布實施,將促進區域內建筑涂料和膠黏劑產業升級,引導企業采用更環保的原料,改進生產和施工工藝,降低VOCs排放。
2016年,深圳市人居環境委員會完成《生產、生活類產品揮發性有機物含量限值》標準,對生產、生活類產品VOCs含量限值、VOCs檢測做了具體規定。《家具成品及原輔料中有害物質限量》標準也于2017年5月1日起實施第二階段限值要求。該標準的實施,意味著深圳的家具產品制造過程將全面禁止使用溶劑型涂料、膠黏劑等。2017年深圳市發布的《低揮發性有機物含量涂料技術規范》(SZJG54-2017),是我國首個低VOCs產品技術規范。江蘇在制訂《涂料中揮發性有機物含量限值》標準,限制銷售和使用的涂料中的VOCs含量,立足于從源頭有效控制涂裝過程中VOCs排放。
化工生產、儲存、運輸過程的VOCs無組織排放約占企業總排放量的1/3,美國和歐盟通過LDAR(泄漏檢測與修復)技術的長期運行管理,可以大幅降低石化、化工等行業設備及管線組件的VOCs無組織排放。我國“大氣十條”要求石化企業全面推行LDAR技術,加強石油化工生產、儲存和運輸過程揮發性有機物泄漏的監測和管控,對泄漏率超過標準的要進行設備改造。2014年12月,環境保護部印發實施《石化行業揮發性有機物綜合整治方案》(環發〔2014〕177號)提出,企業應將VOCs的治理與監控納入日常生產管理體系,建立“泄漏檢測與修復”等方面的管理制度。為此,近年來上海、廣東、浙江、江蘇、新疆等省市紛紛制定了LDAR實施技術要求。到2017年,全國石化行業基本完成了第一輪的VOCs綜合整治工作,初步建成了VOCs監測監控體系,VOCs排放總量較2014年削減了30%以上。
2016年11月,環境保護部印發了《“十三五”環境監測質量管理工作方案》,該方案是“十三五”時期環境空氣自動監測質量管理的重要指導性文件,為今后一段時期開展環境空氣自動監測質量管理工作提供了基本依據。2017年9月中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發了《關于深化環境監測改革提高環境監測數據質量的意見》,提出到2020年,全面建立環境監測數據質量保障責任體系,健全環境監測質量管理制度。
2016年天津市發布《固定污染源揮發性有機物連續監測系統安裝聯網技術要求(試行)》,2017年北京市發布《固定污染源廢氣揮發性有機物監測技術規范(DB11/T 1484-2017)。2017年3月廣東省正式實施首個地方揮發性有機物排放連續自動監測系統標準—《固定污染源 揮發性有機物排放連續自動監測系統 光離子化檢測器(PID)法技術要求》(DB 44/ T 1947-2016),用于指導PID法監測儀器的應用選型、性能檢驗和驗收。2017年11月我國首個《大氣VOCs在線監測系統評估工作指南》發布,該指南是大氣VOCs在線監測系統評估的框架性和指導性文件。2017年12月29日,《惡臭污染物環境監測技術規范》(HJ 905-2017)發布,規定了環境空氣各類污染源以不同形式排放惡臭污染的監測點位、樣品采集處理、實驗室分析方法、數據處理、質量保證等內容,將在惡臭領域、監測領域發揮重要的指導作用。
2017年底,環境保護部印發了《2018年重點地區環境空氣揮發性有機物監測方案》(環辦監測函〔2017〕2024號),該方案對于VOCs監測的城市及具體點位布設要求、監測項目、監測時間頻次、監測方法、數據傳輸及監測操作規程等做了詳細規定。
2018年初,為掌握固定污染源廢氣揮發性有機物排放情況,環境保護部印發了《關于加強固定源廢氣揮發性有機物監測工作的通知》,用于指導地方做好對揮發性有機物重點排污單位的VOCs專項監測工作。VOCs的監測是掌握VOCs排放及治理情況,全面加強VOCs污染防治工作的基礎。由于種類繁多,排放條件復雜,VOCs的監測是目前制約VOCs排放管理的一個瓶頸問題。
由于管理工作需要,進入“十三五”以后我國VOCs檢/監測標準體系以及技術指南等的制訂工作已經開始推進。但由于VOCs檢/監測儀器方面還有較多短板,檢/監測的技術規范還需大力加強,檢/監測標準體系亟待完善。
2017年《揮發性有機物排污收費試點辦法》繼續貫徹落實,到2017年底,共有21個省市發布了VOCs排污收費辦法和實施細則。新的《環境保護稅法》以及《環境保護稅法實施細則》出臺并于2018年正式實施,實施后《揮發性有機物排污收費試點辦法》廢止,但VOCs的核算和收費制度的探索為環保稅法的順利實施提供了經驗。《環境保護稅法》中規定19種揮發性有機物為應稅污染物,與收費相比,環保稅法中規定的應稅污染物中只包含了VOCs中的一部分。
該稅法對不同危害程度的污染因子設置差別化的污染當量值,實現對高危害污染因子多征稅的目的。這種政策處理,有利于引導企業改進工藝,減少污染物排放,特別是高危污染物的排放。應稅大氣污染物的稅額幅度為每污染當量1.2~12元。考慮到不同地區污染的嚴重程度不同,治理的緊迫性不同,所以不同地區的稅額稅目不同。從目前各地發布的方案來看,環保稅稅額標準相對較高的有北京、上海、天津、河北、山東等地。北京按最高上限收費,達每當量收費12元。其他一些地方則按照法定最低限額征收,如陜西、青海、甘肅、寧夏、新疆等地,多集中于西部地區。由于檢測方法和計量辦法等方面的限制,目前尚不具備全面征收揮發性有機物環境保護稅的條件,這將對VOCs的治理帶來一定的影響。
2017年9月,財政部、國家稅務總局、環境保護部等5部委聯合發布了《環境保護專用設備企業所得稅優惠目錄(2017年版)》,溶劑回收、焚燒等多種揮發性有機物治理設備入選。購買專用設備投資額的10%可以從企業當年的應納稅額中抵免,當年不足抵免的可以在后5個納稅年度中結轉抵免,部分減輕了企業進行VOCs治理的負擔。
環境保護督察是落實中央生態文明建設的重要抓手,2017年基本實現中央環保督察全覆蓋,并適時組織開展了督察“回頭看”。同時,省以下環保稅改正式啟動,目前河北、上海、江蘇、福建、山東、河南、湖北、廣東、重慶、貴州、陜西、青海等12個省市進行了改革試點。在制度建設的支持下,2017年進行了多批次多層次的環保督察,效果顯著。環境保護部4月5日起對京津冀及周邊傳輸通道“2+26”城市開展為期一年的大氣污染防治強化督查。督察內容包括地方各級政府及有關部門落實大氣污染防治任務情況,固定污染源環保設施運行及達標排放情況,“高架源”自動監測設施安裝、聯網及運行情況,“散亂污”企業排查、取締情況,錯峰生產企業停產、限產措施執行情況,涉揮發性有機污染物企業治理設施安裝運行情況等。通過督查,“大氣十條”、《京津冀大氣污染防治強化措施(2016~2017年)》和《京津冀及周邊地區2017年大氣污染防治工作方案》確定的各項任務得到了全面落實。
2017年8月,環境保護部等10部委聯合京津冀、山東、山西、河南等6省市制定了《京津冀及周邊地區2017~2018年秋冬季大氣污染綜合治理攻堅行動方案》。方案第一次提出秋冬季大氣質量改善目標,即“2+26”城市PM2.5平均濃度和重污染天數雙雙同比下降15%以上。廣東省環境保護廳依據“大氣十條”、《廣東省大氣污染防治行動方案(2014~2017年)》和《廣東省大氣污染防治強化措施及分工方案》等相關要求,制定了《2017年珠江三角洲地區臭氧污染防治專項行動實施方案》,該方案提出要加快貫徹落實各項大氣污染防治措施要求,在持續推動氮氧化物(NOx)治理的基礎上,強化珠江三角洲地區VOCs排放控制,遏制臭氧污染。《長三角區域空氣質量改善深化治理方案(2017~2020年)》確定長三角區域污染防治要聚焦重點難點,實施精準化差別化防控。突出源頭防控,重治本、抓源頭,大氣方面要強化PM2.5削減與臭氧協同減排并舉,要優化協作機制,提升一體化程度,做好已有成果深化完善,加強共性難點問題聯合攻關,提高共商共治共享水平。
我國作為制造業大國,在諸如原料藥制造、合成革(PU)、軟包裝印刷、電子終端產品制造、人造板、纖維板、木制家具制造、化學纖維(黏膠絲)、造船、集裝箱制造、煤化工(焦化)、農藥制造等VOCs的重污染行業承擔了全球大部分的產能,VOCs的排放總量巨大,需要進行治理的行業和企業數量之多在其他國家的發展史上是沒有過的,因此VOCs治理任務艱巨,從近期來看由此催生的治理市場容量巨大。
(1)由于產業結構不同,各地涉及VOCs排放的重點行業亦有所差別。VOCs減排與控制需要從重點行業入手,行業減排是目前各地VOCs綜合整治的重要抓手。在各地政府所制定的減排計劃中,都是以石油化工、有機化工、工業涂裝和包裝印刷等行業為整治重點,并根據各地的產業結構制定行業減排計劃,從重點行業/重點污染源做起,分階段、有步驟逐漸推進治理工作。
(2)經過幾十年的發展,目前我國工業生產的集中度不斷提高,建立了眾多不同類型的制造業工業園區。同時,近年來為了加強管理,更好地應對污染治理工作,各地大力推動制造業入園工作。由于VOCs污染排放的分散性,大部分的制造業園區都涉及到VOCs的排放問題,如石化、化工、制藥、農藥、制革、包裝印刷、紡織印染、黏膠帶、汽車、造船、集裝箱、家具、制鞋等園區,園區內企業集中,VOCs排放強度大,對局地的空氣質量影響巨大。從目前工業源VOCs的排放情況來看,園區內的排放占了絕大部分的排放量。因此,從園區的治理入手,對園區進行綜合治理是目前我國實現VOCs減排的重點,園區的VOCs綜合治理將是今后我國實現VOCs減排的主戰場。
(3)前幾年我國VOCs的治理重點區域主要集中在“三區”“十群”所規定的區域,其中京津冀地區由于空氣污染最為嚴重,隨著近年來京津冀一體化的推進,對VOCs的污染防治日趨嚴格,排放標準體系和管理制度體系推進迅速;其次為長三角地區和珠三角經濟發達地區。從2016年開始擴展到中西部地區,如重慶、成都、鄭州、太原、石嘴山等地區,雖然治理工作起步較晚,近兩年來已經加快了治理步伐。
(4)“異味”的治理雖然對VOCs的總量減排貢獻不大(通常異味成分中VOCs的濃度很低),但涉及到的行業眾多,治理難度較大,特別是涉及到民生問題,影響社會穩定,政府部門對異味排放源的治理抓得也緊,因此近年來異味治理的市場激增,從事異味治理的企業數量增長快。
2013年“大氣十條”頒布實施后,VOCs治理產業得到了快速發展,特別是近三年(2015~2017年)來呈現出爆發式增長趨勢,從事VOCs治理、檢測和服務(咨詢、培訓和運營服務)的企業大量涌現。據不完全統計,2015年全國從事VOCs治理相關的企業在800家以上,2017年預計在2000家以上。
(1)部分骨干企業得到了快速發展。在VOCs治理行業,2015年之前產值在5000萬元以上的企業就算是規模較大的企業,預計約為60家;2015年以后得到了快速的發展,到2017年產值在5000萬元以上的企業預計發展到200家以上。其中,產值超過1億的企業預計約為50家,產值超過2億的預計在20家以上。其中,一些具有核心技術的企業,主要包括焚燒技術(RTO、TO等)、催化燃燒技術(RCO、CO)、吸附回收技術、吸附濃縮技術、生物技術等發展速度快,這部分企業是目前我國VOCs治理的主力。由于VOCs治理行業正處于快速發展時期,雖然企業數量眾多,但尚未形成具有顯著影響力的龍頭企業,一些較大型的企業(產值在億元以上的企業)處于齊頭并進的發展階段。
(2)2015年以后部分后起的企業也有了快速的發展。這部分企業主要是從污水治理、固廢處置、除塵、脫硫脫硝和廢氣檢測等環保領域轉行到VOCs治理領域,依托其較強的市場開拓能力和融資能力,通過企業兼并、人才引進和技術引進等措施,發展速度普遍高于單一從事VOCs治理的企業。此外,還有部分是通過技術引進等近年來新成立的企業。在以上超過億元產值的企業中,約有1/3的企業為2015年開始起步的新企業,有部分企業的產值甚至超過了3億元,表現出明顯的后發優勢。
(3)由于近年來VOCs治理行業市場需求旺盛,涌現出了數量眾多從事低端治理技術的小型企業,如采用一次性活性炭吸附裝置、簡易的光催化/光氧化裝置等進行治理的企業,占了目前VOCs治理企業的很大部分。大部分新成立的小型企業沒有核心技術、設備加工能力和工程施工能力,僅以設備購置、代銷為主。前幾年在市場需求上升、監管不到位的情況下,該類企業數量猛增,發展很快。2017年開展環保督查后,由于此類治理設施存在運行不穩定、達標排放困難的問題,相關技術的應用受到很多限制。目前此類企業發展遇到了較大的困難,盈利能力有限。
(4)從事VOCs檢/監測的企業發展迅速。一些大型的環境監測企業,包括一些上市公司近年來紛紛拓展了VOCs檢測業務,并逐漸發展成為主營業務之一。隨著各地VOCs排放在線監測要求的實施,從事在線監測設備生產的企業在2017年得到了快速的發展。此外,一些小型的從事VOCs檢測的公司近年來大量涌現,低端產品的企業競爭日趨激烈。
由于市場需求巨大,近年來我國VOCs治理技術得到了快速發展。主流治理技術,如吸附技術、焚燒技術、催化技術不斷發展和完善,生物治理技術的適用范圍不斷拓寬,一些新的治理技術,如常溫催化氧化技術、低溫等離子體技術、光解技術、光催化技術等也在不斷地完善過程中。
在有機廢氣治理領域,溶劑回收往往具有很好的經濟效益,很多行業的VOCs治理涉及到溶劑吸附回收技術。如油氣回收、包裝印刷、石油化工、化學化工、原料藥制造、涂布等領域和行業。從吸附工藝來講,低壓水蒸汽脫附再生技術依然是主流技術,工藝得到了不斷的完善;近年來快速發展的氮氣保護再生新工藝,避免了水蒸汽的使用,減輕了回收溶劑的提純費用,并提高了設備安全性,在包裝印刷行業的應用為廣泛。此外,采用真空(降壓)解吸的再生技術在高濃度的油氣回收和儲運過程中的溶劑回收領域也得到了大量應用。
隨著吸附回收技術的發展,開發應用了一些新型的吸附材料。如油氣回收用的中孔活性炭材料,目前國內企業能夠生產,技術指標基本達到了國外的水平,并已經開始在油氣回收行業使用;樹脂基的吸附材料在諸如丙酮回收等領域也已得到應用,其技術指標超過了普通活性炭的水平;新型的活性碳纖維,如聚丙烯腈基、酚醛樹脂基活性碳纖維也在研究開發中。
在大部分的工業行業中,VOCs是以低濃度、大風量的形式排放,為了降低治理費用,通常是利用吸附材料首先對低濃度廢氣進行吸附濃縮,然后再進行冷凝回收、催化燃燒或高溫焚燒處理。吸附濃縮技術的應用,近年來發展迅速,特別是以沸石(分子篩)為吸附材料的旋轉式吸附濃縮技術(盤式轉輪和立式轉塔,采用多種類型的硅鋁分子篩配伍作為吸附劑)已成為很多行業低濃度VOCs治理的主流技術。該技術凈化效率高,尾氣排放濃度穩定,采用高溫熱氣流再生時安全性好,是目前諸如汽車制造等噴涂行業的可行治理技術,應用范圍非常廣泛。
在諸如噴涂(如4S店噴涂)、印刷(包裝印刷和書刊印刷)、化工、制藥等行業,存在大量分散的小型VOCs排放企業,VOCs的排放量小、排放濃度低,但不能達到目前逐步嚴格的排放標準要求,這些企業的污染控制是目前VOCs治理中的一個難題。活性炭吸附技術是簡單易行、低成本的治理技術,也是目前這些企業選的治理技術。但目前碰到的難題是,對單個企業建立相應的活性炭再生系統費用高,小企業往往難以承擔;如果采用更換活性炭的方式,由于吸附了有機物的活性炭是作為危險廢物進行管理的,處置活性炭的費用較高,企業同樣承擔不起。因此,雖然大量的排污企業安裝了活性炭吸附裝置,但是因為成本問題,在缺乏監管的情況下,吸附裝置實際上成為擺設。各地環保管理部門已經逐步認識到了這個問題,為了減輕單個企業的治理費用,采用集中收集吸附飽和的活性炭,建立統一的活性炭異位(地)再生平臺,是目前為可行且成本較低的一種治理模式。
該模式在VOCs排放集中的區域/城市/工業園區中得到了各地管理部門的極大重視,目前已在山東、河北和江蘇等省地建立了活性炭集中再生基地,每個再生基地的活性炭年再生量都達到幾萬噸,很好地解決了分散吸附后活性炭的循環利用問題,被認為是工業園區(如化工園區、制藥園區、紡織印染園區)等中小企業集中區域VOCs治理的一個可行的低成本的解決辦法。
在很多行業中(如包裝印刷、服裝涂布整理、化工、制藥、鋰電池生產、化纖生產等行業)溶劑的使用量大,進行溶劑回收具有很好的經濟效益。但回收的溶劑往往是混合溶劑,或者含水量高,或者存在溶劑變質的問題,在大多數情況下不能直接回用于生產,需要進行精餾提純以提高回收溶劑的價值。依靠單個企業建立溶劑提純裝置費用較高,企業難以承受。在企業集中的地區,如各類工業園區,由政府部門出面組織,引入第三方運營機制,建立統一的溶劑提純回收中心,可以大大降低企業的負擔。目前已經有鋰電池行業、服裝涂布行業、包裝印刷行業等采用該模式進行VOCs的綜合治理,并取得了很好的治理效果。隨著目前各地對工業園區綜合治理規劃的實施,預計該模式將會進一步得到推廣。
催化燃燒技術和高溫焚燒技術是目前VOCs治理的主流技術之一。傳統的催化燃燒技術和高溫焚燒技術由于換熱效率低,當廢氣中有機物濃度較低時需要大量能耗,治理設備運行費用高。為了提高熱利用效率,降低設備的運行費用,近年來蓄熱式熱力焚燒技術(RTO)和蓄熱式催化燃燒技術(RCO)得到了廣泛應用,技術水平也得到了很大提升。蓄熱系統是使用具有高熱容量的陶瓷蓄熱體,采用直接換熱的方法將燃燒尾氣中的熱量蓄積在蓄熱體中,高溫蓄熱體直接加熱待處理廢氣,換熱效率可達到90%以上,而傳統的間接換熱器的換熱效率一般在50%~70%。蓄熱式(催化)燃燒技術的發展,大大拓寬了催化燃燒技術和高溫焚燒技術的應用范圍,可以在較低濃度下使用,并在很多行業中逐步替代了傳統的(催化)燃燒技術(特別是在低濃度范圍的VOCs廢氣治理),近年來得到了大量推廣應用。
生物法最早應用于廢氣脫臭。近年來隨著對有機污染物治理技術的研究不斷深入,生物法逐步被應用于有機污染物的治理領域。生物法具有設備簡單,投資及運行費用低,無二次污染等優點。但由于生物法對有機污染物的降解速率較低,只適用于凈化低濃度的有機廢氣。此外,生物菌種對有機物的降解具有專一性,只適合于易生物降解的有機物的凈化,普適性較差。由于具有綠色環保和處理費用較低等優點,近年來生物法處理有機廢氣的研究工作進展很快,各種生物菌劑和新的生物填料的開發不斷取得突破,除了在除臭領域的應用外,近年來逐步拓展到酮類、醛類、酯類等多種類型的有機物的凈化(在低濃度情況下使用),已經成為某些行業有機廢氣(特別是惡臭氣體)治理的主要技術之一,適用范圍不斷拓寬。
長期以來,研究工作者一直在尋求一種能夠在常溫下將有機物進行氧化的方法,近年來在常溫氧化催化劑方面的開發取得了較大進展,常溫催化劑在臭氧輔助下可以促進大部分異味化合物的分解,凈化效率高,近年來在制藥、農藥、化工、工業廢水處理尾氣等行業得到了較多應用。此外,采用低溫等離子體和貴金屬氧化催化劑的復合凈化技術也取得了一定的進展,前端低溫等離子體產生的O3、?OH等氧化劑和后端的貴金屬催化劑在常溫下進行催化氧化,凈化效率比單一的催化劑有了大幅度提高。
VOCs治理的難點在于成分其復雜,不同類型的化合物性質各異,在大多數行業中所產生的VOCs又是以混合物的形式排放。因此采用單一的治理技術往往難以達到預期的治理效果,在經濟上也不合理,通常情況下需要采用多種治理技術的組合治理工藝。因此近年來各種組合治理工藝發展迅速,如吸附濃縮+催化燃燒技術、吸附濃縮+高溫焚燒技術、吸附濃縮+吸收技術、低溫等離子體+吸收技術、低溫等離子體+催化技術等。采用組合治理技術,從凈化效果上考慮是為了實現污染物的達標排放,從成本上則可以降低治理費用,以低的代價實現治理效果。從目前的治理實踐來看,大部分行業中的VOCs治理都需要采用組合技術,有些行業甚至需要采用兩種以上的組合技術才能達到預期的治理效果。
“大氣十條”實施以來,我國VOCs治理市場開始啟動,但由于涉及到VOCs污染控制的相關政策、法規和管理制度體系不健全,前期大部分涉VOCs污染企業尚在觀望中,整體推進速度較慢。2016年開始環保督查,2017年在全國范圍全面啟動督查行動,大量涉及VOCs排放的企業被關停并轉,VOCs的治理市場開始爆發。在VOCs治理領域,2017年是政府監管、企業跟進、各方協作、全面提升的一年。VOCs的減排和污染防治工作涉及到產業結構調整、清潔生產水平提升、末端治理設施建設和檢測/監測/監管能力的提升等方面。2017年VOCs的治理市場特點及動態主要體現在以下方面。
在很多行業首先是提高清潔生產水平,從源頭上實現VOCs的減排。涉及到對企業的提質改造,包括生產工藝、生產設備和原材料的變更與改進。如汽車和家具生產行業噴涂生產線的改造,更換水性涂料和低VOCs含量的涂料;包裝印刷行業復合與印刷生產工藝改進,更換水性油墨和水性膠黏劑等。從短期來看,生產工藝、生產設備改進投入大;但從長期來看,可以促進產業升級,提高企業的核心競爭力。由于目前我國很多行業尚處于粗放型生產階段,源頭減排的潛力巨大,由此催生的環保型原材料,如涂料、油墨、膠黏劑、清洗劑等的市場需求巨大。
在過去三年,北京、上海、深圳、江蘇等省市紛紛制定了汽車、家具、包裝印刷等行業環保型涂料、油墨、膠黏劑替代計劃。首個京津冀區域環境保護標準《建筑類涂料與膠黏劑揮發性有機化合物含量限值標準》(DB 11/3005-2017)頒布實施,深圳市出臺了《生產、生活類產品揮發性有機物含量限值》《家具成品及原輔料中有害物質限量》等標準,在家具產品制造過程將全面禁止使用溶劑型涂料、膠黏劑等。另外在集裝箱制造行業啟動了行業自律行動,開始全面推動水性涂料的使用;包裝印刷行業開始大力推進無溶劑復合工藝等。
據不完全統計,VOCs排放所涉及的行業至少在120個以上(按照工業行業分類表進行統計),其中年排放量超過1萬噸以上的行業有50個以上,有的行業如包裝印刷行業甚至超過100萬噸,大量的污染源需要進行末端治理。除了工業源以外,尚有大量的生活源,如餐飲油煙、汽車維修(4S店)、加油站、垃圾轉運與處理等所產生的VOCs和異味源也需要進行治理。隨著政策法規的不斷完善和排放標準體系陸續頒布實施,特別是環保督查行動的開展,污染源的治理力度不斷加強,治理市場在2016~2017年開始爆發。之前還在觀望的企業已經沒有退路,開始實施末端治理;之前應付式的末端治理設施難以實現穩定的達標排放,通過督查開始進行提標改造。由此催生了大量的工程公司介入到VOCs治理行業。
VOCs的種類多(常見的有200多種),涉及的行業和企業數量多,排放條件復雜,監管非常困難,檢/監測已經成為目前制約VOCs治理的一個關鍵問題,VOCs檢/監測市場需求巨大。VOCs檢/監測市場主要包括:
1)對污染源的常規檢測。污染源的常規檢測主要是為污染治理設備的選擇與建設提供基礎數據,也是為環境保護部門的執法服務。在石化與化工行業,對于無組織排放的泄漏檢測與修復(LDAR技術)工作目前已在全國范圍內展開,通常都是由第三方負責完成,目前已經有大量的第三方服務公司在從事檢測服務工作,由于檢測項目多,通常檢測周期較長,檢測費用高。2)污染源的在線監測裝置。為了對污染源進行有效的監管,工業固定源(特別是較大型的污染源)的在線監測是目前的一個發展趨勢。目前天津市和上海市已經明確規定了VOCs污染源的在線監測要求,其他地區在實際操作過程中也已經增加了在線監測的要求。對于一般污染源,可以只考慮非甲烷總烴的檢測,檢測設備費用較低,約需要20萬元;但對于苯系物等控制要求較高的污染因子,除了對非甲烷總烴的檢測要求外,還需要對特征污染因子進行檢測,檢測設備的投入較高,可能需要50萬~100萬元。考慮到VOCs污染源的數量眾多,在線監測設備的需求量非常大。3)環境空氣質量監測站點的建設。之前大部分地區在進行環境空氣質量監測站點的建設時未考慮VOCs的檢測,增加總VOCs和非甲烷總烴檢測項目,需要對檢測裝置進行升級改造,增加相應的檢測設備。為了更好地管控區域空氣質量,目前在制造業園區(化工園區)開始建設或增加監測站點或移動式檢測裝置,對VOCs檢/監測設備的需求量非常大。涉及VOCs檢/監測的上市公司有盈峰環境、聚光科技、河北先河、首創博桑、中綠環保、雪迪龍、三希科技等,將迎來業績的持續提升。
由于我國VOCs治理工作起步較晚,相對于廢水治理較成熟的第三方運營服務, VOCs治理第三方服務市場目前尚在培育過程中。目前的國家政策也提倡由第三方運營服務,由第三方負責運營可以更好地保障運行效果,第三方運營服務將會成為今后VOCs治理的一個發展趨勢。
(1)VOCs治理的咨詢和培訓業務近年來逐漸興起。VOCs的治理技術體系非常復雜,治理技術的合理選擇是困擾業主單位的一個主要問題。很多企業由于技術選擇不當,治理效果達不到預期要求,造成重復投資的問題非常突出。VOCs治理的咨詢和培訓業務主要是為企業提供系統解決方案,以及為政府部門的VOCs治理進行總體規劃/策劃等。
(2) 治理設施的第三方運營服務市場潛力巨大。通常VOCs治理設施的運營專業性要求很高,業主單位缺乏相應的運營經驗。此外,在VOCs排放集中的區域/園區中VOCs的集中治理,如溶劑的集中提純回收、活性炭的集中再生等,涉及到溶劑提純基地和活性炭再生基地的建設,也需要由第三方來負責管理和運行。
(3)隨著環境監管要求越來越嚴,檢/監測服務市場得到迅速發展。政府不具備相應的檢/監測人員和技術條件,政府購買服務、第三方公司負責檢/監測數據等新模式將是環境治理的新方向。通過明確政府、污染企業和第三方公司等各方責權利關系,使污染治理監管各取所需,共同營造良性發展環境,以促成社會經濟環境的協調發展。
上海力皇環保工程有限公司坐落在上海市嘉定區嘉定新城,生產基地位于嘉定區馬東工業園。公司是以大氣污染治理產品的研究開發、設計制造、工程總包及設施運營為一體的集成性創新企業。
公司在工業廢氣VOCs治理工程(吸附、吸收、UV光解、RTO、CO等);工業鍋爐廢氣脫硫工程(鈣法、氨法、堿法、堿渣、電石渣法等)、脫硝工程(SNCR、SCR、SNCR+SCR)、除塵工程、酸堿廢氣凈化、生物除臭等方面擁有自己獨特的技術。經過多年市場經營,已經擁有成熟的技術和穩固的市場基礎,在業界擁有極高的口碑。公司設立研發中心,在國內攜手華東理工大學、同濟大學、上海交大及一些知名設計研究院所,取得了幾十項國家專利技術;對接國際市場引進歐美、日本等國家的先進環保技術,提高自身產品和工程的技術含量,適應國家對環境保護標準日益嚴格的要求。
本著對客戶負責,對社會負責的初心,公司將ISO9001質量管理體系深化運用到項目的各個環節,做好每一項工程,竭誠為廣大客戶提供全方位的優質服務。公司的產品和工程已遍布全國各地,廣泛應用于電力、冶金、鋼鐵、機械、建材、化工、石化、塑料、橡膠、醫藥、噴涂和印刷等各個領域。
以“推動環保產業發展、改善人類生活環境”為企業使命,公司將逐步開拓水、土壤、空氣三位一體的“海陸空”環境治理新型模式。讓企業走可持續發展的道路,讓我們的天更藍、水更凈、空氣更清新,生活更美好!
上一篇:廢氣處理工程常見廢氣源
下一篇:焦化廠VOCs的治理與淺談