集裝箱制造業(yè)VOCs排放有標(biāo)準(zhǔn) 治理技術(shù)須對癥下藥

廣東是集裝箱制造大省，集裝箱年設(shè)計產(chǎn)量約為150萬TEU（國際標(biāo)準(zhǔn)箱單位），實際產(chǎn)量約100萬TEU，產(chǎn)量長期居全國前列。數(shù)據(jù)顯示，2013 年我國金屬集裝箱行業(yè)產(chǎn)量達(dá)到102738.6萬立方米，其中廣東以產(chǎn)量36112628.3立方米（占比35.15% ）位居首位。

集裝箱制造過程中使用的集裝箱涂料主要為溶劑型涂料，同時涂料使用過程中至少還需添加10%～20% 的稀釋劑（主要成分為甲苯、二甲苯），因此會產(chǎn)生大量的VOCs。

據(jù)業(yè)內(nèi)人士估算，生產(chǎn)20英尺標(biāo)準(zhǔn)柜（容積為5.9米×2.35米×2.39米）的涂料使用量約為100公斤（不含稀釋劑），此外還需添加20%左右的稀釋劑。廣東省環(huán)境科學(xué)研究院的調(diào)研顯示，以普通集裝箱為例，生產(chǎn)1個標(biāo)準(zhǔn)20英尺集裝箱涂料使用量為76～100公斤，另含稀釋劑10～12公斤，總量為86～112公斤，VOCs排放量為47～69公斤；生產(chǎn)1個標(biāo)準(zhǔn)40英尺集裝箱涂料使用量為140～180公斤，另含稀釋劑18～21公斤，VOCs總量為158～200公斤，VOCs排放量為86～110公斤，占涂料及稀釋劑用量約55% 。

據(jù)以上測算，按廣東全省所有集裝箱制造企業(yè)設(shè)計產(chǎn)能估算，則全省集裝箱制造業(yè)VOCs排放量約7.2～10.5萬噸。按2013 年實際產(chǎn)能估算，則全省集裝箱制造業(yè)VOCs 排放量約6.5 ～9.5 萬噸。

雖然集裝箱制造業(yè)是VOCs排放大戶，但是目前并沒有針對該行業(yè)出臺專門的排放標(biāo)準(zhǔn)。“我省 《大氣污染物排放限值》（DB44/27-2001）規(guī)定了幾種VOCs的排放限值。按照環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)管理辦法的規(guī)定，未制訂行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)的行業(yè)一律執(zhí)行綜合污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。”廖程浩說，由于沒有行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)，目前集裝箱制造業(yè)的排放僅依照《大氣污染物排放限值》（DB44-27-2001 ）進(jìn)行管理，這不利于有效控制其VOCs排放。“制訂本標(biāo)準(zhǔn)，是完善我省環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)體系，提升集裝箱制造業(yè)有機廢氣污染控制管理能力的有力手段。”

廣東第一、二階段《廣東省珠三角清潔空氣行動計劃》也都明確要求，要全面開展工業(yè)VOCs 排放治理，提出制訂包括集裝箱等行業(yè)在內(nèi)的重點行業(yè)VOCs排放控制標(biāo)準(zhǔn)。《關(guān)于珠江三角洲地區(qū)嚴(yán)格控制工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機物（VOCs）排放的意見》也提出珠三角地區(qū)扎實推進(jìn)VOCs 污染控制的各項步驟，并要求加快出臺重點行業(yè)揮發(fā)性有機污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。

“為改善我省大氣環(huán)境質(zhì)量，完善我省行業(yè)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，提升集裝箱制造業(yè)VOCs污染控制管理能力，制訂一份專門針對集裝箱制造業(yè)VOCs控制的標(biāo)準(zhǔn)是十分有必要的。”廣東省環(huán)境保護廳相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，標(biāo)準(zhǔn)的制定，也有利于推動整個行業(yè)的技術(shù)升級和進(jìn)步，促進(jìn)行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。

VOCs排放有標(biāo)準(zhǔn)

“排放標(biāo)準(zhǔn)的制訂遵循技術(shù)經(jīng)濟可行性原則，以集裝箱制造業(yè)現(xiàn)有成熟的清潔生產(chǎn)工藝和污染治理技術(shù)為依托，確定標(biāo)準(zhǔn)值及有關(guān)技術(shù)要求。”作為《標(biāo)準(zhǔn)》起草單位之一，華南理工大學(xué)的葉代啟教授就表示，《標(biāo)準(zhǔn)》的制定一定要注重經(jīng)濟科學(xué)，要有可操作性，“不然制定出來的標(biāo)準(zhǔn)企業(yè)無法執(zhí)行，就沒有意義了。”

“此次標(biāo)準(zhǔn)的制定，我們對省內(nèi)各個主要的集裝箱制作企業(yè)進(jìn)行了調(diào)研，經(jīng)過深入分析之后才確定的。”廖程浩提到，考慮到企業(yè)之間的差距，《標(biāo)準(zhǔn)》體現(xiàn)新源與現(xiàn)源的區(qū)別，即提出了兩個時段的排放標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)自2016年7月1日起實施現(xiàn)有項目在2017年6月30日前執(zhí)行第Ⅰ時段限值，自2017年7月1日起執(zhí)行第Ⅱ時段限值，“也就是起碼有一年的過渡期可以進(jìn)行改造”；新建項目自本《標(biāo)準(zhǔn)》實施之日起執(zhí)行第Ⅱ時段限值。“現(xiàn)源標(biāo)準(zhǔn)可寬于新源，但一定要有達(dá)標(biāo)期限，并且經(jīng)過技術(shù)革新與改造，在規(guī)定時間內(nèi)應(yīng)達(dá)到新源標(biāo)準(zhǔn)。”

《標(biāo)準(zhǔn)》分別對集裝箱制造涂裝生產(chǎn)線單位面積VOCs排放量、排氣筒VOCs排放、無組織排放監(jiān)控點濃度三個指標(biāo)制定排放限值。其中，集裝箱制造涂裝生產(chǎn)線單位面積VOCs排放量第一時段的排放限值是200克/平方米，第二時段為110克/平方米。排氣筒VOCs排放主要指集裝箱制造生產(chǎn)活動中，設(shè)備或車間排氣筒排放的揮發(fā)性有機物濃度，其中規(guī)定第一時段苯的排放限值是1克/平方米，甲苯和二甲苯合計40克/平方米，總VOCs為150克/平方米，第二時段苯的排放限值是1克/平方米，甲苯和二甲苯合計20克/平方米，總VOCs為90克/平方米。對于無組織排放監(jiān)控點的濃度，統(tǒng)一執(zhí)行一個標(biāo)準(zhǔn)，即苯是0.1克/平方米，甲苯是108克/平方米，二甲苯是1.0克/平方米，總VOCs為3.0克/平方米。為了減少氣體排放對周邊的影響，《標(biāo)準(zhǔn)》還規(guī)定，排氣筒高度一般不應(yīng)低于15m，且應(yīng)高出周圍200m半徑范圍的最高建筑5m以上。

“通過我們之前的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，企業(yè)舍得投入，認(rèn)認(rèn)真真進(jìn)行改造，還是可以按時實現(xiàn)達(dá)標(biāo)的。”廖程浩表示，這個標(biāo)準(zhǔn)是在充分考慮技術(shù)可行性基礎(chǔ)上確定的。此外，《標(biāo)準(zhǔn)》還對企業(yè)的管理、涂料的使用等方面，作出了規(guī)定。

《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，涂料和有機溶劑等原輔材料應(yīng)儲存在密封容器中，并存于專門設(shè)置的儲存室。涂料和有機溶劑轉(zhuǎn)移、設(shè)備清洗過程中，應(yīng)盡可能減少VOCs排放。廢棄的涂料桶、有機溶劑容器桶在移交專門的回收處理機構(gòu)前，應(yīng)封蓋存儲或置于密閉房間內(nèi)存儲。

產(chǎn)生VOCs 排放的生產(chǎn)線應(yīng)設(shè)置于密閉工作間內(nèi)，產(chǎn)生的VOCs通過局部或整體集氣系統(tǒng)導(dǎo)入揮發(fā)性有機物處理設(shè)備或排放管道，達(dá)標(biāo)排放。密閉排氣系統(tǒng)、污染控制設(shè)備應(yīng)與工藝設(shè)施同步運轉(zhuǎn)。廢氣收集裝置和治理裝置必須按照規(guī)范參數(shù)條件運行。

企業(yè)同時要進(jìn)一步規(guī)范管理，例如采用吸附處理工藝的，應(yīng)按審定的設(shè)計文件要求確定吸附劑的使用量及更換周期，購買吸附劑的相關(guān)合同，票據(jù)至少保存三年。利用排氣筒排放VOCs的污染源，企業(yè)應(yīng)定期檢測其總VOCs濃度和排放量，每半年至少檢測一次。檢測報告應(yīng)含檢測濃度值、小時平均值及總平均值。監(jiān)測報告應(yīng)當(dāng)由質(zhì)檢部門認(rèn)可的機構(gòu)出具。

集裝箱制造業(yè)是典型的高消耗、高污染的產(chǎn)業(yè)，集裝箱制造業(yè)有機廢氣排放具有典型的大風(fēng)量、低濃度的特點，其產(chǎn)生的有害物質(zhì)主要是甲苯、二甲苯等，治理難度較大。如今，《標(biāo)準(zhǔn)》已經(jīng)發(fā)布，排放限值已經(jīng)制定，達(dá)標(biāo)排放時間也已確定，企業(yè)應(yīng)該如何改造呢？

“使用水性涂料是一個改造的方向。”業(yè)內(nèi)人士表示，雖然成本可能會提升，但是水性涂料可以大大減少VOCs的排放。集裝箱涂料約占集裝箱制造成本的7%～8%，水性涂料單價較溶劑型涂料貴20%～50%，但不需添加稀釋劑。以生產(chǎn)20英尺標(biāo)準(zhǔn)集裝箱為例，涂料使用量約100公斤，并需添加約20% 的稀釋劑，涂料按約15元/公斤 計算，則使用水性涂料將使企業(yè)涂料使用成本上升300～500元。“未來，隨著水性涂料生產(chǎn)技術(shù)的日漸成熟，使用成本會進(jìn)一步降低。”

另一個改造的方向就是增加VOCs末端凈化設(shè)施。集裝箱涂裝生產(chǎn)線流程長、風(fēng)量大，底漆預(yù)涂、底架箱噴涂、中間漆預(yù)噴房、中間漆房、內(nèi)面漆補噴、外面漆補噴、流平、烘房等工位均需要集中收集產(chǎn)生的VOCs氣體并通過多套設(shè)施進(jìn)行處理。

“集裝箱制造產(chǎn)生的VOCs廢氣凈化處理可采用的技術(shù)大體上可以分為兩大類，即回收和銷毀。”葉代啟提到，回收是通過物理的方法，如改變溫度、壓力，或采用選擇性吸附劑、選擇性滲透膜等方法來富集分離有機氣相污染物，主要有吸附、吸收、冷凝及膜分離技術(shù)。回收的揮發(fā)性有機物可以直接或經(jīng)過純化處理后返回工藝過程再利用，以減少原料的消耗。

銷毀主要是通過化學(xué)或生化反應(yīng)，用熱、光、催化劑和微生物等將有機化合物轉(zhuǎn)變成為CO2和HO2等無毒害或低毒害的無機小分子化合物，主要治理技術(shù)有燃燒（直接燃燒、催化燃燒、蓄熱式焚燒）、生物氧化、光催化氧化、等離子體破壞等。

由于VOCs種類繁多，性質(zhì)各異，排放條件多樣，不同凈化處理技術(shù)也有其不同的優(yōu)缺點，因此在不同的工藝條件下需要采用不同的VOCs廢氣凈化技術(shù)或采用不同凈化處理技術(shù)的工藝組合。

省環(huán)科院的調(diào)研顯示，廣東某集裝箱制造廠采用活性炭吸附—蒸汽脫附—溶劑回收工藝對集裝箱涂裝生產(chǎn)過程中的有機溶劑進(jìn)行處理和回收，設(shè)計溶劑回收率可達(dá)90%，取得了良好的經(jīng)濟效益。

該工藝將漆房排出的含有有機溶劑的廢氣由排風(fēng)機送入風(fēng)管，進(jìn)入回收系統(tǒng)，通過系統(tǒng)進(jìn)行過濾、冷卻等預(yù)處理后進(jìn)入專門設(shè)計的過濾器，去除了廢氣中大部分有損活性炭的物質(zhì)之后，廢氣由高壓離心風(fēng)機抽送進(jìn)入復(fù)合炭床吸附罐內(nèi)，有機廢氣在通過吸附罐的活性炭層時，溶劑分子被具有高比表面積、高選擇吸附性的活性炭所吸附，進(jìn)而附著在活性炭縫隙中，排出吸附罐的氣體為凈化氣，可直接排入大氣環(huán)境中。

吸附罐吸附一定時間，活性炭吸附至飽和后，系統(tǒng)自動通入水蒸汽脫附，即把有機廢氣從活性炭中脫離出來。從活性炭表面脫附下來的有機溶劑和水蒸汽進(jìn)入冷卻器冷卻成液體后，混合液體進(jìn)入自動分離器自動分離。

據(jù)省環(huán)科院專家介紹，目前“固定床活性炭吸附—熱風(fēng)脫附—催化燃燒”工藝也具有較好的技術(shù)經(jīng)濟適用性，能適應(yīng)集裝箱制造廠有機廢氣的大風(fēng)量、低濃度的特點，因而在集裝箱制造業(yè)油漆廢氣治理領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

從廣東的實踐來看，采用催化燃燒技術(shù)，單條生產(chǎn)線設(shè)備投資約4000萬元，運行成本約1000～2000元/日；采用活性炭吸附—蒸汽脫附—溶劑回收技術(shù)，單條生產(chǎn)線設(shè)備投資約5000萬元，回收的溶劑可回用或出售，收益約3000萬/年。“治理的成本確實是比較高的，但是VOCs治理已經(jīng)被列入大氣治理的重點項目，一些地方開始啟動VOCs排污收費工作，企業(yè)如果不積極開展治理工作，未來面臨的可能就不止是成本提升的問題。”廖程浩表示。