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行業新聞

【研究報告】借鑒國際經驗推動重點行業揮發性有機物（VOCs）排放管理與控制建議

日期：2016-03-23 信息來源：本站

一、我國VOCs污染現狀、排放管理及其面臨的問題與挑戰

（一） VOCs污染現狀

揮發性有機化合物(volatile organic compounds，VOCs)是指各種人類活動和生物代謝排放到大氣中的揮發性有機化合物的總稱，是導致灰霾天氣形成的原因之一，也是大氣污染防治中需重點防控的部分。

自2013年國家發布《大氣污染防治行動計劃》以來，2013至2014年間城市空氣質量改善效果初顯，但是臭氧（O3）濃度不降反升，達標城市比例下降：O3日最大8小時平均值為145微克/立方米，同比上升4.3%；達標城市比例為67.6%，同比下降9.4個百分點。而VOCs是生成臭氧的重要前體污染物：VOCs與氮氧化物在紫外線下發生復雜的非線性反應，導致對流層臭氧的累積，在靜穩氣象條件下造成城市光化學煙霧，對于氣候變暖也有間接影響。臭氧的生成是復雜的非線性反應，因此不能單純地控制氮氧化物或者揮發性有機物，而應該協同控制氮氧化物和VOCs。

眾多研究已表明，城市大氣PM2.5中，由氣態污染物形成的二次顆粒物貢獻比較大，而PM2.5是導致空氣污染，加劇霧霾的元兇。值得重視的是，由揮發性有機物（VOCs）形成的二次氣溶膠——有機氣溶膠，是顆粒物中重要的組成部分。隨著霧霾、PM2.5等大氣問題在我國日趨嚴峻，在源頭上控制VOCs的排放勢在必行。

（二）VOCs排放管理與控制面臨的問題與挑戰

1.底數不清，排放特征不明

VOCs排放源相對復雜，包括自然源和人為排放源，但目前我國VOCs排放源清單的編制仍在起步階段，基礎參數和信息仍不完善。相對于其它大氣污染物，VOCs排放較難監測，特別是無組織排放的部分，且以往我國一直未將VOCs納入污染普查和環境統計的范疇，也未納入常規的監測體系，很多企業都未設有監測系統，因此缺乏有關人為源排放量和排放特征的統計結果，也缺乏有關重點源行業和重點污染源的排放數據，對VOCs的排放總量只能進行估算。為了摸清底數，不少省市已經開展VOCs排放源調查與清單編制，了解VOCs污染排放現狀及行業排放特征。然而各地VOCs的相關的基礎問題未能理清，例如定義和估算范疇不一而同，這也給清單編制工作帶來一些挑戰。而今年新大氣法將VOCs納入監測范圍，“十三五”規劃中或將VOCs排放量納入主要環保指標，這更加大了VOCs排放摸底的迫切性、艱巨性和挑戰性。

2.政策標準不完善

在配套政策方面，各省市都出臺了VOCs治理相關的政策文件和整治任務，但對應的標準和監測方法卻相對滯后，帶來治理項目無驗收依據、先行治理的企業跟不上政策標準不斷出臺的要求而需要重復建設等鞭打快牛的問題。也存在不區別行業特征制定技術規范的時候一刀切的問題，比如：有些地方規定限時完成VOCs治理，或規定時間內完成去除設備安裝調試，或完成泄露檢測修復，違背技術流程和忽視工藝復雜性，造成工程粗制濫造和治理行業惡性競爭。對于收費來說，國家層面已經發布VOCs收費政策，但在地方落實上仍然困難重重。一方面由于缺乏定價的有效依據，另一方面則是服務于收費的排放核算方法還沒有達成一致。

3.管理與技術方案模糊

在管理方面，VOCs的控制還未納入到總量控制，而排放標準僅覆蓋部分工業行業，在重點行業開展的治理行動試點尚處于摸索階段，缺乏基于科學研究成果的系統方針（例如不能針對本地污染特征制定VOCs與NOx的協同控制方案），且針對眾多小而散的VOCs排放源還未能進行有效的管理。

在治理技術方面，工業污染源排放特征的復雜性使得控制技術難以選擇，國內企業缺乏經驗，已有研究基礎相對薄弱，無法有效提供技術支撐，第三方檢測數據質量也具有不可靠性。面臨魚龍混雜的新興VOCs治理市場，有治理需求的企業無從甄別可靠的技術與供應商，選擇的治理技術不是最為經濟有效的，且在工藝細節上與國外存在一定落差。企業技術經驗不足，也導致普遍存在“重工程效率、輕運行維護”的現象，多數治理措施不能穩定運行。

二、基于國內外經驗的VOCs排放管理與控制政策、標準與技術建議

（一）將VOCs排放控制納入“一證管理”

1.建立以設備為基礎的許可證制度作為加強減排的關鍵手段，每個排污設備均需許可證

美國各州及臺灣地區已建立排污許可證制度，美國國家環保局（EPA）更針對大型污染源制定許可證國家標準，美國加州以設備為基礎的許可證包括建設許可證與運營許可證：只有獲得建設許可證才可以開工，在最終檢測和評估后，才可獲得最終的運營許可證，且每五年需要更新申請。許可證制度除了確認所有設備符合排放標準外，其包含的以下內容還可實現進一步的減排：1）環評，業主可承諾實施法規沒有要求的措施，以降低項目對環境的影響，這樣更容易得到許可，也可作為執法依據；2）新建與改建項目如果排放增加，需應用最佳防治技術或實現最低可達排放率，此技術需要經過嚴格評審，相比原有技術需有更好的VOCs減排效果；3）排放抵消，在空氣質量未達標地區，如有項目產生新的排放源，需要減少等量或更多的現有排放源；4）公眾參與，公眾會參與許可證審批過程，可使得審批更完全并符合當地需要；5）排污申報，企業必須每季度申報排污情況，主動證明本身是復合排放標準及環評承諾，而不是靠環保單位被動稽核取締來維持環境質量。

2.建立排污許可證制度，對點源進行三重管理（應用技術、排放濃度、排放量）

目前我國對于固定污染源的管理政策措施繁多，包括環境影響評價、排放標準、總量控制、排污收費等，然而這些政策之間存在職能交叉或缺失，未能有效形成合力。由于不同政策對污染源排放控制的要求存在差異，甚至可能影響到對一些企業提出合理的排放控制要求。另一個問題在于目前的政策工具并未覆蓋所有的大氣污染物，例如VOCs排放的管控在以往就未納入總量控制范圍。目前我們迫切需要通過排污許可證制度對固定污染源進行綜合、簡化的管理，從應用技術、排放濃度、排放總量三個層面進行規制。目前《環保法》和《大氣法》都提出了建立排污許可制度，這一制度在社會各界也取得了共識，“十三五”將是建立這一制度的極佳時機，而VOCs也應被納入其中，實現多種污染物的“一證管理”。為了有效實施，還需要配置充分的人力資源，制定管理辦法并在省市級建成許可證管理系統。

3.以通過環境影響評價、應用了最佳控制技術為發放許可證的兩大重要前提

加州環境質量法案要求所有建設項目都必須做環評來評估對環境的影響，說明企業采取了最佳控制技術。項目范圍不只包括施工項目，還有任何認為可以產生社會經濟改變而影響環境的項目，比如建立社會制度或法案等。如有輕微影響，需提交影響評估報告；如有較大影響，需要制定減緩影響的措施，提交相關報告后，再提交環境質量評估報告。無法改變其影響的，申請許可證時候需要嚴格評審，經過公眾參與等環節都通過后才能發放許可，環評的承諾條件可以并入許可條件作為執法依據。

美國EPA與加州都認為企業在新建與改建項目時，是應用最佳控制技術的最好時機，其法規也都分別做了嚴格規定,要求實踐應用類似項目已達成的最佳技術或最低排放率。有些低排放技術若已在州執行計劃中列出，則必須在新建或改建時實踐。任何其他低排放技術或具有技術可行性的控制技術,也必須在評比確認費用有效性符合預定水平后方可實踐。

（二）加快落實排污收費

2015年6月，國家財政部、發展改革委和環境保護部三部委聯合發布《揮發性有機物排污收費試點辦法》（國發[2013]37號）。該辦法將石油化工和包裝印刷兩個行業作為全國的VOCs排污收費試點行業，從2015年10月1日起試點征收VOCs排污費，未來排污收費的VOCs種類、行業及區域范圍都需進一步擴大。但是目前排污收費在地方落實遭遇定價、核算兩大難題，進展緩慢。

在收費模式方面，臺灣對于VOCs的控污費收費費率是排放量越大則單價越高，特定種類的VOCs排放還需要累加收費。臺灣環保局空氣保護處與立法委員協商，一方面通過收費手段壓制排放量，另一方面將所得專款專用，強化空氣質量管理措施，包含上述許可證制度，以及污染改善輔助措施，因而獲得臺灣立法院支持推動。制定辦法中，在衡量繳費劃算還是治理劃算時，由于政府缺少經費，最后的費率確定原則偏向于擴大稅收，增加政府經費的目的。通過收取控污費，可雇傭第三方機構[1]幫助治理污染。VOCs排污收費費率如下表所示：

在核算方法方面，臺灣用于確定排污收費的VOCs排放核系數可以用經核準的企業自建系數或應用管理部門統一規定的系數。政府統一規定的系數一般偏高，因此規模較大的企業用自建系數比較省錢，需要將計算說明寫成說明書送至環保局，環保局召開專家評審會，做科學性合理性審查。通過后企業可使用自建系數的方式，這也能將排放量計算的更準確。

（三）加快行業標準制定

1.美國加州VOCs管控主要針對的污染源包括：涂裝與其他含VOCs物料使用的行業、石化行業、及移動源等。各個行業減排均有其完備的標準體系，不斷修改加嚴，隨著新問題的出現，新法規與標準不斷制定。對于含VOCs物料使用的行業，加州南海岸空氣質量管理局規定了消費品名錄，包括用于建筑噴涂、印刷、干洗、人造板材、金屬、汽修、粘合劑等，規定了不同產品VOCs的含量限值，使用效率，并鼓勵VOCs低排放或零排放技術，法院判決也已確認VOCs限值相關技術的可行性。對于石化行業，規定涉及加油站、油庫與碼頭裝卸、儲罐、焦化廠、泄漏檢測與修復、火炬氣回收、廢水系統等。

2.臺灣針對VOCs主要排放行業均制定了相應的排放標準，主要涉及汽車制造業表面涂裝、加油站油氣回收、干洗作業等，不同行業的同種類VOCs限值可不同。標準中規定采用最大可達去除率，或設定工廠最大可達總排放量。臺灣VOCs管控相關的標準以“制程別”分，在制定的時候考慮的主要原則是最大控制技術原則與最佳可得技術原則。要求排放企業必須符合相應的技術規范，方能獲取排放許可證，對于不能達到排放標準的企業則處以罰款、關閉等嚴厲處罰手段。

已有標準包括：

加油站油氣回收設施標準

干洗作業空氣污染防制設施管制標準

半導體制造業空氣污染管制及排放標準

揮發性有機物空氣污染管制及排放標準（石化業）

汽車制造業表面涂裝作業空氣污染物排放標準

光電材料及組件制造業空氣污染管制及排放標準

膠帶制造業揮發性有機物空氣污染管制及排放標準

聚氨基甲酸脂合成皮業揮發性有機物空氣污染管制及排放標準

其中，噴涂行業中只有汽車制造業有專門標準，主要限值為：烘房廢氣之揮發性有機物應符合總破壞去除效率90%及排放管道排放標準60mg/nm3，噴房揮發性有機物排放標準應符合110g/m2，實施標準前為200+g/m2。隨著臺灣汽車制造業不斷萎縮，標準已經停止加嚴。

臺灣企業每月主動向環保局提交監測報告與佐證資料，證明排放達標。代檢業的第三方實驗室會去企業現場監測數據，并與企業在線監測的結果做比對，如果結果在偏差內，環保局則接受企業申報的數據。環保局下屬的環境檢驗所對代檢業進行資質考核。

臺灣并不對監測設備本身認證，設備管理由代檢業的第三方實驗室承擔，環保局下屬的環境檢驗所對代檢業進行資質考核。如果是非常重要的污染源，監測結果會直接傳輸至環保局，申報系統會自動計算小時平均值，將結果與第三方實驗室監測結果比對，如果超過就會施以處罰。為避免作弊情況的發生，要求將原始數據保存2年，比對上傳資料與原始數據，如不一致需要嚴重處罰。

（四）明確重點行業VOCs管控技術路線，加強技術應用

VOCs控制技術復雜，且難以識別，需加強技術分析與識別，依法管理，強制末端治理，加強過程控制，引導源頭預防，地方政府可通過發布行業技術指南與案例匯編等方式為企業選擇第三方治理機構提供引導與參考。

1.石化行業LDAR技術應用

泄漏揮發被認定為石化行業VOCs排放的重要來源，泄露檢測與修復（LDAR）系統被廣泛應用于石化行業的VOCs排放控制。LDAR的關鍵內容包括6個環節：查明—計算—監測—修復—記錄、保存—報告。首先要明確所有需要修復的含VOCs的泄漏點，不是所有泄漏點都有VOCs排放。美國加州現行的條例對LDAR做出了新要求，加嚴了泄漏限值與修復期限，泄漏檢測方法則采用美國環保署標準方法21，也即揮發性有機物泄漏的測定方法[2]。

分析LDAR的常見問題：泄漏點識別可能不準確，不可達泄漏點與豁免泄漏點的確定不正確，泄漏定義與修復時間不明確，監測結果可能不可靠。針對這些常見問題采取改進方法：直接在篩查點上監測讀數，監測距離必須足夠近；在最大泄漏處定位監測；在泄漏點監測時間要夠長，堅持反應時間的2倍時長；所有的可能泄漏點都要監測；嚴格依據美國環保署標準方法21；提升建設監測設備與數據管理。

在LDAR應用中，應該更加明確條例要求與實施指南，包括泄漏檢測與修復點的范圍、豁免點界定、檢測與記錄方法、檢測周期、修復期限等；為檢測員與技師提供統一與標準化的培訓、認證體系；有效和持續的現場執法行動，從一開始的頻繁檢查（每日到每周一次，持續5-7年）到成熟期的例行檢查（每月或更久一次）；年度檢查（又稱為藍天檢查，每次2-4天，查幾千個點的數據）；如果需要的話，根據具體目標開展審計。

2.包裝印刷行業治理措施與主要技術路線

據相關資料估算，我國包裝印刷業VOCs排放總量超過200萬噸/年。包裝印刷行業的VOCs排放主要集中在印刷、烘干、復合和清洗等生產工藝過程中，主要來源于油墨、粘合劑、涂布液、潤版液、洗車水等含VOCs的物料的自然揮發和烘干揮發。

目前，包裝印刷行業的VOCs末端技術回收的溶劑質量不穩定，含水量不達標，不能完全回用，源頭控制技術國內尚不成熟穩定，因此采取的主要技術路線為：

1）強化源頭污染控制，采用低VOCs含量有機類原輔材料替代。推廣無溶劑復合，目前無溶劑復合設備及技術工藝基本成熟，如在全行業推廣應用，預計可覆蓋軟包裝產品產量的70%-80% 左右；積極推進水性油墨、單一溶劑油墨的研發和應用，組織油墨生產企業、印刷企業、印刷機生產企業、制版企業聯合攻關，從根本上減少印刷工序VOCs排放。

2）加強末端治理，包裝印刷上墨、上光、上膠及烘干等生產設備應密閉，有機廢氣采用負壓方式收集，導入治理裝置進行末端處理。對高濃度、溶劑種類單一的有機廢氣，采取活性炭吸附法進行回收利用；以回收的烘干類廢氣宜采用催化燃燒法單獨處理；難以回收的調墨、印刷上墨、上光、覆膜上膠等廢氣宜采用吸附濃縮蓄熱燃燒法處理，也可采用吸附濃縮催化燃燒法處理。

3.噴涂行業廢氣處理技術

噴涂過程需要在溫度與濕度控制條件下進行，噴漆過程溫度與濕度控制能源消耗占汽車制造業總消耗的比例達到50%左右。單純為了減少有機物質排放而增加運行費用，企業難以承受，必須尋找新的技術路線：利用高效過濾技術除去空氣中顆粒物質，使廢氣中顆粒物質含量滿足潔凈要求；利用先進的技術除去廢氣中有機溶劑；將處理后的廢氣送回噴漆室，大幅度降低新鮮空氣補充量由此節約空調費用。

國內噴漆廢氣處理主流技術包括兩類：一是利用干式過濾技術或者濕式過濾技術除去廢氣中油漆霧；二是利用熱力氧化或者催化氧化技術使廢氣中有機物質變成水與二氧化碳。由于噴漆廢氣屬于低濃度，大風量的廢氣，直接利用氧化裝置氧化存在設備投資大，運行廢氣高的缺陷，進一步開發出了廢氣濃縮技術。常用的濃縮裝置有固定床濃度裝置（包含活性碳濃縮裝置和活性碳纖維濃縮裝置）和轉輪濃縮裝置，后者屬于國際主流技術。

目前臺灣對于噴涂行業沒有回收價值的廢氣通常采用焚燒方法處理，主流技術包括：蓄熱式焚化技術、觸媒焚化技術、沸石輪轉濃縮后焚化技術。其他發展中的治理技術包括：內置式低溫催化技術、礦物油濃縮技術等。濃縮技術優缺點比較如下所示：

4.油墨涂料生產行業排放控制措施與主流技術

涂料與油墨生產行業的有機廢氣具有漆霧顆粒多、風量大、濃度低、成分復雜等特點，治理難度較大。油墨涂料生產行業VOCs的排放控制建議采取的技術路線為：使用低揮發性溶劑替代、調整工藝和設備、生產過程控制（自動化、密閉化）、末端排放控制、加強運行和排放監管。

現在國內90%以上的末端治理技術采用更換式活性炭吸附裝置。該技術的缺點明顯：無監控手段，無更換記錄，且活性炭為危險廢物，處置成本高。欲實現達標排放，可采用分級別處理或整體處理的方式。分級別處理：高濃度廢氣采用冷凝回收或者蓄熱式焚燒；低濃度廢氣采用濃縮-脫附再生冷凝回收或者濃縮-蓄熱式焚燒；極低濃度廢氣采用吸附加監控。整體處理將所有廢氣收集后，采用吸附濃縮-蓄熱式焚燒，或沸石輪轉濃縮-蓄熱式焚燒技術。該行業目前技術的發展趨勢為回收技術結合銷毀技術，未來應強化并落實日常環境管理，提高管理的科學性與信息化。

5.發揮環保技術國際智匯平臺作用推動VOCs綜合管控

根據目前VOCs管控的嚴峻性，企業面臨減排的巨大壓力，第三方加入的難控性，需要充分發揮環保技術國際智匯平臺（以下簡稱“平臺”）的作用集聚各方資源推動VOCs綜合管控。該平臺為集水、大氣、土壤等各領域于一體的環境污染防治綜合服務平臺，平臺運用當前互聯網技術，結合大數據理念，集合國內外VOCs管控理念、經驗和先進技術，圍繞VOCs各行業特點、各污染物元素特征、各地區重點問題，根據國內VOCs排污和管控的地方政府、產業園、企業、各管理人士需求，可為VOCs管控提供綜合解決方案。利用平臺促進國內外環保經驗、技術交流合作，推動我國VOCs綜合管控理念的形成，比如與NOx的協同控制，或與其他污染物綜合管理，利用平臺集聚特色和互聯網+的全球性，為VOCs的污染防治工作提供全方位支持，開展和促進VOCs綜合整治。

[1] 臺灣在VOCs監測與治理領域都一定程度上依托第三方機構或企業，這有利于匯集更多人力資源來開展工作。但是美國則傾向于在條件允許的情況下盡量建立和培養環保管理部門自身團隊，因為VOCs治理領域要求有經驗的專業技術人員，這樣可以避免第三方機構人才流失給政策實施帶來的不便。

[2] Method 21: http://www3.epa.gov/ttnemc01/promgate/m-21.pdf

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