危廢庫要不要安裝廢氣治理措施? ——從合規(guī)要求與技術可行性等多角度綜合分析
一般工業(yè)企業(yè)普遍對如下幾個問題存在困惑:
?存放揮發(fā)性有機廢液的危廢庫要不要安裝廢氣治理措施?
?不處理就達標的廢氣要不要收集和處理?
?環(huán)評或審批要求活性炭處理效率達90%是否合理?
?安全讓通風、健康讓換氣、環(huán)保讓密閉,到底哪個姿勢才對?
……諸如此類的以上問題,因為一直沒有清晰明了的答案,對企業(yè)、環(huán)評單位、以及主管機構造成了一定困擾。從環(huán)境保護的角度,嚴格要求似乎沒有錯,但是從兼顧經濟與社會效益的角度,似乎又不妥。如上環(huán)境治理產生的環(huán)境效益到底有多大呢,這些要求是否強制呢?今天馬哥跟大家一起詳細討論一下這些問題。篇幅所限,今天重點討論第 一個問題:廢庫該不該安裝廢氣治理措施,其它幾個問題文中會或多或少提及。
危廢庫加裝廢氣治理措施的主要依據來自兩個:
1.大氣污染防治法第四十五條:產生含揮發(fā)性有機物廢氣的生產和服務活動,應當在密閉空間或者設備中進行,并按照規(guī)定安裝、使用污染防治設施;無法密閉的,應當采取措施減少廢氣排放。
2.《危險廢物貯存污染控制標準》(GB 18597-2001):6.2危險廢物貯存設施(倉庫式)的設計原則6.2.2必須有泄漏液體收集裝置、氣體導出口及氣體凈化裝置。7.9氣體導出口排出的氣體經處理后,應滿足GB16297(大氣綜合排放標準)和GB14554(惡臭標準)的要求。
按照如上文件的要求,危廢庫似乎必須要安裝廢氣治理措施,是這樣嗎?
要回答這個問題,我們深度解讀一下這兩款要求:
一、深度解讀大氣污染防治法第四十五條
要想深入解讀該條款,需要認識和把握這四個關鍵詞:1.“產生”含揮發(fā)性有機物廢氣的,何謂“產生”?2.產生含揮發(fā)性有機物廢氣,何謂“揮發(fā)性有機物”;3.“密閉”空間或者設備,何謂“密閉”;4.密閉“空間”或者“設備”,何謂“空間”和“設備”?
首先,關于“產生”的定義:很顯然,產生意味著有VOCs的排放。密閉存放的情況顯然不屬于“產生”。有些密閉程度不夠好,但是濃度低于相關標準要求的,也不視為“產生”,比如敞開液面上方100mm處VOCs檢測濃度低于200umol/mol時;再比如設備與管線組件密封點處VOCs檢測濃度低于500umol/mol時【具體參見《揮發(fā)性有機物無組織排放控制標準》(GB37822-2019)相關要求】。
其次,關于“揮發(fā)性有機物”的定義。顯然,這是指具有一定揮發(fā)性的有機物。揮發(fā)性如何定?在上海按照《大氣污染物綜合排放標準》(DB31/933-2015),常溫下飽和蒸氣壓高于10Pa,沸點低于260攝氏度的才算(該標準適用于單質,對于混合物的定義參見《揮發(fā)性有機物無組織排放控制標準》(GB37822-2019))。
再次,關于“密閉空間或者設備”的定義:大氣污染防治法要求的“密閉”,針對的是涉及VOCs的設施設備,而不是作業(yè)場所和環(huán)境。安全、職業(yè)健康與環(huán)保三方面的法規(guī)對設備密閉方面的要求是完全統(tǒng)一和一致的,因為所有的風險管控核心都是兩個:避免危害物質泄漏,避免危害能量釋放。所以將有毒有害物質控制在“密閉”設備中是符合“本質安全”、“本質健康”與“本質環(huán)保”的管控要求的。暨:源頭控制是一切風險管控的根源。
一旦設備的密閉性不夠,或是技術所限不得不存在一定的開放作業(yè),EHS三方面的法規(guī)要求也是一致的:在無法密閉的排放環(huán)節(jié)安裝廢氣收集措施。
但是對于作業(yè)環(huán)境的要求呢?既然有了源頭控制,以及捕集等過程控制,意味著污染物在作業(yè)環(huán)境中的濃度已經非常低,可以采取通風和換氣來保障作業(yè)人員的健康與安全。所以通風口不能視為排放口,其性質有本質的不同。此外,通風與換氣也有一定的安全作用,因為一旦設備泄漏,可避免易燃易爆氣體的累積。
顯然,對于危廢庫這類的作業(yè)場所,將揮發(fā)性有機液體密閉存放(置于密閉的容器中),便可從源頭上解決排放的問題。如此的情況下,還需要加裝廢氣收集和治理措施嗎?很顯然大氣污染防治法并沒有強制要求。因為揮發(fā)性有機廢液如果做到密閉存放,顯然不屬于“產生”揮發(fā)性有機廢氣的情形。另外,存放的物質如果不屬于法規(guī)標準管控的“揮發(fā)性有機物”,也不需要采取相關措施。
此外,危廢庫內屬于“靜止”狀態(tài),揮發(fā)的有機氣體并不“流動”,且不是工藝中的持續(xù)排放源,加裝吸風裝置反而會加大揮發(fā)與排放,這將事與愿違。
另外,危廢庫一定要密閉嗎?其實只要存放的廢液做到密閉,危廢庫本身不應該強制密閉,因為基于安全的考慮,密閉會造成可燃氣體的累積,安全隱患很高。推薦的措施是安裝可燃和有毒氣體探測儀以及連鎖控制,在發(fā)生泄漏時啟動通風,強制通風。當然,這種設計主要是針對存放大量廢液,且泄漏后存在火災爆炸風險的危廢庫,所有電氣設施還要考慮防爆要求。這類危廢庫在一定程度上等同于危險化學品倉庫,其安全設計也應參考?;穾斓脑O計。
二、深度解讀危廢貯存標準中設置氣體導出口的要求
按照《危廢貯存標準》,6.2.2必須有泄漏液體收集裝置、氣體導出口及氣體凈化裝置。此處的“氣體導出口”是什么意思?標準沒有解釋。
查閱相關標準和規(guī)范,氣體導出口應該是個術語,而不是一般意義上的廢氣收集措施。導出口主要針對和適用于“填埋場”,而不是其他。比如:《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB16889-2008)5.1生活來及填埋場應包括下列主要設施:防滲襯層系統(tǒng)、------、填埋氣體導排系統(tǒng)。還有《危險廢物填埋污染控制標準》(GB18598—2001)(當前已被2019版替代):6.11填埋場設置排氣系統(tǒng)以排出填埋廢物中可能產生的氣體。
下圖是典型的氣體導出裝置的設計圖,主要應用在填埋場中,將易燃易爆氣體導出,消除潛在的火災爆炸等隱患。而對一般廢氣來說,通常的表述為采取有效的收集和治理措施,而不是“導出”的描述。
由此可見,《危險廢物貯存污染控制標準》(GB 18597-2001)其本意是針對可能存在易燃易爆有毒有害氣體聚集的情形,比如大量存放漆渣或是沾染VOCs很多的廢料等,可采取“導出”的方式消除風險,但標準并不是要求所有危廢貯存場所的廢氣都收集和處理,因為很多危廢庫可能還存放腐蝕、有毒、感染等其它不涉及VOCs的危廢。
另外,對于VOCs源頭密閉才是根本,只要密閉了,就不屬于產生VOCs排放的情形。危廢庫不分青紅皂白強制要求加裝治理措施的行為其實是舍本求末,本末倒置的。因為低濃度低排放量的VOCs從綜合環(huán)境效益角度,可能根本不值得治理(具體見第三節(jié))。環(huán)境管理要從本源抓起,不能因為擔心源頭做不好,反而強制要求后端加措施,這樣的管理其社會成本巨大,而且不能從根本上解決問題。源頭密閉這么簡單的事情都做不好的企業(yè),其后端措施能有效運行?
基于對“不利后果”的擔心就額外增加防范措施,并不符合科學管理的原則,后果思維應該讓位于風險思維。暨基于概率與可行性,基于社會、經濟和環(huán)保的綜合效益來思考,便會不失偏頗。(后果思維與風險思維的差異見馬哥說:事故時可以預防的嗎?——風險管控在于預防高風險事件還是嚴重后果事件)
可見,危廢貯存標準并非要求所有的危廢庫都要加裝廢氣收集和治理措施。
總體上危廢庫要不要設置廢氣收集和治理措施,法律法規(guī)和標準規(guī)范并沒有一刀切,其必要性要基于環(huán)境影響評價和風險評價的結論。如果環(huán)境影響不能接受,則需要安裝廢氣收集和治理措施。如果風險評價認為存在較大的安全隱患,則有必要采取泄漏檢測、強排風和防爆等要求。
另外探討一個有意思的問題:廢液袋裝存放后置于密閉的桶中,這個桶是否可視為一個滿足貯存標準的危廢貯存設施呢(防風、防雨、防曬、防滲均可滿足)?如果是,桶外危廢庫的具體形式是否可不必深究,不必密閉呢。比如說將這些桶存放在一個半開放的環(huán)境里,這樣既能滿足貯存要求,還可避免泄漏后可燃氣體的累積,是不是一個既滿足環(huán)保又滿足安全的有效措施呢?似乎有些500強的外企就是這么操作的。
三、基于持續(xù)消減的要求危廢庫是否需要加裝措施
根據以上分析,法規(guī)和標準并未強制要求危廢庫安裝廢氣治理措施。那從持續(xù)消減的角度,要求危廢庫增加末端治理措施是否合理呢?我們用數據來分析一下:
假設危廢庫存放各類揮發(fā)性有機廢液,存放溫度為25度,存放的有機廢液有四類,分別是:二甲苯、乙酸乙酯、丙酮與某納入標準管控的VOCs物質。假設危廢庫管理不善,密閉不夠,有開放式的液面暴露在空氣中。假設室內風速為0.01m/s(因為室內為靜風狀態(tài)),假設暴露的面積分三種情形:情形一為400cm2,即20cmx20cm的情形;情形二為100cm2,即10cmx10cm的情形;情形三位4cm2,即2cmx2cm的情形。存放時間為一天24小時,全年8000小時。
另外,對于標準管控的VOCs物質,假設其飽和蒸氣壓為10Pa,沸點260度(上海地方大氣綜排標準定義的VOCs物質),分子量設為150g/mol。
按照有害物質敞露存放時的揮發(fā)量計算,公示如下:
計算結果如下:
根據上表可知,在三種敞開液面情形下,標準管控VOCs物質全年的揮發(fā)量分別是1.59kg、0.4kg和0.02kg,根本不值得的治理。
即便揮發(fā)性如二甲苯,其全年的揮發(fā)量也只有148.8kg、37.2kg和1.49kg,并不值得的管控(某些地區(qū)變相豁免300kg/年的VOCs管控,如《廣東省生態(tài)環(huán)境廳關于做好重點行業(yè)建設項目揮發(fā)性有機物總量指標管理工作的通知》(粵環(huán)發(fā)〔2019〕2號)要求:對VOCs排放量大于300公斤/年的新、改、擴建項目,進行總量替代)。
但是,開放式液面的面積對揮發(fā)量有很大影響,丙酮在400cm2下暴露一年,排放量可達3t左右。因此危廢庫的廢液必須要密閉存放。對于某些廢液存放量大且貯存不規(guī)范的,或是沾染VOCs廢液多且無法密閉的情形,采取有效的收集和治理措施是非常必要,因為其排放量也會很大。
如果敞開液面低于4cm2,即便揮發(fā)性高如丙酮,其年排放量也只有30kg,也不值得治理。
可見,基于持續(xù)消減的角度,不應該要求全部的危廢庫加裝廢氣治理措施,但對于管理不完善,密閉不好,VOCs排放量大的情形非常有必要。具體可基于環(huán)境影響評價,或是VOCs減排方案(一廠一策)等相關要求來判斷。
四、低濃度廢氣治理的“沉沒污染”
對于沒有“持續(xù)排放源”的危廢庫廢氣,如果采取廢氣治理,其綜合環(huán)境效益到底如何,是不是會產生沉沒污染呢?我們來測算一下。
假設危廢庫采用普遍的活性炭治理措施,該措施產生的沉沒污染考慮如下幾個方面:
?環(huán)保設施運營電耗與發(fā)電過程產生的“沉沒”污染
?活性炭制造產生的“沉沒”污染
?活性炭運輸和報廢產生的“沉沒”污染
?環(huán)保設施所用鋼材制造過程產生的“沉沒”污染
?環(huán)保設施運輸過程產生的“沉沒”污染
治理措施的處理能力,設計風量、功率能耗、所用鋼材重量等基本參數如下表:
注:鋼材厚度按照3mm
此外,為了考慮不同污染物之間的危害與換算,參考《中華人民共和國環(huán)境保護稅法》(2018年1月1日)中各類污染物的“污染當量值”。具體如下表:
根據上表,1kg SO2的污染等同于0.27/0.95 kg二甲苯,等同于25/0.27kg苯乙烯。本次計算以常用的二甲苯和苯乙烯為特征污染物進行綜合環(huán)境效益分析。
1.電耗帶來的沉沒污染
根據2015年中國火電排放清單(HPEC)結果顯示,全國火電CO、VOCs、NOx、SO2、PM10平均排放績效值分別為1.06、0.03、0.32、0.39、0.08g/(kW?h)[1],
注:假設環(huán)保設施運行一年8000小時,各類主要污染物換算為二甲苯和苯乙烯產生量。
[1]崔建升,屈加豹,伯鑫,常象宇,封雪,莫華,李時蓓,趙瑜,朱法華,任陣海.基于在線監(jiān)測的2015年中國火電排放清單[J].中國環(huán)境科學,2018,38(06):2062-2074.
2.鋼材制造帶來的沉沒污染
根據寶鋼年產量200萬噸和排污許可證允許的大氣污染物排放量計算,生產1kg的碳鋼會排放0.15g顆粒物、0.0075g SO2、0.15g NOx、0.06g VOCs。
3.活性炭制造、運輸與處置帶來的沉沒污染
根據2018年《活性炭工業(yè)污染物排放標準(征求意見稿)》(編制說明),2016年我國活性炭年產量65萬噸,SO2排放量4.43萬噸,NOx排放量0.99萬噸,每生產1kg活性炭會排放0.068kg SO2,,0.015 kg NOx。
環(huán)保設施的運輸過程也會產生污染物,2017年中國的貨物公路平均運輸距離182公里,假定運輸距離為200公里,油耗為60kg/(萬t·km),NO2、SO2和煙塵的排放系數分別為52.2kg/t、4.02kg/t、12.2kg/t。
另外,根據某炭素公司環(huán)境影響評價報告書,每活化處理1kg活性炭會產生0.002kg SO2,0.0023 kg NOx,0.00018kg VOCs。
4.計算結果匯總
活性炭廢氣治理措施運行一年產生的各類主要污染物排放總量如下:
根據上表,處置200kg的VOCs,變相產生50kg左右的二甲苯,以及4563kg的苯乙烯??梢?,處置那些低位環(huán)境危害的VOCs(如乙醇等),很可能出現“倒掛”現象,環(huán)保設施制造、運行和維護產生的沉沒污染可能高于處置的污染。
此外,活性炭的處理效率絕不可能高達90%(除非新?lián)Q的活性炭,且在運營初期),吸附與脫附是個動態(tài)平衡過程,活性炭的處理效率達到70%已經是過高估計啦,一般按照50~60%的處理效率較為合適。
除了以上的“沉沒”污染之外,環(huán)保設施全生命周期的其它污染(如廢水、固廢、重金屬)等尚未計入,大量溫室氣體CO2的排放也未計入。企業(yè)的經濟投入、人工投入、設備檢維修與折舊等因素也未納入,對于低濃度低排放來說,綜合的環(huán)境效益與社會效益可能是負值。
全國范圍內,因為治理而產生的沉沒污染不容小覷,低濃度低危害廢氣“過度治理”帶來的后果可能已經非常嚴重,能耗居高不下或有這方面的原因,這一領域需要開展綜合與系統(tǒng)的研究。
根據以上的初步研究,對于不同危害、不同種類的廢氣確實應該有不同的治理目標和管控要求,某些環(huán)境危害小的物質應該豁免管控。
需要特別說明的是,苯乙烯的環(huán)境危害雖然不大,但它屬于惡臭物質,對人群感官刺激較大,其管控主要根據惡臭污染物相關排放標準。
此外,建議對低濃度廢氣采取分類和分地域管理。對于環(huán)境容量大,環(huán)境質量好的區(qū)域,比如海南等,只要達標排放便可,可不要求持續(xù)消減。對于環(huán)境容量低,或是環(huán)境質量已經無法滿足達標的區(qū)域,必須要展開持續(xù)消減,但應對持續(xù)消減設置“門檻”。比如排放濃度低于排放標準30%的情形,可不要求進一步消減;排放濃度在標準的30%~60%之間的,開展科學評估,確定是否需要進一步治理;排放濃度在排放標準60%以上的,可采取進一步的污染物消減措施。
五、VOCs可不收集和治理的情形
根據生態(tài)環(huán)境部《重點行業(yè)揮發(fā)性有機物綜合治理方案》(環(huán)大氣〔2019〕53號):企業(yè)采取符合國家有關低VOCs含量產品規(guī)定的涂料、油墨、膠黏劑等,排放濃度穩(wěn)定達標且排放速率、排放績效滿足相關規(guī)定的,相應生產工序可不要求建設末端治理設施。使用的原輔材料VOCs含量(質量比)低于10%的工序,可不要求采取無組織排放收集措施。
該規(guī)定有兩方面的要求:首先原輔材料應是符合國家有關低VOCs含量產品規(guī)定的涂料、油墨、膠黏劑等;其次是排放濃度穩(wěn)定達標且排放速率、排放績效滿足相關規(guī)定,兩方面都符合要求的生產工序,可不要求建設收集與末端治理設施。
另外,原輔材料VOCs含量(質量比)低于10%的工序,也不要求采取無組織排放收集措施。
六、為何要進行無組織排放管控
之所以制定無組織排放控制標準,意圖就是控制某些污染物在廠區(qū)內與廠界處的濃度,以判斷對外環(huán)境的影響是否可以接受。畢竟有些廢氣無法做到100%的收集和處理,通過無組織排放口的監(jiān)控來限定其對外環(huán)境的影響是非常合理的。如果不管控廠界和廠區(qū)內的無組織排放,企業(yè)可能會人為的減少廢氣的捕集率來確保排氣筒濃度達標,所以企業(yè)的有組織排放與無組織排放都要監(jiān)控。(什么是無組織排放,請見馬哥說:如何規(guī)避“無組織排放”法規(guī)風險?——無組織排放的準確定義與管控要求)
只要做到無組織排放滿足管控要求,言外之意某些不可避免的無組織排到行為是可以接受的。畢竟受科學技術水平所限,以及經濟、社會與環(huán)境效益的綜合平衡與制約,要求100%的收集效率是不科學的,過高的收集效率意味著過高的能耗,且進氣濃度被大大稀釋,可能不利于后道的治理。
對于廢氣治理,多少的捕集率才是科學合理的呢?期待有行業(yè)人士給出分析。
七、主要結論
1.危廢庫中廢液的源頭密閉是“本”,后端加措施是“末”,企業(yè)的環(huán)境管理切莫本末倒置;
2.環(huán)保、健康與安全在設備密閉方面的要求是一致的,這也是正確的“姿勢”:避免危害物質泄漏與逸散,是EHS統(tǒng)一的要求;
3.使用低VOCs含量原輔材料是大的減排、大的環(huán)保;
4.基于持續(xù)消減的角度,只有對于危害大,且源頭密閉不到位的情形下,危廢庫末端才值得安裝治理措施;
5.環(huán)保措施的生產制造和運行維護會產生“沉沒污染”,環(huán)境效益與社會效益和經濟效益的綜合平衡需要科學論斷;
6.“節(jié)能”與“減排”需要平衡,追求綜合的環(huán)境效益才能有效創(chuàng)造社會價值、促進生態(tài)文明建設。
7.對于不同危害、不同種類的廢氣確實應該有不同的治理目標和管控要求,某些環(huán)境危害小的物質應該豁免管控;
8.不同環(huán)境本底的情況應該有不同的持續(xù)消減要求,對于持續(xù)消減的比例和基準建議設定限值,以避免過度治理現象的發(fā)生。
其它行業(yè)或其它低濃度低排放的情形,是否值得治理呢?對于不同危害的廢氣,多少的捕集率才是科學合理的呢?尚待進一步研究。歡迎人士投稿“馬哥說”討論!
感慨一下:以上的分析內容如果寫到環(huán)評里并給出結論和建議,應該是非常好的。但是這些內容卻不是環(huán)評導則所要求的,以致于無法下筆。嚴格按導則編制報告,已成為行業(yè)共識,哪怕是不符合科學常識的內容。導則到底是幫了環(huán)評,還是害了環(huán)評?亦或是行業(yè)人士誤解了導則的本意?環(huán)評制度的改革已箭在弦上不得不發(fā)?。ōh(huán)評改革的觀點見馬哥說:環(huán)評何去何從?——為環(huán)評改革諫言)
致謝:
感謝益馳思的顧問趙慧娟女士與韓冰同學、王穎同學的數據預測與計算,以及環(huán)保工程專家周益先生提供的環(huán)保設施參數。
來源:馬哥說
免責聲明:本站部分圖片和文字來源于網絡收集整理,僅供學習交流,版權歸原作者所有,并不代表我站觀點。本站將不承擔任何法律責任,如果有侵犯到您的權利,請及時聯(lián)系我們刪除。
- 上一篇:收藏丨污泥處置國家標準匯總