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重点行业VOCs在线监控存在的问题及建议

2021-06-29 14:05:59 东莞市中仁环保科技有限公司 阅读

挥发性有机物(VolatileOrganicCompounds,VOCs)是形成细颗粒物(PM2.5)和臭氧(O3)的重要前体物,已成为当前大气污染防治工作的关注重点。近年来,中国主要城市及区域O3浓度呈持续上升趋势,部分地区O3逐渐取代颗粒物成为首要大气污染物。研究表明,北京、广州、贵阳等多个城市O3浓度与VOCs排放有关,故对VOCs的控制直接关系到O3指标的达标率。随着自动控制技术的进步、仪表智能化的发展及网络技术和地理信息系统技术的发展,自动监控在环境管理中发挥了中流砥柱的作用。对于复杂多样的VOCs排放源,VOCs自动监控系统对污染物的总量减排、排放量核算、排放浓度达标等方面将起到关键的支撑作用,自动监控数据将成为VOCs环境管理和环境执法的重要依据。

《打赢蓝天保卫战三年行动计划》要求石化、化工、包装印刷、工业涂装4个行业的VOCs排放重点源应安装自动监控设施,2020年底前,全国基本安装完成。然而我国VOCs在线监控仍存在设施覆盖率不足等问题。特别是在监管方面,监测结果比对难、管理应用少等问题比较突出。本研究将通过调研、分析VOCs在线监控存在的问题,提出进一步改进建议,为规范指导VOCs在线监控设施的建设和运行以及提高VOCs污染源在线监控数据质量提供技术支撑。

一、研究对象及方法

1.1研究对象

本研究调研对象为石化、化工、包装印刷、工业涂装4个重点行业的VOCs在线监控设施的安装、运行和管理等情况,调研范围涵盖了全国40家石化企业,山东省、江苏省和上海市的23家化工企业,北京市、上海市、天津市、广东省、河南省、江苏省、云南省7个典型区域的33家包装印刷企业以及天津市11家工业涂装企业。

1.2研究方法

本研究从石化、化工、包装印刷和工业涂装4个重点行业着手,收集、查阅调研区域相关行业VOCs在线监控管理要求,并通过调研问卷和咨询当地环境监测管理部门,调研在线监控设施安装情况。选取调研区域典型企业进行现场调查,结合企业污染物排放、在线监控等各项数据,对企业在线监控设备安装及运行情况、台账记录进行调研和跟踪,梳理在线监控设备安装与运行存在的问题。收集重点行业企业VOCs在线监控系统验收通过情况,以便确认企业现有自动监控数据的有效性和可靠性。通过研究典型企业调试检测、验收及定期校验中的实验室比对结果,确认在线监控数据的可比性。最后,总结了目前我国重点行业VOCs在线监控设施存在的问题,并据此提出改进建议。

二、重点行业VOCs在线监控存在的问题

根据调研结果,全国石化、化工、包装印刷、工业涂装4个典型行业VOCs在线监控设施的安装和应用主要有三个普遍存在的问题。一是设备安装比例低,距《蓝天保卫战三年行动计划》的要求存在较大差距;二是设备标准化、建设规范化不足,监控质量难以保证;三是数据比对难、联网监管尚处于空白,管理效果难以体现。

2.1设备安装比例低

按《蓝天保卫战三年行动计划》要求,2020年底前,全国石化、化工、包装印刷、工业涂装4个典型行业VOCs重点源应基本完成自动监控设施的安装。本次抽样调查的4个行业企业中,涂装行业企业安装VOCs在线监控系统的比例最高,占比50%以上,石化、化工、包装印刷行业的安装比例分别只有30%、9%、1%。调研地的地区政府均对当地风量和排速较大的企业以及重点排污单位提出了安装VOCs在线监控设施的要求,但企业执行率较低。以包装印刷行业为例,天津市共有7家企业列入重点排污单位,仅有1家已完成VOCs在线监控设施的安装;河南省目前共有14家企业列入VOCs排放重点企业名单,仅2家企业完成了安装;江苏省和云南省包装印刷企业的排放量均达不到当地规定的安装VOCs在线监控设施的标准,因此无一家企业安装自动监控设备。另外,VOCs在线监控设施安装情况表现出明显的区域特征,以石化企业为例,京津冀、长三角和珠三角地区安装较多,辽宁、吉林、福建、广西、河南、陕西、甘肃、宁夏等省(区)均有石化企业安装了VOCs在线监控设备,总计覆盖了15个省(区、市)。总体来看,VOCs在线监控设备的安装尚处于起步阶段。

分析原因,一是企业对具体应安装的点位把控不准。2020年3月,生态环境部印发《固定污染源废气中非甲烷总烃连续排放监测技术指南(试行)》(以下简称《技术指南》),其规范了VOCs在线监测设施安装、运行维护管理工作,但并未对自动监测设备的安装点位做出明确规定,企业对具体应安装的排口、位置往往把控不准。如石化企业典型的VOCs排放源有12个,化工、工业涂装、包装印刷企业的VOCs排放节点更是小而多,难以界定主要排放口,从而无法确定自动监控设施安装点位。

二是各地的监控工作要求不明确、不统一。如北京市、广东省笼统要求重点排污单位安装VOCs在线监控设施,但对企业内部具体哪个排放口须安装则没有规定;天津市、南京市和上海市以具体排放口的风量来确定是否需要安装;河南省则按VOCs年排放量来确定需要安装自动监控设施的排放口。不同的要求既复杂又难以操作,让企业无所适从。同时,VOCs作为区域联防联控的重点因子,安装要求的不统一,也容易导致地区间的不公平。

2.2设备标准化、建设规范化不足

调研发现,安装的VOCs在线监控系统涉及的仪器设备品牌多且杂,均未被列入相关单位的固定污染源非甲烷总烃连续监测系统认证检测合格产品名录。以工作基础较好的山东省淄博市为例,安装的146台自动监控设备中,共涉及33个品牌,每个品牌平均不足5台,尚未出现市场公认质量可靠的设备。

同时,设备标准化不足、质量良莠不齐。2019年初,上海市环境监测中心对41家仪器公司的VOCs在线监控设备进行检查,发现普遍存在技术指标不达标、采样口设置和管线安装不合理、分析仪器量程设置不规范、运维不规范等问题。针对抽取的21个型号(进口型号8个、国产型号13个)的自动监控设备进行了通标气测试,结果显示仅有9个型号(进口型号5个、国产型号4个)的设备通过测试,测试通过率仅为42.9%。

2.3数据比对难、联网监管尚处于空白

自动监控数据难以比对。VOCs组分复杂且变化快,数据审核难度大。本次研究选择了4家炼化企业、9家化工企业的20个自动监控点分时段开展了现场比对,其VOCs浓度范围为:50mg/m3≤VOCs浓度均值<500mg/m3。结果见表1,10个监控点在所有时段中手工和自动监控比对相对误差均低于40%;4个监控点在所有时段中比对相对误差均高于60%;6个监控点在不同时段中比对相对误差差异较大,最低误差为10%,最高误差达120%。按照《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)中相对误差≤40%的要求,其中有高达50%的自动监控比对结果是不合格的。联网监管方面仍属空白。由于将VOCs作为主要污染物纳入监管的时间较短,多数排放量较大的包装印刷、工业涂装等企业尚未纳入各地的重点排污单位名录,难以按照现行法律法规强制要求其与管理部门联网。本次调研中已安装VOCs自动监控设施的多数企业也未与地方生态环境部门联网。自动监控数据不与国家和地方生态环境部门联网,对典型行业VOCs污染的监管效果将大打折扣。

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三、对策建议

3.1明确设备安装要求,对安装联网开展督办

一是加快研究自动监控设施的安装要求,统一标准尺度,明确企业中需要安装VOCs在线监测系统的排气口。对于在排污许可证中进行管理的主要排放口,优先安装VOCs在线监控设施;对于未发放排污许可证的企业,可借鉴自动监控相关工作经验较多的天津市、南京市、上海市的做法,对排放速率大于2.5kg/h或排气量大于60000m3/h的排气口,建议安装非甲烷总烃等连续监测设施。

二是以无组织排放为主的企业,或对安装非甲烷总烃连续监测设备暂不具备技术可行性或经济可行性的企业,可安装VOCs治理设施工况监控设备或光离子化检测仪,对VOCs排放进行定性预警监控。同时,为了促进4大行业尽快实现重点污染源VOCs在线监控全覆盖,建议对4大行业安装联网开展专项督办。

3.2开展摸底排查,规范自动监控市场秩序

一是对VOCs在线监控仪器厂商进行摸底。根据《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)中的有关规定,对目前已经使用的设备进行适用性排查,尽快推出合格产品清单。

二是通过规范自动监控设施第三方运维服务市场,保障数据质量。建议通过行业自律的方式,建立运维服务评价“红黑名单”。将运维质量差、数据失真率高、设备故障率高,甚至对自动监控设备如采样系统、分析系统、数据采集与通信系统获取数据弄虚作假,从而逃避监管的运维企业列入“黑名单”;反之将运维服务质量较高、数据较稳定的运维企业列入“红名单”。

三是对通过检测并已安装运行的自动监控设备进行跟踪评估,保证其长期稳定运行。

3.3加快完善技术标准规范,试点推动数据应用

一是建议进一步完善VOCs安装验收标准、数据校核规则,规范VOCs在线监控系统管理要求。《技术指南》沿用了《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)的实验室手工比对方法。由于手工校验受气袋材质、采样温度和时间、运输时间等诸多因素影响,比对误差大,因此应加快研究更加可靠的比对方法以代替传统手工参比,保证自动监控数据的准确性、稳定性,确保对收集到的自动监控数据的分析处理方式有理有据。二是建议推动VOCs在线监控数据与全国重点排污单位监控中心的联网工作,一方面大样本量的数据可互相校验数据准确性,另一方面通过对数据分析,试点开展在线监控数据应用于执法的研究。

四、结语

本研究通过调研、抽样检测等方式对重点行业VOCs在线监控设施的安装、运行和管理等情况进行了初步的了解,经过分析,目前我国VOCs在线监控设施存在安装比例低、设备标准化和规范化不足、数据比对难、联网监管尚处于空白等普遍性问题,并据此提出了明确安装要求、以摸底排查方式规范市场秩序、完善技术标准规范、试点开展数据应用等改进建议,旨在加快在线监控设备的安装、普及,推动相关计划的实施、落地。

由于本文是从VOCs在线监控设备的角度开展的研究,但VOCs在线监控主要用于有组织排放监管,时空覆盖能力有限,而企业VOCs往往产生于不同的工艺环节,以无组织排放为主,排放部位多、分散且无规则,难以逐一在源头监测。因此,在下一步的工作中,建议从无组织气体的管控入手,提高VOCs逸散废气的捕集率,将无组织排放转变为有组织排放,并研究针对无组织排放的遥感监控等技术手段,以提高污染控制监管效率。

来源:网络



标签:   VOCs在线监控