王淳加,王國臣,王 玉
(1.延邊大學(xué),吉林 延吉 133002;2.吉林省環(huán)境科學(xué)研究院,吉林 長春 130012)
截至2019年,吉林省道路機動車擁有量約為500萬輛,且仍呈上升趨勢。由于車輛眾多,交通事故率勢必增加,那么車輛的維修、維護量(特別是車輛鈑金、噴漆)也必然會隨之增加。以長春市為例,機動車交通事故量約為300次/d,因此吉林省大、中、小型汽車維修企業(yè)不計其數(shù)。眾所周知,汽修行業(yè)中的表面涂裝工序是VOC(揮發(fā)性有機化合物)污染物的主要貢獻源之一。按照吉林省人民政府關(guān)于《吉林省落實打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃實施方案》的通知要求,目前吉林省已將汽修行業(yè)揮發(fā)性有機物治理作為近期的工作重點。
參與大氣光化學(xué)反應(yīng)的有機化合物,或者根據(jù)規(guī)定的方法測量或核算確定的有機化合物,簡稱VOC。
為在“十三五”期間大力推進吉林省汽修行業(yè)的VOC整治工作,全省于2018年2月正式頒布實施了DB 22/T 2760—2017《汽車表面涂裝揮發(fā)性有機化合物排放標準》,并依據(jù)相關(guān)規(guī)定關(guān)停了一些排放超標的汽修企業(yè),這對加強汽修行業(yè)表面涂裝VOC排放控制,改善區(qū)域大氣環(huán)境質(zhì)量具有重要意義。
但截至目前,全省汽修行業(yè)的VOC整治工作還沒有完全展開。主要原因是企業(yè)在選取VOC治理技術(shù)過程中存在著“無從下手”的情況,主要是糾結(jié)在治理技術(shù)的技術(shù)和經(jīng)濟可行性上,如:在東北地區(qū)冬季治理設(shè)備能否正常運行、設(shè)備處理效果是否能夠達到環(huán)保要求、治理設(shè)備一次性投入是多少、運行費用是多少、占地面積有多大等。為此,根據(jù)吉林省實際情況,針對汽修行業(yè)VOC治理技術(shù)的發(fā)展趨勢,對技術(shù)和經(jīng)濟可行性方面的相關(guān)指標進行比較,并提出相應(yīng)的對策與建議,勢在必行。
一直以來,對VOC污染物的處理多采用兩種處理方式,一種是化學(xué)燃燒,一種是物理吸附?;瘜W(xué)燃燒需要廢氣中的VOC含量達到一定濃度;濃度較低,不具備直接燃燒條件的,一般采用物理吸附方案。但由于VOC污染物的復(fù)雜性,有時靠單一方法難以治理汽車表面涂裝VOC污染[1],需要采用多種技術(shù)聯(lián)合處理。
目前,按照國家生態(tài)環(huán)境部印發(fā)的,環(huán)大氣[2019]53號《重點行業(yè)揮發(fā)性有機物綜合治理方案》中明確指出“對末端治理僅采用低溫等離子、光催化、光氧化、一次性活性炭吸附等技術(shù)或存在敞開式作業(yè)的企業(yè),加大停產(chǎn)限產(chǎn)力度?!币虼?,單一的VOC污染物治理技術(shù)和受東北寒冷氣候影響的“生物法”和“水洗法”,不符合吉林省汽修行業(yè)VOC治理技術(shù)的發(fā)展趨勢。
在總結(jié)及論證其他省市VOC治理技術(shù)的基礎(chǔ)上,通過案例分析,我們了解到,“光催化氧化+活性炭吸附”、“活性炭吸附+催化燃燒”和“沸石轉(zhuǎn)輪+催化燃燒”技術(shù)非常成熟[2],適用于吉林省汽修行業(yè)VOC濃度<200 mg/m3的汽修行業(yè)表面涂裝揮發(fā)性有機物末端治理。汽修行業(yè)VOC治理工藝技術(shù)比較,見表1。
開展VOC污染治理工作需要較大的資金投入,治理設(shè)施的一次性投資和日常運維費用的多少是汽修企業(yè)最為關(guān)心的問題。通過調(diào)查和分析,項目組認為:正常情況下汽車4S店安裝VOC污染治理設(shè)施的一次性投入約在70萬元左右,日常運維費用約為20萬元/a;日常運維費用主要是設(shè)備運行產(chǎn)生的電費和濾料的更換費。
以 2019 年實際物價為基礎(chǔ),對光催化氧化+活性炭吸附(AC)處理工藝運維費用進行分析。費用估算以風(fēng)量為2萬m3/h、凈化效率按90%、VOC平均濃度100 mg/m3為例:運行時間按2400 h/a,電價1元/kW·h,裝碳量為2.2 m3(按停留時間0.4 s),因汽車4S店實際噴涂的時間有限,活性炭更換次數(shù)按18次/a、更換系數(shù)為0.27,吸附風(fēng)機功率為22 kW。見表2。
表1 汽修行業(yè)VOC治理工藝技術(shù)比較
表2 光催化氧化+活性炭吸附(AC)處理工藝運維費用分析
以2019年實際物價為基礎(chǔ),對活性炭吸附(AC)+催化燃燒(CO)處理工藝運維費用進行分析。費用估算以風(fēng)量為2萬m3/h、凈化效率按90%、VOC平均濃度100 mg/m3為例:運行時間按2400 h/a,電價1元/kW·h,為防止粉塵堆積,影響活性炭吸脫附效果故采用DPA、F7、F9作為預(yù)處理濾料,裝碳量為4.4 m3(按停留時間0.4 S),活性炭更換次數(shù)按2次/a,吸附風(fēng)機功率為22 kW,脫附風(fēng)機和助燃風(fēng)機均為7.5 kW。見表3。
以2019年實際物價為基礎(chǔ),對沸石轉(zhuǎn)輪+催化燃燒(CO)處理工藝運維費用進行分析。費用估算以風(fēng)量為2萬m3/h、凈化效率按90%、VOC平均濃度100 mg/m3為例:運行時間按2400 h/a,電價按1元/kW·h,因吸附材料沸石使用壽命較長,因此運維費用未在考慮之內(nèi),為減輕沸石吸脫附壓力故采用DPA、F7、F9作為預(yù)處理濾料,吸附風(fēng)機功率為22 kW,脫附風(fēng)機功率為15 kW,助燃風(fēng)機功率為65 kW。見表4。
綜上,以2019年實際物價為基礎(chǔ)。對各種處理工藝經(jīng)濟比較的過程中,投資、運行費用估算以風(fēng)量為2~10萬m3/h、VOC平均濃度100 mg/m3為例:運行時間按2400 h/a,電價按1元/kW·h,其投資和運行成本
表3 活性炭吸附(AC)+催化燃燒(CO) 處理工藝運維費用分析
按照實際工程來計算,沒有考慮人工、維修和折舊等費用,也沒有考慮副產(chǎn)品的收益差別。汽修行業(yè)VOC治理工藝經(jīng)濟比較,見表5。
表4 沸石轉(zhuǎn)輪+催化燃燒(CO)處理工藝運維費用分析
目前吉林省汽修行業(yè)VOC治理工作開展速度較慢,分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因,有以下三點。
(1)小型汽修企業(yè)主要分布在城鎮(zhèn)及周邊人口密集地區(qū),因數(shù)量多、分布散而難以準確掌握其污染治理設(shè)施建設(shè)運行情況,準確的污染物排放情況就更難以獲取。總體上看,這些小型汽修企業(yè)“游走于環(huán)境管理邊緣”,VOC污染治理情況不樂觀。
(2)沒有處理好企業(yè)污染現(xiàn)狀與污染控制技術(shù)如何優(yōu)選之間的關(guān)系,即沒有把分析企業(yè)VOC污染物排放的相關(guān)指標放在首位。VOC污染治理必須以準確了解排放濃度、排放速率、污染成分等指標為前提條件,否則極易因汽修行業(yè)表面涂裝工序的生產(chǎn)工藝、涂料、稀釋劑、固化劑等方面的差異,影響VOC污染治理效果,勞民傷財。
(3)對已配備VOC污染治理設(shè)施的企業(yè),設(shè)備運行維護知識的專業(yè)培訓(xùn)方面還有待提高。企業(yè)缺乏對治理設(shè)施運行維護技術(shù)經(jīng)驗,或是在日常維修、維護工作中“流于形式”,那么汽修行業(yè)VOC整治工作必將喪失長遠的發(fā)展活力,盡管眼前獲得了一定的環(huán)境效益,那也是無源之水,無本之木。
表5 汽修行業(yè)VOC治理工藝經(jīng)濟比較
社會主義市場經(jīng)濟體制的確定,把汽修行業(yè)進一步推向市場。為了適應(yīng)市場,參與競爭,并在競爭中立于不敗之地,汽修行業(yè)在嚴把服務(wù)質(zhì)量關(guān)的同時,為吸引客戶“價格戰(zhàn)”也司空見慣,造成企業(yè)經(jīng)營利潤較低、資金缺乏。
由表2可以看出,VOC污染治理設(shè)施的一次性投入及運行成本較高,少則數(shù)十萬元,多則上百萬元。想要治理,但資金不足的尷尬,是制約我省汽修行業(yè)VOC污染治理的主要原因之一。因此發(fā)揮政策優(yōu)勢,給予配套支持,進一步引導(dǎo)發(fā)展,汽修行業(yè)VOC污染治理工作才能夠可持續(xù)發(fā)展。
有別于水體污染,大氣污染物一旦進入到空氣中,其擴散不受有形載體(如河道、湖泊、土壤等)的約束,在大氣環(huán)流和風(fēng)向、風(fēng)速等無形載體影響下造成區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量的下降,部分污染物還會沉降于水體和土壤中,進一步危害水環(huán)境和土壤環(huán)境[3]。為此,從源頭控制VOC污染物排放是最有效的治理途徑。
從目前環(huán)境管理現(xiàn)狀來看,國家和省控污染源作為重點,管理措施得到加強,但點多面廣的中、小污染源一直是環(huán)境監(jiān)管的“盲區(qū)”。多數(shù)企業(yè)未安裝在線監(jiān)控設(shè)備,其污染物排放情況及VOC污染處理設(shè)施運行情況難以判斷;多數(shù)小企業(yè)沒有涂料采購單、相關(guān)檢測報告等校驗涂料使用量、成分的依據(jù),無法根據(jù)相關(guān)參數(shù)合理估算及校驗其VOC污染物排放量。這些問題都會導(dǎo)致管理決策出現(xiàn)偏差,輕者以較大的代價獲得環(huán)境質(zhì)量改善,重者會貽誤控制VOC污染的最佳時機[4]。為此,從夯實基礎(chǔ)、強化支撐方面提出幾條建議。
6.1.1 摸清污染底數(shù)
首要任務(wù)是將污染源統(tǒng)計與總量考核脫鉤,只有擺脫總量考核指揮棒的“牽絆”,污染源統(tǒng)計數(shù)據(jù)才能夠歸真。全面開展VOC大氣污染物源排放清單編制工作,以縣區(qū)為基本單元,按照環(huán)保部發(fā)布的單項大氣污染物(源)排放清單編制技術(shù)指南要求,以揮發(fā)性有機物為重點,盡快編制完成各地的源排放清單并定期更新,同時強化環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)管理,嚴查數(shù)據(jù)造假行為。
6.1.2 強化科技支撐
無論是主要污染物源排放清單的編制,還是VOC污染物治理技術(shù)合理選擇以及治理設(shè)施的日常維護,都需要很強的技術(shù)支撐。應(yīng)積極引導(dǎo)優(yōu)勢技術(shù)團隊以服務(wù)于環(huán)境管理需求為導(dǎo)向,創(chuàng)新科研立項和績效考核評估方法,加大支持力度,穩(wěn)定2~3個與VOC污染物治理有密切聯(lián)系的高素質(zhì)科研團隊。
6.1.3 加大環(huán)保先進適用技術(shù)的示范與推廣
注重發(fā)揮政府在VOC污染物治理先進技術(shù)示范與推廣中的推動作用,借著排污費使用管理辦法修訂之機,確定每年拿出一定經(jīng)費支持減排效果明顯、經(jīng)濟效益高的先進環(huán)保適用技術(shù)進行示范和推廣,積極引導(dǎo)環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術(shù)進步,實現(xiàn)我省VOC污染物治理水平的整體發(fā)展。
按照全省實際情況,汽修行業(yè)VOC污染治理工作并非一朝一夕就可以完成。出臺經(jīng)濟補助政策,對引導(dǎo)和鼓勵企業(yè)參與VOC污染治理工作,具有積極促進作用。一些省份在這方面已經(jīng)總結(jié)出很好的經(jīng)驗,值得借鑒。綜合起來看,鑒于吉林省汽車4S店的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)置比較合理,管理制度規(guī)范,且具備一定的經(jīng)濟實力,因此建議以配備噴涂車間的汽車4S店為重點[5],出臺經(jīng)濟補助政策。具體方法如下。
6.2.1 經(jīng)濟補助條件
配備噴涂車間的汽車4S店須同時滿足下列條件,方能給予補助。
(1)資金補助對象必須是吉林省轄區(qū)范圍內(nèi)依法登記注冊,合法經(jīng)營,管理規(guī)范,具有獨立法人資格的企事業(yè)單位。
(2)積極主動參與治理工作,采取先進的治理設(shè)施,治理方案經(jīng)審查通過并按要求落實,在規(guī)定時間內(nèi)完成治理任務(wù),且治理效果良好的。
(3)經(jīng)營活動中按環(huán)保要求落實各項污染防治措施,危險廢物管理規(guī)范,建立原輔材料使用臺帳,有管理制度、有專人負責。
6.2.2 經(jīng)濟補助標準
經(jīng)濟補助標準按階梯補助方式實施。
(1)2021年5月31日前完成治理任務(wù)并通過環(huán)保驗收合格的,按噴漆房設(shè)計處理風(fēng)量(以采購合同和設(shè)施銘牌等信息)以及治理后的減排量相結(jié)合進行補助。補助標準:經(jīng)核實后的噴漆房有效處理風(fēng)量(Nm3/h)×10元/(Nm3·h)。
(2)2021年11月30日前完成治理任務(wù)并通過環(huán)保驗收合格的,按噴漆房設(shè)計處理風(fēng)量(以采購合同和設(shè)施銘牌等信息)以及治理后的減排量相結(jié)合進行補助。補助標準:經(jīng)核實后的噴漆房有效處理風(fēng)量(Nm3/h)×5元/(Nm3·h)。
(3)2021年11月30日前未完成治理或未通過環(huán)保驗收的,不再享受資金補助。
(4)汽車4S店有多套噴漆房設(shè)備的,必須同時完成治理任務(wù)。在2021年5月31日前多套噴漆房安裝1套VOC治理設(shè)施,通過環(huán)保驗收合格的,一次性補助資金20萬元。在2021年11月30日前多套噴漆房安裝1套VOC治理設(shè)施,通過環(huán)保驗收合格的,一次性補助資金10萬元。噴漆房分別安裝污染治理設(shè)施的,依據(jù)經(jīng)濟補助標準1~3條規(guī)定執(zhí)行。
6.2.3 經(jīng)濟補助申請條件及程序
(1)計劃實施VOC污染治理項目的汽車4S店應(yīng)按要求編制治理方案,并通過審查后交地方環(huán)保局備案作為項目驗收依據(jù)。治理方案沒有通過審查或沒有按照審查意見實施的,不享受補助政策。
(2)項目完成并穩(wěn)定運行后,汽車4S店自行委托第三方機構(gòu)進行檢測;地方環(huán)保局根據(jù)治理后減排的情況以及檢測報告,采取抽測的方式進行檢測,如發(fā)現(xiàn)檢測報告、處理裝置實際處理規(guī)模以及污染物排放情況弄虛作假的,取消項目補助的資格,并依據(jù)相關(guān)法律進行處罰。
(3)汽車4S店提出申請,資料齊全,符合驗收條件的情況下,地方環(huán)保局聯(lián)合地方財政局進行現(xiàn)場驗收,出具驗收意見。
(4)對符合經(jīng)濟補助條件的汽車4S店,地方環(huán)保局在官網(wǎng)上予以公示,公示期間無異議的,下?lián)苎a助資金。
(5)汽車4S店在申請補助資金同時簽定承諾書,承諾嚴格執(zhí)行國家和地方的VOC污染物排放規(guī)定,確保治理設(shè)施正常使用,穩(wěn)定達標排放。如有違法行為,將無條件退還補助資金并接受環(huán)保部門處罰。
對吉林省汽修行業(yè)VOC污染治理的可持續(xù)性進行研究的最終目的是,促進全省汽修行業(yè)持續(xù)、穩(wěn)定、健康的發(fā)展,推進大氣環(huán)境污染防治工作[6]。其實效主要源自于VOC治理設(shè)施的普及率和運行效果。因此,在建設(shè)和完善汽修行業(yè)VOC治理設(shè)施的過程中,需充分考慮全省汽修行業(yè)VOC污染物治理的實際情況,把不斷發(fā)展和提升的污染控制技術(shù)與企業(yè)的生產(chǎn)工藝相結(jié)合,與時俱進。只有充分發(fā)揮政府的引導(dǎo)和推動作用、發(fā)揮科研機構(gòu)的科技支持作用、發(fā)揮企業(yè)的主體作用、發(fā)揮社會各方的監(jiān)督作用,才能有效推動吉林省汽修行業(yè)VOC治理工作。