鄭斯瑞 劉欣欣 吳 璇

江蘇圣泰環(huán)境科技股份有限公司

1 前言

輪胎制造企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中因密煉和硫化工藝產(chǎn)生的有機(jī)廢氣和惡臭氣體對(duì)大氣環(huán)境污染較大，異味明顯，通常也隨之帶來(lái)大量的公眾投訴事件。因此，輪胎制造項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)重點(diǎn)關(guān)注煉膠和硫化工序廢氣成分分析、濃度測(cè)算及廢氣末端治理措施的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性分析。

本文以某輪胎制造企業(yè)為例，通過(guò)對(duì)輪胎制造工藝流程分析，識(shí)別廢氣產(chǎn)污工序，分析廢氣污染特點(diǎn)，提出當(dāng)前常用的輪胎制造廢氣污染防治措施，指導(dǎo)企業(yè)規(guī)范開(kāi)展環(huán)境管理工作。

2 輪胎制造項(xiàng)目廢氣產(chǎn)污環(huán)節(jié)和污染特點(diǎn)

某輪胎制造企業(yè)位于江蘇省北部某工業(yè)園區(qū)，生產(chǎn)高性能全鋼子午輪胎，主要原料采用天然膠、合成膠、炭黑、硫磺及各類助劑，生產(chǎn)工藝主要包括炭黑投料、混煉、終煉、壓延擠出、成型、硫化、檢驗(yàn)等。

2.1 炭黑投料

由計(jì)算機(jī)控制計(jì)量裝置，通過(guò)氣力輸送系統(tǒng)將炭黑投入密煉機(jī)中，該過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣主要是工業(yè)粉塵（炭黑塵）。

2.2 混煉、終煉

混煉、終煉均在密煉機(jī)中進(jìn)行，由于密煉溫度高，生膠在密煉機(jī)中受機(jī)械剪切作用，磨擦生熱使膠料的溫度升高而產(chǎn)生有機(jī)廢氣，并伴有顆粒物。

2.3 壓延擠出成型

鋼絲簾布、胎體簾布、帶束層、胎圈、內(nèi)層襯等壓延、擠出過(guò)程中膠料受高溫會(huì)釋放出熱膠廢氣，壓延擠出成型廢氣成分與煉膠廢氣成分相同，主要為有機(jī)廢氣。

2.4 硫化

使用硫磺作為交聯(lián)劑，在一定溫度、壓力條件下，使得天然橡膠里線型大分子發(fā)生交聯(lián)作用而形成三維網(wǎng)狀高分子的工藝過(guò)程。硫化形成成品輪胎后進(jìn)行冷卻啟模。在硫化、啟模和冷卻過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生硫化廢氣，硫化廢氣成分多且復(fù)雜，主要為硫化物、烴類等有機(jī)物。

綜上，輪胎制造過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣污染物主要有三類：工業(yè)粉塵、有機(jī)廢氣和惡臭氣體。其中尤以有機(jī)廢氣和惡臭氣體對(duì)大氣環(huán)境影響較大，受到重點(diǎn)關(guān)注。

3 輪胎制造項(xiàng)目廢氣污染控制措施

針對(duì)輪胎制造項(xiàng)目生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的三類廢氣污染物，分別從技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行角度選擇相應(yīng)的廢氣污染控制措施。其中工業(yè)粉塵采取袋式除塵是當(dāng)前應(yīng)用比較普遍且技術(shù)成熟高效的方式，而有機(jī)廢氣和硫化惡臭廢氣由于對(duì)大氣環(huán)境影響較大，且必須經(jīng)處理達(dá)到《橡膠制品工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 27632—2011）以及《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 14554—1993）等大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)后方可排放，因此其末端治理措施備受關(guān)注。

3.1 活性炭吸附法

活性炭吸附是一種常用的吸附方法，其原理主要是利用高孔隙率、高比表面積的吸附劑，藉由物理性吸附(可逆反應(yīng))或化學(xué)性鍵結(jié)(不可逆反應(yīng))作用，將有機(jī)氣體分子從廢氣中分離，從而達(dá)成凈化廢氣的目的。在有機(jī)廢氣處理過(guò)程中，活性炭常被用來(lái)吸附烷烴、烯烴、芳香烴、酮、醛、氯代烴、酯以及揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）。一般多采用物理性吸附，隨著使用時(shí)間的增加，吸附劑將逐漸趨于飽和現(xiàn)象，此時(shí)則須進(jìn)行脫附再生或吸附劑更換處理。由于活性炭吸附劑需要頻繁更換，導(dǎo)致采用該種方法時(shí)運(yùn)行維護(hù)成本較高。

3.2 燃燒法

燃燒法分為熱力燃燒和催化燃燒，其處理過(guò)程包括吸附、脫附和燃燒三個(gè)步驟，將大風(fēng)量、低濃度的有機(jī)廢氣經(jīng)過(guò)吸附∕脫附過(guò)程轉(zhuǎn)換成小風(fēng)量、高濃度的有機(jī)廢氣，然后經(jīng)過(guò)蓄熱∕催化燃燒凈化。根據(jù)《揮發(fā)性有機(jī)物（VOCSs）污染防治技術(shù)政策》（公告2013年第31號(hào)）規(guī)定：對(duì)于含中等濃度VOCs廢氣，可采用吸附技術(shù)回收有機(jī)溶劑，或采用催化燃燒和熱力焚燒技術(shù)凈化后達(dá)標(biāo)排放。然而由于在燃燒過(guò)程中會(huì)形成二氧化硫，二氧化硫與廢氣中的水分結(jié)合后形成酸性的物質(zhì)，會(huì)對(duì)燃燒爐造成腐蝕危害；而且在燃燒步驟中需要引入助燃燃料，使得該種處理方式運(yùn)行維護(hù)成本較高[1]。

圖1 轉(zhuǎn)輪濃縮蓄熱燃燒系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.3 光催化氧化處理法

光催化氧化法是利用納米二氧化鈦催化劑在光能作用下釋放出極大活性的空穴電子來(lái)有效降解有機(jī)物。由于二氧化鈦光觸媒本身不參與反應(yīng)，僅作為催化劑為反應(yīng)提供條件，因此催化劑可反復(fù)循環(huán)使用[2]。光催化氧化處理方式占地面積較小、運(yùn)行成本優(yōu)勢(shì)明顯，尤其適合處理濃度低、流量大的廢氣。

3.4 等離子法

等離子法是利用高壓電極來(lái)進(jìn)行離子及電子發(fā)射，從而使得惡臭分子被裂解，對(duì)低濃度惡臭氣體應(yīng)用效果比較明顯，基本不會(huì)出現(xiàn)二次污染現(xiàn)象。但是該種處理方式用電量大，如果易燃易爆氣體濃度稍高時(shí)，易發(fā)生爆炸。

3.5 微生物處理法

將廢氣通過(guò)循環(huán)水流使污染物溶解進(jìn)入水中，利用培養(yǎng)液中的微生物對(duì)其進(jìn)行有效分解，從而達(dá)到污染物處理的效果，對(duì)惡臭氣體處理效率較高，可達(dá)70%左右[1]。但是該種方法弊端明顯：首先，由于微生物的活性受培養(yǎng)液的物化性質(zhì)影響敏感，導(dǎo)致微生物處理法的穩(wěn)定性較差；其次，這種方法通常只對(duì)一種廢氣污染物進(jìn)行降解，整體的處理系統(tǒng)降解效率不高。當(dāng)出現(xiàn)微生物死亡時(shí)，需要重新培養(yǎng)，延長(zhǎng)了處理周期，對(duì)于工業(yè)企業(yè)來(lái)說(shuō)，這種方法技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性較差。

有機(jī)廢氣和惡臭氣體處理技術(shù)方案優(yōu)缺點(diǎn)比選見(jiàn)表1。

表1 工業(yè)揮發(fā)性有機(jī)廢氣處理多方案比選

綜上，無(wú)論哪一種廢氣處理技術(shù)都存在一定的優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中，往往通過(guò)兩種及以上技術(shù)組合使用可達(dá)到理想的效果。

4 輪胎制造企業(yè)廢氣環(huán)境管理要點(diǎn)

4.1 廢氣治理設(shè)施日常運(yùn)維

根據(jù)自身采用的廢氣治理技術(shù)特點(diǎn)，制定廢氣治理設(shè)施運(yùn)維管理制度，嚴(yán)格按照制度有計(jì)劃地開(kāi)展廢氣治理設(shè)施運(yùn)行情況檢查與維修管理，以延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命、降低故障頻率。運(yùn)維人員認(rèn)真填寫(xiě)運(yùn)行維修記錄，形成運(yùn)維臺(tái)賬。

4.2 廢氣排口達(dá)標(biāo)排放監(jiān)測(cè)

企業(yè)應(yīng)建立廢氣排口檔案，按照行業(yè)排污單位自行監(jiān)測(cè)技術(shù)指南或總則中規(guī)定的污染源監(jiān)測(cè)點(diǎn)位、監(jiān)測(cè)指標(biāo)及最低監(jiān)測(cè)頻次要求開(kāi)展監(jiān)督性監(jiān)測(cè)，確保廢氣污染物長(zhǎng)期穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。一旦出現(xiàn)不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)及時(shí)查找問(wèn)題所在，并盡快解決。

4.3 非正常工況和事故工況廢氣環(huán)境管理

加強(qiáng)非正常工況的廢氣排放環(huán)境管理，特別是關(guān)注開(kāi)、停車及設(shè)備檢修時(shí)的裝置操作，比如：開(kāi)車過(guò)程中應(yīng)先運(yùn)行廢氣處理裝置、后運(yùn)行生產(chǎn)裝置；停車及檢修過(guò)程中應(yīng)先停止生產(chǎn)裝置、后停止廢氣處理裝置，在確保廢氣有效處理后再停止廢氣處理裝置。

當(dāng)發(fā)生突發(fā)環(huán)境事件時(shí)，可能會(huì)造成廢氣超標(biāo)排放，從而對(duì)區(qū)域大氣環(huán)境造成污染，企業(yè)要做到反應(yīng)迅速、及時(shí)、正確，這就要求企業(yè)制定完備的突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急預(yù)案并定期演練和更新。當(dāng)事故工況時(shí)，應(yīng)盡快停止運(yùn)行生產(chǎn)設(shè)施、切斷排放源，根據(jù)突發(fā)環(huán)境事件的影響程度采取相應(yīng)級(jí)別的應(yīng)急響應(yīng)措施，待響應(yīng)解除、恢復(fù)正常工況時(shí)方可重新啟動(dòng)生產(chǎn)設(shè)施。

4.4 執(zhí)行排污許可證制度

企業(yè)按照《排污許可管理?xiàng)l例》和地方生態(tài)環(huán)境主管部門的規(guī)定運(yùn)行和維護(hù)廢氣治理設(shè)施；對(duì)納入排污許可重點(diǎn)管理的企業(yè)，應(yīng)當(dāng)依法安裝、使用、維護(hù)污染物排放自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，并與生態(tài)環(huán)境主管部門的監(jiān)控設(shè)備聯(lián)網(wǎng)；按期編制排污許可證執(zhí)行報(bào)告，并提交地方生態(tài)環(huán)境主管部門。

5 結(jié)束語(yǔ)

以江蘇某輪胎制造企業(yè)為例，從環(huán)境影響評(píng)價(jià)的角度分析了這類項(xiàng)目廢氣污染物排放的種類和特點(diǎn)，對(duì)比了當(dāng)前應(yīng)用普遍的幾種橡膠廢氣處理技術(shù)適用條件和優(yōu)缺點(diǎn)，提出輪胎制造企業(yè)在日常廢氣治理設(shè)施及環(huán)境管理中需關(guān)注的要點(diǎn)，以此促進(jìn)輪胎制造企業(yè)做好污染防治工作，減少環(huán)境影響和居民信訪投訴。