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)過程中因密煉和硫化工藝產(chǎn)生的有機廢氣和惡臭氣體對大氣環(huán)境污染較大，異味明顯，通常也隨之帶來大量的公眾投訴事件。因此，輪胎制造項目環(huán)境影響評價重點關注煉膠和硫化工序廢氣成分分析、濃度測算及廢氣末端治理措施的技術經(jīng)濟可行性分析。

本文以某輪胎制造企業(yè)為例，通過對輪胎制造工藝流程分析，識別廢氣產(chǎn)污工序，分析廢氣污染特點，提出當前常用的輪胎制造廢氣污染防治措施，指導企業(yè)規(guī)范開展環(huán)境管理工作。

2 輪胎制造項目廢氣產(chǎn)污環(huán)節(jié)和污染特點

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、檢驗等。

2.1 炭黑投料

由計算機控制計量裝置，通過氣力輸送系統(tǒng)將炭黑投入密煉機中，該過程中產(chǎn)生的廢氣主要是工業(yè)粉塵（炭黑塵）。

2.2 混煉、終煉

混煉、終煉均在密煉機中進行，由于密煉溫度高，生膠在密煉機中受機械剪切作用，磨擦生熱使膠料的溫度升高而產(chǎn)生有機廢氣，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、擠出過程中膠料受高溫會釋放出熱膠廢氣，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)狀高分子的工藝過程。硫化形成成品輪胎后進行冷卻啟模。在硫化、啟模和冷卻過程中會產(chǎn)生硫化廢氣，硫化廢氣成分多且復雜，主要為硫化物、烴類等有機物。

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

3 輪胎制造項目廢氣污染控制措施

針對輪胎制造項目生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的三類廢氣污染物，分別從技術經(jīng)濟可行角度選擇相應的廢氣污染控制措施。其中工業(yè)粉塵采取袋式除塵是當前應用比較普遍且技術成熟高效的方式，而有機廢氣和硫化惡臭廢氣由于對大氣環(huán)境影響較大，且必須經(jīng)處理達到《橡膠制品工業(yè)污染物排放標準》（GB 27632—2011）以及《惡臭污染物排放標準》（GB 14554—1993）等大氣污染物排放標準后方可排放，因此其末端治理措施備受關注。

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)或化學性鍵結(不可逆反應)作用，將有機氣體分子從廢氣中分離，從而達成凈化廢氣的目的。在有機廢氣處理過程中，活性炭常被用來吸附烷烴、烯烴、芳香烴、酮、醛、氯代烴、酯以及揮發(fā)性有機化合物（VOC）。一般多采用物理性吸附，隨著使用時間的增加，吸附劑將逐漸趨于飽和現(xiàn)象，此時則須進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，導致采用該種方法時運行維護成本較高。

3.2 燃燒法

燃燒法分為熱力燃燒和催化燃燒，其處理過程包括吸附、脫附和燃燒三個步驟，將大風量、低濃度的有機廢氣經(jīng)過吸附∕脫附過程轉換成小風量、高濃度的有機廢氣，然后經(jīng)過蓄熱∕催化燃燒凈化。根據(jù)《揮發(fā)性有機物（VOCSs）污染防治技術政策》（公告2013年第31號）規(guī)定：對于含中等濃度VOCs廢氣，可采用吸附技術回收有機溶劑，或采用催化燃燒和熱力焚燒技術凈化后達標排放。然而由于在燃燒過程中會形成二氧化硫，二氧化硫與廢氣中的水分結合后形成酸性的物質，會對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行維護成本較高[1]。

圖1 轉輪濃縮蓄熱燃燒系統(tǒng)結構圖

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有效降解有機物。由于二氧化鈦光觸媒本身不參與反應，僅作為催化劑為反應提供條件，因此催化劑可反復循環(huán)使用[2]。光催化氧化處理方式占地面積較小、運行成本優(yōu)勢明顯，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進行離子及電子發(fā)射，從而使得惡臭分子被裂解，對低濃度惡臭氣體應用效果比較明顯，基本不會出現(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，易發(fā)生爆炸。

3.5 微生物處理法

將廢氣通過循環(huán)水流使污染物溶解進入水中，利用培養(yǎng)液中的微生物對其進行有效分解，從而達到污染物處理的效果，對惡臭氣體處理效率較高，可達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)液的物化性質影響敏感，導致微生物處理法的穩(wěn)定性較差；其次，這種方法通常只對一種廢氣污染物進行降解，整體的處理系統(tǒng)降解效率不高。當出現(xiàn)微生物死亡時，需要重新培養(yǎng)，延長了處理周期，對于工業(yè)企業(yè)來說，這種方法技術經(jīng)濟可行性較差。

有機廢氣和惡臭氣體處理技術方案優(yōu)缺點比選見表1。

表1 工業(yè)揮發(fā)性有機廢氣處理多方案比選

綜上，無論哪一種廢氣處理技術都存在一定的優(yōu)勢和缺點，在實際應用中，往往通過兩種及以上技術組合使用可達到理想的效果。

4 輪胎制造企業(yè)廢氣環(huán)境管理要點

4.1 廢氣治理設施日常運維

根據(jù)自身采用的廢氣治理技術特點，制定廢氣治理設施運維管理制度，嚴格按照制度有計劃地開展廢氣治理設施運行情況檢查與維修管理，以延長設備使用壽命、降低故障頻率。運維人員認真填寫運行維修記錄，形成運維臺賬。

4.2 廢氣排口達標排放監(jiān)測

企業(yè)應建立廢氣排口檔案，按照行業(yè)排污單位自行監(jiān)測技術指南或總則中規(guī)定的污染源監(jiān)測點位、監(jiān)測指標及最低監(jiān)測頻次要求開展監(jiān)督性監(jiān)測，確保廢氣污染物長期穩(wěn)定達標排放。一旦出現(xiàn)不能穩(wěn)定達標現(xiàn)象時，應及時查找問題所在，并盡快解決。

4.3 非正常工況和事故工況廢氣環(huán)境管理

加強非正常工況的廢氣排放環(huán)境管理，特別是關注開、停車及設備檢修時的裝置操作，比如：開車過程中應先運行廢氣處理裝置、后運行生產(chǎn)裝置；停車及檢修過程中應先停止生產(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。

當發(fā)生突發(fā)環(huán)境事件時，可能會造成廢氣超標排放，從而對區(qū)域大氣環(huán)境造成污染，企業(yè)要做到反應迅速、及時、正確，這就要求企業(yè)制定完備的突發(fā)環(huán)境事件應急預案并定期演練和更新。當事故工況時，應盡快停止運行生產(chǎn)設施、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級別的應急響應措施，待響應解除、恢復正常工況時方可重新啟動生產(chǎn)設施。

4.4 執(zhí)行排污許可證制度

企業(yè)按照《排污許可管理條例》和地方生態(tài)環(huán)境主管部門的規(guī)定運行和維護廢氣治理設施；對納入排污許可重點管理的企業(yè)，應當依法安裝、使用、維護污染物排放自動監(jiān)測設備，并與生態(tài)環(huán)境主管部門的監(jiān)控設備聯(lián)網(wǎng)；按期編制排污許可證執(zhí)行報告，并提交地方生態(tài)環(huán)境主管部門。

5 結束語

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