浙江省工業(yè)油霧管控研究

徐志榮 姚軼 卓明 王浙明 孫佳蓉

（浙江省生態(tài)環(huán)境科學設計研究院，浙江杭州 310007）

1 引言

目前，我國對于工業(yè)油煙的污染認識仍有待深化。一方面是對其研究相對偏少，不像生活源餐飲油煙，已開展了揮發(fā)性有機物生活源貢獻比例［1］、排放特征［2-4］、排放清單［5］、排放標準［6］等系列研究，而相關工業(yè)油煙的研究主要集中在監(jiān)測分析方法［7-8］以及一些特定行業(yè)的廢氣治理，如紡織染整［9-10］。另一方面是工業(yè)油煙定義不清。在對工業(yè)油煙的定義方面，安國安［7］提出工業(yè)油煙是指在工業(yè)生產(chǎn)過程中有機介質在受熱過程中揮發(fā)的油脂、有機質及其加熱分解或裂解產(chǎn)物的統(tǒng)稱，其相比于飲食業(yè)油煙，原料比較復雜，不僅有直鏈烷烴，而且還可能有芳香烴等。直到《固定污染源廢氣油煙和油霧的測定 紅外分光光度法》（HJ 1077—2019）的發(fā)布，正式明確了工業(yè)和飲食業(yè)油煙的定義及名稱。工業(yè)油煙被定義為油霧（以下工業(yè)油煙稱為油霧），即指工業(yè)生產(chǎn)過程（如機械加工、金屬材料熱處理等工藝）中揮發(fā)產(chǎn)生的礦物油及其加熱分解或裂解產(chǎn)物［11］。當然，油霧的原料不僅僅是礦物油，還包括植物油、合成酯以及其他表面活性劑。此外，對油霧的排放監(jiān)管也較為缺乏，現(xiàn)階段國家層面只有《軋鋼工業(yè)大氣污染物排放標準》（GB 28665—2012）對軋制機組提出了油霧管控的要求［12］。部分省市有針對性地提出了油霧管控要求，如上海市的《大氣污染物綜合排放標準》（DB 31/933—2015）［13］，浙江省的《紡織染整工業(yè)大氣污染物排放標準》（DB 33/962—2015）［14］。但總體而言，針對油霧的研究、管控及排放要求是十分薄弱的，因此有必要針對浙江省典型涉油霧排放行業(yè)進行系統(tǒng)性的分析研究與總結，基于現(xiàn)行可行治理技術及可達濃度情況，提出適宜的管控要求，為后續(xù)地方排放標準的制定奠定基礎。

2 典型涉油霧排放的行業(yè)情況

浙江省民營經(jīng)濟發(fā)達，行業(yè)門類眾多，其中涉及油煙排放典型行業(yè)為紡織染整中定型機油霧排放，化學纖維中紡絲、后加工中油霧排放，機械加工中熱處理油霧排放（典型的如緊固件）等。上述行業(yè)都是浙江省的重點行業(yè)，行業(yè)產(chǎn)量更是在全國舉足輕重，各行業(yè)占比情況見表1。

表1 浙江省典型涉油霧排放行業(yè)占全國比重情況 %

結合相關統(tǒng)計年鑒，紡織染整方面，2018 年浙江省布產(chǎn)量位居全國第一，約170 億m，占全國的25.5%［15-16］，而實際上印染布的加工量遠遠超過生產(chǎn)量，僅紹興市2018 年印染布加工量就近164 億m［17］，杭州60 億m［18］，遠遠超過其本身布產(chǎn)量；化學纖維方面，2018 年浙江省合成纖維產(chǎn)量占全國的50.2%，且以滌綸為主［16］；典型的機械加工緊固件方面，嘉興市是全國最大的緊固件出口基地，2018 年產(chǎn)量約120 萬t，約占全國產(chǎn)量的16.5%［15，19］。區(qū)域分布方面，紡織染整行業(yè)主要集中在紹興、杭州、金華和嘉興等市；化學纖維則主要集中在杭州、嘉興、紹興和湖州等市（見圖1）；緊固件則主要集中在嘉興、寧波、溫州等市。

圖1 2018 年浙江省布與化學纖維產(chǎn)量分布情況

3 油霧成分分析

油霧的成分與生產(chǎn)工序的溫度和油劑的組成成分有密切的關系。一般認為紡織染整定型過程中油霧主要源于相關印染助劑的揮發(fā)，化學纖維紡絲工序中油霧主要源于紡絲油劑，機械加工中成型工序油霧主要源于各類潤滑油，相關助劑、油劑、潤滑劑等組成情況見表2。

表2 助劑、油劑、潤滑劑等組成成分

由表2 可知，雖然不同行業(yè)之間名稱不一致，但其主要成分基本類似，涉及多元醇類、白油、礦物油類以及各類醇胺類、醇醚類物質。相類似的物質在不同溫度條件下發(fā)生熱裂解、聚合等反應，形成了油霧。為此，其所產(chǎn)生的揮發(fā)性有機物主要包括醛類、醚類、醇類、硅氧烷類、酯類等［20-22］。

4 油霧治理技術和排放水平分析

4.1 治理技術

目前油霧治理技術是比較成熟的，主要包括過濾、噴淋、靜電處理以及相關組合工藝。其中，過濾法已被廣泛應用于機械加工中軋制油霧處理［23］，噴淋和靜電處理法被廣泛應用于紡織染整定型機油霧廢氣處理［24］。另外，噴淋+靜電、冷卻+靜電等組合工藝，都取得了良好的治理成效?？傮w而言，油霧的治理工藝方面十分成熟。

4.2 排放水平

基于機械制造、化學纖維相關標準未規(guī)定油霧指標項目，而DB 33/962—2015 中規(guī)定了紡織染整油煙指標項目，在日常監(jiān)測中積累了大量的相關監(jiān)測數(shù)據(jù)，為此優(yōu)先以DB 33/962—2015 中相關紡織染整油煙排放濃度來分析行業(yè)油霧排放情況，見圖2。

圖2 定型機油霧排放濃度及其區(qū)間分布情況

由圖2 可知，定型機油霧的排放濃度整體偏低，基本在10.0 mg/m3以下，約占統(tǒng)計總數(shù)的91%。另外，也有極個別濃度偏高，超過了DB 33/962—2015中15 mg/m3限值要求，最高可達60.0 mg/m3左右。此外，從分布的區(qū)間來看，近50%的油霧濃度低于2.5 mg/m3，約20%的油霧濃度介于2.5～5.0 mg/m3之間，合計約有70%的油霧濃度低于5.0 mg/m3，意味著目前油霧排放濃度已經(jīng)遠低于DB 33/962—2015中特別排放限值10 mg/m3要求。

通過查閱文獻對軋鋼油霧的排放濃度情況進行了匯總分析［25］，見圖3。

圖3 軋鋼油霧濃度排放情況

由圖3 可知，軋鋼油霧的排放濃度均低于10.0 mg/m3，介于5.3～9.2 mg/m3，平均約為7.3 mg/m3。對比定型機油霧排放濃度可知，可歸集到≤10 mg/m3范圍，甚至可歸集至≤7.5 mg/m3的范圍。另外，考慮到軋鋼油霧仍采用過濾的處理工藝，未采用更為先進的高壓靜電處理工藝，其排放濃度可進一步降低。

5 地方油霧排放標準制定的思考

5.1 必要性

考慮到對工業(yè)油霧排放的管控仍局限于少數(shù)行業(yè)，且對油霧影響的認識仍十分不足，為此借鑒餐飲油煙來分析工業(yè)油霧排放對環(huán)境的影響及標準制定的必要性?，F(xiàn)行的研究表明，飲食業(yè)油煙不僅是細顆粒物（PM2.5）、顆粒物（PM10）一次貢獻源，也是揮發(fā)性有機物（VOCs）的貢獻源，排放系數(shù)分別達到了6.4，8，5.60 mg/m3［26］。工業(yè)油霧也具有類似的環(huán)境影響，其油霧粒子的直徑范圍介于2～10 μm［27］，也涉及VOCs的排放［28］?？紤]到浙江省的紡織染整、化學纖維以及緊固件等行業(yè)在全國的比重情況，其產(chǎn)生的油霧對環(huán)境的影響不可忽視，十分有必要制定專項排放標準。

5.2 適用范圍和標準定位

考慮到油霧涉及多個生產(chǎn)型行業(yè)，建議標準為通用型排放標準，即適用于多個行業(yè)的通用設備、通用操作過程的大氣污染物排放標準。適用于工業(yè)生產(chǎn)過程中涉及油霧排放的生產(chǎn)工序或工段；地方標準名稱可建議為《工業(yè)油霧排放標準》。另外，考慮到部分行業(yè)已有相關的地方標準（如DB 33/962—2015），建議與已有規(guī)定的標準不交叉執(zhí)行。

5.3 排放控制要求

重點考慮污染物指標項目與濃度限值。在污染物指標項目方面，以油霧為主要管控指標。另外，參考《餐飲業(yè)油煙污染物排放標準（征求意見稿）》［29］以及結合油霧成分分析，應增設非甲烷總烴指標，以管控VOCs 污染物。在濃度限值方面，結合現(xiàn)階段實際排放情況，建議分階段設置管控要求，其中I 階段油霧控制濃度為10 mg/m3，確?，F(xiàn)有未收集治理的生產(chǎn)工序得到有效收集和治理，鼓勵采用靜電的處理工藝。II 階段油霧控制濃度為5 mg/m3，確保處理工藝得到進一步提升，從現(xiàn)有的過濾、水噴淋等單一工藝向過濾+靜電、水噴淋+靜電等組合工藝過渡，實現(xiàn)與DB 31/933—2015 管控要求相一致，確保長三角環(huán)境保護標準的統(tǒng)一。