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大气污染物排放监测结果折算问题探讨

2017-12-01龚玲胡勇金典王海波彭逸

环境影响评价 2017年6期
关键词:排气量空气量电镀

龚玲,胡勇,金典,王海波,彭逸

(重庆市生态环境监测中心,重庆 401147)

大气污染物排放监测结果折算问题探讨

龚玲,胡勇,金典,王海波,彭逸

(重庆市生态环境监测中心,重庆 401147)

在大气污染物排放监测中,排放浓度是否达标是以折算浓度值来判定的,可以避免排放浓度不因过剩空气数值的变化或人为稀释而失真。对环境监测标准体系中涉及的废气折算问题进行了全面统计,同时对实际监测工作中易混淆的废气监测结果折算问题进行了探讨,并提出了相关建议。

废气监测;折算标准统计;折算问题实例;建议

在大气污染物排放监测中,判断排放浓度是否达标是以折算浓度值为基础的,主要是为了统一在同一大气压力、同一温度点以及同样的氧含量环境下,或者确定某个参数某一具体数值为基准,才能满足数据的可比性,用于考核数据的性质。

最常见的是燃烧过程,与氧含量密切相关,煤中的可燃物不可能与空气中的氧气完全接触,必须多供给一些空气才能完全燃烧,这多供给的一部分空气量成为过剩空气量。通过化学反应计算,煤完全燃烧所需的理论空气量加上过剩空气量就是燃料燃烧所需要的实际空气量,实际空气量与理论空气量的比值称为过剩空气系数。由于各工业燃烧工艺对氧量的需求不同,所规定的氧基准通常就是以刚好充分燃烧时的排放浓度为准,这也是各行业氧基准不同的原因。此外,还有电镀行业、重金属工业等,主要通过实际排气量与单位产品基准排气量的比例关系计算出折算浓度,避免引入大量空气对废气进行稀释,恶意降低废气污染物浓度,使监测时排放的废气浓度明显低于真实浓度。

因此,以折算后浓度为判定基础,可以避免排放浓度不因过剩空气数值的变化或人为的稀释而失真。相关排放标准中规定的氧基准或单位产品排气量基准也是结合该行业的燃烧工艺或者目前减排技术综合考虑的[1-5]。

1 大气污染物排放浓度折算体系统计

截至目前的排放标准体系中,涉及浓度折算的排放标准具体情况可详见表1。

2 监测中易混淆的大气污染物排放折算问题

在大多数排放标准中,大气污染物排放折算只需按照标准中规定的基准氧含量或排气量进行折算即可,但实际监测中,存在很多情况容易混淆,导致错用标准,并且用错误的折算浓度进行结果判定,产生错误的结论。

表1 涉及浓度折算的排放标准

2.1汽车整车制造表面涂装类型排放废气

重庆市针对汽车整车制造表面涂装相关作业出台了地方标准《汽车整车制造表面涂装大气污染物排放标准》(DB50/ 577—2015),对表面涂装的所有过程,包括前处理、底漆、中涂、色漆、清漆、密封胶、流平、烘干、注蜡、车身发泡、图案和打腻等,均提出了管理控制要求。

从日常监测实例分析,涉及工艺废气类别一般不需要折算;涉及烘干加热过程的烘干废气一般也不需要折算;但供热产生的燃烧废气,应该执行锅炉大气污染物排放标准或工业炉窑大气污染物排放标准,需要进行浓度折算。相关废气执行标准情况详见表2。

表2 汽车整车制造涂装类型废气执行标准对比

根据环评批复及相关标准的执行要求,工艺废气基本处于与外环境相通的情况,混入大量空气,氧含量基本与大气相同,所以都不进行折算,否则折算浓度将过分偏高。

烘干炉燃烧废气通常有两种审批模式,一种认定为工业炉窑,另一种认定为锅炉。重庆市工业炉窑大气污染物排放标准(DB50/ 659—2016)中,定义的“工业炉窑”为“在工业生产中用燃料燃烧或电能转换产生的热量,将物料或工件进行冶炼、焙烧、烧结、熔化、加热等工序的热工设备”;而重庆市锅炉大气污染物排放标准(DB50/ 658—2016)中,定义的“锅炉”为“利用燃料燃烧释放的热能或其他热能加热热水或其他工质,以生产规定参数(温度,压力)和品质的蒸汽、热水或其他工质的设备”。从标准中的术语定义角度进行分析,烘干炉废气套用两种标准都适用,因此,按照批复结论进行相关折算即可,而且折算结论差距较小。

值得注意的是,当上述燃烧废气与工艺废气混合排放,例如在燃烧废气中掺入了车间散排抽风系统等类型的排气后,排气中氧含量也发生了较大变化,基本接近大气中氧含量,就不能进行折算。

2.2电镀行业排放废气

在电镀污染物排放标准(GB 21900—2008)中,对单位产品基准排水量和排气量进行了限制规定,用于核定水和废气污染物排放浓度而规定单位面积镀件镀层的废水和废气排放量上限值;同时,废水还分别根据单层镀和多层镀进行了不同的基准排水量值,但废气未对多层镀等类型的计算提出具体要求,导致监测人员对此有不同的理解和计算处理方式。

以某电镀工艺为例,其工艺流程如图1所示。

图1 某塑胶后电镀生产工艺流程Fig.1 The process flow of a plastic electroplating production

如图1所示,本工艺涉及镀镍、镀铜和镀铬三种电镀工序,根据基准排气量、实际排气量、排放时间以及电镀面积等参数,计算出相应的折算浓度。由于三种镀种的基准排气量是不同的(详见表3),折算结果就存在差异,直接影响最后结果的报出。目前主要有两种常用的处理方式:一种是执行不同镀种计算结果中最严格的折算浓度作为判定结果;另一种是以加权计算方式得出综合基准排气量,再计算其折算浓度。

以氯化氢为例,两种方式处理的电镀废气监测结果折算值计算结果如表4所示。

表3 电镀行业废气基准排气量

注:以单位产品实际排气量与基准排气量相比,将实测结果进行折算。

表4 电镀废气监测结果折算值

从表4可以看出,当以最严格折算浓度作为判定结果时,镀镍和镀铜的基准排气量比镀铬的基准排气量要低,允许排放的废气流量总量则相对要小,因此,计算出的折算倍数分别为8.36倍和5.28倍,折算浓度分别为10.5 mg/m3和5.28 mg/m3。因此,按照最严格管控的要求,以镀镍或镀铜的折算浓度最为折算结果,进行达标与否的判定。

当以加权计算方式计算折算浓度时,将基准排气量与电镀面积进行加权计算,得出三种镀种的加权基准排气量为49.6 m3/m2,从而计算出最终折算浓度为7.92 mg/m3。

由于以上两种方式都有一定的理论基础作为依据,各监测部门可根据自己的需要和规定使用其中任何一种方式,但建议各监测部门形成统一的计算规定后纳入程序文件中,使监测数据结果计算和报出体系更加严谨。

3 小结

综合以上几个例证,环境监测是一门非常细致、严谨的工作,在目前监测体系已存在大量监测方法标准、已建立较全面知识体系的基础上,仍然会由于企业生产和处理工艺、运行工况差异、监测人员知识体系差异和思维方式不同等问题,存在很多具体细节需要监测人员认真思考,才能得出最准确、最权威的监测数据。

针对此类问题,提出如下几点建议。

(1)充分掌握监测体系中的各项标准,尤其各项标准的适用范围和适用情况,才能正确判断各种排放源执行的标准。

(2)不断积累和详细记录监测工作中遇到的特殊情况,通过集体讨论形成统一的处理方式,有利于今后同类问题的解决和延伸,有条件时最好上升为作业指导书等正式文件,纳入监测部门体系文件管理。

(3)通过大量基础工作的认真总结和有效积累,为更新或者编制标准方法做好充足的储备,使新出台的标准更加全面、完整。

[1] 郑宇秀. 锅炉烟尘(气)测试中应注意的若干问题[J]. 中国环境监测, 2013, 29(2): 95- 97.

[2] 王薇. 典型行业大气污染物排放浓度的换算[J]. 科技视界, 2014(2): 267, 349.

[3] 袁兵贵. 废气现场监测应注意的几个方面[J]. 环境, 2009(S1): 124- 125.

[4] 孙伟. 简述锅炉烟尘测试中过剩空气系数的重要性及其影响因素[J]. 环境研究与监测, 2012, 25(3): 14- 15.

[5] 柳建平. 以α折算锅炉烟尘排放浓度的讨论[J]. 污染防治技术, 2005, 18(3): 17- 18.

DiscussionontheConversionofAirPollutantEmissionMonitoringResults

GONG Ling, HU Yong, JIN Dian, WANG Hai-bo, PENG Yi

(Ecological and Environmental Monitoring Center of Chongqing, Chongqing 401147, China)

In the emission monitoring process, the emission concentration is determined by the converted concentration, which can avoid the distortion of the emission concentration due to the change of excessive air value or artificial dilution. This paper conducted comprehensive statistics of the exhaust gas concentration conversion problems involved in the environmental monitoring standard system, discussed the conversion problems of the emission monitoring results in the actual monitoring, and also put forward some relevant suggestions.

emission monitoring; statistics of conversion standard; example of conversion problems; relevant suggestions

2017-08-25

龚玲(1982—),女,高级工程师,硕士,主要从事环境监测与研究工作,E-mail:31375056@qq.com

10.14068/j.ceia.2017.06.018

X830.3

A

2095-6444(2017)06-0075-04

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