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涂料工业污染物排放标准

发表时间:2006/7/11 11:24:21     文章来源:网上     浏览次数:1794

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    随着城市区域和工业的快速发展,涂料的应用越来越广泛,其在推动我国经济发展中起到了重要的作用。我国涂料产量从2000年的183.9万吨增加到了2004年的298.1万吨,已成了世界涂料生产和消费的第二大国。国际上著名的涂料公司PPG、阿克苏、立邦、巴斯夫等都已经落户中国。与此同时,涂料使用对人体健康的影响也越来越得到人们的重视,绿色、环保已经成为产品市场竞争中的重要砝码,也成为国际贸易中国绿色壁垒的组成部分。限制挥发性有机物(VOCs)的排放已成为加强行业管理、提高市场竞争力的重要方面。除了涂料使用过程中VOCs的挥发外,涂料生产过程中产生的废水、废气、固体废物等也是涂料工业污染物排放的重要组成部分,在一定程度上也对周围环境造成了影响,美国,欧盟等对涂料生产过程中的VOCs的排放制订了专门的较为严格的标准,而我国目前仍执行污染物综合排放标准,已经不能适应目前环境保护的要求,也不符合涂料工业发展的趋势。为了推动“资源节约型、环境友好型社会”的建设,国家环境保护总局科技标准司已经下达任务制订《国家涂料工业污染物排放标准》,以进一步加强行业污染控制,规范行业环境保护管理工作。该标准也已经被国家标准委列为强制执行标准。 

   涂料种类繁多,虽然水性涂料、粉末涂料、辐射固化涂料、高固分涂料等“节约型、环保型”涂料得到迅速发展,但在很长时间内,溶剂型涂料尚无法完全退出市场,因此制订涂料工业污染物排放标准既要考虑生产工艺的特点,又要考虑行业的发展趋势。本文下面主要对制订标准的原则、国外标准的状况和标准体系的构建进行了探讨。 

   2  制订标准的总体原则 

   (1)以实现经济、社会的可持续发展为目标,以国家环境保护和污染防治相关法律、法规、规章、政策和规划为依据,促进环境效益、经济效益和社会效益的统一; 

   (2)有利于保护生活环境、生态环境和人体健康,有利于相关法律、法规和规范性文件的实施; 

   (3)符合涂料工业的实际情况和发展要求;与经济、技术发展水平和相关方的承受能力相适应,具有先进性,促进科学技术进步; 

   (4)  按照优先污染物的原则,逐步进行实施; 

   (5)  以科学研究成果和实践经验为依据;坚持控制技术可行和经济可行; 

   (6)  根据本国实际情况,参照国外相关标准、技术法规; 

   (7)  淡化功能区分类控制,重视总量控制; 

   (8)  促进清洁生产,体现污染的过程控制; 
3  国外标准体系及控制标准比较 

   3.1  美国涂料工业排放标准 

   美国环境保护署于2002年设立了有关涂料行业有毒有害空气污染物的排放标准,并于2005年12月颁布最新版的《混合涂料生产的有毒有害气体排放标准》  (40  CFR  Part  63National  Emission  Standards  for  Hazardous  Air  Pollutants:Miscellaneous  CoatingManufacturing;FinalRule)。美国标准的最大特点是基于最大可得污染控制技术(MACT)的技术上制订的,标准值是考虑行业中先进企业的控制水平制订的。制订过程中根据调查的企业中环境保护排名前30家企业的排污平均值作为MACT底线,MACT标准一底线是确保所有的主要污染源使用现有较好的控制技术且排放较少的污染物的最低控制水平,作为制订标准的最低要求,不得突破底线,但可制订严格于底线的标准。 

   美国大气污染物排放标准的体系中包括了对储罐、工艺设备、废水收集和输送系统,输送系统及辅助设备等排放的HAPs的限值。主要的HAPs为甲苯,甲醇,二甲苯,氯化氢、二氯甲烷等。具体规定如下: 

   3.1.1工艺设备: 

   ①对容积大于等于0.94m3(250加仑)的固定式,便携式容器,要求加盖子。 

   ②对现源固定式设备除了要求加盖密封外,还必须在未控制的基线上削减有机HAP75%以上。 

   ③对新源固定式,便携式容器除了加盖外,要求削减有机HAP95%以上。 

   ④作为选择方案,可以在有特定限制温度使用冷凝器。 

   3.1.2  储存罐: 

   ①标准涉及的储存罐:α)现源:储存罐容积大于或等于75m3(20000加仑),储存物的蒸汽压大于或等于13.1KPa(1.9磅平方时):β)新源:储存罐容积大于或等于75m3(20000加仑)但小于94m3(25000加仑),储存物的蒸汽压大于或等于10.3KPa,或储存罐容积大于94m3(25000加仑),储存物的蒸汽压为0.7KPa。 

   ②对现/新源要求削减有机HAP90%以上,或使用浮顶罐或水汽平衡装置。 

   3.1.3  废水处理系统: 

   ①对现源,若特定HAP的浓度大于等于4000ppmW,则要求将废水引入有所控制的水管,以削减有机HAP。 

   ②对新源,若特定HAP的浓度大于等于2000ppmW,则要求;曙废水引入有所控制的水管,以削减有机HAP。 

   3.1.4  输送操作 

   若输送的物质中含有至少1140万升/年(300万加仑/年),且HAP分压大于等于10.3kPa),则要求控制75%HAP的排放。可采用的措施包括将水汽回送至工艺中,或在特定温度限制下使用冷凝器。 
3.1.5  设备泄漏: 

   启动泄漏检查和修理计划(LDAR)。 

   3.1.6  对热交换系统等,建议起草减少排放和月泄漏检查计划。 

   3.1.7  清洗同样被认为是工艺用水,因此同其他工艺用水一样,遵守在通风孔,储存罐、设备泄漏及废水系统中的标准。 
  3.2  欧盟涂料工业相关排放标准 


   3.2.1  欧盟空气污染控制指令 

   欧盟在1999/13/EC(On  the  limitation  of  emissions  of  volatile  compounds(VOCs))中对涂料行业的VOCs的排放做了详细的规定。其中涂料生产过程VOCs排放的标准分溶剂使用量的大小分为两大类,分别规定了VOCs排放浓度(mS/C/m3)、无组织排放量和全工艺总排放量(按照溶剂使用量的百分比控制,分别为5%、3%)。其中欧盟在制订该标准时也考虑了不同溶剂使用的不同控制标准,比如卤代烃等。 

   3.2.2  德国相关涂料行业标准 

   (1)  废水排放标准
德国有专门的《涂料和清漆树脂生产废水排放标准》(2001.9.20)\《无机颜料生产废水》(2001.9.20),《化工废水》(2001.9.20)等标准在《涂料和清漆树脂生产废水排放标准》中规定了适用于生产水合分散染料,合成树脂粘合膏、水稀释涂料、清漆树脂,溶剂型涂料以及辅助材料的生产废水的排放标准。具体规定了:排污点(排入水体)的标准(指标有COD、BOD、鱼类毒性,如表1),对重金属和AOX、VHHC规定了与其他废水混合前的要求、此外结合工艺对生产流程,溶剂回收等进行了限制性规定。 

   标准中规定相关企业通过对各污染源具体情况的考察,在以下措施容许的条件下,应尽量降低污染物的负荷: 

   ①如果在生产流程中需要制造真空,通过使用采用无废水技术制造真空以减少废水的产生量。 

   ②废水中不得含有汞化合物和含锡有机化合物(源于防腐剂和杀菌剂的使用),为确认废水中不含有以上污染物,生产商应出具有关证明,证实防腐剂、牙口杀菌剂的原料和辅料中不含有这些物质。 

   ③通过对溶剂回收,蒸馏残渣骤冷工艺生产的溶剂型涂料,其生产废水不得排放。 


  (2)德国TA-Luft(空气质量控制技术规范) 

   除了欧盟的1999/13/EC指令外,德国的TA-Luft中也规定了大量的有机物的废气排放浓度和排放速率,涂料使用的主要介于Ⅱ类和Ⅲ类。 

   TA-Luft陪空气有机污染物根据致癌性,恶臭、毒性高低分为三个级别,还规定了无机颗粒物,气态无机物、致癌污染物的排放标准。 
4.我国涂料工业污染物排放标准的框架体系设计 

   4.1标准体系 

   4.1.1工艺分类的考虑   

   拟把涂料按照产品进行分类制订排放标准,共分为:溶剂涂料(再细分为丙烯酸树脂涂料,醇酸树脂涂料、环氧树脂涂料,氨基树脂涂料、丙烯酸树脂涂料,聚氨酯涂料、其他)、水性涂料,粉末涂料,高固体分涂料、特种涂料。 

   4.1.2标准分级 

   标准将不按照环境功能区分级,制订统一的排放标准。 

   (1)水污染物排放标准 

   污染物分一类污染物质和二类污染物,制订统一的排放标准和预处理标准。此外,还规定单位产品最高允许排水量。 

   (2)大气污染物排放标准 

   将制订最高允许排放浓度,最高允许排放速率、无组织排放限值和VOCs的排放总量限值。其中排放速率不再沿用国家大气污染物综合排放标准的“按照不同排气筒高度制订不同的排放速率”的体系,制订统一的排放速率。 

   4.1.3标准实施分阶段 

   根据项目建设时间分为两个时间段,以2008年1月1日界定两个时间段,分现有企业和新、扩、改建企业,分别制订污染物排放标准。但给予现有污染源2-3年的过渡期,过渡期后执行统一的标准。 

   4.1.4标准的适用范围   

   本标准将规定涂料工业生产企业废水、废气和固体废物处置(控制)的污染物排放限值、监测及实施监督。 

   本标准适用于我国行政管辖范围内一切涂料工业生产企业所产生的废水、废气和固体废物处置(控制)排放管理。 

   本标准不适用于应用涂料企业的涂装过程中废水、废气、固体废物和噪声等的控制。 

   4.2标准控制指标筛选 

   4.2.1水污染物控制指标 

   (1)一类污染物:总汞、总镉、总铅、总铬(含六价铬)、总铜,总锡 

   (2)二类污染物:pH、色度、COD,TOC、BOD、SS、氨氮、总锌 

   (3)特征控制污染物:可吸附有机卤素(AOX)、苯、甲苯,二甲苯、甲醇、二氯甲烷、甲醛、生物毒性。 

   (4)总量控制指标:单位产品最高允许排污量 

   4.2.2大气污染物控制指标 

   (1)粉尘 

   (2)甲醇,苯、甲苯、二甲苯、乙苯、甲醛、甲苯二异氰酸酯、苯乙烯、卤素、二氯甲烷、2-硝基丙烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯; 

   (3)VOCs、臭气浓度。VOCs主要规定其最低削减率。 

   4.3水污染物控制指标的初步考虑 

   4.3.1一类污染物 

   我国的一类污染物的现行标准基本上都远远超过卫生基准值或者基于毒性的计算值。需要考虑对该类污染物逐步加严。对于涂料行业来说,由于业内已经对含汞、含铅、含锡的成份进行了严格的淘汰或限制措施,所以考虑一类污染物排放标准参考德国规定了“废水中不得含有汞化合物和含锡有机化合物(源于防腐剂和杀菌剂的使用)”等,规定涂料中重金属的限制条款。   
4.3.2常规污染物 

   初步考虑的pH、色度、COD、TOC、BOD、SS、氨氮、总锌等常规污染物因子,将主要基于企业调研资料,按照控制技术的水平设计。初步拟定的标准值如表3所示。   

   废水排放标准中拟考虑以下两点: 

   (1)常规污染物将制订排放标准值和预处理标准值。预处理标准值将针对废水排入设置污水处理厂的废水。 

   (2)与目前国家污水综合排放标准规定的标准值是日平均值不同,以上标准均指瞬间的最高允许排放浓度值。 

   (3)强调TOC的标准,是为了更好的推动在线监测装置,强化监控。标准文本中;将重点考虑对在线装置的要求。 

  4.3.3特征污染物 

   由于根据初步的调研和了解,很多企业在特征污染物方面缺乏监测,所以)曙主要基于风险、参考国外标准和污染控制技术水平分析来决定。与目前污水综合排放标准相比,将在以下几方面加强标准的实施: 

   (1)生物毒性 

   对于水质的毒性评价指标目前主要涉及的有生物发光菌毒性和鱼类毒性。各种控制方式的有效性也不同,不具有可比性。根据近期的研究,发光菌毒性在测定中也受到很多因素的影响,因此拟定参照德国标准,制定鱼类毒性指标。 

   (2)单位产品排水量   

   本项指标主要目的在于规定单位产品排污负荷,由于涂料行业的品种众多,拟定按照主要品种(基料种类)分水性涂料,溶剂型涂料分别制定单位产品最高允许排水量。按月平均值计算。 

   4.4大气污染物排放标准制定的初步考虑 

   4.4.1有组织排放的浓度控制 

   (1)颗粒物 

   众多的研究表明颗粒物与呼吸系统疾病死亡率具有非常直接的关系,也是城市大气能见度的主要影响因素。很多城市的首要大气污染物是颗粒物。颗粒物越小,对人体的危害越大。所以对粉尘的控制应该逐渐严格。美国在1997年就开始制定了PM2.5的大气环镜质量标准,对企业的颗粒物排放也带来了极大的)中击。 

  由于随着颗粒物的除尘技术的发展,一般袋式除尘可以达到较高的除尘效率,所以拟定颗粒物按照德国的控制,即50mg/m3。 

   (2)VOCs 

   挥发性有机物种类繁多,除了毒性相对较大的甲醇,苯、甲苯,二甲苯、乙苯、甲醛、甲苯二异氰酸酯、苯乙烯、卤素、二氯甲烷、2-硝基丙烷,乙酸乙酯,乙酸丁酯等将单独制定标准外,还将制订总量VOCs的总量控制。 

   除此之外,欧盟还规定含有“三致”作用的VOCs的涂料(欧盟的R45、R46、R49、R60、R61的规定范围)的应该尽快淘汰,同时排放浓度应达到2mg/m3的要求。我国非甲烷总烃的排放限值为120mg/m3。 
根据国外的参考,涂料工业VOCs排放的初步控制设想:排放浓度控制在150mg/m3以下。初步拟定如表5所示。 

   4.4.2有组织排放的总量控制 

   对于单一污染物排放拟考虑仍沿用我国《大气污染物综合排放标准》(GBl6297-1996)中的体系,制定最高允许排放速率的限制。               

  4.4.2臭气浓度 


  4.4.4无组织排放控制 

   无组织排放是涂料企业VOCs的一个重要方面,目前规定的厂界浓度限值在实际运行中遇到不少的困难,欧盟的无组织排放总量控制限值较为科学,而且美国最新的涂料行业大气排放标准也在一定程度上参考了该方式,所以本涂料标准中将参照欧盟的标准,规定无组织排放不得小于溶剂使用量的3%。以提高企业的可操作性。 

   5、结束语 

   涂料工业污染物排放标准已经列为国家环境保护总局2006年完成的标准之一,为强制执行标准。编制单位在中国涂料工业协会,国际化学品制造商协会等多方面的支持下一直在稳步进行该项工作,但由于涂料种类繁多,企业调研的资料尚不充分,所以在标准值的确定等方面还有欠缺,以上标准的设想为初步的考虑,标准值的确定还需要进一步斟酌。而且以上的标准尚没有考虑溶剂型涂料,水性涂料等的区别,也尚没有考虑树脂种类不同的分类,因此今后的时间需要得到企业的积极支持,以制定更加符合我国国情的,更加有效的、更加易于实施的行业排放标准,为涂料工业集约化、规模化,环境友好化工作的推动启到积极的作用。
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