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浙江省制鞋行业挥发性有机物污染特征及其排放系数

2017-10-26 14:32来源:《环境科学》作者:徐志荣 姚轶关键词:VOCs排放VOCs污染VOCs治理收藏点赞

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3.2浙江省制鞋行业VOCs污染特征

制鞋行业VOCs的排放主要源于各类胶粘剂、处理剂、清洗剂等使用.在178家重点企业中收集各类胶粘剂、处理剂、清洗剂等共816种,根据原辅材料中VOCs(或溶剂)占比情况以及《鞋和箱包用胶粘剂有害物质限量》(GB19340-2014)],可将浙江制鞋行业胶粘剂、处理剂、清洗剂等做以下划分,如表1所示.

表1浙江制鞋行业胶粘剂、处理剂、清洗剂等原辅材料VOC所占质量分数/低于10%的原辅材料仅占11.03%,主要为热熔胶.初步可推断,目前浙江制鞋行业水基型原辅材料使用比例较低,仍是以溶剂型原辅材料为主,且存在大量使用高VOCs质量分数(>75%)的原辅材料,约占60%,主要为溶剂型清洁剂、处理剂、包头水及部分胶粘剂;甚至仍约20%的原辅材料VOCs含量高于95%.

另外,除了汽油、多元醇、溶剂油、低烃、石脑油等混合物或聚合物外,上述各类原辅材料中所含的物质种类也十分多样化(合计1485项),囊括了烃类、酸、醛、醚、酯、卤代烃、苯系物、呋喃、酰胺类等,共计60余种物质,详见表2.

此外,上述各类物质中以甲乙酮(2-丁酮)、甲苯、丙酮、环己酮、乙酸乙酯、二甲苯、二氯甲烷、环己烷、碳酸二甲酯、乙酸乙烯酯等10种物质为主,与珠三角地区和浙江早期对胶粘剂的调查结果相类似,其出现频次之和约占总数(N=1485)的85%以上(如图3);其中以甲乙酮为最高,约占26.2%,甲苯次之,约占15.8%;丙酮和环己酮分列第三和第四,分别约占12.8%和12.5%,而传统的高毒物质苯的频次仅为1.1%左右,意味着当前浙江省制鞋行业所使用的原辅材料较为低毒且企业基本上使用符合环保标准的胶粘剂,与最新的浙江地区制鞋车间空气中苯系物含量的调查结果也较相一致.

3.3浙江省制鞋行业VOCs排放系数初步估算

3.3.1制鞋厂VOCs排放系数估算

根据物料平衡关系初步建立浙江制鞋行业胶粘和注塑工艺的VOCs排放系数,并根据典型生产工段原辅材料使用情况进一步细化制鞋行业VOCs排放系数.相关计算公式如下:

G=P=P1+P2+P3+P4+P5(1)

式中,G为VOCs总产生量(kg),P为VOCs的总排放量(kg),其中P1为废气处理前排入空气中的VOCs量(kg),P2为排入到水体中的VOCs量(kg),P3为排入到固废中VOCs量(kg),P4为产品中VOCs的残留量(kg),P5为生产过程中的损耗量(kg).

考虑到浙江制鞋行业的情况及行业本身的特殊性,相关参数做以下考虑:①P2=0,考虑到制鞋行业无水洗环节,虽然末端治理有采用水喷淋、湿法除漆雾等,但主要是对P1环节的削减.②P3=0,一般企业为避免浪费,胶粘剂等均当日调配,且不使用时加盖密封.部分企业设有喷光(漆)等工序,过程中除漆雾会产生少量的固废,对于制鞋厂的排放系数计算时,此部分可忽略不计.③P4=0,成型过程中需要不断加热,胶粘剂中大部分VOCs挥发到空气中,后续整理包装过程可能会有部分残留于产品,但在后续销售和使用过程中进一步挥发排放,因此可暂忽略产品的残留量.④P5=0,生产过程中的损耗,考虑到胶粘剂、处理剂等均是涂覆在鞋材上,无洒漏等现象,但是部分含喷光(漆)的企业,会有一定的损耗,但该部分用量相对较少,对于制鞋厂系数可暂忽略不计.

综上所述,在对制鞋厂的排放系数计算时可认为VOCs全部排放到环境空气中,即G=P1.若企业安装处理设施,则需考虑处理设施的去除效率及废气的收集效率,经收集处理后排入环境空气的VOCs量可根据公式(2)计算.

Pk=P1×(1-φθ)=G×(1-φθ)(2)

式中,θ为废气收集效率(%),φ为废气治理设施去除效率(%),具体可根据企业现场情况、收集设施、处理工艺及相关要求等确定.考虑到浙江制鞋行业治理设施现状(图2),直排、治理设施失效、不正常运行等情况(约占95%以上),因此本研究计算制鞋厂VOCs排放系数时默认为企业治理设施去除效率为0,少量采用合理治理技术且正常运行的企业则以个例对待.

根据制鞋企业的活动生产水平,可计算制鞋企业VOCs排放系数,如式(3)所示.

式中,fi为某制鞋企业VOCs排放系数(g双-1),αi为某制鞋企业的活动水平,即鞋产量(万双).

原标题:浙江省制鞋行业挥发性有机物污染特征及其排放系数
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