現代中小工業園區作為國家工業基礎發展戰略的重要組成部分，面對日益提高和嚴峻的環保形勢，正積極探索一條“投得起，用得好”的高效治理污染的道路。
本文針對化工、醫 藥、印刷、涂裝等 VOCs 排放行業的中小園區，提出 VOCs 集中收集治理的新概念——廢氣集中處置及資源化利用基礎設施。
建立在我方實施的 VOCs 跨區收集和統一燃燒高效率治理的成功案例上——投資和運行費用較單獨治理均下降 2/3，本文規劃和建立和針對 VOCs 排放中小企業園區的 VOCs 集中處置及資源化利用模型，詳細闡述和對比了分散式治理和集中式治理的利弊。在效率相同的前提下，VOCs 集中治理的投資費用和運行費用較分散式均降低 2/3 強。
此外，濃縮的 VOCs 在保障安全的前提下，可用于燃燒后余熱回收，轉變為一種燃料型資源。
1、中小企業園區 VOCs 治理
揮發性有機物（VOCs, Volatile Organic Compounds）是生成污染物 PM2.5 和臭氧的重要前提，也是我國目前區域復合型空氣污染物的主要貢獻之一，普遍存在于各個工業行業的排放過程當中。
VOCs 及其形成的二次衍生物普遍具有生物毒性，對人體健康和生態環境帶來了極大的負面影響。 至今，中小型園區企業的揮發性有機物的排放和監測也是治理和監管的重點和難點。各地區政府、環保部門和工業園區主管部門長期致力于探索治理效率高、運行成本低、企業負擔小和長期運行可靠的解決辦法。
本文建立在我們實施過的小型集中處置的成功案例上， 結合現有的 VOCs 治理工藝，從模型上構建了一個 VOCs 集中處置及資源化利用中心，即新型 VOCs 治理的基礎設施模型，達到多方受益效果。
2、單廠 VOCs 治理機理和單元
從 VOCs 治理機理上來看，可分為非破壞法和破壞法。非破壞法通過冷凝、物理吸附、 溶劑吸收以及膜分離等方法，去除排放氣體中的 VOCs 組分。該方法對于具有回收再利用價值的 VOCs 有一定的優勢。否則，積存的廢液和危廢要額外處理，極大地增加了治理投入和運行成本，并且額外產生安全問題。
破壞法則是利用現有空氣中的氧氣，通過氧化反應的方式處理 VOCs 生成無害的二氧化碳和水，主要包括生物法、光氧化催化法、低溫等離子破壞、 燃燒氧化和催化氧化法等。
VOCs 的集中處置和資源化利用較為復雜：參與治理的 VOCs 種類較多，濃度差異較大；資源化利用需達到一定的濃縮排放濃度。目前技術條件下，生物法、光氧化和催化法、低溫等離子法只能對特定成分中低濃度的 VOCs 有一定的去除效率，并且效率不高。此外，催化氧化法面對成分復雜 VOCs 也較難取得較好的治理效率。
因此，作為破壞效率最高，VOCs 去除種類最為齊全的燃燒氧化法必然成為唯一選擇。
該工藝條件下，集中收集濃縮后的 VOCs 可以作為一種燃料資源。大部分的 VOCs 超過一定濃度后燃燒是放熱過程，可靠條件下可以做到余熱回收。考慮到 RTO 自身熱回收效率和中小企業排放濃度較低，蓄熱式焚燒 （RTO，Regenerative Thermal Oxidizer）和 VOCs 濃縮技術相結合，將是最佳處理工藝組合。
3、跨區 VOCs 治理成功案例和分析
治理單一中小企業或者大風量 VOCs 排風廠房，單獨配套 RTO 設備的投入和運行成本均過高。
以下，是參與實施的單 RTO 設備治理跨區廠房 VOCs 并達標排放的成功案例，并對治理效率進行可行性分析和對比投入運行成本。
該項目業主單位為河北地區一家日企，包括三個涂裝車間，
一間大物 A（200,000 m³/h， 平均 VOCs 排放濃度為 500 mg/m³）和兩間小物 B 和 C（均為 100,000 m³/h，平均 VOCs 排 放濃度為 500 mg/m³）。
以大物 A 為中心，小物 B 距離大物 A 約 200 m，小物 C 處于小物 B 的另一個方向，距離大物 A 約 80 m，并且跨越一條寬為 8 m的公路。依據當時的成熟技術和工藝，需投入 4 套沸石轉輪濃縮系統（100,000 m³/h，濃縮比 10:1）以及 3 套 RTO 處理系 統（大物 A：22,000 m³/h；小物 B 和 C：均為 11,000 m³/h）。
采用了集中收集，跨區管道運輸濃縮后的 VOCs，統一通過單套大風量 RTO 處理的方案，設計 4 套沸石轉輪濃縮系統（100,000 m³/h，濃縮比為 10:1），增加兩套濃縮脫附的燃燒器和兩套接力風機。在接力風機的保障下，小物B和C濃縮后的VOCs通過螺旋式風管跨區輸送，同大物A濃縮后的VOCs 進行混合（風量 40,000 m³/h，平均濃度 5,000 mg/m³），共同匯入一臺旋轉式 RTO 設備（風 量 45,000 m³/h，VOCs 治理效率大于 97%）進行燃燒處理。該過程可實現余熱回收。
綜合測算兩方案的投入成本和電力、壓縮空氣、燃氣和人力等運營成本，集中收集治理方案的投入和運營成本為分散式方案的 1/3，極大地減輕了企業的負荷。
4、VOCs 集中處置及資源化利用模型
據此成功實例的基礎上，結合約有 200 家中小涂裝生產企業的工業園區，依據各個企業分布、風量和 VOCs 濃度，設計了“一園一策”的工業園區整體治理解決方案——廢氣集中 處置及資源化利用中心。
本文中，將提供基礎設計方案和參數，建立廢氣集中處置及資源化利用中心模型，綜合對比分散式治理模式和集中收集式治理模式的投入和運行成本。
“一園一策”的工業園區污染物排放具有以下特點：企業工藝相似、排放 VOCs 的成份相同、排放 VOCs 的濃度規律相似；單個工廠的規模較小，產能不固定等。根據排查情況， 設計參數如表 1：

該園區有 200 家企業，園區大小約 4 平方千米，多為中小型涂裝企業，廢氣成分復雜。根據實際情況，設計每家企業平均風量為 10,000m³/h（總計 2,000,000 m³/h），平均廢氣濃度 300 mg/m³。綜合選用“濃縮+RTO”治理工藝，建立模型如圖 1 所示：

廢氣收集端每 10 家企業（每家企業平均風量 10,000 m³/h，平均廢氣濃度 300 mg/ m³） 匯總到1套100,000 m³/h濃縮轉輪。濃縮后廢氣量為10,000 m³/h，平均廢氣濃度3000 mg/ m³。5 套濃縮后廢氣再匯集到 1 套 RTO 治理設備（53,000 m³/h、平均廢氣濃度 3,000 mg/ m³）， 設計處理效率大99%。通過合理布局收集管網，整個園區最終僅需要 4 套 RTO 治理設備 就能滿足需求。
本文中，根據圖 1 建立廢氣集中處置及資源化利用中心模型，綜合對比分散式治理模式 和集中收集式治理模式的投入和運行成本如表 2 所示（按 200 家企業計算）：

表 2 分散和集中治理投入運行成本對比
通過投入成本分析，分散治理由于需要每家企業單獨上一套 RTO 設備，所以投入資金明顯遠大于集中治理。分散治理的收集系統和排放系統投入也明顯大于集中治理。盡管集中治理轉輪部分增加了部分投入，但總的投入也幾乎只有分散治理的四分之一。
所以從投入總體成本上來講，集中治理平均每家企業投入成本僅為 62.6 萬元，遠低于分散治理平均每家企業 229.5 萬元的投入成本。因此，集中治理明顯優于分散治理。
從運行成本上看，集中治理由于管道鋪設較長，壓損較大，需要額外增加接力風機，造成運行時電費高于分散治理；分散治理的廢氣熱值明顯低于濃縮之后的廢氣熱值，造成分散治理需要補充大量天然氣；RTO 運行需要有人專業維護，分散治理需要的運維人員遠大于集中治理，而且大部分中小企業難以配備專業人員，在培訓及安全上也難以保證廢氣處理設備的正常穩定運行。集中治理平均每家企業運營成本僅為 10.9 萬元，遠低于分散治理平均每家企業 34.0 萬元的運營成本，集中治理也明顯優于分散治理。
5、新挑戰和新課題
建設廢氣集中處置及資源化利用“基礎設施”，同樣面臨如政策、融資、規劃設計、技術工藝、安全、材料等多方面的挑戰。需要強有力的政府機構積極推動，各方有實力的科研單位配合探索，確立新方向、建立新課題，共同整合治理的各個要素，不斷優化整體解決方案，最終達到提高園區廢氣治理效率提高，企業負擔降低的效果。
現今，一些發達地區的政府部門已經開始積極探索和施行集中廢氣治理的方法。
6、總結
目前，如何解決中小企業園區 VOCs 高標準、低投入的綜合排放治理仍是難點。隨著環保治理的深入和精細化，政府推動、資本撬動、園區托管、企業合作下的組織化、規模化、集中化的新型環保基礎設施必將成為多方的共識，最大的發揮產業園區集中帶來的優勢。

來源：環保

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