工业集中区内居民小区恶臭污染成因及控制

第一章绪论 1.1研究背景及意义 1.1.1研究背景 纵观中国经济发展史,从计划经济到市场经济体制确立,前后几十年,随着国家实力的增强,我国人民生活水平得到直线提升,物质生活丰富的同时使得人们越来越注重环境的质量,人们对周边环境的容忍度也越来越敏感。

  第一章绪论

  1.1研究背景及意义

  1.1.1研究背景
  纵观中国经济发展史,从计划经济到市场经济体制确立,前后几十年,随着国家实力的增强,我国人民生活水平得到直线提升,物质生活丰富的同时使得人们越来越注重环境的质量,人们对周边环境的容忍度也越来越敏感。随着经济的发展,城市化进程的加速,原先的城市规划、产业布局与新居民小区的建设,伴随着城市恶臭污染投诉日益增多。
  根据1994年xxxx批复“苏州工业园区首期开发建设八平方公里,规划发展面积70平方公里”,按照60万人口规模规划建设。截至2016年底苏州工业园区就业人口约75.6万,常驻人口接近100万。随着城市的开发建设,部分居民小区周边遍布企业,企业生产产生的恶臭污染严重影响居民生活,本课题选取苏州工业园区工业集中区内某小区,其研究对象锁定在该小区恶臭污染背后的成因,并试图找出解决的方法。
  1.1.2研究目的及意义
  本项研究旨在对工业集中区内居民小区恶臭污染成因及控制进行研究,通过对企业的调查,分析恶臭气体的形成原因,控制恶臭气体排放,采取源头控制及末端治理技术降低恶臭气体排放,从而在根本上治理恶臭环境问题,从整体上提高环境质量,努力建设生态环境。因此笔者重点探讨苏州工业园区汀兰家园小区,以该小区为圆心对其周边1KM范围内相关区域进行相关调查,根据该小区周边恶臭污染源排查的结果,挑选恶臭污染排放企业,对主要污染物采取科学的治理方式,找出产生问题的根源,并针对性地制定可行的治理和管理方案,治理该小区周边恶臭污染企业,同时为同类型居民生活小区恶臭治理提供技术支持和管理参考。

  1.2研究内容

  (1)通过阅读书籍和文献对恶臭污染物有所了解,同时了解恶臭污染的基本成因。结合本人日常工作及信访情况,探究汀兰家园小区的恶臭污染现状,明确区域内恶臭污染的种类及分布规律,通过对比国内外恶臭研究的结论与成果,进而研究苏州工业园区汀兰家园小区的恶臭污染的成因及控制方法。
  (2)日常工作中开展关于苏州工业园区中新区东北部地区内汀兰家园小区周边地区的废气专项排查行动及后续持续治理跟踪,对周边区域一公里范围内所有企业进行排查,通过排查收集企业环评、审批、工艺、原材料、废气治理设施、监测报告等第一手详尽资料,了解苏州工业园区中新区东北部地区内汀兰家园小区周边地区企业的恶臭排污状况,同时结合例年来该地区的信访数据,分析该区域内恶臭污染的现状及规律。
  (3)以调查资料为依托,筛选出该区域内废气排放企业进一步深入调查研究,从产过程中使用的原辅材料入手结合及主要生产工艺,判断恶臭污染的产生环节。再根据企业的环保监测数据来对比各企业所采用的处理工艺的优劣,从而制定定较为有效的控制措施。
  (4)在阅读充实理论知识和实地调查的基础上,将恶臭物质的种类、分布以及它形成的原因进行分类管理,再形成资料档案;同时对结合气象条件、信访情况及实地巡查情况,再辅以对该小区居民的走访及案卷调查结果,对苏州工业园区中新区东北部地区内汀兰家园小区周边恶臭污染作出具体、详细的记录,并将其扩散影响因素弄清楚。

  1.3技术路线

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  1.4国内外研究动态

  1.4.1国外研究动态
  国外恶臭污染的研究始于上世纪50年代末,由于恶臭污染的投诉事件不断增多,促使各国XX开始关注并重视恶臭污染,为此都陆续增加了较高的成本投入,目的就是要综合治理环境问题,找准原因,彻底解决。[3]
  日本是世界上第一个着手研究恶臭污染并制定标准的国家。20世纪60年代,日本的鱼骨场和皮革厂发展迅猛,随之带来的恶臭污染与日俱增,日本XX随之开始对恶臭的管理进行研究和分析。[4]1966年制定的《宫城公害防止条例》,其中首次采用了食盐水作为参考标准对恶臭的浓度进行了限定。到1971年,日本XX通过了《恶臭防治法》,[5]并具体规定了恶臭物质的排放标准,根据该法案,氨、三甲醇等化学物质都属于恶臭物质,因此在排放过程中其浓度要符合法案规定。为了从严治理恶臭问题,还成立了专门的研究会。[6]此外,日本还率先开展研究各式各样的恶臭测试方法,其中比较典型的是“三点比较式臭袋法”,而且现在该测试方法已作为嗅觉测试标准方法写入《恶臭防止法》修正法案。[7]直至现在,日本除首都东京外,其他30多个地方XX都在恶臭防治条例中加入了一条检测方法,那就是嗅觉测试法。
  荷兰是欧盟的重要成员国。早在1971年,荷兰就规定了有关恶臭污染的评价标准,就其级别而言,属于国家级的限制标准,这在欧盟组织内还是第一个先例。当时的荷兰制定该标准主要的指向对象是畜禽养殖业,比如各种养猪场等,其畜禽养殖的数量要符合国家规定的相关标准。此外,设置养猪场的位置也要和居民区保持距离,该距离设定的目的是保护居民区不被污染,当然距离多少也要符合相关规定。此后,荷兰又于1984年正式公布了《空气质量大纲》,其目的在于控制工业污染中的恶臭问题,该大纲中也把嗅觉针作为检测方法。嗅觉针可以测定恶臭物质所具有的实际浓度,通过扩散模型的再次处理,可以判断该恶臭浓度是否会对周边环境造成影响,检测标准是要看单位小时内该恶臭浓度的平均值。基于此,荷兰规定了工厂排放恶臭物质要符合一定的标准,该标准共计两项。
  从世界范围来看,首个对恶臭物质进行检测的国家是澳大利亚。澳大利亚在治理恶臭污染时所采取的方式就是大气扩散模型。80年代,人们对恶臭污染的投诉在澳大利亚变极为普遍,就其投诉率看,达到了91.3%。因此引起了澳洲XX的高度关注。所以便开始着手处理恶臭问题,先是检测恶臭的排放源,然后通过大气扩散模型加以治理。之后,还就恶臭问题开展了世界性的的研讨,研讨会于2001年举行,地点设在悉尼。具体的研讨内容包括各种检测技术,比如电源采样技术等,并根据测定结果制定了系统的处理方案。这标志着澳大利亚XX对于恶臭污染的高度重度和严格治理的决心,当然也为世界防治恶臭污染的工作提供了必要的参考价值。紧接着澳洲XX确定了恶臭浓度的检测标准,该标准是通过动态嗅觉仪完成检测的。
  从研究对象的角度来分析,国外很多学者都倾向于就恶臭的评价方面展开探讨,也有部分学者对恶臭的的控制方法和技术研究、恶臭的测试方法研究等方面。[9]恶臭污染控制技术的研究较之其他方面的研究更受学者的青睐,而物理法、化学法等则存在于很多论述著作中,是众多学者推举的处理方法。其中最受推崇的恶臭处理方法则是生物法。上世纪中叶很多国外的学者便开启了生物脱臭法的研究,该处理方法操作步骤相对简单,所需的资金成本也很有限,且处理效果十分显著,还有一个优势就是不会过多地造成二次污染,因此这和保护环境的初衷具有一致性。发展到八十年代,生物脱臭法便成为热门。该技术又可细化为三种细节处理方式,即生物滤池、生物洗涤塔和滴滤池。
  1.4.2国内研究动态
  改革开放至今,我国经济高速发展,但由于受基础设施差,处理工艺落后等条件的限制,导致我国在恶臭污染的防治以及控制研究工作方面起步相对较晚。我国真正意义上开始对于恶臭污染的系统研究要追溯到上个世纪八十年代,当时天津市在对日本国家有关恶臭防治方案进行充分研究的基础上,于1986年颁布了《天津市恶臭污染排放标准》,其中对于恶臭物质的排放浓度进行了限制,这在当时的中国算是首例。[14]直到1993年国家才暂时性地规定了恶臭污染物的排放标准,从而确立了嗅觉检测法为国家级的恶臭测定方式,也就是所谓的三点比较式臭袋法。这个标准使我国原本不规范的恶臭测定方法实现了标准化,[20]有利于我国对恶臭污染的治理,同时也极大的完善了恶臭污染研究的控制技术。
  随后国家恶臭污染实验室成立,该实验室先是由天津市提出申请,之后才由国家环保总局牵头,在全国范围内成立了第一个部级级别的恶臭控制实验室,其成立时间为2002年。至此,我国的恶臭污染防治工作才正式展开,各种关于恶臭污染测试以及恶臭污染管理的探究会议也开始定期举行,届时很多专家都会出席,共同商讨当前恶臭污染的发展情况,也会就国内外该方面的相关研究展开讨论。
  我国目前仍处于社会主义初级阶段,国民生产力尚需大力发展,虽然国家已开始关注并实施相应的恶臭污染防治对策,但由于我国的污染治理技术条件有限,相关的法律法规也不完善,对污染防治的方法不成熟,因此恶臭污染的事件时有发生,随着城镇化进程的不断加快,恶臭污染所带来的社会问题也将不断扩大,甚至升级。
  整体来讲,我国对恶臭污染的研究还处于探索阶段,在恶臭污染的成因、恶臭污染的来源、恶臭污染的扩散影响因素方面,我国专家学者的研究还不充足。[17]。尽管国内很多专家学者都已经开始致力于恶臭的研究,但是恶臭污染来源的错综性,成因的复杂性,种类的多样性让我国研究者很难入手,再加上我国这方面的研究人员还不充分,研究力量比较单薄,所以很多研究还都要靠国外的技术才能实现,这也让我国对恶臭污染的研究面临着很多难以解决的问题。[16]

  第二章恶臭污染相关理论简述

  2.1恶臭污染概述

  关于恶臭的概念是这样定义的,那就是所有可以引起人类不愉快的嗅觉体验的气味,且该气味对于环境具有破坏性。[22]目前国内外普遍统一将恶臭看作是一种引起人类不愉快的嗅觉体验的,危及生理健康的有害气味。[23]而恶臭污染就是恶臭物质以空气传播作为主要方式和路径,进入人类的嗅觉器官,从而给人生理健康方面造成影响的特殊的大气污染形式。
  2.1.1恶臭物质种类
  目前被定义为恶臭的物质大概有几千多种,根据其组分一般包括如下几种物质:第一种是如硫化氢之类的含有硫化物的污染物质;第二种就是如氨之类的含有氮化物的污染物质;此外还包括含有卤素的物质,也包括卤素衍生出来的化学物质;再就是含氧有机物以及烃类物质,例如酚和烷烃等物质都属于该类恶臭物质。
  表2-1主要恶臭污染物种类及来源
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  而这五大类中,在工业企业中所涉及的恶臭物质的种类概况如下表:
  表2-2工业生产中恶臭物质种类
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  2.2.2恶臭物质来源
  恶臭的污染源主要分两种:自然发生源和人工发生源。[24]自然发生源包括一些死水湖泊中,水藻植物自身所产生的恶臭;动植物死亡后,其尸体腐烂被微生物如好养细菌和厌氧细菌等代谢分解所产生的恶臭;还有雷电、火山喷发等自然现象所导致的恶臭污染。[24]
  人工发生源也可以分为两类:生活污染源和生产污染源。生活污染源顾名思义就是生活中的污染源,这些垃圾主要来源于人们日常的排泄和生活垃圾。在城市中,一些垃圾焚烧厂、垃圾中转站、化粪池、污水处理厂等都会产生各式各样的恶臭污染。[21]
  所谓的生产污染源主要就是来自人类的生产过程,生产之中以工业生产所造成的恶臭污染最为突出。随着工业进程的进一步加快,越来越多的如喷涂印染厂、科技制造业、制革厂、生物制药厂、污水处理厂、啤酒厂、造纸厂、食品加工业等需要大量有机物质和有异味的无机物为原料的企业已经在世界范围内兴起,这些企业在生产的同时也会产生不可计量的恶臭污染,对环境造成了很大的污染。另外一些肉类加工厂、屠宰场等,其加工过程中加工工艺的流程以及动物尸体堆放时间长了导致的腐败也会产生恶臭污染。[25]下表罗列了一些工业恶臭物质的来源:
  表2-3工业恶臭物质主要来源
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  2.2.3恶臭污染特点
  人体的嗅觉器官会对恶臭物质产生不愉快的体验,因此可以说嗅觉对恶臭污染具有一定的衡量作用,这是该污染物质所具有的特殊性质,主要归纳为以下几点:
  (1)复杂性:由于恶臭物质种类众多,并且大多数以混合物的形式存在,从根本上造就了恶臭污染的复杂性,而影响恶臭污染的原辅材料,尤其是有机材料,除了本身所产生的恶臭污染外,由于各个企业生产的产品各不相同,生产工艺也鲜有类似,因而材料在加工和尾气排放方面产生的恶臭物质也有很大差别。同时,单一的恶臭物质进入环境后,经过相互叠加、相互反应或相互聚合后,衍生出另一种单一恶臭物质,或者新的恶臭物质,也增加了我们在对恶臭污染进行测定和分析时的困难程度,甚至容易造成无法判定到底是何种物质引发的恶臭污染。
  (2)主观性:恶臭污染是以人的主观感觉作为评价恶臭污染程度的依据,而人的嗅觉辨别不同于仪器分析,因个体存在差异,使得分析结果出现几倍、几十倍或上千倍的波动。而由于恶臭污染大多是由低浓度成分的物质构成,仪器很难将其辨别出来,而人却能感知其带来的不快感,而这些低浓度成分的物质都积累到阈值时,就会引发强烈的恶臭。
  (3)区域性:恶臭的扩散通常受风向、风速的影响,因此恶臭污染经常是在恶臭污染产生的某一范围内可以闻到,超过这一范围就很难辨别该种恶臭。高空排放的恶臭污染本身扩散面积就大,根据风向及风力情况,形成一个以该污染源为圆心,风力为动力半径的污染圈,圈外则不受恶臭污染影响,而无组织排放的恶臭污染多受风力因素影响,静风状态下,恶臭物质仅弥漫在厂界四周,有风状态下,则同高空污染排放的原理类同,形成一个污染圈,只不过影响面积更小而已。
  (4)时段性:恶臭污染除了受风向、风速的影响,还与气温、气压等气象条件息息相关。一般来说,恶臭污染的影响与气温、气压成反比,因为温度越高,恶臭物质更容易消解扩散,随暖气流也更容易抬升至大气层,因此恶臭污染的影响也越小,所以冬季比夏季更容易发生恶臭污染;而气压越低,恶臭物质较易集聚在地表层,因此对人类带来的影响更为明显,所以晚上比早上更容易发生恶臭污染。同时,如果恶臭污染没有彻底解决,恶臭污染则会呈现一个周期性,即每当冬天来临或夜晚降临之际,恶臭污染则如约而至,周而复始。

  2.2恶臭的测定及评价标准

  2.2.1恶臭的测定方法
  仪器分析法和器官测定法为当前用来检测恶臭成分的主要方法。前者需要借助一种仪器进行,该仪器可以分析和检测恶臭的具体成分;而后者则是依照人的嗅觉器官发生感应为参考标准建立的一种检测方式。
  (1)仪器分析法
  该检测方法可以检测到恶臭物质内含有的各种有机酸、醛等相关分子的含量,主要是通过分析仪器完成的,其中气象色谱分析仪和色纸联用分析仪为主要辅助检测以[25]。
  表2-4仪器测定方法
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  仪器分析法具有很多优势,比如其检测所需的时间很短,且可以在同一时间对数个物质进行检测,但是仪器分析法也存在不足之处[26]:
  ①定性困难:很多挥发恶臭气味的气体含有很多物质,其中不足1%-2%的物质来源于恶臭物质,但是通过仪器分析,却无法把此类物质找出来。
  ②定量困难:从浓度上分析,个别的恶臭物质只具有10-12g·g-1,这种超低浓度的物质很难采集到测样,所以想要对其进行仪器分析自然无法实现。再就是仪器本身对于那些浓度较低的物质无法做出敏感的分析,造成分析结果呈现了较大偏差。
  除了以上两个缺陷外,仪器分析法仅仅是对物质恶臭成分的浓度进行检测,具体到恶臭强度则不做反映,因此这不符合相关的检测标准。[27]。再就是耗资层面上,仪器分析法需要投入较高的费用,这就增加了检测成本开支。
  (2)感官测定法
  相对于仪器检测法,感官检测法主要的检测方式是利用人体嗅觉器官对恶臭物质的反映程度来评估其性质的,因此可以实现对恶臭物质的浓度和强度双重分析。但是人体的嗅觉器官也有敏感度的差异性,所以其评价分析结果会表现出较高的主观性,从而无法保证客观性[28]。目前我国所使用的方法为GB/T14675-93“三点比较式臭袋法”,该方法的优点在于重复性与再现性较好且测试结果较精准,而操作简便,仪器成本低,易于大范围推广。
  该方法主要凭借人的鼻子对恶臭污染进行辨别,而根据臭气味质不同,多以某种比喻方式对恶臭物质的气味加以描述和呈现。比如我们常说的臭鸡蛋味就是用来描述硫化氢的气味的。从化学角度分析,通过稀释可以有效地改变物质的臭气味质。但是实验操作一般是通过气味图来反映这种味质的。在国外,所采用的气味评价法主要是通过不同的词汇界定各种气味的标准。
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  图2-5气味轮图
  值得一提的是,“臭”的概念不是单一的恶臭性质,还包括食品过期后其散发出来的食品香味。某些恶臭气体在不同浓度时的气味性质是不同的,例如吲哚在高浓度下呈现粪便的臭味,而在低浓度之下则呈现出花香味。而感官测试法的最大缺点是该方法主要凭借的是嗅辨员主观评价,针对个别浓度较低的物质或者具有毒性的物质而言,该检测方式存在局限性,同时分析需大量的测臭人员(判定师1个、嗅辨员6个、记录员1个),故分析费用较为昂贵。因此感官测定法仅是一种测定手段,可以单独使用,若跟仪器分析方法配套使用则会使分析结果显的更为客观。
  2.2.2恶臭的评价标准
  恶臭有强度之分,除此之外,根据其广泛性也可以进行评价。常用的评价标准是恶臭浓度,指的是恶臭物质对于环境所产生的污染程度,恶臭浓度反映了恶臭物质的广泛性[32]。就当前来看,恶臭浓度、强度等四个方面的评价标准构成了对恶臭物质的综合描述[9]。
  (1)恶臭强度标准
  嗅辨员会根据恶臭物质的臭味强度划分为不同的等级。但是臭味等级会因为国家地域的不同而呈现差异性。在亚洲国家,比如我国和日本,实行的是五级分级制,但是西方很多国家已将级别细化至八级了。[14]。
  表2-6我国恶臭强度标准
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  (2)臭气浓度和臭气指数
  1993年,我国正式确立了恶臭排放物的标准,同时还规定了具体的恶臭物质分析方法。在对恶臭进行定性评价时,也采用了恶臭浓度和臭气指数作为评价的主要标准[33]。
  在对恶臭物质进行分析检测的过程中,官能检测法会通过臭气浓度评价恶臭物质的特性。但是在检测时,其样品都是经过稀释处理的。国外很多国家,比如欧X家采用的也是恶臭浓度,其符号为OU·m-3。这和化学浓度符号mg·m-3有相似之处。我们可以理解为123ug正丁醇在1m3无味气体中所呈现的浓度比。然后以此为参考,将其他恶臭物质和该浓度进行对比,得出的就是恶臭浓度[34]。
  以下是臭气浓度和仪器分析浓度的比例式:
  表2-7部分恶臭物质浓度与恶臭强度的对应关系
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  (3)恶臭散发率
  该指标是对恶臭污染源的强度反映,通过官能检测法得到对应的臭气浓度,臭气浓度乘以臭气的排放量,所得的积就是恶臭散发率。
  表2-6恶臭散发率与恶臭污染程度的关系
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  (4)厌恶度
  该指标反映的人体嗅觉器官对恶臭物质的厌恶程度,是通过心理感知进行的一种评价标准。很多国家会针对厌恶的程度制定级别进行强度描述,比如日本制定的厌恶等级是9级。虽然改评价指标更贴切生活,但是实际的运用并不多见[35]。
  一般来讲,恶臭物质需要经过三个过程才能被人体意识到,首先是恶臭物质的产生,接着需要借助空气进行扩散和传播,最后才能被人体嗅觉器官感知到。
  先分析恶臭的产生的过程,该过程需要先是源自企业生产工艺品,然后造成各种形态的恶臭物质,最后是恶臭以某种模式得以产生。其次分析恶臭的扩散,其传播媒介主要是通过空气,且该过程中会受到天气状况和地理形态的影响。最后就是人体感知过程,人体的生理状态和本身具有的生理承受力等因素也会影响其感知恶臭气味的程度。本论文将主要根据以上三个过程展开对恶臭污染的分析和评价。

  第三章苏州工业园区中新区东北部地区汀兰家园小区周边地区恶臭污染的调查

  苏州工业园区是中国和新加坡两国XX的合作项目,作为一个现代化的工业园区,其内部采用的是现代化的先进技术,所经营的产业主要涉及工业性质的生产加工,辅以各种服务性质的第三产业。该工业园区是苏州对外开放的标志。施工于1994年5月,落成后规划了278km2的行政面积,地理位置优越,金鸡湖畔风景秀丽,交通便利。单看中新合作开发区,其占地面积就达到了80km2,原本分为娄葑镇、唯亭镇、胜浦镇三个下辖镇,2012年末,园区XX将下辖镇重新整改,所有镇全部撤销,娄葑镇分为娄葑街道和斜塘街道,唯亭镇改为唯亭街道,胜浦镇改为胜浦街道,各街道以外的区域为中新区。
  汀兰家园位于星龙街515号,星龙街以西,汀兰巷以南,由中新苏州工业园区开发集团股份有限公司开发建设,项目占地9公顷,总建面9万平方米,一期规划普通公寓、套间式公寓和商业配套,共有有8幢楼公寓1096套。中新集团开发汀兰家园项目,主要为园区入住企业解决员工住宿的问题,给到园区就业的外来人员提供舒适、整洁、安全的居住环境,既方便企业统一管理,又可以使员工安全、安心、稳定地在园区就业。二期开发为住宅区,共建设住宅楼10幢(5幢多层,5幢高层)规划558户。据了解在出售合同中并未对小区可能存在的企业废气排放对小区造成的影响进行明确告知。目前该小区一期公寓居住约2500人,二期住宅居住约1600人户籍人数约200人。

  3.1恶臭调查区域

  本次调查以苏州工业园区汀兰家园小区为中心的周边区域,该区域位于苏州工业园区中新区东北部地区,该地区范围内不仅工业企业密集,而且行业覆盖面较广,涵盖了喷涂、电子、橡胶、半导体、食品加工等行业。更为关键的是居民区镶嵌其中,异味扰民现象较为突出,随着近几年房价的上涨,该小区二期由集宿楼改为住宅销售后厂群矛盾愈演愈烈,信访量急速上升,已成为苏州工业园区环保最热的信访区域之一,此次调查以该工业集中区内汀兰家园小区为中心,对其周边一公里区域内所有企业进行调查,选取其中有工业恶臭污染排放的企业,对该地区的工业恶臭污染排放进行全面分析,下图所示为实地调查的区域信息:
  图3-1污染源调查范围图
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  3.2恶臭调查内容及方法

  本课题主要是研究工业集中区内居民小区恶臭污染的成因及控制。首先调查该区域内恶臭污染源,2014年初该区域恶臭信访集中爆发,该年中苏州工业园区环境监察大队针对该区域制定了排查计划,对区域内所有企业进行排查并筛选出涉及恶臭排放企业,排查同时进行早、中、晚全天候巡查,巡查中记录恶臭污染情况。排查中收集恶臭污染排放企业环评资料,并现场详细查看各类工艺的生产过程,并具体考查了恶臭形成的主要环节。同时结合气象条件、信息调查、开展居民座谈会及辅以问卷调查,了解该区域恶臭污染情况。排查过程中同时针对恶臭企业进行现场监测,要求企业进行自我监测。据此来研究该工业集中区内居民小区恶臭污染的成因。

  3.3调查结果

  3.3.1拉网排查重点污染源调查法
  该方法主要是针对选定区域内企业进行拉网式全部排查,对区域内所有企业进行走访,主要了解其工艺流程、原料辅材料的使用情况、污染源排放情况、污染物治理情况等,并进行分类汇总,如表3-2:
  表3-2企业情况调查表
 
  工业集中区内居民小区恶臭污染成因及控制
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  通过区域排查,该工业集中区内企业的恶臭污染物质主要分为三类:
  第一类恶臭污染源为原材料,该原材料自身带有气味,未发生化学反应。如喷涂行业油漆及稀释剂通过加压喷出所散发出的气味、注塑行业塑料粒子加热所散发出的气味,电机制造定子浸漆及转子底漆过程中绝缘漆加热散发出的气味,
  第二类恶臭源污染为生产所产生的废物,废物在处置过程中产生的气味。如食品行业废水处置时污水处理站逸出的恶臭物质物质,该物质成分复杂,不能明确排查清楚,仅能对其中特定物质进行监测,如硫化氢、氨等。
  第三类恶臭污染源为原材料加热后发生化学反应、如刹车片生产过程高温加热原材料所散发出的气味。
  3.3.2信访调查法
  恶臭污染作为一种特殊的大气污染,虽然成分复杂,但其有一经发生及其容易被人感知的特点。人们往往通过信访投诉途径来反映此类环境问题。通过分析该地区信访数据,能有代表性的反映恶臭污染的发生规律和分布时间。通过分析收集园区中新区东北部地区2011-2014年关于异味信访投诉数据资料,如图3-3.同时以信访较多的6月作为特殊时间进行全天候信访数据分析,获取信访数据如图3-4.
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  图3-32011年至2014年信访数据
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  图3-4单天投诉时间段和投诉量关系图
  从图3.3.2-1和图3.3.2-2中可以看出,恶臭污染投诉呈逐年上升态势,每年自4月起异味投诉开始上升,5月、6月为第一高峰期,进入7月后又开始逐月下降,直至9月、10月迎来第二高峰期,11月之后投诉量也逐步下降,可能与温度降低有关,直至来年2月。而以单天时段分析,投诉高峰一般出现在晚17时以后,18时至21时的投诉较为集中,而凌晨至昼间的投诉量较少且相对较平稳。
  3.3.3问卷调查法
  恶臭污染人的主观影响很大,因此问卷调查在此次恶臭污染调查中的地位相对较强。本次调查以汀兰家园小区居民为主要调查对象,根据前期摸排,针对该区域居民文化程度、职业因素、相关知识,有针对性的设计调查问卷,在该小区整治前后分别进行1次问卷调查并协同社区进行。共选择该小区100户居民进行问卷调查,问卷按户发放,并做相关解释,累计共发放问卷196份,约占该小区总户数的20%,前期调查问卷见表3-4。
  表3-5恶臭污染问卷前期调查表
  工业集中区内居民小区恶臭污染成因及控制
  此次调查问卷充分结合前期排查情况,主要根据企业恶臭排放特征、从恶臭发生频率、季节、时段、主要气味特征、天气因素等五个方面对居民进行调查,且以家庭为单位,能充分反映该小区恶臭污染发生的特征、时间及频率。气味特征及每天发生时间为多选,其余为单选项,从统计结果看,约90%的家庭认为恶臭发生率较高,主要以油漆味、注塑味及烧焦味为主。从辨识度来讲,油漆味辨识度最强。恶臭发生的季节以春、秋季更为明显,一天中则早、晚发生较多。
  3.3.4现场监测法
  经现场排查,54家单位中有废气有组织排放的单位20家,结合现场排查、巡查及问卷调查选取喷涂、电子、食品业中的10家重点单位进行废气监测,监测指标为非甲烷总烃和臭气浓度,监测表明,5家单位存在不同程度的废气超标排放情况,其中3家非甲烷总烃超标严重,最高超标倍数2.2倍,10家单位臭气浓度均有不同程度的超标,最为严重的高出标准20.5倍,其中喷涂行业非甲烷总烃超标的单位其臭气浓度也同样超标。
  同时,为了更好的反映调查区域的恶臭污染情况,对在汀兰家园小区东、南、西、北四周及小区内部开展了无组织废气采样,通过气相色谱/质谱全扫描定性、定量分析63种有机物质,数据如表3-6。
  表3-6有机物质监测数据
 工业集中区内居民小区恶臭污染成因及控制
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  3.4汀兰家园小区恶臭污染的现状

  从调查结果来看汀兰家园小区的恶臭污染现状较为严峻,全年60%为恶臭污染天。通过工业区和小区的有机物质分析结果表明,两者的有一定的关联性且程度较高,因此可以推断引起汀兰家园小区恶臭污染的主要原因为工业企业的排污,其中以喷涂行业和新材料加工行业的影响更为明显,引起臭气浓度超标的主要物质为苯系物、乙酸乙酯、卤代烃、溶剂类化合物、己烷、丙酮。
  同时由于汀兰家园小区位于工业集中区内部,周边企业多,排污量大,造成了目前恶臭污染的现状。从一天分析早、晚恶臭污染较为突出,从季节分析,春季、秋季恶臭污染比夏季、冬季更为明显。

  3.5调查过程中遇到的主要问题。

  1、对企业的监管不能做到全天无死角,故在调查过程中不能全面掌握企业排污状况,监测数据也仅能反映检查当日情况,监测频次较少。
  2、该地区企业排查做到了全部排查,但在收集资料方面,收集的资料均为企业自己提供,个别企业可能存在瞒报、谎报的情况,在日常检查中由于个人业务水平有限,未能对原辅材料用量等相关数据核实到位,可能影响调查数据的真实性和可靠性。
  3、在对小区和工业废气监测方面,由于无法确保关联企业全部按正常工况运行,且监测时也未考虑时间及气象等因素,因而监测数据在反应工业区和小区的实际污染情况方面可能有所不同,但不妨碍其作为关联度考核的一个因素。
  4、问卷调查由于汀兰家园小区居民对该地区恶臭污染存在情绪,可能对调查存在一定的影响。由于心理影响对于恶臭又是很关键的因素,而心理影响往往会影响嗅觉辨识,这样就使得测定难度较大。心理影响也无法通过技术定量分析得出。问卷调查户数较多,且精力有限,针对恶臭特性的解释工作可能做的不到位,可能影响恶臭气味的辨识。

  第四章恶臭污染影响因素及成因分析

  4.1区域地形、地物对恶臭污染影响的分析

  苏州工业园区位于苏州老城区东侧,整各地区均属冲积平原地质区及基岩山丘工程地质区,除表层土层经人类活动而堆积外,其余均为第四纪沉积层,坡度平缓,一般呈水平成层、交互层或夹层,较有规律。地质特点表现为:地势平整,地质较硬,地耐力较强。区内土地承载力为每平方米20吨以上,土质以粘土为主。苏州工业园区属无地震区,历史上从无地震、台风和其它重大自然灾害的记载。园区土地标高一般为4.6~5.20米(吴淞标高)。
  4.1.1地形对恶臭污染的影响
  由于地形不同,导致地表的受热情况各不相同,而近地大气层的状况基本保持稳定,不同的局地温度使得大气层产生了不同的增温速度和冷缺速度,从而形成空气环流。在局部环流的影响下,更利于恶臭污染的扩散。
  4.1.2地物对恶臭污染的影响
  地物的影响首先是有组织废气排气筒本身的影响。废气排气筒使得排放的恶臭物质向高空排放,高空排放使得恶臭气体的扩散增大面积,而进入高空的恶臭物质也能随空气的净化而浓度变低,但是在静风等特殊条件下,当烟气排放温度与周围空气的温度一致时,容易在废气排气筒的下风向产生负压,废气排气筒至近地表就产生一股下降气流,而恶臭气团因失去抬升动力,受负压作用就会顺着气团向地面下降,随着时间积累,地表局部叠加的恶臭物质不断增加,恶臭浓度也随之不断上升,当恶臭物质浓度到达一定值时便会引发恶臭污染。
  地物的影响其次是地面建筑物的影响。园区作为全国最为发达的区县之一,该区域建筑密度非常大,建筑成群,工厂广部,所产生的热岛效应非常明显,而热岛效应就会引发区域小气候的变化,直接的或间接的使加剧恶臭污染的不利扩散加剧。同时,由于受城市建筑物的影响,地面粗糙度变大,空气流动受其影响而减缓甚至形成静止状态,也不利于恶臭物质的扩散,从而引发该区域的恶臭污染。

  4.2气象条件对恶臭污染的影响

  气象因素中主要包括两种影响因子,一是以气温气压、大气稳定度等为主的热力因子。另一种则是以风向风速、大气湍流等为主的动力因子。
  4.2.1苏州工业园区气象
  苏州工业园区位于北亚热带南部,属亚热带季风海洋性气候,气候温和,四季分明。年平均温度:15.8℃(最高39.2℃,最低-9.8℃),无霜期长达230天左右。年平均相对湿度:80%,平均降水量:1086.6mm,年平均气压:1100.7hpa,年平均风速:3.6米/秒。风向:常年最多风向为东南风(夏季);其次为西北风(冬季)。
  4.2.2气温气压对恶臭污染的影响
  温度是影响气体扩散一项重要因素,近地层的大气温度直接影响大气的稳定程度,而大气稳定程度又决定了湍流程度,最终影响恶臭污染物的扩散。当温度高时,大气稳定度越差,导致恶臭物质易扩散,相反,温度低时,大气稳定度越好,导致恶臭物质不易扩散。气压则和气温有着密不可分的关系,一般情况下,气温越高,气压越低,因此冬天的气压高于夏天,晴天的气压高于阴天。而气压越高,恶臭物质越易抬升,气压越低,恶臭物质则集聚在近地面,越不易扩散。经调阅园区环境监测中心站气象子站的数据表明,一年中平均最高温度出现在7月,为32.69℃,最低温度则出现在1月,为4.57℃,年平均温度月变化表如表4-1,年平均温度趋势图如表4-2。
  表4-1年平均温度月变化
  工业集中区内居民小区恶臭污染成因及控制
  图4-2年平均温度趋势图
工业集中区内居民小区恶臭污染成因及控制
  从理论上讲,冬季温度最低应该是恶臭污染发生最为严重的季节,夏季温度嘴还应该是恶臭污染发生程度最低的季节,实际上根据该地区信访量来分析汀兰家园小区东、夏两季信访量与理论刚好相反。冬季该地区盛行西北风,从工业部局来看该小区西北方向企业排放恶臭量相对较低,且冬季居民在室内活动较多,通常关闭门窗,使得冬季恶臭污染信访量相对其他季节来说保持低位。夏季盛行东南风,从工业布局看该小区主要恶臭排放企业均布设在小区东南方,夏季居民晚饭后在室外纳凉较多,使得夏季该区恶臭污染信访相对较高。
  4.2.3风向风速对恶臭污染的影响
  风在大气污染扩散中起着极为重要的作用,总体来说其影响恶臭污染物的扩散主要表现为两种形式:一种是随风的输送,另一种是加速混合稀释[30]。恶臭污染的扩散方向与风速风向密切相关,由风速波动形成的湍流使恶臭物质沿风向逐渐延展,恶臭污染面积不断扩大,一般情况下恶臭污染发生多位于主导风向的下风向,而当风力较大的时候,一方面清洁空气更容易形成并加剧恶臭物质的稀释,另一方面恶臭物质在风力作用下也更容易扩散,且速度很快,导致恶臭污染频率降低。相反,当风力较小的时候,稀释作用和扩散作用并不明显,导致恶臭污染频率升高[31]。
  经研究表明,风速与恶臭污染的投诉比例存在着一定关系,一般来说,在轻风和微风状况下恶臭污染投诉就较为集中,投诉比例占到99%以上,而达到疾风状况后几乎不发生恶臭污染。根据园区环境监测中心站气象子站的气象数据资料显示,园区平均风速在1m/s-2.5m/s之间,最高风速出现在春季,风速与投诉比例的关系如图4-3。
工业集中区内居民小区恶臭污染成因及控制
  图4-3风速与恶臭投诉比例关系图
  风向则在影响影响恶臭污染中起主要作用,恶臭污染物经风向的输送,使其位于恶臭排放源下风向的区域面临恶臭污染,并且受到影响的面积随者风向的实时变化而发生变化。根据苏州工业园区环境监测中心站气象子站的气象数据资料显示,园区主导风向为偏东风,其中春、秋两季以东风或东南风为主,夏季盛行南风,冬季则盛行偏北风。园区全年风向玫瑰图4-4。
工业集中区内居民小区恶臭污染成因及控制
  图4-4工业园区风向玫瑰图
  4.2.4大气湍流对恶臭扩散的影响
  大气湍流是一种基本的大气运动,与风力一样,直接影响污染物的扩散。其表现出的湍流扩散能有效的降低局地污染物的浓度。按照大气湍流形成的原因可分为两种湍流,一种是由于垂直方向温度分布不均匀引起的热力湍流,另一种由于垂直方向风速分布不均匀以及地面粗糙度引起的机械湍流[32]。在实际过程中,热力因子和动力因子均能影响大气湍流的强弱。而大气湍流主要使污染物在风力的输送过程中不断扩大影响面积,而这种扩展是以三维方式进行的,在这个过程中,大量的清洁空气涌入其中并进行混合,而污染物则以置换的方式逐步转移到混合空气中,从而起到降低恶臭浓度的效果。
  4.2.5大气稳定度对恶臭扩散的影响
  大气稳定度则是影响恶臭扩散的又一关键因素。大气稳定度是指在垂直方向上大气的稳定程度,也可以理解成易发生对流现象的程度,主要表现为稳定、不稳定和中性三种状态。当大气稳定度较差时,大气层底部受地面辐射的影响,温度升高,而由于大气层上部温度较低,在温差作用下,大气层便发生强烈的对流现象,在对流过程中,恶臭物质得以快速充分扩散,从而使得恶臭浓度不断降低;而当大气层比较稳定时,逆温现象随之发生,恶臭物质无法在垂直方向进行扩散,仅能聚集于局部地面,从而造成恶臭污染物浓度不断增大[33],而随着时间的延长,浓度累计到一定值时便容易引发恶臭污染事件。

  4.3汀兰家园周边恶臭污染源对恶臭污染影响的分析

  通过调查查明该区域原有涉气排放的工业企业54家,结合现场排查、巡查及问卷调查并选取喷涂、电子、食品业中的10家重点单位进行废气监测,在对其监测过程中发现以上企业均存在不同程度的超标情况,臭气浓度超标最高倍数为20.5倍。随后对该区域超标企业进行行政处罚并要求其限期治理,同时对涉及恶臭排放企业要求进行整治,减少恶臭排放。通过比对治理前后信访数量发现治理后信访量明显降低,恶臭污染程度明显降低。信访数据见表4-5。
  表4-5整治前后年信访量
  工业集中区内居民小区恶臭污染成因及控制
  从上表可以看出,企业排放污染物,尤其是超标排放污染物是导致恶臭污染的核心因素。

  4.4企业排放恶臭并形成污染的因素分析

  根据各企业的环境影响评价资料及现场调查分析,经整理,企业排放恶臭的成因总体可以分为三类:一是企业废气末端治理不稳定,生产废气不能稳定达标排放或未经有效处理排放,排放总量大;二是排放源头控制措施不到位,企业原辅材料本身的异味未经控制直接散逸至周围环境;三是二次反应,企业生产过程中原材料在生产环节因高温发生反应或产生废水、废气在处理过程中生化导致恶臭气体产生。
  4.5.1企业废气末端治理不稳定
  经前期排查汇总,调查区域内多以喷涂、电子加工、塑胶、制造业为主,绝大多数均存在喷涂工艺,这些企业在生产过程中使用大量油漆、稀释剂等化学品,因此末端排污总量相对较大。该区域部分企业建成年限较长,平均在10年以上,均为外资企业。企业建成初期废气治理设施要求相对较低且未考虑针对恶臭气体处置。在初期废气治理设施对废气处置效率较高,经长时间运行,设备不同程度出现老化,故障发生率较高,因此导致污染治理效果不理想,此类企业均出现不稳定排放情况。同时前期因环境监察人员数量不能与企业数量相匹配,监管力度不足,对企业监察频次较少,企业面对监管压力较小,企业自身管理较为松散,部分企业尚未配备专职环境管理人员,白天尚能对废气治理设施进行巡查发现故障及时排除,夜间由于管理人员离岗,基层人员环境意识薄弱,故障频发,废气治理设施非正常运行大多发生在此期间,部分甚至出现夜间生产人员因自身问题关闭废气治理设施的极端情况。结合该区域信访投诉、夜间突击检查及区域巡查分析,企业废气排放在夜间经常出现异常,导致短时间内在该区域形成较大规模恶臭污染,这是造成该区域恶臭污染发生的原因之一。该工业集中区内共54家企业约三成存在类似问题。以下以该工业集中区内涉及喷涂企业为例进行说明。
  范例一:该企业是一家从汽车雨刮器生产的新加坡企业,主要使用油漆和稀释剂,年使用量分别约25吨和15吨。喷涂工序间歇性生产,该企业的恶臭气体主要来自喷涂、烘干、固化等工序产生的各种有机气体,气体中的主要污染物为甲苯、二甲苯、碳氢化合物(含非甲烷总烃)等,该企业采取传统老式的水帘+活性炭吸附处理方式对废气进行处理。
  检查企业废气设计方案及设备维护记录,该企业活性炭箱装填量约为500kg,更换周期长达6个月。企业废气监测情况见表4-6。
  表4-6某企业废气监测情况
   工业集中区内居民小区恶臭污染成因及控制
  该企业并未配专职环境管理人员,环境管理由企业人事部门人员兼管,询问其负责人员,定时按要求进行活性炭更换及漆渣清理,每年更换排污许可证,并按照排污许可证要求进行监测。第一次监测为更换活性炭1个月,通过持续性监测发现该废气处理设施废气处理效率下降,废气不能稳定达标,且该废气处理设施对恶臭处置能力较低。
  范例二:该企业是一家从事农业机械生产的日资企业,在生产过程中中使用油漆对机械表面进行喷涂,批复使用油漆年使用量约为270吨,不间断生产,该企业的恶臭气体主要来自喷涂、烘干、固化等工序产生的各种有机气体,气体中的主要污染物为苯系物、脂类、酮类及碳氢化合物(含非甲烷总烃)等。该企业自身环保意识较强,建设初期即配套建设较为完善废气处理设施,建设成本约2000万元。处理工艺见图4-7。
工业集中区内居民小区恶臭污染成因及控制
  图4-7废气处理工艺流程图
  该企业废气经水帘除雾系统+漆雾棉吸附系统处理后,通过固定式活性炭吸附脱附,脱附废气经催化燃烧系统处理后再,通过活性炭吸附,吸附后排放。企业废气监测情况见表4-8.
  表4-8某企业废气监测情况
  工业集中区内居民小区恶臭污染成因及控制
  该企业使用的“活性炭吸附+催化燃烧”有机废气处理设施设计平均去除率为90%,除1号排气筒外其余三套2套脱附1套吸附,切换使用。活性炭设计更换时间为6个月/次。在实际生产过程中由于喷涂工件尺寸大小差异较大,导致油漆使用量波动较大。活性炭吸附材料具有效率逐渐下降且容易受到前段浓度影响的特性,在新品阶段最好去除率可达98%以上,根据该司活性炭受脱附(再生)温度限制,最高温度仅能达到130℃,有机成分中含有部分高沸点物质(沸点高于130℃的物质),在脱附过程中无法解析而残留在活性炭中,伴随着时间的推移,每次再生后活性炭吸附效率会下降。该企业4套废气处理设施总风量约360000m3/h,风量越大,同样排放浓度下对周边的恶臭污染贡献越大。
  4.5.2排放源头控制措施不到位
  作为企业把废气末端治理放在首位,在废气的产生重要工段如:喷涂、烘干等环节设置废气收集,并把大量处置资金放在废气治理设施上。而对于生产的辅助工段如油漆调配、混料、上料、进料等工段产生的废气认识不足,未进行有效收集处置,故而导致有些企业厂界臭气浓度超标,有些企业车间换风排气臭气浓度超标。该工业集中区内54家企业约40家存在不同程度的排放源头控制措施不到位情况。以该工业集中区内2家企业为例进行说明。
  范例一:该企业从事晶圆级芯片封装的生产,生产过程中所用到的涉及有机物质原辅料较多,部分用量较大,部分原辅材料及用量见表4-9。
  表4-9某企业部分原辅材料表
工业集中区内居民小区恶臭污染成因及控制
  图4-10生产工艺总流程图
工业集中区内居民小区恶臭污染成因及控制
  该企业老厂区在前期运行过程中因有机废气及酸性废气产生源辨识不清,两类废气没有完全分开,造成有机废气进入酸性废气处理系统,导致有机废气去除率低。在该新厂建设过程中借鉴经验,充分将两种废气完全分开收集,分别处理,针对性强,显著提高废气处理效率,降低污染物排放量。该司有机废气配套建设2套活性炭处理设施装填量约为5吨,1开1备,更换周期为1月/次。但是由于对部分工艺认识不足该司将清洗后烘烤、曝光、压合等工艺产生废气归类为一般废气,故未进行收集处置,通过车间排风排气筒直接排放。经监测该排气筒臭气浓度超标严重,具体数据见表4-11。
  表4-11某企业废气监测情况
  工业集中区内居民小区恶臭污染成因及控制
  范例二:该企业从事塑料粒子生产,原料单一,生产工艺简单。混料废气经布袋集尘处理后排放,模头挤出废气经活性炭吸附后排放。该企业有塑料粒子生产线10条,年产量超过24000吨。该企业大量原料及成品堆积在库房内。由于其产生气味的特殊性以及紧靠小区的特殊地理位置,结合信访分析,针对该企业的指向性投诉约占该地区恶臭投诉的15%。经监测该企业废气排气筒臭气浓度超标,厂界无组织臭气浓度超标。
  4.5.3二次反应
  二次反应,企业生产过程中原材料在生产环节因高温发生反应或产生废水、废气在处理过程中生化导致恶臭气体产生。
  该工业集中区内有三家较为特殊企业:无纺布生产、奶制品生产,从事粉末金属部件和轴瓦轴生产。
  首先对无纺布企业进行分析,该企业从事PPSMMMS无纺布及PP丙纶无纺布,该无纺布主要用于婴幼儿尿不湿、女性用卫生巾及医疗用品等,产品卫生级别相对较高,无毒性,无异味。原辅材料及工艺流程分别见表4-12及图4-13。
  表4-12原辅材料
 工业集中区内居民小区恶臭污染成因及控制
 
  图4-13某企业工艺流程图
工业集中区内居民小区恶臭污染成因及控制
  经现场检查该企业原辅材料除亲水油剂外均无异味,且亲水性油剂异味较小。但在其生产过程中尤其是烘桶烘干工序所产生气体的异味非常明显,且刺鼻。经冷却后在其排气筒内壁能看到非常明显的淡黄色油状物,且该油状物带有明显异味。根据这一特殊情况,对其涂抹上油、烘桶烘干工序及烘干废气排气筒废气进行监测。监测数据见表4-14。
  表4-14监测数据
 工业集中区内居民小区恶臭污染成因及控制
  根据上述监测数据可以看出原材料在高温下发生反应,产生恶臭物质,且现有废气处理设施不能很好处置该废气。
  其次对该工业集中区内奶制品生产企业进行分析。该企业从事灌装发酵奶及乳酸菌饮料生产。原料为:鲜牛奶、白砂糖、果料、菌类(固态粉末)。主要生产工艺为灭菌发酵。该企业原料及生产过程均无恶臭气体产生,但企业生产会产生清洗废水,在对清洗废水处置过程中会产生恶臭气体。该企业在2014年初因产能扩增新建废水处理,因先期定址原因,新建设施位于企业东北角汀兰家园小区东南方,距离约300米,中间无建筑物遮挡,建设完成后原有位于厂区西南角废水处理设施暂停使用。
  废水处理工艺:废水-格栅井-调节池-厌氧反应器-水解酸化-一级接触氧化-二沉池-清水池-污水管网。设计处理能力2500吨/天。
  由于其废水本身含有大量营养物质微生物极易快速繁殖,废水在进入原水池后就开始发生生化反应,从而在后续各个处理环节产生大量恶臭气体。由于项目立项初期汀兰家园二期居民住宅区尚未交付入住,故原有除臭设计方案无法满足现状要求,在废水处理设施试运行初期即造成恶臭污染。
  再次对该集中区内机械制造企业进行分析。该企业从事粉末金属部件和轴瓦生产。废气主要产生于外购金属部件热处理工段,外购金属部件因防锈要求涂抹防锈油,虽经前道处理仍有少量油付着在工件表面,在煅烧工段防锈油发生燃烧反应产生恶臭气体。废气采用焚烧方式处理,焚烧温度约为750℃-800℃。现场对其焚烧排气筒进行监测,臭气浓度为3090(无量纲),超标。

  4.6该工业集中区内居民小区恶臭污染成因分析

  总的说来首先大量企业排污以及部分企业废气治理设施老旧落后,废气不稳定排放,废气无组织排放,是造成该地区恶臭污染的直接原因。其次在低气压、静风等天气状况下,由于该地区建筑密度较大,企业排放的恶臭污染物不易自然扩散稀释是造成该地区恶臭污染的间接原因。从信访角度分析造成该地区恶臭污染信访量居高不下的原因是该工业集中区内居民小区在规划初期作为企业配套集宿区建设未充分考虑周边企业排污情况,二期变为居民居住小区在销售中未书面明确告知其可能存在的环境危害因素,居民购房前对该地区环境保持乐观态度,建成交付入驻后该小区居民对恶臭污染的容忍度较低。

  第五章恶臭污染的控制

  5.1源头控制

  既然企业排污是造成该地区恶臭污染的直接原因,那么从源头着手削减污染物排放是控制该地区恶臭污染的最有效措施。削减污染排放可以从以下四个方面进行:控制源头合理治污、提高自动化程度更新工艺、提高原料利用率、有序管理。
  5.1.1控制源头合理治污
  从该地区恶臭污染成因上来看,企业未对污染来源进行有效控制,无论是废气有组织排放或是无组织排放,均对该地区恶臭污染贡献巨大。控制源头就是要有效控制污染源排放,从企业生产所使用的化学品原料着手,根据生产工艺减少不必要的消耗合理降低化学原料使用量。同时优化或更新治污工艺提高废气去除率,进一步降低恶臭污染排放。如该工业区内芯片封装企业,化学品年使用量大:丙酮176吨、异丙醇46吨、甲酸185吨、四氯乙烯80吨、导电胶带20万米。通过增大单只罐装容积以、改变加药方式、增加收集回收装置等措施能有效降低进料过程化学品的挥发,年降低化学品使用量,年降低约2%-5%。同时通过优化导电胶带存放场所控制存放场所温湿度,提高导电胶带的使用率。
  从前期排查及监测数据分析,该工业集中区内企业存在以下三类情况:一是建成年限较长,原有废气治理设施在建设过程中未针对性考虑恶臭物质处置加上设施长时间使用存在不同程度的老化破损,导致处理效率下降。二是企业建成时间较短采取的治理工艺较为先进,但未对自生废气处理设施进行深挖探究,充分发挥设施潜力,导致废气不稳定排放。三是产品较为特殊国内外尚无有效处置方式可以借鉴。
  目前较为常见并经常使用的处理恶臭方法为:物理吸附法、生物法脱臭法、光催化氧化法、燃烧法。在具体运用方式上一般以单一使用或串联方式使用。下表为处理方法分析。
  表5-1 恶臭处理方法的原理及特点比较表
工业集中区内居民小区恶臭污染成因及控制
  通过对生产工艺的研究及所排放废气的研究,针对各自的特点该工业集中区内企业均对自身废气治理设施进行整改或优化。整改后有组织废气排放均能达到国家标准要求。厂界基本无异味。整改情况如下表5-2。
  表5-2整改情况。
工业集中区内居民小区恶臭污染成因及控制
  由此看来恶臭污染物往往成分复杂,通过单一处理方式难以处理,多种方式并用才能较好处理。
  5.1.2提高自动化程度更新工艺
  环保治理不是单一末端治理,它与循环经济、清洁生产相互关联。其主要理念就是改革老生产工艺并且采用新型污染较少的环保材料,以达到减少污染物排放的作用。因此企业在实际生产过程中应加大工艺研发,提高自动化程度尽最大可能的减少对恶臭污染贡献较大的化学物质的使用,在无法减少用量时应尽可能选择污染较小的其他产品,如水性油漆替代油性油漆,乙醇替代丙酮,水性油墨替代油性油墨等,另外不断提高自动化程度如在喷涂工艺中用自动化喷涂机械人代替人工喷涂,不断研发新型喷枪增加油漆的使用率。全自动化喷漆房在废气收集效率上比传统人工喷房要高的多,这样就减少了废气的无组织排放。
  5.1.3提高原料利用率
  现代工业往往是一体化流水线作业,这就意味着产生程序的设定对原材料的利用率有决定性的作用,提高原材料的利用率久意味着减少恶臭污染物的产生。优化生产程序,改善操作工艺,改变催化剂的使用提高正反应率,或者深探反应原理改变反应温度、压强等参数,在不降低产品质量的前提下均可减少恶臭污染。一体化的自动作业流程中只需在不降低品质的前提下加大研发投入就能改变某些生产技术参数从而起到减少化学品用量减少污染物排放目的。如减少单个作业面喷涂时间、增加产线单一化学品工段的回收装置等。
  零部件表面清洗多使用三氯乙烯、聚氯乙烯等有机溶剂,它们具有极易挥发的特性,采用先进的一体化清洗设备即可以提高清洗效率又能回收利用清洗剂。比如气体脱脂器可最小化溶剂使用量并使损失到环境中的溶剂最少,由此可产生最小的环境影响[48]。机械加工是工业生产的必要环节,在机械加工机器使用过程中切削液是其必须使用的辅助材料,切削液用量较大,大多企业一般是定期进行更换,这就造成了原料的浪费,通过简单过滤杀菌即可重新回用于生产。
  5.1.4有序管理
  一是企业内部管理,企业要将环保放在生产同等位置,设置专门机构或专人,建立规章制度,落实岗位责任。建设产线与环保设施联动系统一旦环保设施故障及时停产减少排污。定期巡视,避免跑冒滴漏现象的发生,及时掐断引发环境安全事故的导火索。同时还要加强对员工的环保宣传教育,规范操作流程,最大程度减少无组织废气的排放,如喷涂作业中应使用独立密闭喷房以减少有机物质的挥发,并在调漆、搅拌过程中进行加盖或密封,以减少恶臭气体的无组织排放。而对于类似原料仓库、危废仓库及储罐区等区域,一方面应合理规划存储位置,尽量远离周围敏感点,另一方面须安装排气气体接入企业废气处理设施,有条件的还可安装在线报警装置。
  二是外部监督管理,工业企业排污是造成恶臭污染的直接因素,作为XX环境监管部门理应尽到监管职责,在加强日常管理的基础上,积极推进网格化、片区化管理,同时在恶臭污染高发的春秋两季增加巡查检查力度。在给企业施加外部压力的同时帮助企业查漏补缺,减少恶臭污染排放。同时可以给予部分资金支持,帮助企业建立在线监控设备,更好的控制恶臭污染。

  5.2居民参与、信息公开

  环境问题往往是公共问题,需协调多方力量和资源,将恶臭污染的控制转变为环境社会治理才是解决之道。恶臭污染和居民自身密切相关,直接影响到人的身心健康。长期处于恶臭污染工业区内小区居民对恶臭污染更为敏感。恶臭污染“从群众中来,到群众中去”在这种情况下“环境理事会”应运而生,通过信息公开、宣传教育、共建互助和企、民圆桌对话四项工作机制,来解决居民企业间关于环境污染的纠纷,更好的控制该地区恶臭污染。信息公开的内容包括,企业定期通过公示栏向居民公开排污情况,发布各理事通讯录,创建QQ群、微信群等建立理事交流平台,邀请企业环境管理部门人员就居民关心的污染问题进行讲解,参观企业排污处理设备等。宣传教育的内容包括在社区建设影院,定期播放环境相关的影片或教育片,组织环保夏令营及环保主题的系列科普讲座。共建互助则是整合企业可共享的资源,如为居民提供食堂就餐,为老年人提供医务室,为社区捐赠书籍等,意在增进双方的感情和信任。圆桌对话则是针对矛盾较大、问题突出的情况,通过企业与居民的圆桌会议共同讨论集中解决。通过理事会机制居民与企业间的接触日渐增多,居民切实看到企业愿将恶臭污染排放尽量减少,同时居民参与企业整改,彼此的信任逐渐增加,为该地区恶臭污染的控制提供了有力的支持。

  5.3合理布局,源头隔离

  在城市规划和发展中应该提前规划、合理布局,将工业生产区与居民区相隔离。同时调整区域产业结构,对于发生过恶臭污染的工业区应当从禁止企业新改扩建项目开始,逐步向外迁移。从而降低恶臭污染,真正创建花园办公、生态居住的生活环境[38]。

  第六章结论与不足

  本课题以苏州工业园区中心区东北部工业集中区区内居民小区作为研究对象,该居民小区深受恶臭污染困扰。以该地区综合整治专项行动为依托,通过重点污染源调查法、信访调查法、问卷调查法、现场监测法等方法对该地区恶臭污染进行调查研究,选取该区域内最有代表性的喷涂、电子材料、制造业、食品加工业等企业,对该居民小区恶臭污染的成因、现状进行调查,分析恶臭污染扩散的影响因素,并通过对常见的恶臭治理方式进行数据监测对比,确定合理的治理与控制方式,同时结合日常环境监管工作提出相适应的控制及管理对策,为苏州工业园区废气管理水平提供实际支撑依据。
  为检验治理效果在该地区综合整治结束后对该小区居民在次进行问卷调查,具体结果见,表6-1。
  表6-1整治后问卷调查表
  工业集中区内居民小区恶臭污染成因及控制
  通过上表可以看出针对对该工业集中区恶臭污染的成因分析是合理的,采取的治理手段及管理措施是可行的。

  6.1结论

  (1)苏州工业园区中心区东北部工业集中区内居民小区恶臭污染主要来源为工业生产排放,其中以喷涂行业、制造行业的影响最大,企业在原辅材料使用方面、生产过程中及末端处置环节产生的有组织或无组织废气的排放,是造成区域恶臭污染的主要原因。
  (2)工业污染源对该区域恶臭污染的影响最大,企业所排放的污染物中以苯系物、乙酸乙酯、卤代烃、丙酮,而这几类物质对该小区恶臭污染产生直接影响。
  (3)恶臭污染产生的原因主要有三方面:一是废气末端治理不稳定,二是排放源头控制措施不到位,三是生产及处理过程的二次反应。
  (4)影响恶臭气体扩散的因素主要包括风向风速、气温气压、大气湍流、大气稳定度等。从季节角度来看,春秋季恶臭污染的现象较为严重,从时段角度来看,夜间恶臭物质难以扩建更容易造成污染。
  (5)关于恶臭污染的治理方法,单一方法上分析,化学法比物理法更为有效,生物法针对性强处理效果值得肯定。若从综合处置的角度来讲,多种处置方法联合使用效果最佳。要保证恶臭长期稳定排放的,还需考虑循环经济和总量削减,从源头控制恶臭污染产生。

  6.2问题与不足

  本次调查实现了工业集中区内居民小区恶臭污染成因及控制研究,如期的完成目标,但还存在一些问题和不足:
  (1)虽然实现了该区域的全覆盖调查,但仅选取区域内20%的企业进行监测,监测密度及频次相对较低,从而导致恶臭污染分析不足、不全面。
  (2)恶臭污染的成因很复杂,现有手段无法对单个因子进行测定分析。本身就受到多种因素干扰,而此次主要调查工业企业,且调查和监测的频次有限,因此可能将影响整个调查的代表性及数据的完整性。
  (3)从信访数据来看,虽然整改后信访数量有较大幅度减少,即便单个企业的恶臭浓度能达标国家标准,但恶臭投诉仍经常发生,初步判断原因可能为该地区总量排放超标,但此次调查并未对该区域内企业的总量进行核实,因此调查结果的代表性不足。
  (4)恶臭污染分析极易受到气象条件及企业生产负荷影响,若不能全面获取更多数据难免会造成数据不准确甚至影响最终评价结果。同时恶臭监测目前主要采用感官测定法测定,除受仪器等实验室误差影响外,还与分析人员息息相关,即便是在同时段同地点采的平行样也有可能出现数据波动的情况。
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