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2017年我国环境污染治理行业环境污染概况及细分子行业分类概述

          一、我国环境污染概况 

          改革开放以来,我国经济得到了高速发展;但是在经济突飞猛进发展的同时,由于经济增长方式的粗放、监管环境的不健全等原因,我国大部分地区,尤其是经济发达地区环境污染、生态破坏问题越来越严重。党的“十八大”报告中明确提出了“建设美丽中国”的发展目标,2016年发布的《国家“十三五”规划纲要》也提出要以提高环境质量为核心,以解决生态环境领域突出问题为重点,加大生态环境保护力度,提高资源利用效率,为人民提供更多优质生态产品,协同推进人民富裕、国家富强、中国美丽。 

          环境污染主要包括大气污染、水污染、固体废物污染、噪声污染、电磁污染等,其中以大气污染和水污染的危害最大,是我国环境污染治理的主要内容。 

          1、大气污染概况 

          引起空气污染的主要污染物包括挥发性有机物、颗粒污染物、硫氧化物、氮氧化物及碳氧化物等。

 
各污染物的种类及主要危害情况

          ①挥发性有机物(VOCs)污染 

          挥发性有机物是大气中的主要污染成分,通常指标准状态下饱和蒸气压大于0.1mmHg,沸点在50~260摄氏度之间、分子量较小、常温状态下易挥发的有机化合物。VOCs主要由烷烃、烯烃、炔烃、卤代烃、芳香烃以及他们的含氧、氮、硫、卤素的衍生物等化合物组成,在大气中分布广泛、组成复杂。由于大多数 VOCs气体具有较活跃的光化学反应活性,不仅能够通过参与光化学反应生成臭氧(O3)和过氧乙烯硝酸酯(PAN)等氧化性很强的污染物,引起光化学烟雾,还能够生成二次有机气溶胶(SOA)间接影响地球表面的辐射平衡,进而影响气候。此外,一些VOCs气体还具有毒性和刺激性,能够直接对人体健康和生态环境造成危害,因此,VOCs气体污染是目前大气污染的主要形式之一,也是目前大气污染研究的主要前沿内容。 

          VOCs气体可以引起人体多个系统及器官功能的失调,如对人体呼吸系统、神经系统、心血管系统、免疫系统和肝肾等器官都具有毒性;除了对人体健康的直接影响外,VOCs还可以通过与大气中的其他化合物反应生成二次污染物或者化学活性强的中间产物,对人体健康和环境造成间接影响,如臭氧浓度升高、光化学烟雾、灰霾天气增多等环境问题。一些光化学反应活性高的VOCs在排放到大气中后,通常参与单分子反应、同位异构化、重新组合和光氧化等竞争过程并形成中间产物,如碳氢化合物分子通过光分解等过程形成的自由基、过氧基等既是洛杉矶型光化学烟雾产生的主要诱因,又是产生二次有机气溶胶的主要原因。有些中间产物还可以对空气中的一些化学反应起到催化作用,使得NO加速转化为NO2,通过与大气氧化性物质产生系列反应, 终形成二次污染物粒子,诱发酸雨等灾害。除上述影响外,VOCs还会延长天然气排放的甲烷的寿命,增加臭氧背景值,影响全球碳循环。VOCs还是重要的次级温室气体,对全球的温室效应也有一定的影响,主要表现为通过化学反应生成臭氧以及增加或减少对流层中OH自由基的分布,并因此扰乱甲烷的分布。 

          ②颗粒污染物等其他大气污染 

          根据《2015中国环境状况公报》的统计数据显示,2015年,全国338个地级以上城市中仅有73个城市环境空气质量达标,占比仅为21.6%;338个地级以上城市平均达标天数比例为76.7%,平均超标天数比例为23.3%,其中轻度污染天数比例为15.9%,中度污染为4.2%,重度污染为2.5%,严重污染为0.7%,空气污染情况较为严重。超标天数中以细颗粒物(PM2.5)、臭氧(O3)和可吸入颗粒物(PM10)为首要污染物的居多,分别占超标天数的66.8%、16.9%和15.0%;以二氧化氮(NO2)、二氧化硫(SO2)和一氧化碳(CO)为首要污染物的天数分别占0.5%、0.5%和0.3%。 

          受益于我国强制推行的工业废气治理政策,大气污染物的排放呈现了下降趋势,但由于我国工业规模庞大,相关大气污染物的排放基础仍然居高不下。根据国家统计局的数据显示,2011年至2015年全国二氧化硫、氮氧化物排放量逐年下降,2015年全国二氧化硫、氮氧化物排放量较2011年下降了16.18%和23.01%,分别为1,859.12万吨和1,851.02万吨。烟粉尘排放量2011年至2013年基本保持稳定,在2014年同比上升36.20%后,2015年同比下降了11.65%。由此可见,我国大气污染治理工作仍然任重道远。 

 
2011-2015年主要大气污染物排放量 

          2、水污染概况 

          我国水资源总量并不丰富,人均占有量更低,且总量分布呈现出分布不均的特点。根据国家统计局的数据显示,2015年,我国水资源总量为27,962.60亿立方米,人均水资源量仅为2,039.25立方米/人,被联合国列为13个贫水国之一。2015 年,我国供水总量达到了6,103.20亿立方米,人均用水量达到了445.09立方米,供水总量达到了水资源总量的21.83%。因此通过发展水处理设备和服务行业,加强水资源的保护和有效利用,开拓再生水、增加水资源量,对我国经济社会发展具有重要的意义。 

          近年来,我国废水排放总量逐年上升,根据国家统计局的数据显示,2006 年至2015年,我国废水排放总量从514.48亿吨上升到了735.32亿吨,年复合增长率为3.64%。废水中包含大量污染物,给水环境造成严重影响,进一步加剧了水资源的紧缺,水污染治理的重要性和迫切性不断提升。 

 
2006-2015年全国废水排放量及其增长率 

          二、环境污染治理行业的分类 

          按照服务对象不同进行分类,环境污染治理行业可以分为大气污染治理、水污染治理、固体废物污染治理、噪声污染治理等行业,其中大气污染治理和水污染治理行业规模较为庞大,也是环境污染治理行业下较为重要的细分子行业。 

          1、大气污染治理行业的分类 

          根据污染源的不同,大气污染治理可以被分为若干子行业,主要包括 VOCs 废气治理和烟气治理,烟气治理又可以细分为除尘、脱硫、脱硝等。

 
大气污染治理分类

          ①VOCs 废气治理 

          我国作为制造业大国,根据中国环保产业协会废气净化委员会发布的《我国有机废气治理行业 2015 年发展综述》,工业生产过程中 VOCs 的排放量预计达到 1,200 万吨/年以上。 

          有机废气中的主要危害物为挥发性有机物 VOCs,VOCs 涉及各类有机物,处理难度较大,排放至空气中危害更大,且经过研究证明,VOCs 排放是引起我国雾霾天气的主要原因之一。VOCs 来源广泛,且排放源非常复杂,大体分为自然源和人为源。自然源主要来自生物排放,包括植物排放和动物排放。人为源比较复杂,主要可以分为工业排放源、机动车尾气排放源和日常生活源。其中,工业源 VOCs 排放占人为源总排放量的比例超过了一半,且其排放所涉及的行业众多,包括石化、有机化工、合成材料、化学药品原药制造、塑料产品制造、装备制造涂装、通信设备计算机及其他电子设备制造、包装印刷等行业,具有排放强度大、浓度高、污染物种类多、持续时间长等特点,对局部空气质量的影响显著。 

          A、工业排放源 

          工业排放是 VOCs 的主要排放源。产生 VOCs 的工业行业众多,包括石油炼化、有机化工、医药、烟草、食品、日用品、轮胎制造等工业行业。

          参考中国报告网发布《2018-2023年中国环境污染治理行业市场发展动向调查与未来发展前景预测报告


          VOCs 工业排放行业及排放情况

          随着我国社会经济的快速发展,机动车保有量持续快速增长,汽油、柴油的消耗量也越来越大。近年来,发达省市城市机动车尾气排放 VOCs 已成为空气污染的首要因素,机动车尾气 VOCs 排放治理不容忽视。汽油机动车尾气 VOCs 中含有苯、甲苯等苯系物,柴油机动车尾气含有丙酮、丙烯、丙烷等短链碳氢化合物,摩托车和 LPG 助动车尾气 VOCs 以排放 2-甲基己烷、乙烯、乙烷、乙炔等低碳原子数的短链碳氢化合物为主。对于机动车尾气排放源的治理应重点关注淘汰落后排放设施和提高燃油标准。 

          B、 日常生活源 

          在居民日常生活中,室内空气中 VOCs 的含量明显高于室外,产生 VOCs 的环节主要为新居涂料装潢、生物质燃烧和炒菜做饭产生的油烟等。装潢过程产生的 VOCs 在短时间内浓度高,成分复杂,无组织排放,不宜扩散,对人体健康危害较大。 

          发达国家较早的认识到了 VOCs 对环境危害大,经过多年的控制管理,发达国家对 VOCs 认识和治理技术的研发逐渐成熟。我国 VOCs 治理则刚刚起步,相关排放标准和政策正在治理中,国内 VOCs 治理以活性炭纤维吸附回收技术、催化燃烧技术等低成本、粗放式治理为主。 

          为了推动 VOCs 的治理工作,“十二五”期间环保部全面启动了重点行业 VOCs 排放标准的制定工作。2015 年 4 月 29 日,环保部会同国家质检总局发布了《石油炼制工业污染物排放标准》(GB31570-2015)、《石油化学工业污染物排放标准》(GB31571-2015)、《合成树脂工业污染物排放标准》(GB31572-2015)等三项国家大气污染物排放标准,自 2015 年 7 月 1 日起正式开始实施。新制定的标准强调源头、过程和末端的全过程控制,大幅收严了常规污染物的排放限值,大幅度增加了涉及到 VOCs 的控制项目(在原有的排放标准中涉及到 VOCs 的控制项目只有 27 项,在以上三个排放标准中拓展到了 76 项),重视无组织排放控制,实行排放限值与管理性规定并重的原则,明确了无组织排放的管理要求。 

          ②烟气治理 

          A、除尘 

          除尘主要是针对大气中颗粒物污染的治理,根据颗粒物大小的不同可被分为烟尘和粉尘。烟(粉)尘是导致我国大气污染的重要来源,其排放源集中在电力、钢铁及非金属矿物制品行业。 

          目前常见的除尘方式主要包括:机械、湿式、静电、袋式和电袋复合等,后三种处理方式的处理效果较好,除尘率可达 99%以上,可以满足我国 新的排放标准。 

          电除尘器是根据粉尘的电特性来捕集尘埃,通电后,电晕极与收尘极间形成电场,使粉尘在电场作用下发生电离,荷电后的粉尘逐向收尘极和电晕极,从而达到除尘目的。电除尘器特点是:过滤效率可达 99%以上,设备占地面积较大,土地投入大,对 10 微米以下的粉尘过滤效果差。 

          袋式除尘器是利用滤布的过滤原理,依靠滤袋对含尘气体进行过滤,使粉尘阻留在布袋上,以达到除尘目的。袋式除尘器按照清灰方式主要分为脉冲式袋式除尘器、反吹风式袋式除尘器和机械振打式袋式除尘器;其中反吹风和机械振打袋式除尘器技术含量、烟气处理能力较低,已逐步为脉冲式所取代。袋式除尘器的特点是:过滤效率高,可达 99.99%以上,处理风量大,单台处理能力可达 300 万 m3/h,没有水污染,可以处理浓度为 1,000g/m3 的含烟尘气体净化或用于物料收集,可广泛用于钢铁、电力、水泥、垃圾焚烧尾气处理和粮食加工等多个行业。 

          与袋式除尘比较,电除尘除尘效率较低。随着我国工业的快速发展,污染越来越重,环境保护要求的越来越高,国家排放标准趋严,粉尘排放浓度控制也越来越严格,袋式除尘将会成为除尘行业技术发展的趋势。 

          B、脱硫 

          脱硫是指利用吸收剂或吸附剂去除燃煤发电或供热等过程中所排放的烟气中的二氧化硫。我国烟气净化是从火电厂脱硫开始的,火电厂作为主要用煤大户,是二氧化硫来源的“主要贡献者”。 

          目前按电厂二氧化硫排放的途径可以分为燃烧前、燃烧中和燃烧后脱硫,其中燃烧后脱硫即工业上普遍使用的烟气脱硫(FGD)。国内外实现广泛应用的烟气脱硫工艺按照处理状态分为湿法、半干法及干法三大类。其中干法主要有 BF 移动床活性炭脱硫(BF/FW)、电子束法(EK);半干法主要有喷雾干燥法(SDA)、烟气循环流化床法等;湿法主要有石灰石―石膏湿法烟气脱硫、氨-硫铵法、氧化镁法、海水脱硫法、钠碱法等。 

          目前在我国应用 为广泛的烟气脱硫技术是石灰石——石膏湿法,根据《中国电力行业年度发展报告》的描述,石灰石-石膏湿法占有 90%以上的市场份额。 

          C、脱硝 

          脱硝是指利用还原剂去除燃煤发电或供热等领域排放烟气中的氮氧化物(NOx)的过程。氮氧化物是在燃烧工艺过程中由于氮的氧化而产生的气体,其污染排放源主要集中在电力行业、非金属矿物制品和黑色金属冶炼行业。脱氮可以分为燃烧前脱氮、燃烧中脱氮和燃烧后脱氮三种。燃烧前脱氮是指在燃烧前将含氮化合物从化石燃料中去除。燃烧前对煤进行脱氮其成本高,难度大,目前技术尚不成熟,暂时还没有实用价值。 

          燃烧中脱氮即低氮燃烧技术,是控制煤在燃烧过程中生成的 NOx,通过低 NOx 燃烧器使燃料中的氮保持游离状态或生成氮气而不被氧化成 NOx。低氮燃烧技术可以降低锅炉烟气中 20%~50% NOx 的生成,其技术简单,不占地,费用较低。由于采用此方法对锅炉烟气中 NOx 的生成降低有限,为了满足 2009 年《火电厂大气污染物排放标准》中净烟气排放 NOx<200mg/Nm3 的环保标准要求,该方法还要与燃烧后脱氮配合使用。 

          燃烧后脱氮即烟气脱硝,是在尾部加装烟气脱硝装置,对燃烧生成的 NOx 进行处理,烟气脱硝是目前脱除效果 好的方式,可满足 新电厂的烟气排放标准,但总价也相对较高,为兼顾脱除效果和经济性,我国脱硝工程中通常采取低氮燃烧和烟气脱硝结合的方式。目前的烟气脱硝方法有选择性催化还原法(SCR)、选择性非催化还原法(SNCR)、SNCR-SCR 混合法,其中以 SCR 法为主。 

          2、水污染治理行业的分类 

          水污染治理是指为使水质满足特定的环境及回用的要求,通过物理、化学和生物手段对水质进行处理,去除水中有害成分的整套工艺。根据治理对象不同,水污染治理行业可以细分为工业废水治理、市政污水处理和黑臭水体治理。 
 
          水污染治理行业的分类

          ①工业废水治理 

          工业废水治理是指在工业生产活动过程中用过的水经过适当处理后回用于生产或妥善地排放出企业,是我国水污染治理的核心组成部分。工业废水中含有工业生产所用的原料、产品、副产品和中间品等,具有排放量大、方式多、范围广等特点。工业废水治理主要针对大型工业企业购建专门的废水处理、水资源回用设备或废水预处理设施,主要客户包括火电、核电、煤化工、石化、冶金、制药、烟草及食品等行业的大中型企业。 

          ②市政污水处理 

          市政污水处理是指在居民生活过程中排放的生活污水集中进行处理后排放或者再回收的过程。生活污水以有机物污染为主,具有可生化性好等特点。但随着饮食结构的改变尤其是药物的滥用,生活污水的污染物结构趋于复杂并且处理难度逐渐加大。 

          ③黑臭水体治理 

          城市黑臭水体是指城市建成区内,呈现令人不悦的颜色和散发令人不适气味的水体的统称,其治理技术包括截污纳管、面源控制等控源截污技术,垃圾清理、生物残体及漂浮物清理、清淤疏浚等内源治理以及岸带修复、生态净化、人工增氧等生态修复技术等。 

资料来源:中国报告网整理,转载请注明出处(ZQ)

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