国外大气污染防治现状综述

56中国环保产业2016年第2期国外环保EnvironmentalProtectionAbroad闫 静，吴晓清，罗志云，燕 潇，张 蕊（北京市环境保护科学研究院，北京 100037）摘 要：回顾了欧美发达国家大气污染防治历程，综述了美国、欧盟大气污染防治对策，分析了国外电力热力、建材、石油及化工、钢铁冶金与铸造、印刷涂装五大行业的最佳可行控制技术。基于国外大气污染控制经验，为我国大气污染控制提出了几点建议。关键词：国外；大气污染防治；对策；最佳可行控制技术中图分类号：X51 文献标志码：A 文章编号：1006-5377（2016）02-0056-05 20世纪30年代以来，随着工业化进程的不断加快，欧美发达国家先后经历了煤烟型污染、光化学污染、酸雨等一系列大气污染问题。为了改善空气质量，欧美发达国家进行了几十年的治理，从中积累了大量防治对策及控制技术的经验。通过实施各种计划、执行日趋严格和完善的环境标准体系及排污许可证制度，辅以灵活的经济措施，使欧美的能源结构和工业结构逐步趋于清洁化。城市大气中的硫污染和烟尘污染基本得到解决，酸雨进一步加重的势头得以控制，环境空气质量逐年改善。本文综述了欧美发达国家的大气污染防治对策及技术应用状况，希望能给我国大气污染控制提供一些借鉴。1发达国家大气污染防治对策1.1美国大气污染防治对策20世纪70年代末，美国先后颁布并实施了《国家环境政策法》《清洁空气法》，并在1977年和1990年进行了重大修改。通过采取大气污染防治对策，达到国家空气质量标准（NAAQS）。（1）设定技术标准清洁空气计划要求采用“最佳可用控制技术国外大气污染防治现状综述（BACT）”来控制排放。控制技术应根据具体情况，结合能源、环境及经济影响和其他成本因素来评估生产过程的应用、可行性方法、系统和技术，并加强对专利、发明等知识产权的保护，推进国家标准化的研究制定[1]。（2）许可证制度1990年前的《清洁大气法》只要求新污染源领取许可证。1990年的修正案要求各州在1991年后必须按照联邦环保局有关许可证条例的规定，制定和实施包括所有空气污染源的许可证规划，目的是把适应于每一污染源的所有联邦和州的管理规定都纳入一个许可文件中。污染源可以在联邦环保局认可州许可证规划之后的一年中，提交许可证申请，许可证由州的有关局发放，但联邦环保局有权审查。为了满足许可证规定的要求，污染源必须安装排放控制装置和监测排放的系统。（3）研发与示范美国政府重视环保技术的产业化进程，鼓励企业、科研院校和政府间的研发合作，将环保相关技术和产品的开发和商业化融为一体。20世纪90年代，对环保技术的开发在技术示范、场地提供、申请许可的审批等方面给予支持。然而，早期因缺少经验，并没有对技术商业化进行评估，导致美国政府每年提供的17亿美元的R&D经费不能很好地利用。因此，EPA在其产业化进程中对新技术的试验、示范、评估等每一个关键节点都有明确的目标评估。同时，国家技术委员会制定了一系列加强注：本文为支撑项目：强化大气污染治理条件下北京市节能环保产业发展策略研究。57CHINAENVIRONMENTALPROTECTIONINDUSTRY2016.2国外环保EnvironmentalProtectionAbroad政府与学术界、产业界的知识创新和技术开发的计划，由科技与创新构成美国产业结构的基础。（4）环境税环境税激励技术创新，并使技术更好地达到标准。如：损害臭氧的化学品消费税、汽油税、开采税、固体废弃物处理税、二氧化硫税、环境收入税等，还有较多的环境税收优惠政策。例如，为了鼓励企业安装环保设施，安装节能设备的公司或企业可享受税收抵减优惠。这些政策对技术创新性的影响，很难判定其的深远意义。（5）财政支持对创新方案并超前达到环境标准的早期技术研发者，给予奖励。例如：一家24小时电力供应公司与电力科学研究院、EPA和能源部合作，开展电冰箱制造商之间的竞赛，给达到未来美国联邦能源标准和其他标准（不包括CFC的使用）的奖金为3000万美元。目前，美国EPA针对清洁空气技术还在继续推行“清洁空气优秀奖”，并有针对社区行动、宣传教育、法规政策创新和高效交通创新等的分类奖。1.2欧盟大气污染防治对策欧洲各国针对大气污染物的跨界输送问题，签署了一系列跨国协议，这些协议规定了一定期限内各国的硫氧化物、氮氧化物等跨国输送的大气污染物削减量。1979年在联合国欧洲经济委员会支持下，欧盟各国签署了远距离跨国界空气污染条约；1985年在芬兰赫尔辛基签署了第一硫协议，对硫的排放进行了限制；1994年签署的第二硫协议（奥斯陆协议）第一次在生态系统的沉降方面制定了若干方法以减少实际沉降和临界沉降量之间的差距，协议形成了国家排放减少约定，不同国家的约定不同；1999年的Gothenburg协议针对硫、氮氧化物、氨和有机挥发物的排放制定了2010年的排放限制。20年间欧洲空气污染控制的国际合作在减少排放和改进环境质量方面作用明显，1980年到1996年欧洲二氧化硫排放量从6000万吨减少到3000万吨根据Gothenburg协议，欧洲的硫排放在2010年前再减少50%。欧洲空气污染控制的下一步将继续对烟雾和细颗粒采取措施。2国外大气污染防治技术应用状况2.1美国大气污染源最佳可行控制技术（BACT）美国针对固定源大气污染的控制策略包括运行许可证制度、基于最佳控制技术的排放标准体系、大力发展清洁能源及节能技术、未达标地区的新源审查制度、实施污染物排放交易、推行多项经济激励措施等。通过实施各种计划、标准、制度，辅以灵活的经济措施，美国的能源结构和工业结构逐步趋于清洁化。美国现有的空气质量排放标准遵循“技术强制”原则，根据污染物类别的不同，新源和现源的不同，依据不同水平的生产工艺和污染控制技术制定了宽严程度不同的排放标准。新建源采用“最佳可行控制技术”（BACT）[2]，对现有源采用“最佳可行改造技术”（BARCT）。BACT是通过生产工艺和可行的方法及技术最大限度地减少每种污染物的排放量，其着眼于能源、环境及经济的综合影响，是基于最大可能减排量的一种排放限制手段。2.1.1电力、热力行业美国要求所有的新建源应采用最佳可行控制技术（BACT），控制最为严格的是加州南海岸空气管理区，对燃油/燃气内燃机、燃气汽轮机、小型工业/商业/机关锅炉和加热设备、家用小型燃气供暖设备、餐馆燃烧设施、商业炭烤设施和未列入RECLAIM计划的烤箱、烘干机、窑炉等固定排放源均有明确的要求。如针对燃气锅炉、燃气轮机，通过燃烧控制（分级燃烧、烟气再循环、表面燃烧）、低氮燃烧器（LNB）或超低氮燃烧器使用、SCR/SNCR等技术实现NOx减排；固定式内燃机采用机前处理（如对进入内燃机缸内的燃料或空气作有利于减少排放生成的预处理）、机内净化（如改善燃烧过程、优化燃烧系统、改进燃料供给系统、采用增压技术、实施电子控制）、机后处理（如催化反应、三元催化转换、热氧化反应、微粒过滤、静电除尘）对HC、CO、NOx进行控制。另外，加州的南海岸空气质量管理区（AQMP）在燃料控制以及排放监管等方面也提出了相应要求：1）制定天然气燃料规范，提高天然气的品质；2）强化监测系统建设，保证达标排放。2.1.2建材行业针对建材行业，美国就水泥、石灰/石灰石-石膏、沥青、玻璃、黏土制品等行业的高污染排放特征，制定了严格的大气污染物排放标准。为了满足标准限值的要求，生产企业采用清洁生产技术及先进控制技术以减少生产环节的大气污染物排放。随着MACT排放水平的下降，美国持续收严有害大气污染物排放的标准，以水泥生产为例，《波特兰水泥新源排放标准》2010年生效，58中国环保产业2016年第2期国外环保EnvironmentalProtectionAbroad促进了水泥厂采用清洁的生产工艺和技术，包括新型干法预分解窑技术、节能粉磨技术等，从源头减少了污染物的产生。通过采用自动化与智能化控制手段实现了工艺控制最优，减少了污染物的排放。同时，采用末端治理技术，如湿法脱硫袋式除尘或静电除尘，使用低氮燃烧器对SO2、PM、NOx进行控制。2.1.3石油及化工行业美国的石油炼制工业现执行《炼油厂—催化裂化、催化回用及硫回收单元有害空气污染物排放标准》（NESHAP-subpartUUU）和《炼油厂新源排放标准》（NSPS-J/JA）。《炼油厂—催化裂化、催化回用及硫回收单元有害空气污染物排放标准》曾多次修订，不断收严其有害大气污染物排放标准。《炼油厂新源排放标准》（NSPS-J/JA）于2008年6月24日正式生效。基于严格的限值排放标准，美国的石化行业所推荐的大气污染物控制技术详见下表。2.1.4钢铁、冶金与铸造行业冶金及铸造行业的主要污染物为颗粒物、SOx、NOx及VOCs等。美国RBLC数据库针对冶金、铸造行业的不同工艺环节以及不同污染物类型分别给出了最佳可行以及合理可行的控制技术，行业涉及铸钢加工业、铸铁加工业、铁合金生产、铸造等，工艺环节包括电弧炉、感应电炉、钢包冶金、铸造及浇注、制芯、熔渣处理、干燥机、预热装置等炼钢车间操作等。多采用袋式除尘器、湿式电除尘器对颗粒物进行控制；采用过程控制及末端治理方式控制SO2及NOx排放。2.1.5印刷、涂装等其他行业美国EPA对VOCs的排放控制策略主要是建立了部分消费类和商业产品的VOCs含量限值以及排放限值，重点控制涂料、印刷、农业杀虫剂等行业。南海岸地区除对上述行业和产品提出更严格的限值之外，还对石化行业提出了严格的控制要求。VOCs的污染控制技术基本上可分为两大类，一类是以预防为主的控制措施，主要有工艺改进技术、原材料替代、更换设备和防止泄漏等；另一种是以末端治理为主的治理措施。预防措施主要是通过改进工艺、替换原材料，以减少进入生产过程中的VOCs总量；改变运行条件，减少VOCs的形成和挥发；更换设备，减少VOCs的泄漏等方法或手段，从源头控制VOCs的排放。1）首先考虑产品替代/再形成，使用低或无溶剂含量涂料替代高溶剂涂料；2）生产实践控制，提高材料利用率；3）设备替代，减少材料用量以及VOCs排放。末端控制主要有燃烧法、吸收（洗涤）法、冷凝法、吸附法以及生物法等几类，其中燃烧法适合于处理浓度较高的VOCs废气，如化工、喷漆、绝缘材料等行业，一般情况下去除率均在95%以上。以涂料行业VOCs排放为例，1990年的清洁空气法修正案（CAAA）对VOCs污染物的排放提出了极为严格的限值要求，其中第183（e）款要求EPA必须以最佳可行控制（BAC）规范企业生产行为，即在综合考虑技术经济可行性，健康、环境和能源影响的基础上，所确定的排放管理控制必须采用最有效的设备、措施、工艺、方法、系统或技术，包括化学配方重组、原料或产品替代、重新包装、使用、消费、存储或处置等。基于这些规定，随后制定和完善的一系列法规标准促使不断改进工艺和创新涂料配方、升级治理技术，极大削减了VOCs排放。为达到《国家建筑涂料VOCs排放标准》，通过推行对低VOCs含量涂料提供经济鼓励等可促进产品达到BAC的要求。另外产品配方重组被认为是在经济技术上最可行的策略，包括涂料中VOCs含量的适当调整，树脂技术改进等。美国《国家汽车修补涂料VOCs排放标准》中，EPA美国石化行业大气污染物控制技术汇总表行业工艺污染物类型技术石化、炼油工艺加热炉颗粒物、SOx使用清洁燃料，使用低含硫燃料，例如采用脱硫炼厂气代替燃料油等NOx低氮燃烧器；低氮燃烧器+烟气再循环（FGR）；低氮燃烧器+SCR或SNCR催化裂化SOx催化烟气脱硫；添加硫转移剂VOCs催化原料预加氢化工纤维浸渍工艺颗粒物袋式除尘器与HEPA过滤器联合使用聚酯树脂的生产VOCs沸石浓缩与催化氧化生产液态CO2VOCs蓄热式氧化器（RTO）催化剂再生、流化床催化裂化装置NOx选择性催化还原（SCR）59CHINAENVIRONMENTALPROTECTIONINDUSTRY2016.2国外环保EnvironmentalProtectionAbroad将生产商和