强制要求活性炭的更换周期真的好吗？ —兼谈环保的知识、常识与工业实践
The following article is from 马哥说 Author 马立强
本文作者：马立强，仅代表作者观点
VOCs治理，强制要求活性炭的更换频次和周期真的好吗？此问一出，必然哗然。通过过程管理的手段，要求企业及时更换活性炭，确保环保措施的高效运行，难道不好吗？！这类先进的做法大家应该学习才对啊！
诚然，此类要求的初衷与本意是非常好的，但是很多情形事与愿违，甚至会带来额外更多的问题（以次充好、碳排与沉没污染），本文将详细分析其中的利弊。
一、问题的由来与背景
2021年7月19日，江苏省生态环境厅发布了“关于将排污单位活性炭使用更换纳入排污许可管理的通知”（以下简称《活性炭更换通知》），按照该通知的要求，企业应该：“详细填报污染防治设施情况，明确活性炭更换频率、废活性炭处置去向等，废活性炭更换周期参照附件公式进行计算”。
其实，该要求并不是什么“新鲜事”，按照“排污许可”制度的设计思路以及《排污许可管理条例》等，活性炭更换频次、废活性炭的处理处置等这类“过程管控”手段，理应纳入许可证的管理要求。只是目前实操层面，大家没有去“较真”，没有将这类要求在“排污许可证”中明确载明，没有纳入强制性的监管。当前的监管多数仍是落脚在：达标排放、不超许可排放量（总量）这一根本问题上。
既然法规和顶层设计都有要求，为何该“通知”的发布仍旧引发了行业的热议呢？因为皇帝的新装即将被揭开，假戏要真做，怕是很多人受不了。
还有一个非常类似的问题：环保设施的“处理效率”到底应不应该纳入环保验收和监管？您可能觉得这是废话，当然要纳入验收和监管啦。但实际情况是，VOCs治理措施，特别是低浓度VOCs治理措施的处理效率，不管是验收，还是日常监测，还是监管，都尽可能回避。因为，治理效率一旦监测，将难以满足“要求”，这件事情也是“皇帝的新装”，较真不得。
二、存在的问题
1、治理效率存在的问题
如上的情形不仅是在注塑吹塑等工艺，其实其它领域也类似，活性炭吸附、光催化、等离子等技术，其去除效率普遍很低。
反观环评及其审批要求，动不动就要求收集率不低于90%，处理效率不低于90%，相当于综合去除率不低于81%，而二污普的调查数据只有21%，环评要求跟实际统计数据相差甚远，数据差距几近4倍。到底是环评不接地气呢，还是二污普不切实际呢？总归是有一个不靠谱！
如果“要求”与“规定”不科学，不切实际，必然导致“形式主义”盛行，遍地的造假。
很多业内人士其实都知道这类问题的“奥妙”，“做样子”在环保领域很重要，因为有个“行为罚”，这个“行为罚”的认定太过随性、太过弹性，大家为了规避“行为罚”只好利用一下形式主义，装装样子。但是，一旦假戏真做，废气处理设施的去除效率成为刚性要求，必然难以实现而带来“反弹”。工业实践与管理要求差距实在太大，皇帝的新装一旦揭开，大家都不好收场。
因此，如果环保验收、日常监测和监督性检查要严格管控废气治理措施的去除效率，预计有多少企业不满足要求呢？保守估计一半的企业难以满足要求。
如果仅是治理措施的去除效率不满足要求，但能够做到达标且不超总量的情形，是否构成违法违规呢，该行为适用哪条罚则呢？特别是针那种不处理就达标，且满足许可排放量（总量）管控要求的情形，到底构不构成违法啊？不得而知。
本文并不是给违法找理由，而是想探讨违法违规的“边界”到底在哪里。如果政策法规的要求脱离了科学与实际，难以操作，是政策法规的问题还是企业的问题呢？如果对政策法规的解读脱离了科学与实际，到底是政策法规的问题，还是解读法规的人的问题呢？
2、活性炭更换频次存在的问题
不同条件下活性炭更换周期计算案例*
*注：上表引自江苏省生态环境厅“关于将排污单位活性炭使用更换纳入排污许可管理的通知”。
@如上
案列分析
如上的“案例”看似非常合理，因为活性炭更换周期少则2月，多则半年，实操层面具有可行性，但是实际情况并非如此。250 与350m3/h的风量根本不符合工业实践。举例来说，家用的抽油烟机其风量一般是多少呢？一般是10~20m3/min，暨600~1,200 m3/h。这个数据比如上案例高出3~5倍。那么对于餐饮店来说，其油烟排放量应该多少呢？根据国家环境保护标准《餐饮业环境保护技术规范》（HJ554-2010），最小的推荐风量为4,000 m3/h，一般10,000 m3/h左右的风量非常正常，具体请见下表：
各类饮食业单位厨房油烟排风量及管道、净化设备占用面积
由此可见，250 与350m3/h的吸风量连油烟机都不如，废气的捕集率堪忧，如何满足“双90%”（江苏及全国各地曾一度要求VOCs的收集率和去除率均不低于90%）的要求呢？该种情形冷凝技术实为最佳！
再举个例子，实验室的通风柜风量一般是多少呢？按照国家机械行业标准《排风柜》（JB/T6412-1999），排风柜的排放量根据型号与作业面大小的不同，一般范围在：900~4,800m3/h，比家用油烟机的风量要大些，比《活性炭更换通知》给出的案例高4~20倍。也就是说，案例的风量不及实验室的一个通风橱，而很多企业的研发实验和质检过程都有好几个实验台。
因此，基于工业实践，2,000m3/h的风量是非常小的，5000~10,000m3/h相对正常，很多企业3~5万m3/h的排放也很正常。不然废气的捕集率很低，既不满足员工职业健康防护的要求，也无法满足捕集率的“环保要求”。假设按照5,000m3/h的风量，根据江苏省生态环境厅关于《活性炭更换通知》的算法，活性炭更换周期如下，频繁的超出想象！如果风量是3万，那么每天都得换一次活性炭啦。
可见在高风量情形下，活性炭的更换周期根本没有操作性和可行性。活性炭更换时还要停产，否则无法做到达标排放，除非处理设施一用一备。在5,000m3/h的风量下，只有将活性炭的装载量增加，增至5,000kg（5t），其更换周期才能一月一次，否则毫无操作性。但是，5t的吸附罐对占地、构建物载重等要求都要远远高于650kg的情形，而且每月一次的更换也要停产1天左右，而且每年新增近70t活性炭危废。
或许有人质疑，如果是5000m3/h的风量，进气的VOCs浓度一定远低于120 mg/m3，上面的算法存在问题。确实会存在这样的情况，但是废气捕集率的要求是否也应该强制呢？如果捕集率要求不低于90%，则进气浓度一定不会高，这其实算不上“稀释”排放，毕竟收集多才好治理。如果不要求捕集率，VOCs进气浓度就高，但是无组织排放就多，与环保的精神也不符，那么到底怎样的要求才合理呢？捕集率与去除率应该有个动态平衡的点，有个环境效益最大的点。
捕集率与处理效率的矛盾如果不解决，达标排放其实是个空话，加大风量就可以达标排放不是吗？当然，总量控制是另外一个标尺，只是“总量”这个指标难以考核。在所有的违法处罚案例中，因为超总量而被处罚的案例占多少呢？几乎可以忽略。究其原因，是无法“监控”，无法监控就无法监管，无法监管就是空话。
另外，活性炭一般应用在低浓度低排放量的情形，高浓度高排放量一般采用焚烧技术。对于低浓度低排放量的情形，很多情况是处理前就达标，属于“低合规风险”的情形，对活性炭的品质要求不高，如果强制要求更换频次，必然刺激活性炭以次充好的市场，导致劣币驱除良币的现象出现。而且大大增加企业的运营成本。
活性炭每吨的价格在3,000~30,000元不等，对于不处理就达标的情形，多是使用劣质活性炭，除了风机耗能、危废处置耗能外，几乎没有任何实质的处理效果，综合的环境效益是负值。对活性炭的更换周期强制管理后，不仅仅会进一步刺激劣质活性炭的市场，还会大大增加碳排。
此外，如果活性炭没有按时更换，但企业能够做到达标排放且不超许可排放量（总量），是否构成违法违规呢？似乎除了“提供虚假活性炭管理台账”这一“行为”违反《排污许可管理条例》第三十九条规定外，其实并无其它罚则。但是，何谓“虚假”？能够做到达标排放且不超许可排放量（总量）的前提下，不更换活性炭是“虚假”行为吗？言行不一致才称为“虚假”，满足达标排放和总量要求，仅是不及时更换活性炭，并真实记录视为虚假吗？该问题有待进一步探讨。毕竟有些情况是进口浓度就已达标且不超许可排放量的情形，治理只是“形式”问题。
可见，对于低浓度、不处理就可以达标排放的废气，是否要处理这一问题得不到明确之前，“去除效率”和“更换频次”都是浮云。这类低浓度废气一般常见于如下工艺过程：实验室排放废气、废水池加盖收集排放的废气（石化等油污和化学品量大的废水池除外）、注塑环节的废气、点胶热塑废气、水性涂料生产过程、机加工过程等，具有一定普遍性。
3、活性炭更换频次过高带来的碳排、“沉没污染”和运营成本
*注：活性炭危废产生量为活性炭用量的1.1倍，因为动态吸附量为10%。
“沉没污染”指的是污染物治理过程产生的二次污染、三次污染等多次污染的总称（该概念由马哥首次提出）。针对本次活性炭吸附处理设施，其碳排和沉没污染的算法主要考虑如下因素：
• 设施运营电耗与发电过程产生的碳排与“沉没污染”
• 活性炭制造产生的碳排与“沉没污染”
• 活性炭作为危废处置产生的碳排与“沉没污染”
• 活性炭和废活性炭运输产生的碳排与“沉没污染”
• 环保设施钢材制造过程产生的碳排与“沉没污染”
• 环保设施运输过程产生的碳排与“沉没污染”
治理措施的处理能力，设计风量、功率能耗、所用钢材重量等基本参数如下表：
根据工业实践，按照1,000、2,000、5,000和10,000m3/h四种风量的情形，削减VOCs浓度120mg/m3，5年内VOCs削减、活性炭使用量及废活性炭产生量见下表。
*注：活性炭危废产生量为活性炭用量的1.1倍，因为动态吸附量为10%。
碳排和沉没污染的算法主要考虑因素的计算参数如下：
环保设施运营5年引发的碳排和沉没污染计算结果如下：
*注：1、环保设施全年运行时间按8640h计算；
2、假定5年内环保设施正常运行，未进行环保设施更换；
3、活性炭更换周期按《活性炭更换通知》计算，活性炭一次填充量按1t计算，运输次数则根据活性炭次数加废活性炭运输次数计算，其中废活性炭按满10t运输一次计算。
综上，5年中减排污染物的量，以及引发的碳排和沉没污染，以及企业的运营成本统计结果如下表所示：
可见，在风量10,000 m3/h（消减VOCs浓度120mg/m3）的情形下，如果采用活性炭治理VOCs，其5年的运营成本将近800万，费用惊人，难以承受（高浓度高风量的情形不适合采用活性炭吸附措施）。而且治理所产生的NOx 和SO2的排放量与VOCs的排放量相当，并带来额外的碳排放。
那么NOx 和SO2的危害与VOCs相比孰轻孰重呢？大家可以看看《中华人民共和国环境保护税法》中大气污染当量值的数据。VOCs作为挥发性有机物的统称，其污染当量并不确定，可选择几类代表物质简单对比一下。
根据上表，1kg SO2的污染等同于0.27/0.95 kg二甲苯，等同于25/0.27kg苯乙烯。可见，处置那些低环境危害的VOCs（如乙醇、苯乙烯等），很可能出现“倒挂”现象，环保设施制造、运行和维护产生的沉没污染高于处置的污染。而且废气的去除效率也根本做不到100%，如果如上的事例去除效率为70%的话，治理的VOCs量与NOx +SO2排放量完全相当，如此情形下按照税法的污染当量，甲醇、氯苯类等都不值得治理啦。
除了以上的“沉没”污染之外，环保设施全生命周期的其它污染（如废水、固废、重金属）等尚未计入，危害气体CO等的排放也未计入。再综合考虑企业的经济投入、人工投入、设备检维修与折旧等因素，对于低浓度低排放来说，综合的环境效益与社会效益可能是负值。
根据以上的初步研究，对于不同危害、不同种类的废气确实应该有不同的治理目标和管控要求，某些环境危害小的物质应该豁免管控。随着节能与碳排管理的强化，必然倒逼环保“精准治污”，污染物排放的豁免物质和豁免量理应尽快明确，以满足工业实践的要求。
三、环保的知识与常识
最后，来一起讨论一下环保的知识与常识。因为这些年会经常碰到违反“常识”的事情，细思极恐。举例如下：
1. 机加工等类型的企业，不需要安装废气治理措施的情况下被要求关门关窗，是否有利于减排和环保，不关门窗，是否真的违反《大气污染防治法》？
2. 没有持续排放源，且不是规模型的危废库，是否强制要求收集和治理，是否真的违反《危废贮存标准》？（甚至危废库没有VOCs存放，也要求采取收集和治理措施。具体论述详见马哥说：危废库要不要安装废气治理措施？——从法规要求与技术可行性等多角度综合论证）
3. 不管什么情形下，要求废气的捕集率不低于90%，要求活性炭治理措施的去除率不低于90%，是否合理？
4. 企业的环评及批复里要求VOCs总量过低（比如低于1kg/年，如下图），或是非甲烷总烃的排放限值低于0.5mg/m3，甚至更低，是否合理？（非甲烷总烃的环境质量标准是2.0mg/m3，排气筒的排放限制如果低于2，可能排放的废气比环境质量还好。下图截自一个环评批复，许可企业VOCs的年排放量不足0.1kg，也就是一年2两左右，不及一顿酒消耗的VOCs量）
5. 腐烂的蔬菜因为COD浓度非常高，被视为“废液”和危废，是否合理？（实际发生的诉讼案例）
6. 农民工夜里冷，烧木柴烤火取暖，违反大气污染防治法吗？（实际发生的诉讼案例）
7. 养猪是排名第一、占比近半、远超全部工业的超级重污染行业，畜牧养殖业的臭气堪比工业的VOCs危害？（凤凰网发表署名唐驳虎的文章，真有“砖家”以为污染是靠“量”取胜的，根本不考虑危害性）
8. 理发店只准理发，不准洗头（难道回家也不洗吗？在北方某省亲历的事例）
9. 打印机用到了油墨，不管你用多少VOCs物质，都需要收集治理后排放（下图为证）。
四、结论
2. 不处理就达标排放（总量）的情形，强制更换活性炭只会鼓励“以次充好”，劣质活性炭的市场将会“蓬勃”发展；
3. 不处理就达标排放（总量）的情形，强制更换活性炭会导致“沉没”污染加重，碳排和其它污染物的排放也会增加。
4. “关于将排污单位活性炭使用更换纳入排污许可管理的通知”的本意和初衷是好的，但需要明确界定实施的条件和边界，以及适用的范围。
5. 管环保需要知识，更需要常识，算好总账，让综合环境效益为正值，沉没污染要低于治理的污染。
6. 为了提高监管效率，避免过度治理，针对VOCs的治理，需要尽快提出豁免物质与豁免量。
最后，提一个观点：当对政策法规的解读脱离了常识，这其实不是政策法规的问题，而是解读的人有问题。有知识没有常识，不敢担当，这非常可怕，如同有能力没品行一下，危害很大。
末了，这个十三五没能解答清楚的问题，十四五能明确吗：不处理就能满足达标排放（满足许可排放量）的情形，到底还要不要治理？
赛事时间表
附1：
VOCs豁免收集治理的情形
豁免并不是为了逃避监管，而是因为“不值得”治理，如果强制治理，其综合环境效益可能是负值。凡是符合如下条件的，可以豁免收集治理VOCs，具体如下：
1
豁免依据
• 《重点行业挥发性有机物综合治理方案》（环大气〔2019〕53号）
• 《关于印发<2020年挥发性有机物治理攻坚方案>的通知》（环大气〔2020〕33号）
原文：“企业采用符合国家有关低VOCs含量产品规定的涂料、油墨、胶粘剂等，排放浓度稳定达标且排放速率、排放绩效等满足相关规定的，相应生产工序可不要求建设末端治理设施。使用的原辅材料VOCs含量（质量比）低于10%的工序，可不要求采取无组织排放收集措施。”
2
低VOCs产品的界定
• 低VOCs含量涂料，依照《低挥发性有机化合物含量涂料产品技术要求》GB/T 38597-2020中水性涂料、无溶剂涂料、辐射固化涂料的规定。
• 低VOCs含量油墨，依照《油墨中可挥发性有机化合物(VOCs)含量的限值》GB 38507-2020中水性油墨、胶印油墨、能量固化油墨、雕刻凹印油墨的规定。
• 低VOCs含量胶粘剂，依照《胶粘剂挥发性有机化合物限量》GB 33372-2020中水基型胶粘剂、本体性胶粘剂的规定。
• 低VOCs含量清洗剂，依照《清洗剂挥发性有机化合物含量限值 》GB 38508-2020中水基清洗剂、低VOC含量半水基清洗剂的规定。
3
豁免治理的条件
1. 可以不安装VOCs治理设施的条件
重点地区（即根据环境保护工作要求，对大气污染严重，或生态环境脆弱，或有进一步环境空气质量改善需求等，需要严格控制大气污染物排放的地区），收集废气中的NMHC（非甲烷总烃）初始排放速率低于2kg/h（不含本数），其他地区，收集废气中的NMHC初始排放速率低于3kg/h（不含本数），在满足排放浓度达标的前提下，可以不用安装VOCs治理设施。如排放浓度超标，仍应安装VOCs治理设施，确保达标排放，但去除效率不作要求。
不符合上述条件的，即重点地区，收集废气中的NMHC初始排放速率大于或等于2kg/h，其他地区，收集废气中的NMHC初始排放速率大于或等于3kg/h，需要安装VOCs治理设施，如未使用规定的低VOCs产品，在满足VOCs排放浓度和排放速率均达标的前提下，治理设施的去除效率不得低于80%；如全部使用符合规定的低VOCs产品，治理设施去除效率不作要求，VOCs排放浓度和排放速率达标即可。
2. 豁免VOCs废气收集的条件
企业不对VOCs废气进行收集需要满足以下条件：
（1）基于执行的标准进行判断
行业排放标准和地方排放标准优先执行，没有行业和地方标准的，执行国标《挥发性有机物无组织排放控制标准》（GB37822-2019）。
举例：塑料制品企业（聚氯乙烯除外）执行的污染物排放标准是《合成树脂工业污染物排放标准》（GB 31572-2015），按该标准的要求，合成树脂企业产生大气污染物的生产工艺和装置需设立局部或整体气体收集系统和净化处理装置，达标排放。排气筒高度应按照环境影响评价要求确定，且至少不低于15m。因此，塑料生产企业（聚氯乙烯除外）就应对含VOCs废气进行收集处理，有组织达标排放。
（2）基于生产工艺判断
判断是否涉及VOCs工序。判断该工序下（即都按照配比配好准备使用）VOCs质量占比情况，如所有物料在施工状态下的VOCs质量占比皆小于10%，才可不收集。
如果企业符合以上条件，且在生产过程中未收集VOCs废气，在接受环保部门检查时应提供相应的MSDS、配方、检测报告等数据资料，以证明使用物料的VOCs质量含量低于10%。
3. 豁免泄漏检测和修复的条件
企业中载有气态VOCs物料、液态VOCs物料的设备与管线组件密封点小于2000个的，不强制开展泄露检测与修复工作。
附2：
一款VOCs治理神器
浮动顶盖投放视频
感谢益驰思咨询顾问詹瑛瑛女士对碳排数据做的核算
编辑：环评互联网
来源：马哥说
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