VOCs的过度治理现象与“暗黑”神器: 浮动顶盖
这是个啥？
乐高？
飞碟？
海星？
No,No.......你想多了！
这是大名鼎鼎的VOCs 与恶臭终结者——浮动顶盖！
什么终结者？
VOCs与恶臭！
怎么个神操作？？
简单！
丢进臭水池里！
瞧瞧它们可以自行拼接，给臭液盖上了“被子”！
哈，臭气被捂在被子里啦！
这就是所谓的“能闻能捂”？
不相信？
咱瞧瞧这视频（可不单应用在储罐哦）！
简单不？神奇不？
简直是一款将节能与减排完美结合的技术：
全面而不封闭，
适合神勇的你！
言归正传，下面我们来有理有据地掰扯掰扯这个神器！
智利Lomas Bayas公司使用浮盖，用于覆盖其15,000m²尾矿池
一、背景
近期国家主席习近平在第75届联合国大会一般性辩论上发表讲话时表示，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。
可以预见，节能与减排这两个长期以来存在矛盾的难兄难弟，在政府的领导下即将完美统一。马哥过去经常开玩笑：撇开节能谈减排就如同撇开计量谈毒性一样，都是耍流氓。单纯考虑“减排”而忽略“节能”的时代即将结束，环评的技术方法也必将更新，碳排放的核算将纳入环境预测和管理工作，特别是在以化石能源为主的今天。
所以，高效且低能耗的减排措施才是真环保！
二、过度治理现象
目前在环境治理业确实存在着两难的情况：一方面，我国很多地区的环境质量仍未持续稳定达标，环境治理任务严峻；另一方面，某些排放环节出现了过度治理现象，导致能耗居高不下，二次污染未有效评估。
过度治理对环境治理业的危害非常大，因为它不是真正的环保。某些存在过度治理的现象如：无持续排放源的危废仓库废气、一般机加工企业的车间废气和废水收集站加盖收集后的废气等，多数此类废气的浓度低，排放量小（少数高浓度高排放的除外）。这类废气多采用活性炭吸附的方式处理，实际上活性炭基本不更换，因为换与不换都是达标排放，无法合理监管。无法监管则意味着设备会空转，能耗巨大，且没有任何实质的效果。
对这类情形通过管理台账的方式加强监管也不现实，因为企业毕竟是达标排放的。如果对活性炭强制要求更换频次，其结果必然是劣质活性炭充满市场，因为这类废气企业普遍不追究实际的减排效果。
马哥在《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》一文中曾经进行过测算（见下表），处置200kg/年的非甲烷总烃（VOCs），排放的SO2+NOX+CO等将接近200kg（这还是处理后的排放数据），根据危害权重（参考《环保税法》）换算成二甲苯和苯乙烯的话，其排放量分别达50kg和4563kg。
这一计算尚未考虑煤炭发电过程与环保设施全生命周期的其它污染排放（如废水、固废、重金属）等，以及大量温室气体CO2的排放，企业的经济投入、人工投入、设备检维修与折旧等因素也未纳入。可见对于低浓度低排放废气的治理来说，综合的环境效益与社会效益可能是负值。
基于以上分析，“精准治污”的迫切性急需提上议事日程，对于低浓度低危害的情形急需提出“豁免”情形。乙醇等低危害物质急需豁免管理，年排放量或是单位时间排放浓度很低的情形，急需纳入豁免管理。
此外，“不处理就达标的废气还需要收集治理吗”？这一世纪难题在行业内仍旧不能达成充分共识。
三、治理技术的困境
环境治理业到底存不存在性价比高、能耗低的环境治理技术呢？
其实是有的，只是很无奈。举例来说，在日本应用相对广泛，效果也不错的光催化技术，在中国不仅几乎毫无效果，还被很多地方主管机构纳入“禁止单一”使用的工艺。这是为什么呢？
因为好的光催化技术需要根据污染物中有毒有害物质的量，计算处理需要的“光强”和“停留时间”，对于紫外光灯的光强频谱有明确的要求，对治理设备内的停留时间有具体的要求，对催化剂的选择性和效果有实在的要求。
但现实情况是，很多治理单位根本不去计算破坏化学键所需要的光能，国产的很多紫外灯其效果也不敢恭维，更加不考虑氧化过程所需的停留时间。最终导致的结果是，污染物出口浓度甚至超过了入口浓度（因为大分子分解成了小分子，但是还未完全氧化成CO2等）。
可见，由于专业度不够，选用的设备和操作参数不合理，竟然杀死了一个好的工艺（当然，光催化产生O3，也是一种污染物）。而这一工艺对于低浓度废气和恶臭气体，治理效果还是很不错的，而且也是非常节能的技术，遗憾的是，目前已列入了“黑名单”。
四、适宜技术：“浮动顶盖”
基于国情，那些简单粗暴、便捷高效，运营成本低的技术特别适合中国的市场需求。马哥寻找多年，终于在近期发现了一款VOCs治理新技术（只是在中国新，但在全球范围内并不新）。
该技术是节能与减排的完美统一，而且兼顾了“简单粗暴”、“便捷高效”和“低运营成本”三大优点，特做推荐：
1. 产品简介
治污减排神器——浮动顶盖
这是一款法规标准
首选推荐技术，但
是知道的人并不多。
《挥发性有机物无组织排放控制标准》(GB37822-2019)9.22条首选推荐：
注：如上要求适用于上海等特别控制区域，一般区域针对液面上方VOCs高于200umol/mol情形下要求采取如上三项措施。
浮动顶盖（又称“浮盖”）技术是一种减少石油和化工行业储罐和污水池VOCs及恶臭排放的技术，采用多个六边形结构的盖体在储罐或敞开液面上方自动组合形成一个“浮盖”以防止VOCs和恶臭逸散。
目前对于污水池VOCs及恶臭排放主要采取固定顶盖并收集治理的措施，该措施投资高，运营成本大，能耗高，后端吸附产生的活性炭又被作为危废处置，给企业带来很大负担。
根据国家标准：采用浮动顶盖技术，后端不再要求对废气收集和治理！
■ What？！ ■ Really？ ■ Why？
您想哈，废水池加盖收集后经活性炭处理后排放，总体的处理效率也就是60%~70%（前提是有良心的企业，在定期替换活性炭的情况下），采用浮动顶盖，其处理效率平均达70%以上（针对不同的污染物，有所差异），对于恶臭类甚至可以达到85%以上，治理效果明显优于传统的加盖收集技术，自然在国家标准里不再要求后端加盖收集治理。
此外，传统加盖收集技术涉及治理措施的建造和运维、能源消耗（电能）、危废活性炭的处理处置、废气治理措施的台账管理、排气筒的监测监控、人力投入等等，治理效果不如浮盖不说，运营成本高、二次污染大。浮盖可以有效使用15年以上，而且可以循环利用和再生，优势远大于传统的加盖收集治理技术。
2. 浮盖的结构
单个盖体 自动拼接后
每个盖体设计为两侧对称六角形盖，盖体肋采用漂浮结构，可自然均匀地分布在液体表面上而不重叠形成互连的覆盖层，阻止气体和蒸气的生成和排放；盖体边缘为螺旋扇形边，可使其自动互锁并形成一个集成的矩阵。
3. 作用原理——减少暴露面积
无组织排放的主要影响因素包括如下四个方面：
● 物质本身挥发特性；
● 暴露表面的面积；
● 暴露表面的风速；
● 暴露表面的温差；
浮动顶盖可以有效应对如上四大要素，大大降低表面的挥发性。它还具有如下特点：
● 根据材质和加工密度的不同，可应用于不同的液体介质中，广泛适用各个行业
● 采用特殊材料，确保能抵抗各类碳氢化合物、H2S的侵蚀
● 热稳定性优良，能长时间在100摄氏度高温环境下工作，也能对温度巨变（零下40摄氏度-100摄氏度）不产生任何化学和物理变化
● 超低密度（最低0.36g/cc），确保浮盖能浮在各类油品上面
4. 减排效果分析
浮盖的覆盖率与液面面积的关系：
理论上，覆盖率决定了对挥发逸散的抑制率，也就是理论上的减排效率。
此外，国外已开展了详细的实验研究，特将研究结论引用如下：
（1）恶臭物质（氨）的减排实验
实验对象：沼液池，直径15米。
从测试结果看，随着温度升高，浮动顶盖对恶臭的减排效率也显著提高；随着覆盖前粪液/沼液恶臭浓度增加，减排效果明显提升。
从测试结果看，罐体尺寸越大，浮动顶盖的覆盖率越高，氨的减排效果越高。氨的减排效果与覆盖率基本呈线性关系。
（2）挥发性有机物的减排实验（实验温度为80℃，模拟某原油储罐的操作条件）
时间：2013年9月20日
甲苯；温度为80摄氏度。
检测结果显示，在小于1m2的液面，甲苯的挥发量减少了65.5%。
一般情况下，在液面大于10m2以上的废水池中，VOCs与恶臭（H2S、氨等）减排效率在70~95%之间。该处理效果要比传统的加盖收集治理效果好，因为废水池加盖收集的效率约90~100%，末端活性炭的处理效率最高70%，综合的治理效率低于70%。
基于此，《挥发性有机物无组织排放控制标准》(GB37822-2019)将浮动顶盖作为开放液面废气治理的首选推荐技术，而且采用浮动顶盖后不再强制要求加盖收集和治理。
采用浮动顶盖后，其无组织排放的考核点将落脚在厂区和厂界处的无组织排放监控。
5. 主要应用场景
浮动顶盖可应用在如下场景：
● 敞开液面——石油化工行业、工业、农业等
● 固定顶储罐——各类油品、化学品、污水、污油等
治理的污染物/对向包括：
● Odours 恶臭
● Emission 排放（包括各类挥发性物质，如VOCs）
● Evaporation 水分蒸发
● Organic growth 有机物质生长
● UV effect 紫外线照射
● Heat loss 热损失
● Bird Deterrent 鸟类威慑
● Anti foaming 消泡
可见，浮动顶盖还可作为应急物资，迅速覆盖泄漏的液面，减少污染物排放的同时，隔离空气，起到一定防火防爆作用。
6. 浮盖系列产品
基于不同类型的开放液面，浮动顶盖可以分为如下几种类型：
7. 浮盖的优势
本质安全：浮盖具有较好的阻燃性能，同时属于静电耗散，可防止静电体聚集发生危险；浮盖与液面贴合，无气相空间。
无运行管理费用：无需日常维护，无水电气能耗费用；浮盖技术在减少VOCs及恶臭排放的同时还可减少热损失、水蒸气产生的蒸汽量以及降低液面湿度。
安装便捷：浮盖安装时间以200m2页面为例，投放时间2.0h。
长期耐用：设计使用寿命超过10年（偷偷告诉你，20年也没问题）。
浮动顶盖石油化工系列型号现场明火安全实验（点燃前后的变化）
8. 安装实例
好评如潮——
德国：SKZ-TeConA GmbH, D-97076: “在SKZ，我们在温度高达95℃的实验测试设施中安装了浮盖。结果显示，潮气的形成速度以及水分的蒸发速度均显著降低。
爱尔兰运动装生产厂：O´Neills Sportswear, Dublin； “我们非常满意的浮盖的性能，恶臭问题已经消除”。
Nordicsugar A/S,ONE公司：“我们选择液面浮盖有几个原因。首先是可以确保除臭效果，并且这种方式简单易行。”
阿特拉斯阿特拉斯环境管理公司（巴塞罗那，西班牙）（AtlasGestiónMedio Ambiental, S.A. (Barcelona, Spain)）：“为减少恶臭，我们选择了2个渗滤液池使用浮盖覆盖。选择浮盖的主要原因是其在减少恶臭方面的效果，并且它是一种不需要建设永久结构的解决方案，因此最小化了与此类屋顶型盖子相关的安装和维护成本。”
更多..... 已有上万个成功案例。
9. 延伸效益
（1）对于已经加盖的开放式液面，是否仍有必要采取采用浮动顶盖技术呢？
答案是肯定的。因为可以显著降低运营成本：根据我们已有的数据，针对不同的废气种类，浮动顶盖可以减少55-90%的污染物排放，后端的吸附材料可以减少55-90%的替换频次和替换量（一般都是危废）；此外，值得注意的是，在加盖浮动顶盖后，废气浓度变得相对稳定，变化幅度很小（如下图所示），有利于选择后续的治理措施，同时加盖后的风机风量也可适当降低，减少能耗。
国内某石化项目检测数据
（浮盖投用前后液面上方不同高度处VOCs的浓度波动情况）
注：尽管浮盖投用时的环境温度比之前未投用时上升了20度，VOCs的挥发量仍大大降低，减少约75%的挥发量。
（2）是否可以应用在其它情形？
答案是肯定的。比如电镀行业的酸洗废气排放，由于电镀槽需要开放式作业，槽液内的废气持续排放，即便是在夜间不生产的情况下。浮动顶盖可以在不生产时有效覆盖液面，减少酸性气体排放，大大降低末端治理的能耗与损耗，降低运营成本。目前该技术已与山东某电镀园区对接，即将推广。
10. 应用的不足
尽管浮盖已在国外应用超过10年历史，积累了上万个案例，成功应用在储罐和开放式液面。但是国内的案例尚有不足，目前仅是在北京、山东等地的某些石化企业、天津某食品企业、南京某钢铁厂、广东某造纸厂等开展了试点研究，上海市尚未对使用效果验证。
鉴于此，研究人员计划委托华东理工大学对浮动顶盖开展实验验证。2020年11月9日下午，课题组邀请来自上海市环境监测中心、上海市环境科学研究院的专家合学者和环评库专家，就实验方案召开了研讨会。
研讨会初步确定的实验方案如下：
1) 搭建实验平台，在企业现场或是学校模拟生产废水的集水池；
2) 集水池污染物以VOCs与恶臭（氨or H2S）类为主；
3) 在液面及周边开展监测，测定集水池周边、内壁与中间位置的浓度数据；
4) 投放浮动顶盖，投放完毕并稳定后开展监测，监测点位同上；
5) 分析和对比采取措施前后的浓度变化，确定实验效果；
6) 基于监测结果，以及流体力学原理，开展模拟计算，验证有效性；
7) 对比传统的加盖收集治理技术，分析该技术的优势，核算节能与减排的效果。
该实验的过程与验证结果将在后期报道。
该技术对比传统加盖收集治理的技术，大大降低运营能耗，节省投资和运营成本，其综合环境绩效与经济绩效的核算将在后期报道。
五、浮盖技术的优势与说明
|浮盖的优势有点多，简直是“罄竹难书”|
在了解到以上信息后，相信您还有很多疑问。在此特将大家普遍关注的问题明细如下（滚动展示）：
关于浮动顶盖你肯定想知晓的问题
第一部分 关于浮盖的性能和使用
问题01：浮动顶盖的材质是什么？为什么用于油和水的浮盖厚度和形状有所不同？
问题02：浮动顶盖的作用原理是什么？
问题03：假如其它条件相同，为什么不同的有机物减排的效果比例会不同？
问题04：浮动顶盖的安全性如何？
问题05：储罐每隔一段时间需要清罐。清罐时如何处置浮动顶盖？
问题06：在使用期过后，浮动顶盖的处理？
第二部分 关于应用场景和案例
问题07：浮动顶盖最适合的应用场景有哪些？
问题08：最不适合浮动顶盖使用的情况有哪些？
问题09：浮动顶盖能否在好氧池/曝气池使用？
问题10：浮动顶盖在国内石化行业的使用情况？
问题11：浮动顶盖在石油和化工行业中的应用情况如何？
问题12：浮动顶盖是否适合在生活污水处理厂应用？能否给出具体的案例？
问题13：浮动顶盖能否在垃圾渗滤液使用？有没有应用案例？
问题14：浮动顶盖在农业领域是否有应用的案例？效果如何？
问题15：浮动顶盖在黑臭水体的治理方面是否有应用可能？是否有类似的应用案例？效果如何？
问题16：浮动顶盖在冶金废水有无应用案例？主要用于那个环节？
问题17：浮动顶盖可与油气回收系统协同使用么？效果如何？
问题18： 北方某制药企业拟建一个2000立方的水池蓄水，水池表面积约1000平方，处理后用于灌溉或循环水补充水。储存周期4-5天，可能会生藻类物质。如果加入浮动顶盖，是否可以抑制藻类生成？除此之外，还能带来什么其他的好处？
问题19：浮动顶盖还可在那些场景或行业应用？
第三部分 关于跟其它方案对比
问题20：和敞开液面的固定顶盖相比，浮动顶盖有哪些特点？
问题21：浮动顶盖与浮盘相比的优缺点？
问题22：国内有在沼液池上使用“柔性膜”，即HDEP膜。和“柔性膜“相比，浮动顶盖有什么优势？
第四部分 关于浮盖与污水处理之间的关联
问题23：浮动顶盖并没有处理污染物，污染物去哪里了？
问题24：浮动顶盖没有最终处理恶臭物质（如焚烧、吸附等末端治理技术），那么如何彻底解决？
问题25：我们遇到的恶臭物质，“全部”是通过挥发（注：自然挥发，没有其它工艺）到大气中“处理”，不通过水处理工艺来治理。使用浮动顶盖后，如果恶臭物质不能挥发，水处理也没有处理，环保不达标怎么办？
问题26：如果浮动顶盖抑制了污水中挥发性污染物的逸散，是否会增加水体里污染物的浓度？增加多少？会不会对现有的水处理有影响？
问题27：假设废水池中废水非实时输送处理，可能储存数天甚至更久，这时废水中恶臭或VOCs物质会不会持续积累，达到过饱和，导致体在浮动顶盖下聚集构成安全隐患？气体在逸散的过程中会不会将浮动顶盖顶起来？
如上的27个问题，您如果想知道答案，请参与如下的互动交流：
六、互动交流
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为了提倡节能减排，避免过度治理，请各位同行积极分享本文。有意商务合作的，也请入群交流。
建议各位环评工作者遇到该类情形时，在环评文件中提出“按照国家相关标准，废水池应优先采用浮动顶盖技术”，为节能和减排做出贡献。
注：本文中的实验数据均来自于国外的实验研究，文章只是引用。国内的实验正在开展，待有结果后将撰文告知。
解立嘉：15800651519
lijia.xie@ ehsvalue.com
马立强：13564667478 liqiang.ma@ehsvalue.com
吴忱涛：18017615526 wuchentao@bluegreensh.com
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阿特拉斯阿特拉斯环境管理公司（巴塞罗那，西班牙）选择使用浮盖来减少危废垃圾填埋场渗滤液池的恶臭水平
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