噴漆廢氣的主要處置方式及其成本對(duì)比研究

鄭　磊　夏友超

（1南京國(guó)環(huán)科技股份有限公司浙江分公司浙江杭州3100072浙江環(huán)科環(huán)境咨詢有限公司浙江杭州310007）

噴漆廢氣的主要處置方式及其成本對(duì)比研究

鄭磊1夏友超2

（1南京國(guó)環(huán)科技股份有限公司浙江分公司浙江杭州3100072浙江環(huán)科環(huán)境咨詢有限公司浙江杭州310007）

噴漆是現(xiàn)階段工業(yè)生產(chǎn)的基本環(huán)節(jié)，在包括汽車、家具、工業(yè)設(shè)備及用品生產(chǎn)過程中的廣泛應(yīng)用。然而，噴漆自身及其后續(xù)烤漆環(huán)節(jié)均會(huì)帶來較為嚴(yán)重的VOCs污染，如果不經(jīng)過治理而成為無組織排放則對(duì)環(huán)境的影響較大?，F(xiàn)階段，常見的處置方式除了前期搜集之外，還需要后續(xù)的處置才能夠完全消除其對(duì)環(huán)境的影響。本文對(duì)不同處置方式的工藝特點(diǎn)進(jìn)行分析，并重點(diǎn)比較其處置成本。希望通過本文的研究能夠?yàn)榻窈蟮南嚓P(guān)處置方法的選擇及應(yīng)用提供依據(jù)。

噴漆廢氣；處置方式；成本對(duì)比；工藝特點(diǎn)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步，越來越多的工業(yè)品成為了人們生活的必需品。而在工業(yè)制成品外部加工的過程中，噴漆技術(shù)是一種常見方式。然而，由于噴漆工藝以及相關(guān)的原料產(chǎn)品在具體加工的過程中不可避免的會(huì)產(chǎn)生大量的可揮發(fā)性有機(jī)物。此種污染物如果不經(jīng)過有效處置，以無組織排放的方式釋放到環(huán)境中去會(huì)對(duì)自然環(huán)境以及周邊相關(guān)人員的身體健康造成嚴(yán)重的影響。為此，針對(duì)VOCs處置的研究一直是環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題，也是未來一段時(shí)期內(nèi)的科研攻關(guān)。但是，由于其存在的物質(zhì)相對(duì)復(fù)雜、遷移性相對(duì)較好，因此在現(xiàn)階段并沒有一個(gè)學(xué)術(shù)界與實(shí)際應(yīng)用生產(chǎn)環(huán)節(jié)均認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)處置方法，更多的根據(jù)具體的污染物類型及其總量進(jìn)行適應(yīng)性建設(shè)。

1　燃燒處理法

絕大部分的VOCs都是可燃的，且其凈化濃度下的綜合熱值能夠達(dá)到25 MJ/m3～30MJ/m3；該數(shù)值大約是天然氣的2/3左右。因此，通過燃燒的方式能夠有效的去除空氣中的VOCs，同時(shí)為其后續(xù)的應(yīng)用提供能量供給。此外，在針對(duì)VOCS燃燒處置方法的研究過程中還存在一個(gè)不容忽視的前提，即當(dāng)期燃燒后，產(chǎn)生的尾氣更多的以二氧化碳及水蒸氣的形式進(jìn)行排放，而根據(jù)VOCs的種類不同，也會(huì)存在包括氮氧化物、二氧化硫等環(huán)境污染物，但相較于傳統(tǒng)火力發(fā)電存在一定的優(yōu)勢(shì)。

在應(yīng)用燃燒處理法對(duì)VOCs進(jìn)行處置的過程中，其成本主要來源于三個(gè)方面：一方面是通過燃燒往往與發(fā)電進(jìn)行相配合，發(fā)電機(jī)組的構(gòu)建費(fèi)用是一次性投資；搜集后的VOCs很難保障其后續(xù)的燃燒完全以及發(fā)電熱值需求，因此需要通過天然氣的輔助才能夠合規(guī)達(dá)標(biāo)，天然氣燃料成本投入是日常運(yùn)行開銷；燃燒后的尾氣雖然大量是以二氧化碳及其水蒸氣的形式表現(xiàn)，但是其中的氮氧化物與二氧化硫等大氣污染物的后續(xù)處置的運(yùn)行費(fèi)用也相對(duì)較高。為此，此種方法成本投入較高，同時(shí)也存在一定的經(jīng)濟(jì)效益，在成本表現(xiàn)方面是一種可行方案。

2　回收處理法

回收處理方式中，吸收法適用于處理無機(jī)氣態(tài)水溶性污染物，且存在廢液的二次處理問題；冷凝法和膜分離法適用于處理小流量、高濃度廢氣；針對(duì)噴漆室廢氣濃度和溫度低、風(fēng)量大的特點(diǎn)，比較適合采用吸附法進(jìn)行處理。在實(shí)際的應(yīng)用過程中通過吸收的方式對(duì)于VOCs進(jìn)行吸收是一種相對(duì)成本較低的方式。其具體的優(yōu)缺點(diǎn)表現(xiàn)為如下幾個(gè)方面：對(duì)低濃度、大風(fēng)量的有機(jī)廢氣凈化效率高、操作簡(jiǎn)單。同樣也存在一定的缺點(diǎn)：對(duì)廢氣的溫度和濕度有要求，特殊情況需要對(duì)廢氣進(jìn)行預(yù)處理；另外，吸附VOCs后的載體需要進(jìn)項(xiàng)再生處理。

而從成本的角度來進(jìn)行分析，其成本構(gòu)成主要分為如下幾個(gè)方面：搜集與吸收需要的容器作為其一次性設(shè)備投入，但是該容器原理簡(jiǎn)單、建設(shè)便捷、且對(duì)于體積以及容量等要求相對(duì)較低，故成本相對(duì)較??；另一方面則是在進(jìn)行吸收的過程中，根據(jù)相似相容的基本原理，往往采用有機(jī)溶劑來作為融合劑，大量融合劑的引入使得其運(yùn)行成本相對(duì)較高；此外，溶劑的使用并不是可循環(huán)利用的模式，定期需要對(duì)有機(jī)溶劑內(nèi)的揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行處理，才能夠恢復(fù)溶劑的吸收效力，此部分處理與回收部分的成本是后續(xù)運(yùn)營(yíng)的主要開支。值得足以的是此種處置模式并沒有簡(jiǎn)單便捷的利用途徑，進(jìn)而產(chǎn)生后續(xù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的能力相對(duì)較差。

3　吸附處理法

吸附處理技術(shù)的核心是吸附劑的性能，高性能的吸附劑應(yīng)具有均勻孔道、較大的吸附容量、良好的疏水性以及容易再生等特性。目前在工業(yè)應(yīng)用中，有機(jī)廢氣吸附處理工藝最常用的吸附劑是活性炭和分子篩沸石兩種。

常見的吸附劑主要包括了活性炭與沸石兩種。其中活性炭在運(yùn)用的過程中，對(duì)于溫度以及濕度要求相對(duì)較高；溫度越高則會(huì)產(chǎn)生活性炭的自然，同時(shí)其吸附方程也會(huì)隨之左移，進(jìn)而影響到最終的吸附效率；而相對(duì)濕度較大，則會(huì)由于活性炭對(duì)水分子的吸附作用，占據(jù)一定的吸附點(diǎn)位，使得其吸附效果較差。因此，在使得工程應(yīng)用過程中，人們往往采用沸石作為吸附劑。沸石具有耐高溫（1000℃）；不可燃；對(duì)濕度的適應(yīng)性較大（RH＜90%）等特點(diǎn)，更適宜于VOCs的吸附處置。

從成本的角度來分析，吸附方法是一種現(xiàn)場(chǎng)處置的方法，其不需要大型設(shè)備的單獨(dú)構(gòu)建，與上文分析的方法相比較，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，且吸附劑的成本以及循環(huán)利用的模式成本也相對(duì)較低。值得注意的是，吸附后的VOCs僅能夠被固定在吸附劑內(nèi)，而無法消除，還需要通過后續(xù)的處置手段加以去除，此部分成本可以納入到后續(xù)排污成本中去。

4　結(jié)語(yǔ)

噴漆廢氣的主要成分為VOCs，如果不進(jìn)行合理的處置會(huì)對(duì)人體以及周邊環(huán)境造成嚴(yán)重的影響?，F(xiàn)階段處置方式大致可以分為燃燒、吸收與吸附等三個(gè)方面，本文以此為背景，在探究各自方法技術(shù)要點(diǎn)的同時(shí)，對(duì)其成本進(jìn)行分析。通過本文的分析，認(rèn)為燃燒與吸附是一種較好的處置方式，二者的配合施用更可以解決近端搜集與遠(yuǎn)端處置的矛盾，值得推廣。

[1]曹春,王麗萍,王晴晴,徐子媛.生物滴濾法處理噴漆廢氣[J].化工環(huán)保,2015,03:288-292.

鄭磊(1982—),男,工程師,主要從事環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作。