汽車噴漆廢氣VOCs處理技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展

文_王榮 山西清源環(huán)境咨詢有限公司

1 汽車噴漆廢氣VOCs處理技術(shù)簡(jiǎn)介

目前針對(duì)VOCs的處理方法主要分為回收處理和消除處理兩種?；厥仗幚砑夹g(shù)主要是通過(guò)物理原理實(shí)現(xiàn)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物的吸收，例如通過(guò)改變溫度、壓力來(lái)提高有機(jī)溶劑在吸收物質(zhì)中的溶解度?；蛘卟捎眠x擇性吸附劑、滲透膜等方法富集噴漆廢氣，然后再進(jìn)行分離處理。目前主要的回收處理技術(shù)有吸附技術(shù)、冷凝技術(shù)、膜分離技術(shù)等。消除技術(shù)主要是通過(guò)化學(xué)方式，將有機(jī)廢氣轉(zhuǎn)化為其它無(wú)污染物質(zhì)，用光能、熱能以及催化劑、微生物將有機(jī)廢氣分解成為無(wú)毒、無(wú)污染的二氧化碳、水等物質(zhì)。當(dāng)前主要的消除技術(shù)有直接燃燒、催化燃燒、光催化氧化、低溫等離子等技術(shù)。

選擇適合的VOCs處理技術(shù)才能達(dá)到最好的處理效果。在選擇適合的VOCs處理技術(shù)之前，需要對(duì)VOCs的實(shí)際濃度進(jìn)行分析，如果實(shí)際濃度VOCs＞10000mg/m3則說(shuō)明該氣體值得回收，屬于有回收價(jià)值氣體的范疇；如果在2000～10000mg/m3則可以考慮利用合適的吸附技術(shù)進(jìn)行吸收；當(dāng)噴漆過(guò)程中的則沒(méi)有回收價(jià)值，可以考慮將其進(jìn)行燃燒處理。

2 可揮發(fā)性有機(jī)化合物廢氣以及主要成分

2.1 揮發(fā)性有機(jī)化合物廢氣排放造成的影響

汽車噴漆廢氣含有大量的揮發(fā)性有機(jī)物，如果不對(duì)這部分揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行控制，將大大增加空氣中的有毒物質(zhì)含量，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。VOCs對(duì)人體和環(huán)境的危害主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。一方面，VOCs中的有些物質(zhì)會(huì)對(duì)人體和環(huán)境造成直接危害。例如，居室內(nèi)VOCs的含量高會(huì)對(duì)人們的視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)等感官神經(jīng)造成損害；另一方面，VOCs還會(huì)對(duì)大氣環(huán)境造成更為嚴(yán)重的間接危害，即光化學(xué)污染。光化學(xué)污染的產(chǎn)生機(jī)理在于大部分VOCs降解的半衰期較短（一般在幾個(gè)小時(shí)至3個(gè)月），在受到紫外線的催化作用時(shí)，發(fā)生分解或化學(xué)反應(yīng)，并與氮氧化物反應(yīng)產(chǎn)生臭氧。產(chǎn)生光化學(xué)污染有三個(gè)條件，即揮發(fā)性有機(jī)化合物( VOCs)、氮氧化物及陽(yáng)光的照射。當(dāng)空氣中臭氧濃度達(dá)到一定值時(shí)，人就會(huì)感到不適。

2.2 可揮發(fā)性有機(jī)化合物廢氣的主要來(lái)源

除了汽車在噴漆過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的VOCs之外，汽車尾氣、建筑材料、工業(yè)廢氣等都會(huì)產(chǎn)生大量的VOCs。這些揮發(fā)性有機(jī)物隨空氣進(jìn)入到大氣環(huán)境中，如果人們長(zhǎng)期生活在含有大量VOCs的環(huán)境中，將嚴(yán)重影響人體健康。

2.3 汽車涂裝VOCs廢氣的主要成分

汽車噴漆過(guò)程中產(chǎn)生的VOCs廢氣主要是成分包括甲苯、二甲苯、芳香烴等有毒物質(zhì)。部分廢氣產(chǎn)生主要來(lái)自于汽車噴漆過(guò)程中的油漆配制、噴漆、烘干等步驟。有機(jī)廢氣中絕大部分在烘干過(guò)程中產(chǎn)生，少部分是在噴漆和油漆配制過(guò)程中揮發(fā)產(chǎn)生。

3 汽車噴漆廢氣VOCs的常規(guī)處理技術(shù)

3.1 針對(duì)烘干室廢氣的VOCs技術(shù)處理

烘干室的溫度一般高達(dá)800℃以上，有機(jī)氣體一般沸點(diǎn)都低于800℃，因此烘干室內(nèi)的漆料能夠很快揮發(fā)，烘干室內(nèi)部的VOCs濃度也會(huì)變得極高。由于烘干室需要保證熱量不易散失，排氣量一般都較小，工作過(guò)程中會(huì)依靠不同的熱源來(lái)支撐烘干作業(yè)。烘干室內(nèi)產(chǎn)生的有機(jī)廢氣一般就地解決，依靠烘干室的高溫，利用燃燒反應(yīng)對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行分解，為保證反應(yīng)的速率和反應(yīng)條件，一般需要加入易燃性氣體。一般情況下，利用燃燒反應(yīng)可以有效降低烘干室內(nèi)的VOCs濃度，廢氣凈化率高達(dá)90%以上，效果十分顯著。

3.2 針對(duì)噴漆室廢氣的VOCs技術(shù)處理

（1）預(yù)處理+沸石濃縮轉(zhuǎn)輪吸附+催化燃燒

噴漆廢氣預(yù)處理一般是噴漆房自帶的水簾或水旋對(duì)漆霧進(jìn)行處理。送風(fēng)房通過(guò)空調(diào)送風(fēng)機(jī)組將室外空氣送入噴漆室，噴漆室形成負(fù)壓，空氣經(jīng)房體頂部均流調(diào)節(jié)和過(guò)濾后均勻地送入室體內(nèi)，自上而下，將工件置入具有一定風(fēng)速的均流層中，使飛濺的廢漆霧壓入水旋噴漆室水旋器，水在高速氣流的沖擊下被霧化后和漆霧充分混合，從而使漆霧被吸引到水中而帶走，含水分的空氣再經(jīng)氣水分離后，含有機(jī)廢氣的空氣經(jīng)排風(fēng)系統(tǒng)送入大氣中，其漆霧的凈化率不小于98%；而含漆霧的水流入循環(huán)水池，通過(guò)絮凝成渣（水中定期添加絮凝劑、懸浮劑）后由循環(huán)泵送入到噴漆室循環(huán)使用。

噴漆廢氣去除漆霧后，再利用沸石濃縮轉(zhuǎn)輪吸收，對(duì)其進(jìn)行全方位的處理。沸石濃縮轉(zhuǎn)輪吸附作用原理是，沸石分子具有高吸附性，沸石濃縮轉(zhuǎn)輪的運(yùn)作需要多個(gè)單元的共同支撐而后實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)作，小單元需要通過(guò)特定方式加工，形成陶瓷基體，然后再將基體放置在沸石合成混合物中，這是基體表層會(huì)形成一層分子篩膜，利用這層篩膜可以高效吸附VOCs，控制吸收液的濃度和放置時(shí)間會(huì)使吸收效率更高。噴漆室內(nèi)部的VOCs都會(huì)被聚集、吸附，進(jìn)行一段時(shí)間的吸附濃縮之后，再通過(guò)RTO設(shè)備進(jìn)行這些高濃度廢氣，這種廢氣處理有效率高達(dá)95%以上，剩下低濃度廢氣則可以通過(guò)催化燃燒進(jìn)行清除。

（2）預(yù)處理+活性炭纖維吸附+脫附+催化燃燒處理

同樣的，噴漆室中首先采用預(yù)處理方式除去一部分漆霧和有機(jī)廢氣，然后再利用活性炭纖維進(jìn)行吸收，活性炭不僅具有物理吸附作用，同時(shí)還具有化學(xué)吸附的作用，多孔活性炭對(duì)廢氣的吸附作用極強(qiáng)，在噴漆廢氣處理應(yīng)用范圍較廣。利用多孔活性炭對(duì)廢氣進(jìn)行聚集之后，然后脫附，利用催化燃燒進(jìn)行集中處理，由于活性炭吸附的特性，對(duì)具有異味的有機(jī)廢氣也能具有很好的吸收作用，這種方法適用不僅適用于異味氣體吸收，在低溫的環(huán)境下將有機(jī)廢氣中有機(jī)物礦化為二氧化碳和水，實(shí)現(xiàn)無(wú)害化廢氣處理。汽車噴漆廢氣通過(guò)水旋式漆霧凈化裝置后，通入到多孔活性炭之中，廢氣經(jīng)活性炭吸附后達(dá)標(biāo)排放。當(dāng)多孔活性炭吸附飽和之后，便需要進(jìn)行脫附操作，將脫附產(chǎn)生的高濃度VOCs進(jìn)行催化燃燒。

（3）預(yù)處理+生物滴濾+生物過(guò)濾

利用生物廢氣處理技術(shù)無(wú)論是在處理成本上，還是在操作、環(huán)境保護(hù)方面都具有較大的優(yōu)勢(shì)，操作簡(jiǎn)單有效、凈化率高，處理之后不會(huì)造成二次污染。目前，我國(guó)利用生物法處理噴漆廢氣的主要處理方法包括生物滴濾、生物過(guò)濾以及生物洗滌技術(shù)等。具體處理方式為，首先利用預(yù)處理對(duì)廢氣進(jìn)行初步處理，結(jié)合生物滴濾技術(shù)和生物過(guò)濾技術(shù)對(duì)廢氣進(jìn)行處理，對(duì)漆霧顆粒進(jìn)行剔除，然后再將處理過(guò)一遍的廢氣通入到生物滴濾塔中，進(jìn)行廢氣逆流操作，廢氣自下向上進(jìn)行填充，讓其與生物滴濾塔中的填料進(jìn)充分接觸，對(duì)廢氣進(jìn)行液化處理。有機(jī)物是微生物的生存養(yǎng)料，利用微生物的這個(gè)特性可以有效對(duì)有機(jī)物進(jìn)行分解，生成二氧化碳、水等無(wú)污染物質(zhì)。該處理方式環(huán)保、高效，廢氣凈化率高達(dá)90%以上。

（4）土壤微生物處理法

土壤微生物處理法原理是利用土壤以及土壤中的微生物將廢氣中有機(jī)物進(jìn)行分解，對(duì)異味進(jìn)行有效吸收與去除。土壤微生物處理法引用于國(guó)外，這種廢氣處理技術(shù)最早出現(xiàn)在韓國(guó)，一般應(yīng)用在工業(yè)的廢氣處理之中，利用土壤中的多種微生物對(duì)有毒物質(zhì)進(jìn)行分解。由于土壤中的微生物種類繁多，對(duì)廢氣中殘?jiān)闹亟饘傥镔|(zhì)也能進(jìn)行有效分解，除臭效果幾乎高達(dá)100%。對(duì)汽車噴漆廢氣的處理，該方法的應(yīng)用主要流程是對(duì)廢氣進(jìn)行加壓處理，然后將廢氣通入到土壤之中，土壤可以將VOCs中含有的顆粒吸收或者溶解，最終剩下的有機(jī)廢氣會(huì)在微生物的作用下發(fā)生氧化反應(yīng)而分解。土壤的結(jié)構(gòu)一般分為四層，用于過(guò)濾吸收的沙子層、磨砂土混合層、一般砂層，以及最后微生物生存的磨砂土層，經(jīng)過(guò)這四層的過(guò)濾、凈化、分解，有機(jī)廢氣中的異味、有機(jī)物都會(huì)被吸收、分解，最后對(duì)經(jīng)過(guò)處理的有機(jī)廢氣進(jìn)行檢測(cè)，達(dá)標(biāo)后再進(jìn)行排放。

4 結(jié)束語(yǔ)

汽車噴漆廢氣中含有大量的污染物和有毒物質(zhì)，如果處理不當(dāng)則會(huì)對(duì)人們生活的周圍環(huán)境造成很大的影響。汽車噴漆廢氣VOCs作為空氣污染物的主要來(lái)源之一，相關(guān)企業(yè)需要注重汽車生產(chǎn)過(guò)程中廢氣處理。本文介紹的四種處理方式，企業(yè)需要根據(jù)實(shí)際的情況選擇合適的技術(shù)，燃燒處理比較便捷，但成本較大；微生物分解處理成本較低，處理效率較高，但需要有良好的微生物生存環(huán)境，才能保證VOCs的處理效率。環(huán)境問(wèn)題一直是人們關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題，加強(qiáng)汽車噴漆廢氣VOCs的處理，可以降低空氣污染，保護(hù)我們賴以生存的環(huán)境。