環(huán)境影響評(píng)價(jià)中噴漆工藝有機(jī)廢氣估算與治理探討

錢海峰

摘 要：噴漆工藝為汽車、設(shè)備及家具制造等行業(yè)典型配套工藝，噴漆工藝揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）產(chǎn)生和排放量的估算是環(huán)境影響評(píng)價(jià)的重要環(huán)節(jié)。文章通過工程分析、物料衡算，對(duì)噴漆工藝的VOC產(chǎn)生量和排放量進(jìn)行估算，并對(duì)廢氣治理技術(shù)進(jìn)行了歸納總結(jié)。

關(guān)鍵詞：噴漆工藝；環(huán)境影響評(píng)價(jià)；有機(jī)廢氣

中圖分類號(hào)：X701 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）15-0100-03

Abstract： Spray-painting process is a typical matching process in automobile， equipment and furniture manufacturing industries. The estimation of volatile organic compounds （VOC） production and emission is an important part of Environmental Impact Assessment （EIA）. In this paper， through engineering analysis and material balance calculation， the VOC production and emission of spray-painting process are estimated， and technical solutions to organic waste gas are proposed.

Keywords： spray-painting process； Environmental Impact Assessment （EIA）； organic waste gas

噴漆工藝為汽車制造、機(jī)械設(shè)備制造、金屬制品加工、家具制造等行業(yè)的典型配套工藝。噴涂過程中會(huì)產(chǎn)生大量大氣污染物，主要有漆霧和有機(jī)廢氣，根據(jù)所使用漆料的不同，有機(jī)廢氣包括苯、甲苯、二甲苯、醇類、酯類等氣體。有機(jī)廢氣嚴(yán)重污染大氣環(huán)境污染、損害人民健康，為了促使企業(yè)減少有機(jī)廢氣排放，提高污染控制技術(shù)，廣東省、天津市、上海市、南京市等省市先后頒布相關(guān)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。本文通過工程分析、物料衡算，對(duì)環(huán)境影響評(píng)價(jià)中噴漆工藝的VOC產(chǎn)生量和排放量進(jìn)行估算，并對(duì)廢氣治理技術(shù)進(jìn)行了歸納總結(jié)。

1 噴漆工藝建設(shè)項(xiàng)目環(huán)評(píng)關(guān)注重點(diǎn)

噴漆工藝建設(shè)項(xiàng)目環(huán)評(píng)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注有機(jī)廢氣污染物產(chǎn)生情況、環(huán)保治理措施。

1.1 有機(jī)廢氣產(chǎn)生及排放源強(qiáng)估算

噴漆工藝建設(shè)項(xiàng)目調(diào)漆、噴漆、流平、烘干（晾干）工序會(huì)產(chǎn)生漆霧和有機(jī)廢氣。各個(gè)企業(yè)噴漆所使用的漆料、溶劑種類繁多，導(dǎo)致有機(jī)廢氣產(chǎn)生量計(jì)算復(fù)雜。

有機(jī)廢氣對(duì)大氣環(huán)境和人類健康帶來嚴(yán)重的危害，噴漆廢氣（非水性涂料）以苯、甲苯、二甲苯為主，根據(jù)助劑不同有些還有醚類、酯類、酮類等成分[1]。

汽車、設(shè)備制造業(yè)噴漆工藝流程一般如圖1所示，家具制造業(yè)噴漆工藝流程如圖2所示[2]。通過工藝流程分析，可以知道噴漆廢氣產(chǎn)生來源。

1.2 廢氣環(huán)保治理措施選擇

有機(jī)廢氣種類與漆料溶劑組成密切相關(guān)。噴涂過程中，未附著在工件表面的涂料形成漆霧；有機(jī)溶劑形成揮發(fā)性有機(jī)廢氣。故噴漆廢氣由漆霧和揮發(fā)性有機(jī)廢氣兩部分組成，其治理技術(shù)也分為漆霧處理和揮發(fā)性有機(jī)廢氣處理。根據(jù)企業(yè)使用漆料數(shù)量、類型和有機(jī)廢氣的濃度，環(huán)評(píng)對(duì)企業(yè)選擇的廢氣處理措施進(jìn)行大氣污染物達(dá)標(biāo)排放可行性論證。

2 噴漆工藝建設(shè)項(xiàng)目工程分析

2.1 常見主要問題

環(huán)評(píng)報(bào)告工程分析時(shí)過度相信建設(shè)單位項(xiàng)目可研或者設(shè)計(jì)資料，未參考行業(yè)VOCs排放量計(jì)算方法核算排放量，導(dǎo)致有機(jī)廢氣排放量及工程分析與實(shí)際情況不符。

2.2 解決方案

對(duì)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告和設(shè)計(jì)文件提供的數(shù)據(jù)應(yīng)進(jìn)行分析后引用，噴漆工藝項(xiàng)目環(huán)評(píng)時(shí)應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目使用漆料成分分析進(jìn)行物料衡算，以確定有機(jī)廢氣產(chǎn)生量。

物料衡算法以質(zhì)量守恒定律為基礎(chǔ)，對(duì)項(xiàng)目物料入方和出方進(jìn)行計(jì)算，具體指單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入系統(tǒng)的全部物料質(zhì)量等于進(jìn)入產(chǎn)品的全部物料質(zhì)量和損失掉物料質(zhì)量之和。

對(duì)于噴漆工藝進(jìn)行漆料衡算分析，漆料（設(shè)總量為G）包括固體份（G1）和揮發(fā)分（G2），噴涂后固體分一部分附著在工件上，附著率為η1，其余以漆霧的形式逸散，漆霧通過漆霧凈化處理裝置處理，處理效率為η2，尾氣經(jīng)排氣筒有組織排放。漆霧排放量為：G1×（1-η1）×（1-η2）；揮發(fā)分（VOCS）經(jīng)噴漆房收集裝置收集，收集效率為η3，處理效率為η4，尾氣經(jīng)排氣筒有組織排放。VOCS產(chǎn)生量即為揮發(fā)分G2。VOCS排放量為：G2×（1-η3）+ G2×η3×（1-η2）。漆料平衡圖見圖3。

進(jìn)行漆料物料衡算時(shí)，應(yīng)包含所有進(jìn)入漆料的物料。以汽車制造業(yè)噴漆工藝為例，物料包括但不限于：前處理藥液、油漆、固化劑、稀釋劑、清洗劑、密封膠、保護(hù)蠟、粘結(jié)劑等[3]。揮發(fā)分應(yīng)包含漆料中所有VOCS含量，物料中VOCS含量以漆料產(chǎn)品質(zhì)檢報(bào)告為依據(jù)，VOCs無法獲得時(shí)，建議參考行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，汽車涂裝行業(yè)VOCS含量建議參考表1[4]。

3 有機(jī)廢氣治理技術(shù)

3.1 有機(jī)廢氣預(yù)處理技術(shù)

噴漆廢氣包含漆霧和揮發(fā)性有機(jī)物，為了提高揮發(fā)性有機(jī)物凈化處理效率，需要對(duì)噴漆廢氣進(jìn)行預(yù)處理以去除漆霧。

不同的處理技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)。濕式處理技術(shù)性能穩(wěn)定、處理效率高、運(yùn)行成本較低，但前期設(shè)備投資較高[5]。干式凈化漆霧過濾效率較低，應(yīng)用范圍較窄[6]；隨著水性涂料的推廣使用，干式凈化漆霧的應(yīng)用領(lǐng)域在不斷擴(kuò)大。

3.1.1 濕式處理技術(shù)

依據(jù)相似相溶原理，濕式處理技術(shù)通過溶劑吸收（或化學(xué)吸收）以噴漆廢氣中漆霧，主要有水簾式、文丘里式、水旋式、無泵水幕式等濕式凈化法。

3.1.2 干式凈化法

干式處理技術(shù)利用玻璃纖維棉、爐渣等濾層阻留噴漆廢氣中的漆霧和顆粒物[7]。這種方法可以去除噴漆廢氣中90%以上漆霧，并可少量吸附揮發(fā)性有機(jī)物。該方法不產(chǎn)生廢水，無二次污染，但是過濾吸附不夠徹底，易堵塞，性能不夠穩(wěn)定，設(shè)備維護(hù)難度較大。

3.2 揮發(fā)性有機(jī)廢氣的處理技術(shù)

揮發(fā)性有機(jī)物處理技術(shù)包括傳統(tǒng)凈化技術(shù)、新型凈化技術(shù)和復(fù)合型凈化技術(shù)。傳統(tǒng)凈化技術(shù)主要有：吸附法、吸收法、燃燒法和冷凝法等；新型凈化技術(shù)有：光催化法、生物法、膜分離法和等離子體凈化法；復(fù)合型凈化處理技術(shù)是將上述凈化技術(shù)進(jìn)行組合。

油漆量使用小的噴漆企業(yè)（小型五金件、小型家具等企業(yè)）可單獨(dú)采用吸附法；吸收法效果較差，因?yàn)閲娖嵊袡C(jī)廢氣中“三苯”化學(xué)活性低，一般不采用該方法[6]；冷凝法因其能耗高、設(shè)備性能和制冷劑要求高，一般不推薦[8]；燃燒法處理有機(jī)廢氣可采用蓄熱式熱力燃燒反應(yīng)器（RTO），RTO凈化效率高、燃燒完全、不易中毒，安全無二次污染；冷凝法因其能耗高、設(shè)備性能和制冷劑要求高，一般不推薦使用[8]。

膜分離法、光催化法、生物法和等離子體凈化技術(shù)處理VOCs的裝置規(guī)模較小，這些新型凈化處理技術(shù)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用還處于起步階段，大部分還處于實(shí)驗(yàn)室小試和工業(yè)中試中階段，尚未大規(guī)模應(yīng)用。

油漆量使用大的噴漆企業(yè)（汽車、設(shè)備制造、家具等企業(yè)），根據(jù)VOCs濃度、流量等因素，可選擇不同的噴漆廢氣治理復(fù)合式凈化技術(shù)，例如“沸石濃縮轉(zhuǎn)輪吸附+催化燃燒”、“活性炭吸附/脫附+催化燃燒法”、“活性炭吸附/脫附+溶劑回收”、“生物降解處理法”等工藝。這些復(fù)合凈化工藝技術(shù)在技術(shù)上趨于成熟，有的已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用，有的正在推廣中[9]。

4 結(jié)論及建議

噴漆工藝建設(shè)項(xiàng)目所使用的漆料、溶劑種類繁多，導(dǎo)致有機(jī)廢氣產(chǎn)生量計(jì)算復(fù)雜。噴漆工藝項(xiàng)目環(huán)評(píng)時(shí)應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目使用漆料成分分析進(jìn)行物料衡算，以確定有機(jī)廢氣產(chǎn)生量。物料中VOCS含量以漆料產(chǎn)品質(zhì)檢報(bào)告為依據(jù)，VOCs無法獲得時(shí)，建議參考行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在環(huán)評(píng)實(shí)踐中應(yīng)避免遺漏，做到全過程分析，對(duì)可研、設(shè)計(jì)等資料應(yīng)進(jìn)行分析、校核后使用，明確排污系數(shù)來源；工程分析采用類比分析時(shí)應(yīng)明確數(shù)據(jù)出處，類比對(duì)象要有相同性或相似性。環(huán)評(píng)建議企業(yè)在選擇VOCs 防治技術(shù)時(shí)，應(yīng)該結(jié)合企業(yè)自身特點(diǎn)，選擇合適的環(huán)保措施。隨著環(huán)保要求的提高，噴漆工藝建設(shè)項(xiàng)目一般應(yīng)優(yōu)先選擇源頭控制措施，使用水性或低VOCs原輔材料；加強(qiáng)生產(chǎn)過程管理，避免引入過多的原輔材料； 推廣使用高效涂裝工藝；安裝廢氣收集設(shè)施和有機(jī)廢氣處理設(shè)施，避免無組織排放，對(duì)有機(jī)廢氣集中處理后達(dá)標(biāo)排放。

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