中小型木質(zhì)家具行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物的治理

許發(fā)財(cái)

（漳州市龍海區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)綜合執(zhí)法大隊(duì)，福建 漳州 363000）

揮發(fā)性有機(jī)物（Volatile Organic Compounds，通常簡(jiǎn)稱為VOCs）是空氣污染物中重要的一項(xiàng)，多數(shù)VOCs的化學(xué)活性很強(qiáng)，可以通過(guò)光化學(xué)反應(yīng)來(lái)影響大氣的氧化能力、臭氧的濃度以及氣溶膠的形成等，從而對(duì)局部甚至全球的環(huán)境產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。當(dāng)對(duì)流層臭氧的濃度增加到一定程度時(shí)，就會(huì)引發(fā)城市光化學(xué)煙霧污染、溫室效應(yīng)、形成二次氣溶膠（SOA）污染等危害，給人們的身體健康、工作生活都帶來(lái)極大的不利影響。從來(lái)源上來(lái)看，揮發(fā)性有機(jī)物的主要來(lái)源為化工生產(chǎn)過(guò)程、溶劑的使用以及燃料、涂料等的制造環(huán)節(jié)。由于家具制造企業(yè)在產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中需要進(jìn)行涂裝，這屬于使用溶劑的過(guò)程，所以會(huì)間接地影響空氣中的揮發(fā)性有機(jī)物的含量，也成為環(huán)境中揮發(fā)性有機(jī)物的主要來(lái)源之一。

在這個(gè)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，中小型家具企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力非常弱，影響了中小型家具企業(yè)的生存及企業(yè)環(huán)境保護(hù)治理的積極性，有一些中小型家具企業(yè)僅運(yùn)用比較簡(jiǎn)單的環(huán)保設(shè)備來(lái)治理?yè)]發(fā)性有機(jī)物，而且管理也不夠規(guī)范，給環(huán)境造成了很大的壓力，也對(duì)人們的身體健康造成很大的不良影響。

1 木質(zhì)家具揮發(fā)性有機(jī)物的來(lái)源及排放要求

1.1 揮發(fā)性有機(jī)物的來(lái)源

①噴漆過(guò)程產(chǎn)生；②調(diào)漆過(guò)程揮發(fā)；③未密閉油漆桶、稀釋劑桶、固化劑桶內(nèi)容物會(huì)揮發(fā)；④漆渣揮發(fā)和飽和廢活性炭自然脫附；⑤成品家具在晾干房揮發(fā)。

1.2 主要揮發(fā)性材料的性質(zhì)

主要揮發(fā)性材料的性質(zhì)見表1。

表1 主要揮發(fā)性有機(jī)物材料性質(zhì)

1.3 有關(guān)揮發(fā)性有機(jī)物的排放要求

根據(jù)《福建省生態(tài)環(huán)境廳關(guān)于國(guó)家和地方相關(guān)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行有關(guān)事項(xiàng)的通知》，工業(yè)涂裝工序繼續(xù)執(zhí)行DB35/1783-2018（見表2）；但在無(wú)組織VOCs排放控制上，均增加“廠區(qū)內(nèi)監(jiān)控點(diǎn)處任意一次NMHC濃度值”的控制要求，新建企業(yè)、現(xiàn)有企業(yè)分別于2019年7月1日、2020年7月1日起執(zhí)行《揮發(fā)性有機(jī)物無(wú)組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB37822-2019）附錄A的表A.1的相應(yīng)規(guī)定，同時(shí)，其他無(wú)組織排放控制要求執(zhí)行GB37822-2019的有關(guān)規(guī)定。

表2 福建省工業(yè)涂裝工序揮發(fā)性有機(jī)物排放標(biāo)準(zhǔn)（DB/35-2018）

2 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查

榜山鎮(zhèn)是漳州家具重點(diǎn)生產(chǎn)基地，其范圍內(nèi)超過(guò)150家企業(yè)從事家具制造，其中31家家具制造企業(yè)配套噴漆工藝，主要分布在該鎮(zhèn)平寧、南苑、文苑、翠林4個(gè)行政村，高檔家具7家所占比例22.6%、中檔家具15家所占比例48.4%、低檔家具9家所占比例29%。

通過(guò)調(diào)查該鎮(zhèn)中小型木質(zhì)家具制造企業(yè)的揮發(fā)性有機(jī)物處理工藝主要都是配套吸附法或UV光解法，有機(jī)廢氣治理設(shè)施比較簡(jiǎn)單（見表3）。

表3 配套噴漆工藝產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)物處理工藝占比

2.1 吸附法

吸附處理法主要采用吸附劑進(jìn)行廢氣的處理，常用的吸附劑類型有活性炭、分子篩以及活性炭纖維等，通過(guò)氣態(tài)污染物的處理可以有效實(shí)現(xiàn)后續(xù)處理。該處理辦法最大的優(yōu)點(diǎn)是可以用于低濃度的有機(jī)廢氣的凈化，所以適應(yīng)范圍更為廣泛。由于吸附法容易受到氣體濕度以及顆粒等物質(zhì)的影響，所以整體處理的成本較高。

2.2 UV光解法

家具廠的揮發(fā)性有機(jī)物凈化裝置為UV光氧凈化器，在常溫條件下，吸附在多微孔的固體催化劑表面的有機(jī)分子與催化產(chǎn)生的超強(qiáng)氧化活性自由基發(fā)生反應(yīng)并分解，氧化產(chǎn)物在催化劑表面脫附，如此反復(fù)持續(xù)地進(jìn)行。光量子能促使有機(jī)高分子變得不穩(wěn)定，甚至化學(xué)鍵發(fā)生變化斷裂，同時(shí)也產(chǎn)生大量的氧化活性自由基，進(jìn)一步提高氧化速率，從而減少氧化劑消耗量。

3 建議措施

按照環(huán)評(píng)理論與該鎮(zhèn)企業(yè)的實(shí)際情況，揮發(fā)性有機(jī)物有組織的收集率一般為90%，處理率為80%，包括未及時(shí)密閉油漆桶、稀釋劑桶、固化劑桶等管理問(wèn)題導(dǎo)致?lián)]發(fā)出的有機(jī)物，按企業(yè)經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)揮發(fā)率約1%，共向外環(huán)境排放約28.44%。為了能有效遏制家具企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放，必須實(shí)施源頭管控。

3.1 做好揮發(fā)性有機(jī)物無(wú)組織污染控制

根據(jù)GB37822-2019規(guī)范要求，建議企業(yè)加強(qiáng)內(nèi)部管理，要求員工對(duì)已開啟但暫未使用的油漆桶、稀釋劑桶、固化劑桶及時(shí)進(jìn)行封蓋密閉，對(duì)油漆空桶、稀釋劑空桶、固化劑空桶及時(shí)封蓋按照有關(guān)要求貯存到危廢倉(cāng)庫(kù)里。對(duì)漆渣和廢活性炭要用塑料袋裝袋封口，放入油漆空桶封蓋，并貯存到危廢倉(cāng)庫(kù)里，減少揮發(fā)性有機(jī)物無(wú)組織排放。

3.2 實(shí)施揮發(fā)性有機(jī)物源頭控制

中小型家具企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物治理過(guò)程控制主要需要完成兩方面的工作。一方面是揮發(fā)性有機(jī)物的源頭控制關(guān)鍵在于選擇一些VOCs值較低或者沒(méi)有VOCs的環(huán)保輔助材料，這樣一來(lái)就可以降低后續(xù)控制的成本，同時(shí)也可以在源頭上實(shí)現(xiàn)污染的全面控制。另一方面是建議政府引導(dǎo)、企業(yè)配合，把各自分散噴涂工藝引導(dǎo)到集中地點(diǎn)進(jìn)行噴涂，引入第三方業(yè)主作為治理主體，進(jìn)一步提高環(huán)保管理效率，投入更高效的揮發(fā)性有機(jī)物環(huán)保治理設(shè)施，達(dá)到減排等效果。

3.2.1 非溶劑型低VOCs含量涂料

非溶劑型低VOCs含量涂料的成膜是隨著水分的揮發(fā)高分子顆粒互相擠壓最終交聯(lián)而成，因此VOC排放量極低，所以非溶劑型低VOCs含量涂料是一種安全和污染低的環(huán)保型涂料，可最大限度地減少對(duì)自然環(huán)境污染和對(duì)人體健康的損害。

以漳州市某家具廠為例，該家具廠因比較靠近居民區(qū)，周邊群眾對(duì)該企業(yè)噴漆廢氣反映比較強(qiáng)烈，為了減少對(duì)周邊群眾揮發(fā)性有機(jī)物影響，該家具廠在建議下，已經(jīng)改為使用非溶劑型低VOCs含量涂料進(jìn)行噴漆，周邊群眾也比較滿意。現(xiàn)就對(duì)該企業(yè)的工藝、原揮發(fā)性有機(jī)物排放和改為非溶劑型低VOCs含量涂料后排放揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行分析。

漳州市某家具廠主要生產(chǎn)工藝及原使用溶劑型涂料產(chǎn)污環(huán)節(jié)示意圖

該家具廠使用溶劑型油漆，其揮發(fā)性有機(jī)物的主要來(lái)源為項(xiàng)目噴底漆、打磨、噴面漆、自然晾干等工序。項(xiàng)目噴底漆、噴面漆、自然晾干等工序均設(shè)置在較為密閉的底漆噴漆房和面漆噴漆房?jī)?nèi)進(jìn)行，其中項(xiàng)目噴面漆、自然晾干工序共用一間，產(chǎn)生的廢氣經(jīng)負(fù)壓收集后，排入項(xiàng)目配備的“水簾柜噴漆臺(tái)+旋流塔+活性炭箱解箱”處理設(shè)施進(jìn)行處理后，通過(guò)1根15 m高的排氣簡(jiǎn)以有組織的形式進(jìn)行排放。項(xiàng)目噴底漆為單獨(dú)一間，產(chǎn)生的廢氣經(jīng)“水簾柜噴漆臺(tái)+旋流塔+活性炭箱解箱”處理設(shè)施進(jìn)行處理后，通過(guò)1根15 m高排氣簡(jiǎn)以有組織形式排放。項(xiàng)目打磨工序也采用負(fù)壓收集裝置，打磨廢氣經(jīng)收集后引入項(xiàng)目配備的“水簾柜噴漆臺(tái)+旋流塔+活性炭箱解箱”處理設(shè)施進(jìn)行處理后，共用噴面漆廢氣排氣筒以有組織形式排放。有機(jī)廢氣主要成分是甲苯、二甲苯和非甲烷總烴[1]。

根據(jù)該家具廠環(huán)保設(shè)施“三同時(shí)”驗(yàn)收監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析。項(xiàng)目底漆車間廢氣處理設(shè)施出口1#甲苯最大排放濃度為0.49 mg/ m3、最高排放速率為4.61×10-3kg/h；二甲苯最大排放濃度為2.02 mg/m3、最高排放速率為2.01×10-2kg/ h；非甲烷總烴最大排放濃度為34.8 mg/m3、最高排放速率為0.327 kg/ h。項(xiàng)目面漆車間廢氣處理設(shè)施出口2#甲苯最大排放濃度為0.25 mg/ m3、最高排放速率為7.13×10-3kg/h；二甲苯最大排放濃度為1.65 mg/ m3、最高排放速率為4.29×10-2 kg/ h；非甲烷總烴最大排放濃度為24.5 mg/m3、最高排放速率為0.637 kg/h。

該家具廠每年有組織形式排放總量約為，甲苯：21.6（kg/ a）；二甲苯：52.8（kg/a）；非甲烷總烴：1 883.6（kg/ a）。按照環(huán)評(píng)有機(jī)廢氣理論收集率一般為90%。環(huán)?！叭瑫r(shí)”驗(yàn)收廢氣處理率大約為80%來(lái)估算，包括未及時(shí)密閉油漆桶、稀釋劑桶、固化劑桶等管理問(wèn)題導(dǎo)致?lián)]發(fā)的有機(jī)廢氣，按企業(yè)經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)揮發(fā)率約1%。該家具廠每年排放甲苯約為34.8千克，二甲苯約為85.1千克，非甲烷總烴約為3 034.7千克。雖然該企業(yè)甲苯、二甲苯和非甲烷總烴最大排放濃度和最高排放速率分別符合《福建省工業(yè)涂裝工序揮發(fā)性有機(jī)物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB/35-2018）表2標(biāo)準(zhǔn)，但向外環(huán)境排放的揮發(fā)性有機(jī)物還是有一定數(shù)量。

該家具廠改為使用非溶劑低VOC涂料后，根據(jù)對(duì)該家具廠現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和了解該家具廠負(fù)責(zé)人及技術(shù)工人，對(duì)涂料成分改變、噴涂工藝、設(shè)備改造、成本核算、環(huán)境保護(hù)、市場(chǎng)價(jià)格初步進(jìn)行比較，主要有以下幾種：①非溶劑型低VOCs涂料包括：水性素材處理劑、水性素材交聯(lián)劑、醇類溶劑、水性木器透明底漆、水性木器底漆固化劑、水性木器面修色用稀釋劑、水性色精、水性木器消光透明面漆主劑、水性木器面漆固化劑等。②非溶劑低VOC涂料粘稠度比較差，噴涂漆層較薄，為了確保涂層硬度，需增加噴涂2次左右。③使用非溶劑低VOC涂料需對(duì)家具晾干房進(jìn)行改造，并需增加配套納米超導(dǎo)水性漆專用干燥機(jī)（每臺(tái)約5萬(wàn)元），④非溶劑低VOC涂料干燥速度相對(duì)較慢，為了提高生產(chǎn)效率，需增配套2間左右家具待干房或晾干房；⑤使用非溶劑低VOC涂料成本約比使用同品牌的溶劑型涂料成本提高1倍左右；⑥使用非溶劑低VOC涂料的家具排放的廢氣基本沒(méi)有甲苯和二甲苯污染因子，在市場(chǎng)同個(gè)品牌檔次相比較下，可以提高自身市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，⑦降低生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，降低揮發(fā)性有機(jī)物和危廢環(huán)保處理成本。

根據(jù)該家具廠改為使用非溶劑低VOC涂料后的廢氣監(jiān)測(cè)報(bào)告（KQCA1940），該家具廠有組織排放的廢氣中，甲苯和二甲苯都未檢出。非甲烷總烴最大排放濃度為15.0 mg/m3、最高排放速率為0.354 kg/h，有組織形式年排放總量為1 247千克，向外環(huán)境共排放約2 009.1千克，相對(duì)使用溶劑型VOC涂料，有機(jī)廢氣減排量效果不錯(cuò)[2]。

3.2.2 集中性噴涂

因使用非溶劑型低VOCs含量涂料會(huì)導(dǎo)致噴涂成本成倍增加，這會(huì)降低中、低檔家具在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)性。為保護(hù)、壯大、規(guī)范家具制造業(yè)，建議政府可以由城投公司投資分別在該鎮(zhèn)平寧村和雩林村（利用原汽車拆解場(chǎng)地）建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)廠房以出租形式租賃各家具廠，引導(dǎo)企業(yè)自主選擇合作模式入園集中噴涂，同時(shí)配套多種政策，如申請(qǐng)上級(jí)資金補(bǔ)助和引入第三方作為業(yè)主處理集中性噴涂的環(huán)境污染治理工作，來(lái)提高廢氣集中性收集，配套更高效揮發(fā)性有機(jī)物處理方法，如：活性炭吸附-脫附催化燃燒工藝等治理技術(shù)，減少揮發(fā)性有機(jī)物的排放，有效解決企業(yè)升規(guī)入園的資金壓力和環(huán)境治理問(wèn)題[3]。

4 結(jié)論

綜上所述，隨著木質(zhì)家具行業(yè)工藝和揮發(fā)性有機(jī)物治理技術(shù)水平的不斷提升，需要企業(yè)更新理念并提升認(rèn)知，這對(duì)于中小型家具制造企業(yè)而言是比較困難的。立足于現(xiàn)狀，除了加強(qiáng)源頭控制與過(guò)程控制之外，還需要有力引導(dǎo)規(guī)范，提升源頭非溶劑型低VOCs含量涂料使用比例，推動(dòng)中小型家具企業(yè)集中噴涂等有機(jī)廢氣治理工作的順利開展。