金屬涂料生產(chǎn)中揮發(fā)性有機物（VOC）的污染及其防治研究

于江坤

保定市生態(tài)環(huán)境局唐縣分局 河北保定 072350

金屬涂料是改善表面狀況、提高涂層的附著力、增強金屬基材抗腐蝕性能的重要手段。在生產(chǎn)涂料的過程中，使用的有機溶劑不可避免會產(chǎn)生大量含有有機物的氣體，因此有必要對防治揮發(fā)性有機物（VOC）污染的措施進行研究，對保護生態(tài)環(huán)境具有重要意義。

1 金屬涂料生產(chǎn)中揮發(fā)性有機物（VOC）的污染

金屬涂料在不同工藝的作用下涂敷在物件表面之后，可形成具有一定強度、粘附牢固的固態(tài)薄膜，與我們的生活息息相關(guān)。在生產(chǎn)金屬涂料的過程中，會加入各種不同的助劑、溶劑、顏料，直接或間接產(chǎn)生的揮發(fā)性有機物包括酮類、酯類、苯系物等，其中含氧烴、芳香烴占據(jù)VOC總濃度的比重過半，成為金屬涂料生產(chǎn)最主要的有機物污染源。此外，VOC中每種化合物的含量大多數(shù)少于50mg/m3，這些容易忽略且毒性、刺激性較強的氣體在很大程度上危害著生態(tài)環(huán)境，并威脅人體健康安全。使得長期生活在污染環(huán)境中的人體健康水平低下，不利于經(jīng)濟社會穩(wěn)定發(fā)展的秩序。

2 揮發(fā)性有機物（VOC）的防治措施

在實際治理金屬涂料生產(chǎn)中揮發(fā)性有機物（VOC）污染的過程中，源頭替代控制法約占實際治理的20-30%，使用的過程控制法小于10%，末端治理占比最大，約60%，通過采用先進的生產(chǎn)工藝、減少有機溶劑施用量、提高末端設(shè)備處理水平，以此充分發(fā)揮出吸附法、膜分離法、等離子體法等方法的優(yōu)勢。對提高揮發(fā)性有機物（VOC）吸收效率與綜合治療效果具有重要意義。

2.1 合理選擇處理技術(shù)

金屬涂料的生產(chǎn)過程會應(yīng)用許多先進的加工設(shè)備來降低有機廢氣的排放量，但應(yīng)結(jié)合設(shè)備運行特點與VOC污染主要來源，選擇合適的廢氣處理技術(shù)。首先，吸附法。吸附法能夠?qū)U氣氣相中的有機物轉(zhuǎn)移至吸附劑中，使用到的材料有硅藻土、活性炭、沸石等，但是該種方法吸附的有機物再利用價值小，易造成二次污染；其次，膜分離法。充分利用膜的選擇滲透性，還可加入不同體積分數(shù)的磁性熒光納米材料分子篩來增強對有機廢氣的吸附力，進而提升整體滲透效果，具有較高的經(jīng)濟價值；最后，等離子體法。該種方法主要是利用氣體分子與活性粒子之間的反應(yīng)，以此將揮發(fā)性有機物（VOC）激發(fā)成為HO2、O、OH等自由基以及氧化性較強的O3等，最終在氧化反應(yīng)的作用下生成CO2、CO、H2O等物質(zhì)，從而達到凈化金屬涂料生產(chǎn)中有機廢氣的作用[1]。

2.2 加強生產(chǎn)過程控制

針對金屬涂料生產(chǎn)中揮發(fā)性有機物（VOC）污染，加強生產(chǎn)過程控制是廢氣防治的重要環(huán)節(jié)，由于金屬涂料生產(chǎn)工藝流程中，按照配方配料、攪拌、研磨、灌裝制作涂料的色粉、助劑、樹脂等原料的過程，是生產(chǎn)過程控制加強的重要環(huán)節(jié)，需要進一步提升各生產(chǎn)階段的密閉性。在配料環(huán)節(jié)，應(yīng)采用口徑小的集氣罩收集散發(fā)出來的VOC，同時使用進料口、送料口尺寸相匹配的加密封蓋配料桶，以此提升金屬涂料生產(chǎn)配料環(huán)節(jié)的密閉性。在攪拌環(huán)節(jié)，為避免開孔較大的蓋板造成揮發(fā)性有機物大量外泄，可采用負壓抽風(fēng)裝置加大桶內(nèi)VOC的逸散性，使得攪拌頭與蓋板形成統(tǒng)一整體，使攪拌、加料、換料環(huán)節(jié)產(chǎn)生的有機廢氣大幅度減少。在研磨環(huán)節(jié)，應(yīng)將原有的砂磨機、三輥機改成與儲料桶密閉連接的工藝設(shè)備，以此提升原材料研磨環(huán)節(jié)的密閉性。在灌裝環(huán)節(jié)，應(yīng)使用隔斷密閉性較強的塑料軟簾，同時結(jié)合負壓抽風(fēng)來提升整體防治揮發(fā)性有機物污染的效率。

2.3 完善末端治理措施

一般情況下，金屬涂料生產(chǎn)的VOC末端治理方式包括回收型和銷毀型兩大類型，大多數(shù)金屬涂料生產(chǎn)企業(yè)均可采用吸附濃縮+脫附冷凝工藝，但是由于小規(guī)模涂料生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生的廢氣具有風(fēng)量適中、濃度較低的特點，采用等離子體法、催化燃燒法、生物處理技術(shù)等，均可得到預(yù)期的廢氣防治效果。針對生產(chǎn)規(guī)模稍大的企業(yè)，揮發(fā)性有機物（VOC）末端治理措施較簡單會在一定程度上影響綜合治理效果，綜合考慮運行費用、末端設(shè)施處理效果、有機廢氣特點，可將UV光解工藝處理段增設(shè)在末端處理中，使得經(jīng)過水噴淋的含有有機顆粒物的氣體，進入到UV光解設(shè)備中與高密度光量子發(fā)生碰撞，進而分解成為中間體或是小分子，并且空氣中的氧分子也會光解成為游離氧，以此充分體現(xiàn)出等離子體法的優(yōu)勢與作用，揮發(fā)性有機物會在臭氧、高能UV光束的協(xié)同作用下，生成對環(huán)境無污染的低分子化合物，達到凈化目的。此外，還可在末端處理設(shè)施中增設(shè)能夠再生利用有機廢氣的分子篩，使得氣體中的有機物燃燒形成可供企業(yè)生產(chǎn)的熱量，進而充分發(fā)揮出多聯(lián)合工藝治理的優(yōu)勢與作用[2]。

2.4 提高日常監(jiān)管水平

在企業(yè)完善金屬涂料生產(chǎn)工藝與生產(chǎn)設(shè)備之外，還應(yīng)對日常生產(chǎn)的監(jiān)督與管理進行有針對性的加強，積極從材料購買、貯存、使用環(huán)節(jié)進行VOC的綜合統(tǒng)計，以免因為管理不當(dāng)而發(fā)生揮發(fā)性有機物泄露的問題，最大幅度降低VOC的污染。與此同時，企業(yè)還應(yīng)加強一線技術(shù)人員對廢氣處理技術(shù)的運用能力，嚴格按照規(guī)范生產(chǎn)標(biāo)準進行操作，避免由于不當(dāng)操作而引起有機廢氣的超量排放。此外，應(yīng)切實加強對金屬涂料生產(chǎn)設(shè)備的保養(yǎng)與維護，通過定期檢查發(fā)現(xiàn)工藝設(shè)備存在的問題，在保證設(shè)備聲場運行的前提下，促使VOC排放與標(biāo)準相符，避免二次污染的出現(xiàn)[3]。

3 結(jié)語

綜上所述，金屬涂料生產(chǎn)中的揮發(fā)性有機物（VOC）主要來源于生產(chǎn)過程以及使用過程，應(yīng)針對生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝、日常管理進行優(yōu)化與調(diào)整，在保證有機廢氣治理效果的基礎(chǔ)上，積極運用多聯(lián)合處理工藝最大幅度降低揮發(fā)性有機物的濃度，實現(xiàn)降本增效的目標(biāo)。