環境影響評價中噴漆工藝有機廢氣估算與治理探討

錢海峰

摘 要：噴漆工藝為汽車、設備及家具制造等行業典型配套工藝，噴漆工藝揮發性有機物（VOC）產生和排放量的估算是環境影響評價的重要環節。文章通過工程分析、物料衡算，對噴漆工藝的VOC產生量和排放量進行估算，并對廢氣治理技術進行了歸納總結。

關鍵詞：噴漆工藝；環境影響評價；有機廢氣

中圖分類號：X701 文獻標志碼：A 文章編號：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、機械設備制造、金屬制品加工、家具制造等行業的典型配套工藝。噴涂過程中會產生大量大氣污染物，主要有漆霧和有機廢氣，根據所使用漆料的不同，有機廢氣包括苯、甲苯、二甲苯、醇類、酯類等氣體。有機廢氣嚴重污染大氣環境污染、損害人民健康，為了促使企業減少有機廢氣排放，提高污染控制技術，廣東省、天津市、上海市、南京市等省市先后頒布相關污染物排放標準。本文通過工程分析、物料衡算，對環境影響評價中噴漆工藝的VOC產生量和排放量進行估算，并對廢氣治理技術進行了歸納總結。

1 噴漆工藝建設項目環評關注重點

噴漆工藝建設項目環評應重點關注有機廢氣污染物產生情況、環保治理措施。

1.1 有機廢氣產生及排放源強估算

噴漆工藝建設項目調漆、噴漆、流平、烘干（晾干）工序會產生漆霧和有機廢氣。各個企業噴漆所使用的漆料、溶劑種類繁多，導致有機廢氣產生量計算復雜。

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

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

1.2 廢氣環保治理措施選擇

有機廢氣種類與漆料溶劑組成密切相關。噴涂過程中，未附著在工件表面的涂料形成漆霧；有機溶劑形成揮發性有機廢氣。故噴漆廢氣由漆霧和揮發性有機廢氣兩部分組成，其治理技術也分為漆霧處理和揮發性有機廢氣處理。根據企業使用漆料數量、類型和有機廢氣的濃度，環評對企業選擇的廢氣處理措施進行大氣污染物達標排放可行性論證。

2 噴漆工藝建設項目工程分析

2.1 常見主要問題

環評報告工程分析時過度相信建設單位項目可研或者設計資料，未參考行業VOCs排放量計算方法核算排放量，導致有機廢氣排放量及工程分析與實際情況不符。

2.2 解決方案

對項目可行性研究報告和設計文件提供的數據應進行分析后引用，噴漆工藝項目環評時應根據項目使用漆料成分分析進行物料衡算，以確定有機廢氣產生量。

物料衡算法以質量守恒定律為基礎，對項目物料入方和出方進行計算，具體指單位時間內進入系統的全部物料質量等于進入產品的全部物料質量和損失掉物料質量之和。

對于噴漆工藝進行漆料衡算分析，漆料（設總量為G）包括固體份（G1）和揮發分（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，尾氣經排氣筒有組織排放。漆霧排放量為：G1×（1-η1）×（1-η2）；揮發分（VOCS）經噴漆房收集裝置收集，收集效率為η3，處理效率為η4，尾氣經排氣筒有組織排放。VOCS產生量即為揮發分G2。VOCS排放量為：G2×（1-η3）+ G2×η3×（1-η2）。漆料平衡圖見圖3。

進行漆料物料衡算時，應包含所有進入漆料的物料。以汽車制造業噴漆工藝為例，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、保護蠟、粘結劑等[3]。揮發分應包含漆料中所有VOCS含量，物料中VOCS含量以漆料產品質檢報告為依據，VOCs無法獲得時，建議參考行業標準，汽車涂裝行業VOCS含量建議參考表1[4]。

3 有機廢氣治理技術

3.1 有機廢氣預處理技術

噴漆廢氣包含漆霧和揮發性有機物，為了提高揮發性有機物凈化處理效率，需要對噴漆廢氣進行預處理以去除漆霧。

不同的處理技術各有優缺點。濕式處理技術性能穩定、處理效率高、運行成本較低，但前期設備投資較高[5]。干式凈化漆霧過濾效率較低，應用范圍較窄[6]；隨著水性涂料的推廣使用，干式凈化漆霧的應用領域在不斷擴大。

3.1.1 濕式處理技術

依據相似相溶原理，濕式處理技術通過溶劑吸收（或化學吸收）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，并可少量吸附揮發性有機物。該方法不產生廢水，無二次污染，但是過濾吸附不夠徹底，易堵塞，性能不夠穩定，設備維護難度較大。

3.2 揮發性有機廢氣的處理技術

揮發性有機物處理技術包括傳統凈化技術、新型凈化技術和復合型凈化技術。傳統凈化技術主要有：吸附法、吸收法、燃燒法和冷凝法等；新型凈化技術有：光催化法、生物法、膜分離法和等離子體凈化法；復合型凈化處理技術是將上述凈化技術進行組合。

油漆量使用小的噴漆企業（小型五金件、小型家具等企業）可單獨采用吸附法；吸收法效果較差，因為噴漆有機廢氣中“三苯”化學活性低，一般不采用該方法[6]；冷凝法因其能耗高、設備性能和制冷劑要求高，一般不推薦[8]；燃燒法處理有機廢氣可采用蓄熱式熱力燃燒反應器（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處理VOCs的裝置規模較小，這些新型凈化處理技術在國內應用還處于起步階段，大部分還處于實驗室小試和工業中試中階段，尚未大規模應用。

油漆量使用大的噴漆企業（汽車、設備制造、家具等企業），根據VOCs濃度、流量等因素，可選擇不同的噴漆廢氣治理復合式凈化技術，例如“沸石濃縮轉輪吸附+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。這些復合凈化工藝技術在技術上趨于成熟，有的已經在國內外廣泛應用，有的正在推廣中[9]。

4 結論及建議

噴漆工藝建設項目所使用的漆料、溶劑種類繁多，導致有機廢氣產生量計算復雜。噴漆工藝項目環評時應根據項目使用漆料成分分析進行物料衡算，以確定有機廢氣產生量。物料中VOCS含量以漆料產品質檢報告為依據，VOCs無法獲得時，建議參考行業標準。在環評實踐中應避免遺漏，做到全過程分析，對可研、設計等資料應進行分析、校核后使用，明確排污系數來源；工程分析采用類比分析時應明確數據出處，類比對象要有相同性或相似性。環評建議企業在選擇VOCs 防治技術時，應該結合企業自身特點，選擇合適的環保措施。隨著環保要求的提高，噴漆工藝建設項目一般應優先選擇源頭控制措施，使用水性或低VOCs原輔材料；加強生產過程管理，避免引入過多的原輔材料； 推廣使用高效涂裝工藝；安裝廢氣收集設施和有機廢氣處理設施，避免無組織排放，對有機廢氣集中處理后達標排放。

參考文獻：

[1]盛楠，魏周好勝，陳明功.噴漆廢氣處理技術研究進展[J].化工進展，2017（4）：1434-1447.

[2]廣東省環境保護廳.廣東省家具制造行業揮發性有機廢氣治理技術指南[EB/OL].http：//www.360doc.com/content/17/0104/16/28151

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[3]上海市環境保護局.上海市汽車制造業（涂裝）VOCs排放量計算方法[EB/OL].http：//www.sepb.gov.cn/fa/cms/upload/uploadFiles/20

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[4]南京市環境保護局.南京市重點行業揮發性有機物排放量核算技術辦法（試行）[EB/OL].http：//www.nanjing.gov.cn/xxgk/bm/hbj/20

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[5]馮海云，何利平.國內噴漆廢氣凈化處理技術應用研究[J].綠色科技，2016（12）：145-148.

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[7]陳鋼.某大型鋼結構項目噴涂廢氣污染防治措施可行性分析研究[J].環境科學與管理，2014，39（4）：85-88.

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