噴涂項目對環境的影響分析及注意事項

王 麗

（廣東順德環境科學研究院有限公司，廣東 佛山 528300）

噴涂是通過噴槍使油漆霧化，涂覆于物體表面的加工方法。噴涂工藝目前被廣泛應用在金屬加工、家具制造、家裝、機械制造等行業中。采用噴涂技術，可在各種基材上獲得耐磨、耐腐蝕、隔熱、導電、絕緣、密封、潤滑等具有特殊機械、物理和化學性能的涂層，應用范圍非常廣泛[1]。然而，噴涂期間會產生揮發性有機化合物，對周圍環境造成不利影響。

1 噴涂項目污染物來源

1.1 噴涂涂料組成

噴涂工程用的涂料由成膜材料、顏填料、助劑、溶劑和稀釋劑等組成。

1.1.1 成膜材料

成膜物質是涂料的關鍵原料，它會在基體上形成涂層，起到保護基體的作用。成膜物質大致可分為兩類：可轉化和不可轉化。

1.1.2 顏填料

顏填料為涂料的顏色來源，除了染色也會增強基體的耐久性。顏填料色散通常涉及三個方面。一是濕法過程，即漆料在顏料中穩定分散的過程，相當于空氣和水覆蓋顏料的外層。二是解聚過程，即顏料附聚物和聚集體在施加的機械力作用下恢復或臨近其原始顆粒的過程。三是穩定化過程，是指由大量連續的非揮發性成膜物質將解聚和濕潤的顏料顆粒分散較長時間，在沒有外界機械力的情況下，使分散體系的顏料顆粒不會重新聚集成大顆粒的過程。

1.1.3 助劑

助劑在噴涂過程中的使用量一般很少，但是它能改善噴涂涂料的某種特定性能。常用的助劑有增稠劑、固化劑和分散劑。

（1）增稠劑。一般來說，增稠劑的成分都是親水性高分子化合物，分為化學合成和天然合成兩大類。

（2）固化劑。固化劑又叫硬化劑、熟化劑或變定劑，是一類增進或控制固化反應的物質或混合物。樹脂固化是經過縮合、閉環、加成或催化等化學反應，使熱固性樹脂發生不可逆的變化過程，固化是通過添加固化（交聯）劑來完成的。固化劑是必不可少的添加物，無論是黏接劑還是涂料、澆注料都需添加固化劑，否則環氧樹脂不能固化。固化劑的品種對固化物的力學性能、耐熱性、耐水性、耐腐蝕性等都有很大影響。

（3）分散劑。分散劑是一種分子內同時具有親油性和親水性兩種相反性質的界面活性劑。它可以均一分散那些難以溶解于液體的無機物、有機顏料的固體和液體顆粒，同時也能防止顆粒的沉降和凝聚，形成安定懸浮液所需的兩親性試劑。

1.1.4 溶劑和稀釋劑

膜物質在溶劑作用下溶解和稀釋，然后涂料變成良好的漆膜。在涂料施工結束后，溶劑散發到大氣中，并不留于漆膜之中。稀釋劑是對涂料進行稀釋時用到的溶劑，和涂料使用的溶劑相互溶解，可以讓涂料擁有分散性和溶解性，同時不會對涂料的其他性能產生影響。噴涂項目最主要的污染源就是溶劑、稀釋劑，二者在涂料施工結束后，會揮發到大氣中，污染空氣。

1.2 工藝過程中污染物來源

1.2.1 噴漆室

漆霧和易揮發的成分是噴涂廢氣的主要組分，易揮發成分包括稀釋劑、溶劑與助劑。漆霧有許多獨特特點，顆粒粒度小，黏度大，所以容易面黏附在物質表面，須處置后才能清理掉有機廢氣，傳統做法是利用水幕對漆霧進行收納。

1.2.2 晾干室

晾干操作的目的是增強溶劑的揮發性，構成一層涂膜。晾干過程會揮發，造成污染，但不產生漆霧。

1.2.3 烘干室

廢氣包括燃料和涂料兩個系統的廢氣。熱分解后產生的物質與殘留的部分溶劑由涂料系統排出。燃燒系統主要是燃燒產生的廢氣。

2 噴涂對環境影響分析

噴漆、烘干以及噴粉固化有機廢氣與漆霧（顆粒物）噴漆使用水性漆和油性漆。噴涂漆和干燥過程中會產生有機廢氣，污染因子是VOC和二甲苯；噴漆過程中還會產生少量漆霧，污染因子為顆粒物。此外，噴粉固化會產生些許有機廢氣，主要是VOCS。進行環境影響評價時，噴涂物料含有的苯系物和VOCS都需要進行核查計算。

2.1 揮發性有機物

噴涂過程中會在噴漆單元和烘干單元產生揮發氣體無組織排放。陽光下，揮發性有機化合物會與大氣中的氮氧化物、碳氫化合物和氧化劑發生光化學反應，產生光化學霧。人們的健康和農作物的生長都受到威脅。光化學煙霧由臭氧、過氧乙腈（pan）、醛和酮等組成，對人的眼睛和呼吸系統危害極大。揮發性有機物能破壞臭氧層，如氟氯烴（CFC）。噴涂項目產生的廢氣需要經過處理，達到《工業企業設計衛生標準》（GBZ 1-2010）車間空氣中有害物質的最高容許濃度要求。

2.2 苯系物

在我國，涂料中苯的限值不得超過0.5%。大部分苯系物（如苯、甲苯等）具有很強的揮發性，在常溫條件下易形成揮發性有機物（VOCs），造成VOCs氣體污染。臭氣和苯系列VOCs在危害和控制方面有很大的共同之處。

3 噴涂工藝污染治理

噴涂工藝的廢氣治理是噴涂工藝健康發展的關鍵。目前有以下幾種處理方法。

3.1 吸收治理法

吸收治理法一般指化學吸收治理法和物理吸收治理法。其中，物理方法是在合適的條件下，讓廢氣和吸收劑相互接觸，部分廢氣由吸收劑液體吸收或溶解。吸收治理法缺點明顯，吸收劑種類少，在實際應用中，該方法的應用限制因素主要為：絕大部分是物理法吸收，吸收劑實際容量較小。

3.2 活性炭吸附治理法

活性炭是一種良好的吸附劑，通常由木材、椰殼、果殼等物質合成。它可以有選擇性地進行物質吸附，完成去污、消毒和靜置等目的。現在，改良的活性炭在污水處理、大氣污染控制等方向應用較多。該方法的優勢為：活性炭可回收；治理時不需要加熱；凈化效率較高，運轉費用低，非常實用。缺點有：廢氣要在凈化前進行預處理；吸附量有限，活性炭要在一定時間內更換；設備占用空間大。

3.3 燃燒治理法

3.3.1 直接燃燒

廢氣中的有毒有害組分可以在燃燒過程中去掉，部分氣體要進一步凈化，因為其有毒有害成分含量較高，高熱值的易燃和有毒廢氣也可以被凈化。如果可燃組分實際濃度比燃燒最大值高，則燃燒時要混入其他氣體；如果可燃成分的實際濃度比燃燒最大值低，則要加入輔助燃料來保持燃燒的持續性。

3.3.2 催化燃燒

催化燃燒實質是利用催化劑使廢氣進行強烈的氧化反應，把可以燃燒的有毒有害成分轉化生成水與二氧化碳。這種方式的優點為：燃燒過程無火焰，安全程度高；溫度控制要求較低，一般無需添加輔助燃料；廢氣中可燃性組分的要求低；廢氣中霧滴與塵粒不能存在，這是為了延長催化劑的壽命；配置熱量補充裝置，保證充足的熱量，因為燃燒前期溫度較低。但是，催化燃燒需要使用活性較好且使用壽命長的鉑等貴金屬催化劑。

3.4 冷凝法

該方法對廢氣成分、設備、操作要求不高。低溫條件下有機成分可以冷卻，到達露點，然后進行液化回收。其處理高濃度有機廢氣的效率高，但冷凝法成本高，不經濟。

4 環境保護對策建議

一是項目VOC含量低的涂料比例要超過50%。二是揮發性有機物廢氣的生產工藝和有機溶劑的使用和操作應盡可能在封閉的車間內設置。減少無組織的揮發性有機廢氣排放，建立氣體收集系統和集中凈化處理裝置。三是落實運行中建立的環境保護工作機構、工作制度和監督制度，持續積累經驗，加強管理。四是制定設備的操作準則和定期維護規定，使運作過程中的所有環保設施處于良好的狀態。若設備出現故障，立即停機檢修，禁止不正常排放。

五是污染控制設備、工藝設備應當同時開啟，同時按設計的參數運行，保證收集效率和處理效率均達到95%。六是加強員工培訓，開展環境保護知識和法規教育，確保環保設施正常運行。七是加強檢測污染源，提高環境監測力度，并進行在線監控，如有超標情況，立即停產檢修，禁止異常排放，注意做好記錄。

八是建立以下記錄：廢水預處理轉運記錄；廢氣的收集、處理、排放設備檢查記錄、活性炭維護記錄、置換記錄；危險廢物收集、轉運記錄；環境突發事件記錄；油漆、稀釋劑和塑料粉末等材料的購買適用記錄；有機物檢測記錄；記錄每月污染物排放核算數據，供主管部門核實污染物排放控制。

九是建立污染事故報告制度。發生污染事故時，要在事故發生后一天內向當地環境主管部門初報事故發生的時間、地點、類型、污染物排放數量、損失等情況。向有關部門報告事故起因、采取行動、處理結果，附材料的證明。在發生污染事故時，有責任降低危險并向受害者賠償損失。十是制定緊急事件應急方案，配備相應的補救設備。

5 結論

工業生產經常運用噴涂工藝，其產生的廢氣如果處理不當會對環境產生嚴重危害。國家應該繼續加強管理監督，相關企業應自覺按排放標準排放。其間，要在線監測污染物的排放濃度和排放速率，保證廢氣達標排放，應推廣使用在線監測技術。針對同種溶劑的涂料，不同的噴涂廢氣處理方法具有不一樣的效果。因此，人們應綜合考慮，把廢氣特性當作依據，選出最優方案。