噴漆廢氣處理技術的分析

陳杰營

（佛山市天泰利安環境工程有限公司，廣東 佛山 528000）

噴漆作業中會出現一些有毒氣體，主要以苯系物（苯、甲苯、二甲苯）為主，有些還兼具酯類、醚類、酮類等組分，它們會帶來嚴重的危害。因此，涉及噴漆工藝的廠企要對噴漆廢氣的處理方案進行科學合理的選擇，以便減少噴漆作業給工作人員以及周圍居民帶來的影響。此外，涉及噴漆工藝的廠企只有處理好噴漆廢氣，才能使企業實現可持續發展，進而實現經濟與環境的和諧發展。

1 關于油漆與噴漆廢氣的相關概述

油漆的種類有很多，工業用油漆按基料的類別分類，工業漆可以分為瀝青漆、醇酸漆、氨基漆、環氧漆、聚氨脂漆、丙烯酸漆、有機硅漆、纖維素漆、橡膠漆等[1]。按使用部位分可分為：底漆、中涂漆、面漆。根據油漆使用要求的不同，不同載體使用的油漆類型也不一樣。對于金屬行業的噴漆來說，其用的底漆一般是環氧漆、醇酸漆、聚氨酯漆及硝基漆等。對于塑料表面的噴漆來說，因塑料制品一般耐熱性較差，常用耐候性、保光保色性能較好的自干型涂料涂裝，如熱塑性丙烯酸漆、聚氨酯漆，調配成單色漆、金屬漆、亞光漆、桔紋漆等。對于木料噴漆來說，木材表面的油漆常見的有硝基清漆、手掃漆、聚酯漆、聚氨酯漆等。目前國內使用油漆多以溶劑型油漆為主，溶劑型油漆主要包括有樹脂、固化劑及其它助劑、顏料等，以溶劑作為稀釋劑，但溶劑型油漆有機污染物含量高，揮發性大，污染重！根據2018年國務院印發的《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》，需大幅減少大氣污染物的排放[2-3]。所以近幾年來，油漆也朝著水性化、輻射固化和無溶劑化方向發展，從底漆到面漆逐步替代傳統油漆。

噴漆分為手動噴漆和自動噴漆。手動噴漆裝置一般包括氣霧罐、氣霧閥、內容物（油漆）以及拋射劑等部分組成，是對油漆進行特殊方法處理后高壓灌裝，從而方便噴涂的一種方式，手動噴漆一般由人工手持完成。而自動噴漆是取代人手持噴漆槍把涂料分散成霧狀在被涂物表面進行噴涂的一種半自動或全自動涂裝的設備。

噴漆廢氣是指在噴漆作業及固化過程中出現的一些噴漆噴霧微粒以及其他形式的有機廢氣。它主要包括三種形式：一種是細粒水珠，它其中攜帶或溶解了一些噴漆的微粒，在高壓噴涂過程中沒有將其噴到物體表面；二是在四周空氣中懸浮的一些噴漆霧狀的微粒；另一種是在使用油漆噴涂的過程中，油漆里面的溶劑或有機成分揮發到空氣中形成氣態的有機污染物，油漆的種類不同，成分也不同。因此針對噴漆廢氣的治理，應根據廢氣成分的特性選取合適的廢氣處理工藝[4-6]。

2 噴漆廢氣產生的污染與危害的特征

根據油漆組份的不同，噴漆廢氣里物質成分及含量均不同。溶劑型的油漆需要用到大量的稀釋劑，稀釋劑主要成分大致有幾種，一是脂類溶劑，比如醋酸丁酯、醋酸乙酯、醋酸戊酯等等；二是烴類溶劑，主要是芳香烴（如甲苯、苯、二甲苯、200號煤焦溶劑等）和脂肪烴（如煤油、200號溶劑汽油等等）；三是酮類溶劑（丁酮、丙酮、甲基異丁酮等等）；還有醇醚類、醇類溶劑等。噴漆行業施工條件下使用的溶劑型油漆一般有機溶劑都占50%以上，而在硝基涂料中更占到95%以上，所以涂料工業中使用的溶劑型涂料每年都有大量的有機溶劑揮發到大氣中，屬于可揮發性有機物（VOC）。油漆中的溶劑在涂裝過程中最終會揮發掉，此使用溶劑型油漆的噴涂工藝，噴漆廢氣里含有揮發性的有機物較多且多不溶于水，對環境影響也較大。水性油漆采用去離子水等取代稀釋劑作為溶劑，從源頭上減少了大量有機污染物的產生；高固份含量的新型油漆因固份含量高，溶劑使用比例少，近年來都是國家大力推行的環保型油漆。但由于這些新型涂料的使用性能在某些情況下仍不能完全取代溶劑型涂料，而溶劑型涂料盡管VOC含量很高，但它具有良好的施工特性，優異的裝飾性和良好的配套性，使得它在涂料工業中的用量仍然很大。大量的VOC廢氣排放到大氣中會對環境造成巨大的危害，包括會產生溫室效應、破壞大氣臭氧層、造成大氣污染、污染水質及土壤等，影響人類健康。因此噴漆行業應提高環保型油漆的使用比例，提高噴漆廢氣的收集效率，強化噴漆廢氣的末端治理，選擇合適的廢氣處理工藝，從源頭、過程及末端減少VOC廢氣的排放，降低噴漆廢氣對環境的影響。

3 處理噴漆廢氣的有效方式

3.1 漆霧凈化方式

漆霧凈化主要包括干法與濕法兩種方式。干法凈化是通過特殊過濾材料，比如玻璃纖維和活性炭纖維等，來攔截過濾漆霧[7]。濕法凈化是利用水霧和水簾來攔截過濾漆霧。濕式凈化會出現含有漆霧的一些廢水，因而要處理這些廢水，一般使用化學絮凝劑來對漆霧廢水進行處理，無機絮凝劑和有機絮凝劑以及復合型絮凝劑還有微生物絮凝劑是一般比較常用的絮凝劑。濕式凈化方法能高效去除漆霧，其缺點是漆霧會黏附在室壁和管道以及水槽中，長時間使用會出現較大的漆團將管道堵塞。干式凈化能實現90%的去除率，有著較低的運行費用，一般適用于較少的涂料用量或者間歇式生產的噴涂室，和濕式凈化法相比，其穩定性相對較差，要對濾料進行定期更換。

3.2 有機廢氣凈化方式

3.2.1 傳統凈化處理技術

對于傳統的有機廢氣凈化技術來說，它已經比較成熟，主要包括吸附法、燃燒法、吸收法以及冷凝法等，已經被廣泛的使用。在具體的凈化處理過程中，對于不同的濃度和流量以及成分的廢氣要使用不同的技術方法。吸附法中的吸附劑能實現回收利用，越好的吸附劑性能就具有越好的凈化效果，然而如果廢氣的濕度較大，使用這種方法來處理，效果就不太理想，而且吸附劑還要進行定期更換，該方法具有較高的運行費用。現今工業上一般使用的吸附工藝主要是固定床和移動床以及流化床還有轉輪式吸附裝置[8]。吸收法具有較高的安全性和較低的運行費用，然而要處理所出現的廢水，化學吸收法有著復雜的工序和較高的操作要求。燃燒法的操作相對簡單，也有著良好的凈化效果，然而有著較高的運行費用。冷凝法操作也相對簡單，且具有穩定的回收效果，缺點是有較高的能耗，其對設備的性能要求比較高，制冷劑會影響到它[9]。

3.2.2 新型凈化技術

近年來，一些新型凈化技術的發展速度很快，如生物法以及等離子體凈化法等。與傳統的物理化學方法相比，生物處理法的優點為成本低且無二次污染，可以徹底凈化廢氣，它的原理是通過細菌與真菌等微生物來氧化分解廢氣中的有機成分，使其變為簡單的無機物。生物法主要包括生物過濾法、生物滴濾法以及生物洗滌法。研究生物滴濾系統對噴漆廢氣進行凈化后的穩定性情況，研究表明生物滴濾系統可以對噴漆廢氣進行有效處理，可以實現90% 以上的處理效率。通過濕式噴淋+低溫等離子工藝來對噴漆廢氣進行有效處理，研究運行結果表明，廢氣的凈化效率較高，投資及運行方面有著較低的費用。此外，還有UV光解催化氧化法。該方法主要是利用一定的設備設施，比如高能離子發生器，大量的自由基在很短的時間內就能快速產生，其具有較高的濃度，較大的強度，它會和噴漆作業中形成的大量廢氣直接發生反應與運用，在毫秒時間內利用氧化還原反應把污染物轉換成便于分解與處理的水等物質。在這一過程中，凈化處理噴漆廢氣的效率較高，該方法利用設備自身的吸附性來凈化吸附有害氣體，進而使其符合對外排放的標準[10-12]。

4 結論

由于國家提出藍天保衛戰行動計劃，政府提倡要將污染物從源頭進行有效的削減，要提高廢氣收集的效率，并進一步提升末端處理工藝的水平，最終能最大程度地減少噴漆廢氣對大氣的影響。因此涉及噴漆的相關企業要盡量多地使用環保型的油漆及噴漆作業方式，在進行噴漆并產生有害廢氣后，要及時對相關廢氣進行有效處理，并要對處理廢氣的方案進行科學合理的選擇，以便讓噴漆廢氣的凈化效率提高，進而使其減少對作業人員的身體健康的影響，同時也減少對環境的污染。