環(huán)境影響評(píng)價(jià)中噴漆廢氣的產(chǎn)污分析

歐文煒

（廣州頤景環(huán)保科技有限公司，廣東 廣州 511486）

引 言

“十四五”規(guī)劃中在大氣污染防治方面重點(diǎn)提出“加快揮發(fā)性有機(jī)物排放綜合整治”，可見揮發(fā)性有機(jī)物綜合排放整治在我國(guó)越來越重要，雖然“十三五”期間重點(diǎn)行業(yè)VOCs的核算方法已發(fā)布，基本做到行業(yè)全覆蓋，但由于VOCs的排放環(huán)節(jié)多，量化難，導(dǎo)致很多企業(yè)在申報(bào)排污許可時(shí)VOCs的申報(bào)量與實(shí)際情況出現(xiàn)數(shù)量級(jí)的偏差。基于以上原因，本文探討了噴漆有機(jī)廢氣在環(huán)境影響評(píng)價(jià)中噴漆廢氣的核算方法。

1 噴漆廢氣概述

有機(jī)溶劑是涂料的重要組分，溶劑的作用主要用于溶解或分散成膜物質(zhì)，形成方便施工的涂料。噴漆過程中組分的有機(jī)溶劑會(huì)揮發(fā)成有機(jī)廢氣，有機(jī)廢氣可以通過皮膚、消化道和呼吸道被人體吸收而引起毒害。

噴漆過程除產(chǎn)生有機(jī)廢氣外，還會(huì)產(chǎn)生漆霧，主要為油漆顆粒物，很容易粘在身上或者其他物件上。

由于不同油漆涂料所用溶劑不同，因而在噴涂過程中產(chǎn)生的廢氣組分也不同。揮發(fā)成分比較常見為石油溶劑、苯系溶劑、酯類溶劑和醇類溶劑等等。

2 噴漆涂料的種類

涂料分類按組成組態(tài)分為溶劑型涂料、無溶劑型涂料、水性涂料、高固體份涂料和粉末涂料，根據(jù)《低揮發(fā)性有機(jī)化合物含量涂料產(chǎn)品技術(shù)要求》（GB/T 38597-2020）[1]分類，可分為高揮發(fā)性涂料和低揮發(fā)性涂料。目前環(huán)保政策要求企業(yè)使用低VOCs含量原輔材料十分嚴(yán)格，大部分使用高揮發(fā)性涂料的企業(yè)被勒令要求整改或關(guān)閉，新建項(xiàng)目禁止使用高揮發(fā)性的溶劑性涂料。

因此實(shí)際環(huán)評(píng)工作中要注意建設(shè)項(xiàng)目使用的涂料是否滿足低揮發(fā)性涂料的要求，若不能滿足要求，建設(shè)單位需要將涂料替換為低揮發(fā)性涂料或向當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門說明該涂料不可替代的原因。

3 噴漆廢氣的計(jì)算方法

3.1 涂料使用量計(jì)算

噴漆廢氣產(chǎn)生量主要與涂料用量有關(guān)，依據(jù)噴涂行業(yè)對(duì)油漆使用量的計(jì)算方法公式如下：

單位產(chǎn)品噴涂面積——單個(gè)需要噴涂工件面積（cm2/個(gè)），可根據(jù)工件面積計(jì)算，若工件產(chǎn)品種類過多，可按比例計(jì)算工件面積；

單位產(chǎn)品噴涂厚度——單個(gè)產(chǎn)品噴涂后漆膜厚度（mm），可由涂膜測(cè)量設(shè)備測(cè)得，若項(xiàng)目擁有眾多產(chǎn)品，每個(gè)產(chǎn)品噴涂厚度不一，可按對(duì)環(huán)境最不利情況下，即以最大厚度來計(jì)算涂料使用量，若無法通過涂膜測(cè)量設(shè)備得出，可參考噴槍噴嘴口徑預(yù)測(cè)噴涂厚度表1；

表1 噴嘴口徑與適合噴涂厚度關(guān)系一覽表

涂料密度——涂料密度（g/cm3），通常可從涂料的MSDS得知，此涂料密度為施工狀態(tài)下的涂料，即為調(diào)配后的涂料；

附著率——指油漆膜與被涂物表面之間或涂層之間相互結(jié)合的百分比（%）；附著率可參考《談噴涂涂著效率Ⅰ》[2]中提到各種噴涂方法的涂著效率表2；

表2 各種噴涂方法的涂著效率的比較

固含率——涂料中不揮發(fā)成分占涂料中的百分比（%）。可根據(jù)MSDS中不揮發(fā)成分（其中水及不揮發(fā)液體不屬于固體份）計(jì)算得出。若建設(shè)單位無法提供涂料的MSDS報(bào)告，可參考《涂裝工藝及車間設(shè)計(jì)手冊(cè)》[3]中相同種類的涂料成分組分分析涂料。

以廣州某家電熨斗生產(chǎn)企業(yè)為例，該企業(yè)使用溶劑型涂料對(duì)電熨斗進(jìn)行噴涂，年噴涂電熨斗200萬個(gè)，使用的涂料底漆面漆均屬于低揮發(fā)性涂料，該企業(yè)涂料用量計(jì)算如表3所示。

表3 廣州某家電熨斗生產(chǎn)企業(yè)涂料用量核算表

3.2 有機(jī)廢氣計(jì)算

在計(jì)算涂料使用量后，可根據(jù)涂料的MSDS成分報(bào)告，分析出涂料的揮發(fā)份，以廣州某家電熨斗生產(chǎn)企業(yè)為例，該企業(yè)使用的溶劑型涂料組成如表4所示。

表4 廣州某家電熨斗生產(chǎn)企業(yè)涂料成分一覽表

底板進(jìn)行噴涂烘干過程，調(diào)漆、噴漆和噴槍清洗會(huì)產(chǎn)生廢氣，其中調(diào)漆和噴槍清洗會(huì)產(chǎn)生有機(jī)廢氣、噴漆會(huì)產(chǎn)生漆霧和有機(jī)廢氣。

根據(jù)物料平衡法計(jì)算，揮發(fā)性有機(jī)物=涂料使用量×揮發(fā)性有機(jī)物含量；漆霧計(jì)算公式=涂料使用量×（1-附著率）×固含率。計(jì)算的噴漆廢氣產(chǎn)生量如表5示。

表5 廣州某家電熨斗生產(chǎn)企業(yè)噴漆廢氣產(chǎn)生情況一覽表

4 噴漆廢氣的收集與處理

噴漆工藝通常封閉的噴漆房或封閉設(shè)備內(nèi)進(jìn)行，處于全密閉狀態(tài)，一般對(duì)噴漆房或密閉設(shè)備整體抽風(fēng)換氣，根據(jù)《工業(yè)通風(fēng)換氣次數(shù)的有關(guān)規(guī)定及其在評(píng)價(jià)中的應(yīng)用》，一般環(huán)境要求按照車間空間體積和30次/小時(shí)換氣次數(shù)計(jì)算新風(fēng)量。

噴漆廢氣主要組成為漆霧和揮發(fā)性有機(jī)物，漆霧一般采用水簾式凈化法[4]，水簾式凈化法是經(jīng)過水泵循環(huán)噴淋產(chǎn)生流動(dòng)的簾狀水層，水幕捕集飛散的漆霧，一般大型水簾式噴漆室將水簾斜坡放置在室底，通過專用循環(huán)水泵調(diào)節(jié)水簾形狀，當(dāng)噴漆氣流通過水簾時(shí)，漆霧被附著留下。水簾式凈化法可有效降低噴漆廢氣中漆霧的排放量，操作方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但水幕凈化產(chǎn)生含有漆霧的廢水，需廢水處理，防止二次污染。廣東省家具生產(chǎn)企業(yè)正常均配備安排水簾柜除漆霧裝置，若采取水簾柜不能滿足漆霧處理要求，可結(jié)合其他預(yù)處理設(shè)施串聯(lián)使用，如噴淋塔、填料塔及板式塔等進(jìn)行再一步的處理，以滿足漆霧（即顆粒物）濃度限制要求。

揮發(fā)性有機(jī)物治理一般選用吸附法。常見工業(yè)吸附劑主要有活性炭、活性炭纖維、焦炭粉粒、分子篩沸石等。目前揮發(fā)性有機(jī)物主要使用為活性炭作為吸附劑，它主要由木材、煤、果殼或果核炭化處理后，再通過水蒸氣或相關(guān)化學(xué)反應(yīng)活化處理制成。活性炭表面具有疏水性，因而具備高效的吸附性能，單位表面積通常在500～1 200 m2/g之間。故活性炭表面可吸附有機(jī)溶劑。由于活性炭具備卓越的吸附能力，活性炭通常應(yīng)用于甲苯、二甲苯、苯類、酯類、酚類等有機(jī)溶劑氣體、氨、硫化氫等惡臭氣體，在環(huán)境保護(hù)方面用來處理工業(yè)廢水和治理某些氣態(tài)污染物。

前文中介紹在處理漆霧時(shí)采用水簾式凈化法處理，會(huì)導(dǎo)致廢氣濕度增加，濕度過大的廢氣會(huì)導(dǎo)致活性炭吸附效果明顯降低。本文建議在活性炭吸附前端增加干式過濾器，降低噴漆廢氣濕度，確保后續(xù)活性炭吸附能力。《吸附法工業(yè)有機(jī)廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范》（HJ 2026-2013）[5]指出，進(jìn)入吸附裝置的廢氣溫度宜低于40 ℃，采用顆粒狀吸附劑時(shí)的氣流流速宜低于0.6 m/s。

從活性炭的吸附原理和特點(diǎn)可以看出，活性炭吸附較適合處理有機(jī)廢氣，對(duì)有機(jī)廢氣凈化效率較高，而且初期投資較低，占地面積小，較適合作為有機(jī)廢氣處理措施。

綜上所述，本文建議噴漆廢氣采取“水簾式凈化法+干式過濾+活性炭吸附”對(duì)噴漆廢氣進(jìn)行處理，可對(duì)噴漆廢氣中漆霧和揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行有效的處理。

在環(huán)境影響評(píng)價(jià)的工作過程，需進(jìn)一步計(jì)算廢氣污染物的收集量和排放量，計(jì)算上述數(shù)據(jù)需要得到廢氣收集效率和廢氣處理設(shè)施的處理效率。

噴漆企業(yè)大多設(shè)置噴漆房進(jìn)行噴漆生產(chǎn)，噴漆房可視作為全密閉的設(shè)備空間，參考《廣東省工業(yè)源揮發(fā)性有機(jī)物減排量核算方法（試行）》，在全密閉封設(shè)備空間，在抽氣作用下形成微負(fù)壓狀態(tài)，僅有少量有機(jī)廢氣和漆霧會(huì)通過出入口逸出，采取單層密閉負(fù)壓及設(shè)備廢氣排口直連集氣效率可達(dá)95%，環(huán)評(píng)工作可保守選取噴漆廢氣收集效率為90%。參考《廣東省家具制造行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理計(jì)算》（廣東省環(huán)保廳2014年12月）、《廣東省表面涂裝（汽車制造業(yè)）揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理技術(shù)指南》（廣東省環(huán)保廳2015年2月）等提出“水簾式凈化法+干式過濾+活性炭吸附”處理裝置顆粒物處理效率可高達(dá)95%以上，活性炭吸附有機(jī)廢氣的處理效率處于50%～90%之間。各位環(huán)評(píng)工作者可結(jié)合各地的相關(guān)環(huán)保部門規(guī)定，自行選取合適的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

5 結(jié)論

本文主要以廣州某家電熨斗生產(chǎn)企業(yè)的噴漆工序產(chǎn)污情況進(jìn)行分析，展示環(huán)境影響評(píng)價(jià)中怎樣對(duì)噴漆廢氣定量分析及噴漆廢氣的收集方式和處理工藝。在具體環(huán)評(píng)工作時(shí)，環(huán)評(píng)工作者應(yīng)盡量貼合企業(yè)提供的基礎(chǔ)資料，從實(shí)際數(shù)據(jù)推算出合理的污染物產(chǎn)生量，做到理論和實(shí)際生產(chǎn)參數(shù)相結(jié)合，盡量具體化環(huán)評(píng)數(shù)據(jù)來源，為企業(yè)防治建設(shè)項(xiàng)目產(chǎn)生的環(huán)境污染提供合理依據(jù)，減少企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)對(duì)環(huán)境的影響。