中小型涂裝企業(yè)VOCs廢氣治理現(xiàn)狀及建議

周玉嬌

(四川化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川瀘州，646000)

目前，VOCs廢氣作為大氣污染控制的重點、難點和熱點[1]，得到了廣泛的關(guān)注。工業(yè)涂裝行業(yè)排放大量VOCs廢氣[2]，中小型涂裝企業(yè)產(chǎn)生的VOCs廢氣未得到有效治理，對公眾健康可能產(chǎn)生直接或間接不良影響。本文調(diào)查了瀘州市10家中小型涂裝企業(yè)，收集企業(yè)使用涂料類別、VOCs產(chǎn)污環(huán)節(jié)、廢氣收集點位、廢氣管網(wǎng)、VOCs治理工藝和治理設(shè)備等信息。從源頭、過程和末端全過程分析中小型涂裝企業(yè)VOCs廢氣治理現(xiàn)狀，提出整改對策。

1 中小型涂裝企業(yè)VOCs治理現(xiàn)狀

1.1 源頭控制——涂料

源頭控制是減少工業(yè)涂裝企業(yè)VOCs排放的最有效途徑之一。經(jīng)調(diào)查，瀘州市10家中小型涂裝企業(yè)中：1家使用高固分油性漆；1家使用水性漆；其余8家使用紫外光固化油性漆。《“十三五”揮發(fā)性有機(jī)物的污染防治工作方案》(環(huán)大氣[2017]121號)中指出大力推廣使用水性、大豆基和能量固化等低(無)VOCs含量的涂料。《重點行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物綜合治理方案》(環(huán)大氣[2019]53號)中指出通過使用水性、粉末、高固體分、無溶劑和輻射固化等低VOCs含量的涂料，從源頭減少VOCs產(chǎn)生。瀘州市10家中小型涂裝企業(yè)使用的高固分油性漆、水性漆和紫外光固化漆屬于低VOCs含量的涂料，VOCs產(chǎn)生量相對較少。

1.2 過程控制——涂裝工藝和設(shè)備

傳遞效率高的涂裝技術(shù)和設(shè)備(如空氣輔助噴涂、靜電噴涂等)可減少涂料用量，從而減少VOCs廢氣產(chǎn)生量[3]，而人工噴涂傳遞效率較低。經(jīng)調(diào)查，瀘州市10家中小型涂裝企業(yè)中：1家采用人工噴涂，其余9家采用靜電噴涂。

瀘州市10家中小型涂裝企業(yè)中：3家使用高壓噴槍，7家使用低壓噴槍。高壓噴槍的噴涂霧化能力強(qiáng)，噴漆效率高，但油漆浪費較多。

1.3 過程控制——漆霧回收

回收漆霧可使企業(yè)減少油漆用量，同時減少后端廢氣處理設(shè)備的負(fù)荷。瀘州市10家中小型涂裝企業(yè)中僅有3家對漆霧進(jìn)行了回收利用，進(jìn)行漆霧回收企業(yè)數(shù)量較少。3家漆霧回收企業(yè)中有2家采用旋風(fēng)回收系統(tǒng)，1家采用脫脂箱回收。

1.4 末端控制——VOCs廢氣收集

VOCs廢氣有效收集是處理的前提。涂裝企業(yè)生產(chǎn)工藝流程主要有待加工件除塵、噴漆、流平和固化等。VOCs廢氣主要來自油漆調(diào)配、噴漆、流平、固化環(huán)節(jié)以及危廢暫存間。

1.4.1 調(diào)漆間

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，瀘州市10家中小型涂裝企業(yè)中僅有2家企業(yè)對調(diào)漆間進(jìn)行了密閉，其余8家企業(yè)調(diào)漆間未密閉；僅有1家企業(yè)對調(diào)漆間廢氣進(jìn)行了收集；所調(diào)查企業(yè)調(diào)漆房廢氣都未進(jìn)行處理，廢氣無組織排放。

1.4.2 噴漆房

瀘州市10家中小型涂裝企業(yè)都對噴漆房進(jìn)行了密閉，噴漆房廢氣進(jìn)行了收集處理后有組織排放。

1.4.3 流平室

瀘州市10家中小型涂裝企業(yè)流平室除進(jìn)出料口外進(jìn)行了密閉，廢氣經(jīng)風(fēng)機(jī)收集。僅有1家企業(yè)對流平室收集廢氣進(jìn)行了處理后有組織排放，其余9家企業(yè)廢氣經(jīng)風(fēng)機(jī)收集后無組織排放。

1.4.4 固化區(qū)

瀘州市10家中小型涂裝企業(yè)固化區(qū)除進(jìn)出料口外進(jìn)行了密閉，廢氣經(jīng)風(fēng)機(jī)收集。僅有1家企業(yè)對固化區(qū)收集廢氣進(jìn)行了處理后有組織排放，其余9家企業(yè)廢氣經(jīng)風(fēng)機(jī)收集后無組織排放。

1.4.5 危廢暫存間

瀘州市10家中小型涂裝企業(yè)中有7家企業(yè)的危廢暫存間進(jìn)行了密閉，另有3家企業(yè)危廢暫存間未進(jìn)行密閉；10家企業(yè)都未對危廢暫存間廢氣進(jìn)行收集和處理，危廢暫存間廢氣無組織排放。

通過現(xiàn)場調(diào)查可知，中小型涂裝企業(yè)VOCs廢氣收集不完善，主要集中收集處理了噴漆房VOCs廢氣，調(diào)漆間、流平室、固化區(qū)和危廢暫存間VOCs廢氣未進(jìn)行有效的收集處理，處于無組織排放狀態(tài)。

1.5 末端控制——治理工藝

經(jīng)調(diào)查，瀘州市10家中小型涂裝企業(yè)VOCs廢氣都進(jìn)行了治理，主要采用組合式末端治理技術(shù)，未采用單一治理技術(shù)，具體治理技術(shù)見表1。其中有6家使用紫外光固化油性漆的企業(yè)VOCs廢氣采用“噴淋+UV光解+活性炭吸附”；1家使用紫外光固化油性漆的企業(yè)VOCs廢氣采用“噴淋+活性炭吸附+UV光解”；1家使用紫外光固化油性漆的企業(yè)VOCs廢氣采用“噴淋+ UV光解”；1家使用水性漆的企業(yè)VOCs廢氣采用“噴淋+氣水分離+ UV光解+活性炭吸附”；1家使用高固分油性漆的企業(yè)VOCs廢氣采用“重力沉降+布袋除塵+活性炭吸附”。

表1 中小型涂裝企業(yè)VOCs廢氣末端治理情況

1.5.1 紫外光固化油性漆VOCs廢氣治理工藝

瀘州市有8家使用紫外光固化油性漆中小型涂裝企業(yè)采用的“水噴淋”方式處理VOCs廢氣?！吨攸c行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物綜合治理方案》(環(huán)大氣[2019]53號)中明確“非水溶性的VOCs廢氣禁止采用水或水溶液噴淋吸收處理”。使用油性漆企業(yè)VOCs廢氣采用“水噴淋”方式不合理。

UV光解適用于低濃度有機(jī)廢氣的處理，有機(jī)廢氣與光量子碰撞開環(huán)、斷裂等生成小分子或中間體，一般作為化學(xué)預(yù)處理手段[4]。UV光解技術(shù)凈化效率低。

活性炭吸附適用于低濃度VOCs氣體的處理[4]。吸附劑吸附VOCs同時易吸附氣體中的水分，導(dǎo)致吸附飽和；吸附劑一般壽命不長，需要不斷更換[5]。活性炭吸附容量不高、再生能力差、吸附性能受水氣等因素影響較大[6]。

瀘州市8家使用紫外光固化油性漆中小型涂裝企業(yè)VOCs廢氣產(chǎn)生濃度約188mg/m3-600mg/m3，廢氣量范圍約：22000m3/h-530000m3/h。8家使用紫外光固化油性漆的企業(yè)VOCs廢氣主要采用“水噴淋”、“UV光解”、“活性炭吸附”方式難以使廢氣中VOCs達(dá)標(biāo)排放，企業(yè)VOCs廢氣治理工藝不合理。

1.5.2 高固分油性漆VOCs廢氣治理工藝

經(jīng)調(diào)查，使用高固分油性漆的K企業(yè)VOCs廢氣采用“重力沉降+布袋除塵+活性炭吸附”。重力沉降和布袋除塵皆用于去除廢氣中的顆粒物，僅活性炭可吸附廢氣中VOCs。K企業(yè)VOCs廢氣產(chǎn)生濃度約285mg/m3，廢氣量約：28000m3/h，僅使用活性炭吸附難以使廢氣中VOCs達(dá)標(biāo)排放，企業(yè)VOCs廢氣治理工藝不合理。

1.5.3 水性漆VOCs廢氣治理工藝

經(jīng)調(diào)查，使用水性漆的G企業(yè)VOCs廢氣采用“水噴淋+氣水分離+ UV光解+活性炭吸附”。由于水性漆在一定程度上可溶于水，采用“水噴淋”合理；“氣水分離”主要用于分離廢氣中水分，減少對后續(xù)工藝的影響；G企業(yè)VOCs廢氣產(chǎn)生濃度約47mg/m3，“UV光解+活性炭吸附”可以使廢氣中VOCs達(dá)標(biāo)排放。企業(yè)VOCs廢氣治理工藝合理。

從VOCs廢氣治理工藝方面分析，瀘州市10家中小型涂裝企業(yè)中僅有1家企業(yè)VOCs廢氣處理工藝選用合理，其余9家企業(yè)VOCs廢氣處理工藝選用不合理，VOCs廢氣難以達(dá)標(biāo)排放。

1.6 末端控制——治理設(shè)備

1.6.1 UV光解設(shè)備

瀘州市10家中小型涂裝企業(yè)中有9家企業(yè)采用了UV光解設(shè)備，其中2家企業(yè)的UV光解設(shè)備紫外燈管數(shù)量符合要求，其他7家企業(yè)的UV光解設(shè)備紫外燈管數(shù)量偏少；9家企業(yè)的UV光解設(shè)備處理能力(風(fēng)量)偏小，廢氣在UV光解設(shè)備中停留時間不足，UV光解設(shè)備難以發(fā)揮作用。

1.6.2 活性炭吸附設(shè)備

瀘州市10家中小型涂裝企業(yè)中有9家企業(yè)采用了活性炭吸附箱，皆采用蜂窩狀活性炭；其中僅有2家企業(yè)采用的活性炭吸附箱處理能力滿足要求，其余7家企業(yè)的活性炭吸附箱處理能力偏小，廢氣停留時間不足。

1.6.3 噴淋塔

瀘州市10家中小型涂裝企業(yè)中有9家企業(yè)采用了噴淋塔，其中8家企業(yè)由于使用油性漆不宜采用水噴淋，采用水性漆的G企業(yè)使用了3套噴淋塔設(shè)備，噴淋塔氣水比、過氣速度、停留時間符合要求。

1.6.4 重力沉降室、布袋除塵器

瀘州市10家中小型涂裝企業(yè)中僅有1家企業(yè)使用重力沉降室、布袋除塵器，經(jīng)測算，重力沉降室的停留時間不足，布袋除塵器過濾面積不足。重力沉降室和布袋除塵器處理能力偏小?！爸亓Τ两凳?布袋除塵器”屬于VOCs廢氣處理的的預(yù)處理設(shè)備，主要處理廢氣中顆粒物。VOCs廢氣中顆粒物預(yù)處理不到位，將影響后續(xù)VOCs治理設(shè)備的有效運行。

從VOCs廢氣治理設(shè)備分析，瀘州市10家中小型涂裝企業(yè)中，UV光解設(shè)備處理能力都偏小，78%的活性炭吸附箱處理能力偏小，預(yù)處理設(shè)備處理能力偏小，僅噴淋塔符合要求。

1.7 末端控制——VOCs廢氣收集管網(wǎng)

瀘州市10家中小型涂裝企業(yè)廢氣收集管網(wǎng)多采用矩形管和圓形管；10家企業(yè)中僅有2家企業(yè)廢氣收集管管徑適宜，其余8家企業(yè)廢氣收集管管徑偏大。10家企業(yè)都存在管線偏長，各并聯(lián)管網(wǎng)壓力損失不匹配，且未設(shè)置調(diào)壓裝置的問題。經(jīng)調(diào)查，廢氣收集處理系統(tǒng)多由企業(yè)自行設(shè)計，采購設(shè)備后安裝，風(fēng)機(jī)風(fēng)壓難以克服系統(tǒng)阻力，VOCs廢氣收集系統(tǒng)難以正常運行。

2 中小型涂裝企業(yè)VOCs廢氣治理建議

治理建議包括：優(yōu)先采用低VOCs的涂料，嚴(yán)格控制過程污染；完善VOCs廢氣收集率；重點選擇合適的治理工藝，由專業(yè)環(huán)保公司進(jìn)行設(shè)備的選型和管網(wǎng)設(shè)計。

2.1 源頭控制

鼓勵中小型涂裝企業(yè)使用粉末、水性[7]、高固體分和紫外光涂料等；鼓勵使用含醇類、酯類等低光化學(xué)反應(yīng)活性的原料替代含苯、甲苯、乙苯、二甲苯和三甲苯等光化學(xué)反應(yīng)活性大的原料；鼓勵使用通過環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品認(rèn)證的環(huán)保型涂料。

2.2 過程控制

鼓勵中小型涂裝企業(yè)使用傳遞效率高的涂裝技術(shù)和設(shè)備，減少涂料用量，從而減少VOCs排放量[3]。建議中小型涂裝企業(yè)使用低壓噴槍。

鼓勵中小型涂裝企業(yè)進(jìn)行漆霧回收，采用回收率高的裝置和設(shè)備，提高漆霧回收效率，節(jié)約成本，同時降低末端治理壓力。

2.3 末端控制

2.3.1 提高VOCs廢氣收集率

目前中小型涂裝企業(yè)的廢氣主要集中收集處理了噴漆房。涂料調(diào)配、噴漆、流平、固化環(huán)節(jié)以及危廢暫存間等VOCs廢氣污染源皆應(yīng)進(jìn)行收集處理，減少VOCs廢氣無組織排放量。

2.3.2 合理選用VOCs廢氣治理工藝

瀘州市10家中小型涂裝企業(yè)中僅有1家VOCs廢氣治理工藝合理，多數(shù)企業(yè)采用的VOCs廢氣治理工藝難以使廢氣達(dá)標(biāo)排放，廢氣治理工藝不合理。中小型涂裝企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身采用的油漆類別、VOCs產(chǎn)生濃度和廢氣量等參數(shù)科學(xué)合理地選用適宜的VOCs廢氣治理工藝，使廢氣達(dá)標(biāo)排放。

2.3.3 合理選擇VOCs廢氣治理設(shè)備

瀘州市10家中小型涂裝企業(yè)使用的廢氣治理設(shè)備處理能力偏小，與前端收集廢氣量不匹配。中小型涂裝企業(yè)應(yīng)根據(jù)前端收集廢氣量確定廢氣治理設(shè)備的處理能力，避免設(shè)備處理能力不足的問題。

2.3.4 合理安裝VOCs廢氣收集管網(wǎng)

中小型涂裝企業(yè)應(yīng)根據(jù)廢氣性質(zhì)、廢氣量合理確定廢氣收集管材質(zhì)、管徑；對各并聯(lián)管路進(jìn)行調(diào)壓；根據(jù)壓力損失和風(fēng)量合理選擇適用的風(fēng)機(jī)。

3 結(jié)語

中小型涂裝企業(yè)數(shù)量多，應(yīng)對VOCs廢氣從源頭、過程和末端進(jìn)行全過程管理。針對中小型噴涂企業(yè)存在VOCs產(chǎn)生源收集不全面、漆霧回收率低、VOCs廢氣收集系統(tǒng)混亂、處理工藝不適當(dāng)和處理設(shè)備能力偏小等問題，應(yīng)提高VOCs廢氣收集率，科學(xué)合理設(shè)計VOCs收集系統(tǒng)，采用適宜的VOCs處理工藝和設(shè)備以確保廢氣達(dá)標(biāo)排放。