揮發(fā)性有機(jī)物治理技術(shù)及管控措施分析
——以家具制造業(yè)為例

褚 珣，韋紅衛(wèi)，賀 珺，王 虎，艾 民

（1.北京國(guó)環(huán)清華環(huán)境工程設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京 100084；2.北京神州瑞霖環(huán)境技術(shù)研究院有限公司，北京 100089；3.山東省濟(jì)寧生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，山東 濟(jì)寧 272004）

VOCs是O3的前體物之一，開(kāi)展VOCs治理管控，是減輕O3污染的關(guān)鍵。VOCs可產(chǎn)生于自然源的排放和人類(lèi)活動(dòng)的方方面面。其中，植物排放的VOCs可以與NOx發(fā)生一系列復(fù)雜的大氣化學(xué)反應(yīng)，生成O3和有機(jī)氣溶膠，環(huán)境空氣中的O3和有機(jī)氣溶膠達(dá)到一定濃度，會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生一定的危害。人類(lèi)的生產(chǎn)和生活涉及的VOCs來(lái)源也比較復(fù)雜，涉及行業(yè)廣，產(chǎn)污環(huán)節(jié)多，既涉及石化、化工、工業(yè)涂裝、包裝印刷等工業(yè)源，也包括機(jī)動(dòng)車(chē)等移動(dòng)源、餐飲油煙等生活源。在家具制造行業(yè)，VOCs主要產(chǎn)生于噴涂、涂膠、干燥、調(diào)配等生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

1 VOCs治理概述

目前，不同行業(yè)主要通過(guò)源頭替代、過(guò)程控制、末端治理和精細(xì)管控四個(gè)方面采取有針對(duì)性的VOCs治理措施[1]。源頭替代方面，主要推廣和使用低（無(wú)）VOCs含量的綠色原輔材料。如表1所示，VOCs治理技術(shù)主要有回收法（包括吸附法、吸收法、冷凝法和膜分離技術(shù)）和分解法（包括燃燒法、生物法、電暈法、光催化法和等離子體技術(shù)）[2]，其中，回收法在一定的溫度和壓力下用選擇性的吸附劑和滲透膜等方法來(lái)分離揮發(fā)性有機(jī)化合物，分解法通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將VOCs轉(zhuǎn)變成為CO2和H2O等無(wú)毒小分子化合物。精細(xì)管控措施主要包括制定源清單及管控方案、推行“一廠一策”制度和建立運(yùn)營(yíng)管理臺(tái)賬等方面。

表1 VOCs治理技術(shù)及適用范圍

2 家具制造業(yè)VOCs治理技術(shù)

為深入貫徹落實(shí)國(guó)家、省、市關(guān)于企業(yè)環(huán)境污染治理的決策部署，強(qiáng)化VOCs專(zhuān)項(xiàng)執(zhí)法力度，我國(guó)各地積極組織開(kāi)展對(duì)區(qū)內(nèi)各類(lèi)企業(yè)生產(chǎn)情況及環(huán)境問(wèn)題的排查，并針對(duì)企業(yè)現(xiàn)存的環(huán)境污染和治理問(wèn)題，結(jié)合企業(yè)實(shí)際情況提出合理可行的整改措施和方案。VOCs污染物排放涉及的企業(yè)較多，主要來(lái)源于含VOCs物料的儲(chǔ)存、輸送和使用過(guò)程。本文以某市為例，結(jié)合家具制造業(yè)的廢氣處理現(xiàn)狀分四個(gè)方面進(jìn)行簡(jiǎn)要分析并提出改進(jìn)措施。

2.1 源頭替代

家具制造業(yè)在源頭控制方面主要針對(duì)含VOCs的原輔材料（包括涂料、清洗劑和膠黏劑等）和噴涂工藝提出具體的要求。其中，使用低VOCs含量原輔材料的生產(chǎn)工序可提升末端處理設(shè)施的處理效率，不僅可以從源頭上控制污染，還可以降低后續(xù)處理成本，應(yīng)盡量使用低揮發(fā)性原料、低毒原料，減少VOCs排放。常規(guī)環(huán)保型原輔材料有水性涂料、粉末涂料以及紫外光固化涂料等[3]。

目前，該市中小型家具企業(yè)使用的原材料主要是密封膠、熱熔膠、封邊膠以及環(huán)保油漆等，在封邊涂膠和烘干過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)物，應(yīng)確保VOCs物料在儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)移和運(yùn)輸過(guò)程中密閉，企業(yè)使用的涂料、固化劑、稀釋劑、膠黏劑、清洗劑等含VOCs原輔材料應(yīng)符合國(guó)家或地方VOCs含量限值標(biāo)準(zhǔn)，出具有中國(guó)計(jì)量認(rèn)證（CMA）和中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可（CNAS）資質(zhì)的第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)報(bào)告。建議各企業(yè)在噴涂工藝方面盡量采用往復(fù)式高效的噴涂箱、輥涂、淋涂、機(jī)械手和靜電噴涂等高效涂裝設(shè)備，減少手動(dòng)空氣噴涂技術(shù)的使用。

2.2 過(guò)程控制

根據(jù)家具制造業(yè)的生產(chǎn)工藝流程，主要針對(duì)其產(chǎn)生VOCs的環(huán)節(jié)采取相應(yīng)措施，包括物料的儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)移和輸送，施膠、調(diào)配、噴涂、流平、干燥、清洗、退料、回收以及非正常工況。其中，噴涂和干燥是產(chǎn)生VOCs的主要環(huán)節(jié)，底漆和面漆等噴涂或裝飾過(guò)程應(yīng)在密閉空間內(nèi)操作，產(chǎn)生的廢氣應(yīng)通過(guò)集氣罩和管路收集至VOCs廢氣收集處理系統(tǒng)。無(wú)法密閉產(chǎn)生的無(wú)組織排放，應(yīng)采取局部氣體收集措施，無(wú)組織廢氣經(jīng)收集后也應(yīng)排放至VOCs廢氣收集處理系統(tǒng)。該市家具制造企業(yè)以中小型為主，存在的主要問(wèn)題是廢氣收集設(shè)施控制風(fēng)速過(guò)小，企業(yè)的集氣罩沒(méi)有進(jìn)行充分有效使用，部分管路密封不嚴(yán)，導(dǎo)致氣體收集率低。建議企業(yè)加強(qiáng)涂裝等過(guò)程的管理，對(duì)生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行更新，降低VOCs的產(chǎn)生量。

對(duì)于家具制造業(yè)產(chǎn)生VOCs的工段，應(yīng)采用全密閉、連續(xù)化、自動(dòng)化等生產(chǎn)技術(shù)，有效減少工藝過(guò)程的無(wú)組織排放。VOCs廢氣收集處理系統(tǒng)應(yīng)與生產(chǎn)工藝設(shè)備同步運(yùn)行，并加強(qiáng)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)VOCs的收集，做到應(yīng)收盡收和分質(zhì)收集，對(duì)未收集的無(wú)組織有機(jī)廢氣加強(qiáng)車(chē)間通風(fēng)，盡量將無(wú)組織排放轉(zhuǎn)變?yōu)橛薪M織排放進(jìn)行控制，保證生產(chǎn)過(guò)程廢氣的收集效率。

2.3 末端治理

對(duì)于家具制造業(yè)，不同的工藝流程應(yīng)采取不同的污染物治理措施。對(duì)于溶劑型膠黏劑產(chǎn)生的施膠廢氣，宜采用吸附濃縮+燃燒/催化氧化等方式進(jìn)行處置；對(duì)于VOCs排放量較大的噴涂和干燥工藝，宜設(shè)置高效漆霧處理裝置，宜采用濕式水簾+多級(jí)干式過(guò)濾除濕聯(lián)合裝置，溫度較高的烘干廢氣可采用回收式熱力燃燒裝置；調(diào)配廢氣宜采用吸附方式或與噴涂廢氣一并處理。線(xiàn)上設(shè)備清洗廢氣宜與噴涂廢氣一并處理；線(xiàn)下設(shè)備清洗廢氣宜采用吸附方式處置。另有光催化、光氧化技術(shù)主要適用于惡臭異味的治理。

目前，該市家具制造業(yè)采取的揮發(fā)性有機(jī)物治理措施主要是光催化氧化和低溫等離子體法，個(gè)別企業(yè)采用增加活性炭吸附、濕式水簾等措施，但是污染物去除率較低，大部分企業(yè)的去除率僅為40%～60%，沒(méi)有達(dá)到國(guó)家和地方要求的標(biāo)準(zhǔn)。建議企業(yè)采用多種方法相結(jié)合的“活性炭吸附/脫附+CO（低溫催化燃燒）”法或“活性炭吸附/脫附+RTO（高溫蓄熱式焚燒）”法等高效處理方法。目前通過(guò)催化燃燒技術(shù)在300 ℃將有機(jī)廢氣分解成二氧化碳和水蒸氣，廢氣去除率可達(dá)95%，而且燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的熱能還可以回收利用，達(dá)到廢氣利用和節(jié)能的目的[4]。同時(shí)，建議企業(yè)加強(qiáng)工藝流程的管理并與外部監(jiān)督相結(jié)合，通過(guò)推動(dòng)多級(jí)聯(lián)動(dòng)的末端治理制度建設(shè)，確保VOCs系統(tǒng)的處理效率與穩(wěn)定性。通過(guò)引入第三方處理等方式來(lái)完善末端的處理與監(jiān)督，在分擔(dān)企業(yè)部分壓力的同時(shí)，為確保治理工作的有序開(kāi)展創(chuàng)造新的條件。

2.4 精細(xì)管控

VOCs治理的精細(xì)管控措施主要包括制定源清單及管控方案、推行“一廠一策”制度和建立運(yùn)營(yíng)管理臺(tái)賬等方面。各企業(yè)要結(jié)合當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀，圍繞當(dāng)?shù)丨h(huán)境空氣質(zhì)量的改善需求，根據(jù)O3和PM2.5的源解析，結(jié)合不同行業(yè)的污染物排放特點(diǎn)和VOCs物質(zhì)的光化學(xué)反應(yīng)活性等，確定VOCs控制的重點(diǎn)行業(yè)和重點(diǎn)污染物，同時(shí)兼顧惡臭污染物和有毒有害物質(zhì)控制等，提出有效管控方案。

對(duì)于木質(zhì)、軟體和金屬等不同類(lèi)型的家具制造業(yè)，建議組織專(zhuān)家提供專(zhuān)業(yè)化的技術(shù)支持，指導(dǎo)企業(yè)或委托第三方技術(shù)機(jī)構(gòu)編制切實(shí)可行的污染治理方案，推行“一廠一策”制度，根據(jù)生產(chǎn)工藝中不同的VOCs產(chǎn)污環(huán)節(jié)及企業(yè)具體的實(shí)際情況，明確在原輔材料替代、無(wú)組織排放管控、廢氣收集和污染物治理設(shè)施等全過(guò)程的減排要求，對(duì)投資成品和減排效益進(jìn)行測(cè)算，采取不同對(duì)策，降低VOCs排放濃度。

建立運(yùn)營(yíng)管理臺(tái)賬，對(duì)生產(chǎn)設(shè)施和污染治理設(shè)施的運(yùn)行管理均進(jìn)行詳細(xì)記錄，并由專(zhuān)人負(fù)責(zé)管理，如涉及的產(chǎn)品產(chǎn)量、原輔材料等信息，有組織廢氣治理設(shè)施、無(wú)組織廢氣排放控制措施的運(yùn)行、維護(hù)、管理等信息和關(guān)鍵參數(shù)，非正常工況等，相關(guān)臺(tái)賬記錄至少保存三年；健全內(nèi)部考核制度，加強(qiáng)人員的培訓(xùn)和技術(shù)交流。

3 家具制造業(yè)VOCs治理綜合管控建議

據(jù)調(diào)查，目前，該市家具制造業(yè)在揮發(fā)性有機(jī)物治理方面存在的問(wèn)題主要是治理設(shè)施的去除率較低，廢氣收集率低，企業(yè)環(huán)境管理臺(tái)賬不全等。企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)按要求委托專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)定期對(duì)廢氣進(jìn)行檢測(cè)，污染物排放限值嚴(yán)格執(zhí)行《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16297—1996）、《揮發(fā)性有機(jī)物無(wú)組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 37822—2019）等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及《工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放控制標(biāo)準(zhǔn)》（DB 13/2322—2016）等地方標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)家具制造業(yè)應(yīng)執(zhí)行《排污許可證申請(qǐng)與核發(fā)技術(shù)規(guī)范 家具制造工業(yè)》（HJ 1027—2019）、《排污單位自行監(jiān)測(cè)技術(shù)指南涂裝》（HJ 1086—2020）等規(guī)定的自行監(jiān)測(cè)管理要求。結(jié)合國(guó)家和地方發(fā)布的揮發(fā)性有機(jī)物污染治理工作方案，在家具制造行業(yè)鼓勵(lì)大力推廣使用水性、紫外光固化涂料；全面使用水性膠黏劑；推廣使用自動(dòng)噴涂或輥涂等先進(jìn)工藝技術(shù)；加強(qiáng)廢氣的收集與處理，有機(jī)廢氣收集效率不低于80%；建設(shè)吸附燃燒等高效治理設(shè)施，實(shí)現(xiàn)污染物的全面達(dá)標(biāo)排放。