中小微企業(yè)噴涂VOCs廢氣整體解決方案（上）

為貫徹落實《工信部、財政部關于印發(fā)“重點行業(yè)揮發(fā)性有機物削減行動計劃”的通知》（工信部聯(lián)節(jié)〔2016〕217號），切實減少印刷包裝、涂裝等行業(yè)的揮發(fā)性有機物排放總量，結合2017年2月開始實施的江蘇省《表面涂裝（家具制造業(yè)）揮發(fā)性有機物排放標準》（DB32/3152-2016），根據(jù)環(huán)保局的要求，決定對印刷包裝、涂裝等行業(yè)的揮發(fā)性有機物實施綜合整治。
一、廢氣來源
車間的廢氣主要來源于噴涂、干燥過程，所排放的污染物主要為：噴涂時產(chǎn)生的漆霧和有機溶劑，干燥揮發(fā)時產(chǎn)生的有機溶劑。漆霧主要來自于空氣噴涂作業(yè)中溶劑型涂料飛散的部分，其成分與所使用的涂料一致。有機溶劑主要來自于涂料使用過程中的溶劑、稀釋劑，絕大部分屬揮發(fā)性排放，其主要的污染物為二甲苯、苯、甲苯等。這些成份對人的健康和生活環(huán)境有害，并且有惡臭，人如果長期吸入低濃度的有機廢氣，會引發(fā)咳嗽、胸悶、氣喘甚至肺氣腫等慢性呼吸道疾病，是目前公認的強烈致癌物。
二、企業(yè)現(xiàn)狀
2.1經(jīng)濟方面
由于企業(yè)規(guī)模小，效益不穩(wěn)定，經(jīng)濟能力一般，不能承受高昂費用的環(huán)保設備。
2.2工藝設施
多數(shù)企業(yè)印刷、噴涂工藝簡單落后，主要以開放式人工作為為主，選用的油墨、涂料也多是溶劑型產(chǎn)品。少數(shù)企業(yè)配有專用作業(yè)區(qū)和廢氣處理設施，但是作業(yè)區(qū)不規(guī)范、不密閉，處理設施簡單落后、功能單一，不能滿足現(xiàn)行的環(huán)保治理要求，并且現(xiàn)場缺乏管理，散亂污現(xiàn)象較為嚴重，部分危險品沒有合理安置，存在一定的安全隱患。
2.3運行工況
由于機械行業(yè)的特殊性，多數(shù)企業(yè)不能形成流水線作業(yè)，多為階段性噴涂作業(yè)。通過與多家企業(yè)的溝通交流，收集到大致的運行工況數(shù)據(jù)，見表1所列。

三、整體解決方案
VOCs廢氣的整體解決方案主要有廢氣減排、廢氣收集、廢氣治理和管理監(jiān)控四個方面。
3.1廢氣減排
3.1.1使用清潔環(huán)保原料
根據(jù)工藝的不同，推薦使用低VOCs含量的環(huán)保型原料，替代原有的溶劑型原料。例如印刷包裝行業(yè)選用水基型、熱熔型、無溶劑型、紫外光固化型、高固含量型和生物降解型膠黏劑，油墨選用水性油墨、UV油墨、凹印油墨、輻射固化油墨等；涂裝行業(yè)選用水性涂料、粉末涂料、高固體分涂料、無溶劑涂料、UV涂料等綠色涂料產(chǎn)品。
由于近年環(huán)保問題凸顯，國家強力推行環(huán)保涂料的應用，目前新建生產(chǎn)線環(huán)評均要求使用環(huán)保涂料，由于水性涂料適用性強、價格合理，已逐漸普及到各涂裝行業(yè)。其主要成分是水，溶劑含量為10%-25%，遠遠低于溶劑型涂料。使用水性涂料，可以從根源上減少廢氣中VOCs的排放量。各種涂料的VOCs含量參考值（《江蘇省重點行業(yè)揮發(fā)性有機物排放量計算暫行辦法》）見表2所列。

3.1.2工藝改進優(yōu)化，提高原料利用率
鼓勵企業(yè)實施連續(xù)化、自動化技術改造，推廣使用靜電噴涂、淋涂、輥涂、浸涂等涂裝效率較高的涂裝工藝，推廣使用先進的工藝技術，優(yōu)化工藝和設備。
涂裝過程中常以噴涂形式使用涂料，在噴涂過程中產(chǎn)生較多漆霧，漆霧是噴漆廢氣中的顆粒物來源，因此，提高涂料利用率可以大大降低廢氣中的顆粒物，降低廢氣處理難度。不同噴涂方法的涂料利用率見表3所列。

由表3可以看出，只有采用大容量低壓空氣噴槍或靜電噴涂才能滿足至少65%的涂料利用率。除此之外，采用機器人噴涂也可以提高涂料利用率，目前國內(nèi)涂裝行業(yè)正在推行內(nèi)噴機器人，即整條涂裝線噴涂實現(xiàn)無人化，全部使用機器人噴涂，極大地提高了涂料的利用率。
3.2廢氣收集
目前多數(shù)企業(yè)采用露天噴涂作業(yè)，沒有任何廢氣收集設施，有機廢氣直接散發(fā)至大氣中。少數(shù)企業(yè)采用集氣罩形式進行廢氣收集，一般的集氣罩廢氣收集效率只有30-50%，未收集氣體仍以無組織形式存在于大氣中，遠遠不能達到廢氣收集的要求。只有收集的廢氣才能進行治理，因此鼓勵企業(yè)實施密閉化生產(chǎn)過程，設置密閉獨立的作業(yè)區(qū)，配備高效的有機氣體收集裝置，形成密閉式負壓收集狀態(tài)，車間揮發(fā)的有機廢氣需經(jīng)抽風系統(tǒng)集中抽排，并與生產(chǎn)過程同步運行，杜絕露天和敞開式噴涂作業(yè)。車間應配備良好的通風設備，廠區(qū)內(nèi)車間外的空間無明顯異味。
3.3廢氣治理
3.3.1廢氣治理技術分析
目前，廢氣治理行業(yè)公認的處理技術可分為回收技術和銷毀技術，整體的VOCs污染防治技術具體細分見圖1，

3.3.1.1吸收法是利用低揮發(fā)性或者不揮發(fā)的有機溶劑對VOCs進行吸收處理，由于在廢氣處理過程中添加了有機溶劑，產(chǎn)生混合溶劑廢水等二次污染，不符合清潔生產(chǎn)理念，并且常規(guī)的機械企業(yè)不具備廢水處理能力，所以不適合涂裝行業(yè)。
3.3.1.2吸附法是利用固體吸附劑(活性炭、分子篩等)對污染物進行吸附凈化。雖然吸附法工藝成熟，有一定的處理效果，設備投入適中，但是吸附劑是易耗品，雖然可以配置吸附劑再生功能，但再生后的吸附劑性能下降幅度大，壽命短，更換下來的吸附劑屬于危廢品，需要投入額外的處理費用，而且一般設備體積比較大，占地較多，而多數(shù)機械企業(yè)內(nèi)部用地緊張，不能提供過大的空間用于放置廢氣處理設備，所以不適合涂裝行業(yè)。
3.3.1.3冷凝法是通過降低溫度，使VOCs廢氣由氣態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài)，雖然可以起到回收的作用，但是其回收率不高，一般只有40-60%，并且只適用于高濃度的廢氣預處理，所以不適合涂裝行業(yè)。
3.3.1.4膜分離法是利用膜對不同物質的選擇性穿透的能力來進行VOCs的治理，設備投入較高，并且膜的選擇性能力有一定的局限性，所以不適合涂裝行業(yè)。
3.3.1.5燃燒法以及催生的活性炭吸附/沸石轉輪吸附+RTO/RCO，是目前公認的VOCs治理最為徹底的技術，但是其設備投入高，通常100-500萬不等，設備占地也較大，遠遠超出中小微企業(yè)的經(jīng)濟承受范圍，所以不適合中小微企業(yè)。
3.3.1.6生物法是利用微生物代謝活動降解VOCs．將其轉化為無害的小分子物質的工藝，因生物菌種對有機物的消化具有很強的專一性，對環(huán)境條件比較敏感，而且在降解過程中會產(chǎn)生大量排泄物，造成固廢污染，整體設備占地大，所以不適合中小微企業(yè)。
3.3.1.7低溫等離子技術是利用介質放電產(chǎn)生的帶有極高溫度的等離子體以極快的速度反復轟擊廢氣中的氣體分子，去激活、電離、裂解廢氣中的各種成分，通過氧化等一系列復雜的化學反應，使復雜大分子污染物轉變?yōu)橐恍┬》肿拥陌踩镔|(如二氧化碳和水)，或使有毒有害物質轉變?yōu)闊o毒無害或低毒低害物質。雖然該技術VOCs去除效率高，但是其等離子體溫度高，處理易燃易爆揮發(fā)性有機物時存在很大的安全隱患，因此天津市安監(jiān)局印發(fā)的《關于吸取事故教訓開展環(huán)保治理設施專項安全檢查的通知》中，官方首次叫停低溫等離子技術。
3.3.1.8UV光解技術是利用高能UV紫外線使有機氣體分子發(fā)生裂解，化學鍵斷裂，形成游離狀態(tài)的原子或基團（C*、H*、O*等），同時，混合氣體中的氧氣被紫外線光裂解形成游離的氧原子并結合生成臭氧【UVO2→O-O*(活性氧)O*O2→O3(臭氧)】；混合氣體中的水蒸氣被紫外線光裂解產(chǎn)生羥基【UVH2O→HOH-(羥基)】，而這些生成的臭氧和羥基具有極強的氧化性，可將廢氣分子裂解產(chǎn)生的原子和基團氧化成H2O和CO2等無污染的低分子化合物。
3.3.2整體方案開發(fā)
現(xiàn)有集廢氣收集和處理的成套裝置，整套裝置廢氣收集效率達90%以上，廢氣處理效率達95%以上，廢氣排放滿足現(xiàn)行排放標準。充分考慮中小微企業(yè)的實際情況，設備價格經(jīng)濟合理，安全性高，占地面積小，適應性強，運行成本低，日常維護簡單方便。
整套裝置由ALF-PF密閉噴漆房、ALF-AH除塵過濾、ALF-UV光解、ALF-AC活性炭吸附、管路、風機組成。

3.4管理監(jiān)控
為確保廢氣處理裝置長期有效運行，企業(yè)應編制規(guī)范的管理條例，同時嚴格按照設備說明做好維護保養(yǎng)工作，積極響應《江蘇省重點行業(yè)揮發(fā)性有機物污染控制指南》的有關要求，將在線監(jiān)控和廢氣采樣設施納入規(guī)劃范圍，通過管理和監(jiān)控措施保證公司廢氣排放滿足環(huán)保要求。
來源：北極星VOCs在線