中小型涂裝企業VOCs廢氣治理現狀及建議

周玉嬌

(四川化工職業技術學院，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]，得到了廣泛的關注。工業涂裝行業排放大量VOCs廢氣[2]，中小型涂裝企業產生的VOCs廢氣未得到有效治理，對公眾健康可能產生直接或間接不良影響。本文調查了瀘州市10家中小型涂裝企業，收集企業使用涂料類別、VOCs產污環節、廢氣收集點位、廢氣管網、VOCs治理工藝和治理設備等信息。從源頭、過程和末端全過程分析中小型涂裝企業VOCs廢氣治理現狀，提出整改對策。

1 中小型涂裝企業VOCs治理現狀

1.1 源頭控制——涂料

源頭控制是減少工業涂裝企業VOCs排放的最有效途徑之一。經調查，瀘州市10家中小型涂裝企業中：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?！丁笆濉睋]發性有機物的污染防治工作方案》(環大氣[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?！吨攸c行業揮發性有機物綜合治理方案》(環大氣[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產生。瀘州市10家中小型涂裝企業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產生量相對較少。

1.2 過程控制——涂裝工藝和設備

傳遞效率高的涂裝技術和設備(如空氣輔助噴涂、靜電噴涂等)可減少涂料用量，從而減少VOCs廢氣產生量[3]，而人工噴涂傳遞效率較低。經調查，瀘州市10家中小型涂裝企業中：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，噴漆效率高，但油漆浪費較多。

1.3 過程控制——漆霧回收

回收漆霧可使企業減少油漆用量，同時減少后端廢氣處理設備的負荷。瀘州市10家中小型涂裝企業中僅有3家對漆霧進行了回收利用，進行漆霧回收企業數量較少。3家漆霧回收企業中有2家采用旋風回收系統，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。涂裝企業生產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配、噴漆、流平、固化環節以及危廢暫存間。

1.4.1 調漆間

經現場調查，瀘州市10家中小型涂裝企業中僅有2家企業對調漆間進行了密閉，其余8家企業調漆間未密閉；僅有1家企業對調漆間廢氣進行了收集；所調查企業調漆房廢氣都未進行處理，廢氣無組織排放。

1.4.2 噴漆房

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

1.4.3 流平室

瀘州市10家中小型涂裝企業流平室除進出料口外進行了密閉，廢氣經風機收集。僅有1家企業對流平室收集廢氣進行了處理后有組織排放，其余9家企業廢氣經風機收集后無組織排放。

1.4.4 固化區

瀘州市10家中小型涂裝企業固化區除進出料口外進行了密閉，廢氣經風機收集。僅有1家企業對固化區收集廢氣進行了處理后有組織排放，其余9家企業廢氣經風機收集后無組織排放。

1.4.5 危廢暫存間

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

通過現場調查可知，中小型涂裝企業VOCs廢氣收集不完善，主要集中收集處理了噴漆房VOCs廢氣，調漆間、流平室、固化區和危廢暫存間VOCs廢氣未進行有效的收集處理，處于無組織排放狀態。

1.5 末端控制——治理工藝

經調查，瀘州市10家中小型涂裝企業VOCs廢氣都進行了治理，主要采用組合式末端治理技術，未采用單一治理技術，具體治理技術見表1。其中有6家使用紫外光固化油性漆的企業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VOCs廢氣采用“噴淋+ UV光解”；1家使用水性漆的企業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采用的“水噴淋”方式處理VOCs廢氣?！吨攸c行業揮發性有機物綜合治理方案》(環大氣[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VOCs廢氣采用“水噴淋”方式不合理。

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

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，導致吸附飽和；吸附劑一般壽命不長，需要不斷更換[5]?；钚蕴课饺萘坎桓?、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VOCs廢氣產生濃度約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達標排放，企業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

經調查，使用高固分油性漆的K企業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VOCs廢氣產生濃度約285mg/m3，廢氣量約：28000m3/h，僅使用活性炭吸附難以使廢氣中VOCs達標排放，企業VOCs廢氣治理工藝不合理。

1.5.3 水性漆VOCs廢氣治理工藝

經調查，使用水性漆的G企業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，減少對后續工藝的影響；G企業VOCs廢氣產生濃度約47mg/m3，“UV光解+活性炭吸附”可以使廢氣中VOCs達標排放。企業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家中小型涂裝企業中僅有1家企業VOCs廢氣處理工藝選用合理，其余9家企業VOCs廢氣處理工藝選用不合理，VOCs廢氣難以達標排放。

1.6 末端控制——治理設備

1.6.1 UV光解設備

瀘州市10家中小型涂裝企業中有9家企業采用了UV光解設備，其中2家企業的UV光解設備紫外燈管數量符合要求，其他7家企業的UV光解設備紫外燈管數量偏少；9家企業的UV光解設備處理能力(風量)偏小，廢氣在UV光解設備中停留時間不足，UV光解設備難以發揮作用。

1.6.2 活性炭吸附設備

瀘州市10家中小型涂裝企業中有9家企業采用了活性炭吸附箱，皆采用蜂窩狀活性炭；其中僅有2家企業采用的活性炭吸附箱處理能力滿足要求，其余7家企業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家中小型涂裝企業中有9家企業采用了噴淋塔，其中8家企業由于使用油性漆不宜采用水噴淋，采用水性漆的G企業使用了3套噴淋塔設備，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家中小型涂裝企業中僅有1家企業使用重力沉降室、布袋除塵器，經測算，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廢氣處理的的預處理設備，主要處理廢氣中顆粒物。VOCs廢氣中顆粒物預處理不到位，將影響后續VOCs治理設備的有效運行。

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

1.7 末端控制——VOCs廢氣收集管網

瀘州市10家中小型涂裝企業廢氣收集管網多采用矩形管和圓形管；10家企業中僅有2家企業廢氣收集管管徑適宜，其余8家企業廢氣收集管管徑偏大。10家企業都存在管線偏長，各并聯管網壓力損失不匹配，且未設置調壓裝置的問題。經調查，廢氣收集處理系統多由企業自行設計，采購設備后安裝，風機風壓難以克服系統阻力，VOCs廢氣收集系統難以正常運行。

2 中小型涂裝企業VOCs廢氣治理建議

治理建議包括：優先采用低VOCs的涂料，嚴格控制過程污染；完善VOCs廢氣收集率；重點選擇合適的治理工藝，由專業環保公司進行設備的選型和管網設計。

2.1 源頭控制

鼓勵中小型涂裝企業使用粉末、水性[7]、高固體分和紫外光涂料等；鼓勵使用含醇類、酯類等低光化學反應活性的原料替代含苯、甲苯、乙苯、二甲苯和三甲苯等光化學反應活性大的原料；鼓勵使用通過環境標志產品認證的環保型涂料。

2.2 過程控制

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

鼓勵中小型涂裝企業進行漆霧回收，采用回收率高的裝置和設備，提高漆霧回收效率，節約成本，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的廢氣主要集中收集處理了噴漆房。涂料調配、噴漆、流平、固化環節以及危廢暫存間等VOCs廢氣污染源皆應進行收集處理，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家中小型涂裝企業中僅有1家VOCs廢氣治理工藝合理，多數企業采用的VOCs廢氣治理工藝難以使廢氣達標排放，廢氣治理工藝不合理。中小型涂裝企業應根據自身采用的油漆類別、VOCs產生濃度和廢氣量等參數科學合理地選用適宜的VOCs廢氣治理工藝，使廢氣達標排放。

2.3.3 合理選擇VOCs廢氣治理設備

瀘州市10家中小型涂裝企業使用的廢氣治理設備處理能力偏小，與前端收集廢氣量不匹配。中小型涂裝企業應根據前端收集廢氣量確定廢氣治理設備的處理能力，避免設備處理能力不足的問題。

2.3.4 合理安裝VOCs廢氣收集管網

中小型涂裝企業應根據廢氣性質、廢氣量合理確定廢氣收集管材質、管徑；對各并聯管路進行調壓；根據壓力損失和風量合理選擇適用的風機。

3 結語

中小型涂裝企業數量多，應對VOCs廢氣從源頭、過程和末端進行全過程管理。針對中小型噴涂企業存在VOCs產生源收集不全面、漆霧回收率低、VOCs廢氣收集系統混亂、處理工藝不適當和處理設備能力偏小等問題，應提高VOCs廢氣收集率，科學合理設計VOCs收集系統，采用適宜的VOCs處理工藝和設備以確保廢氣達標排放。