汽修行業(yè)噴漆廢氣處理方法探討

隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展和人們生活水平的提高，各類汽車保有量較過去成倍的增加，相應(yīng)的汽車維修行業(yè)也火了起來。經(jīng)調(diào)查絕大部分汽車維修店噴漆過程揮發(fā)性有機廢氣治理措施簡單收集處理效率達不到要求，揮發(fā)性有機廢氣污染周圍環(huán)境，群眾反應(yīng)強烈。如何做好汽車維修行業(yè)噴漆揮發(fā)性有機物的治理，中仁小編結(jié)合多方資料和相關(guān)技術(shù)方法進行探討。
一、汽車維修噴漆揮發(fā)性有機物揮發(fā)量計算和源強分析
汽車維修噴漆使用的涂料，在我國目前主要采用油性涂料，平均有機溶劑的使用量約占涂料總量的50%左右，不同的油漆有機溶劑差別較大，較大的為硝基漆類、氨基樹脂漆類、丙烯酸類等，較小的為聚氨樹脂類、酚醛樹脂類、環(huán)氧樹脂類等。
汽車維修噴漆、補漆和烘干的主要污染工序在中涂和面涂噴漆，根據(jù)噴漆方式有不同，分自動靜電噴涂和人工噴涂，自動靜電噴涂具有相應(yīng)的涂料利用率高。為了達到良好的噴涂效果，噴漆室必須進行強制通風，及時排出漆霧和 VOCs。通風量因噴漆工藝、涂料種類（如固體份、溶劑含量）和涂料使用量等因素不同，需要及時調(diào)整通風量，通常手工噴漆、自動靜電涂裝所需的垂直截面風速分別為 0.45～0.5、 0.25～0.3m/s，所以一個簡單的5m 長的小客車噴漆室在整車噴漆時排風量約為 4×5×0.45×3600=40500m3/h），但車輛局部維修涂裝廢氣排放量相對較小。噴漆是產(chǎn)生 VOCs 的最主要工藝，也是當前 VOCs 治理的薄弱環(huán)節(jié)，應(yīng)重點控制。烘干是噴漆、電泳之后的工序，烘干室通風量較小，一般在2000～10000m3/h。噴漆過程各階段有機溶劑的揮發(fā)系數(shù)不同，有機氣態(tài)污染物主要產(chǎn)生于：電泳底漆、中涂和面漆的噴涂及烘干過程和塑料件加工的涂漆工序。 在中涂和面漆噴漆過程中， 大約 80%左右的 VOCs 是在噴漆室和流平室排放，20%左右的 VOCs 隨車身涂膜在烘干室中排放，當然由于涂料的類別，不同階段的揮發(fā)系數(shù)落有變化。整車涂裝廢氣的特點是：大風量，中低濃度，車輛維修涂裝相對風量和濃度較小。
二、汽車維修噴涂揮發(fā)性有機物的治理工藝技術(shù)選擇
（一）末端治理技術(shù)分類
有機廢氣的末端治理技術(shù)主要有兩類 ：一類是回收法，主要包括吸附法、吸收法和冷凝法等；另一類是破壞法，主要包括催化燃燒、熱力焚燒技術(shù)、生物氧化、等離子體分解法、紫外光高級氧化技術(shù)等。
（二）活性炭吸附和紫外光高級氧化技術(shù)的優(yōu)缺點和影響因素。
1、活性炭吸附法優(yōu)缺點和影響因素
活性炭吸附法吸附有機氣體是依靠活性炭高度發(fā)達的微孔結(jié)構(gòu)和很大的比表面積（700-1500m2/g），由表面效應(yīng)所產(chǎn)生的吸附作用來完成吸附?；钚蕴靠晌降挠袡C物種類多，吸附容量大，并在水蒸氣存在下也可對混合氣中的有機組份進行選擇性吸附，通常分子量越大吸附能力越強、效率越高。
進氣的初始濃度越高，穿透點時間和完全飽和時間越短 ；汽車維修廢氣為多組分有機氣體共存氣體 ，活性炭吸附時會發(fā)生相互作用和競爭效應(yīng)，吸附能力強的有機廢氣置換吸附能力弱的有機廢氣，從而形成部分污染因子在局部的濃度高于進氣濃度的現(xiàn)象，同比單組分有機廢氣，活性炭吸附多組分有機氣體的效率會下降，就是因為該效應(yīng)造成的。此外，溫度、流量、吸附劑填充密度等也是重要的影響因素?；诨钚蕴康囊陨咸攸c，在利用活性炭吸附法處理汽車噴漆有機廢氣時，要加強漆霧的預(yù)處理，除去漆霧中的顆粒物和液滴。由于汽車噴漆有機廢氣的多組分性，使得競爭效應(yīng)產(chǎn)生，從而使一部分組分在局部形成濃度高于進氣濃度的現(xiàn)象，因此為保障廢氣治理的效果應(yīng)在多級活性炭吸附后，利用破壞法對外排氣體進行進一步消除。由于活性碳的透點時間和完成飽和的時間是有限的，因此應(yīng)嚴格按照維修企業(yè)的油漆和有機溶劑的使用量核定活性炭的使用量和更換周期。
2、紫外光高級氧化法處理有機廢氣的原理和影響因素
紫外光高級氧化法是基于催化劑在紫外光線的照射下，以光為能量，將有機物降解為CO2和H2O及其它無毒無害成份。通常采用的催化劑為半導(dǎo)體材料包括TiO2、ZnO、Fe2O3、CdS、WO3等，其中TiO2是目前公認的最佳光催化劑，反應(yīng)效率最高的是納米級TiO2催化劑, 紫外光高級氧化法基本原理是在半導(dǎo)體光催化氧化反應(yīng)中，通過紫外光直接照射有機廢氣使大分子有機物廢氣的化學(xué)鍵斷裂，在此基礎(chǔ)上，在通過紫外光照射在納米TiO2催化劑上，納米TiO2催化劑吸收光能產(chǎn)生電子躍進和空穴躍進，經(jīng)過進一步的結(jié)合產(chǎn)生電子-空穴對，與廢氣表面吸附的水份（H2O）和氧氣（O2）反應(yīng)生成氧化性很活波的羥基自由基（OH-）和超氧離子自由基（O2-、0-）進一步再與化學(xué)鍵已經(jīng)斷裂的有機廢氣反應(yīng)，生成二氧化碳和水等。由于該方法是基于紫外光能和生成的羥基自由基（OH-）和超氧離子自由基（O2-、0-）反應(yīng)能與有機廢氣發(fā)生反應(yīng)，因此對于鍵能較高的有機廢氣，紫外光高級氧化法是無能為力的，同時由于部分高分子有機廢氣每個鍵能大小不一，因此在紫外光高級氧化法的作用下會產(chǎn)生更多的其他物質(zhì)，造成副產(chǎn)物較多。加上催化劑的有效性時限性有限，后期的凈化效率較低。因此應(yīng)定期維護。
（三）工藝技術(shù)選擇
根據(jù)汽車維修行業(yè)特點分析，大部分汽車維修企業(yè)噴漆作業(yè)不連續(xù)、屬于無規(guī)律間斷性進行噴漆作業(yè)，汽車維修企業(yè)揮發(fā)性有機廢氣一般屬于中低濃度，又無回收利用價值。因此為便于管理和實現(xiàn)揮發(fā)性有機物的持續(xù)有效減排，筆者認為應(yīng)根據(jù)具體的汽車維修企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模選擇性的采用廢氣凈化技術(shù)。具體選擇如下：對于年使用油性漆2噸及以上的（含稀釋劑）建議采用催化燃燒技術(shù)或吸附濃縮燃燒技術(shù)；對于年使用油性漆1噸以上2噸以下的（含稀釋劑）建議采用預(yù)處理+活性炭吸附+紫外光高級氧化組合技術(shù)或者采用預(yù)處理+活性炭吸附+生物技術(shù)組合或預(yù)處理+活性炭吸附+等離子體技術(shù)組合；對于年使用油性漆1噸以下（含稀釋劑）的汽車維修噴漆企業(yè)，在采用以上技術(shù)確有困難的、又能保證達標排放的情況下可采用預(yù)處理+活性炭吸附；預(yù)處理系統(tǒng)一般采用過濾棉+精過濾的方式，該預(yù)處理方式可有效去除漆霧和細粉塵；帶有＂預(yù)處理+活性炭吸附＂處理工藝的要根據(jù)實際使用的油漆量（含稀釋劑）核算吸附棉、活性炭的使用量和更換周期，并按危險廢物的管理要求進行管理。
鑒于活性炭吸附法和紫外光高級氧化法的優(yōu)缺點和影響因素，如果兩者合理組合可以實現(xiàn)優(yōu)缺點互補，對于處理中小型汽車維修噴漆有機揮發(fā)性廢氣將會起到很好的效果。因汽車維修噴漆行業(yè)絕大部分年使用油性漆量都2噸以下（含稀釋劑），“預(yù)處理+活性炭吸附+紫外光高級氧化組合技術(shù)”將可作為汽車維修噴漆行業(yè)揮發(fā)性有機廢氣治理首選技術(shù)。
結(jié)束語
汽車維修噴漆揮發(fā)性有機廢氣（VOCs）的污染控制技術(shù)包括源頭控制和末端治理兩類。在源頭控制方面，首先要使用環(huán)境標志產(chǎn)品認證的環(huán)保型涂料和稀釋劑，從而減少強毒性VOCs的使用，其次是改良噴涂工藝，不露天噴涂，如實記錄油漆和稀釋劑的使用情況。在末端治理方面，根據(jù)不同汽修企業(yè)的油漆和稀釋劑的使用量科學(xué)選擇治理技術(shù)。在加強預(yù)處理的基礎(chǔ)上進行多技術(shù)組合，形成技術(shù)優(yōu)缺點互補的聯(lián)合技術(shù)，可使汽修企業(yè)外排揮發(fā)性有機廢氣穩(wěn)定達標排放，實現(xiàn)揮發(fā)性有機廢氣持續(xù)減排。
參考文獻
1、王純 張殿印<廢氣處理工程技術(shù)手冊>北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2015
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3、揮發(fā)性有機物（VOCs）污染防治技術(shù)政策(環(huán)保部公告 2013年 第31號 2013-05-24實施)
來源：《科技新時代》