淺析表面涂裝工藝中揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）污染防治措施研究

一、前言
揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs），為空氣中普遍存在的、構(gòu)成復(fù)雜的一類有機(jī)污染物的統(tǒng)稱，主要成分以非甲烷烴類、鹵代烴、氮烴及低沸點(diǎn)的多環(huán)芳烴等為主。空氣中的揮發(fā)性有機(jī)物是臭氧、他類大氣氧化劑等物質(zhì)形成的主要前體物，很多化合物具有刺激性、毒性或“三致”作用，對人體健康水平構(gòu)成直接或間接損害，VOCs還是造成城市光化學(xué)污染與霧霾的主要成因之一。當(dāng)下，表面涂裝行業(yè)已被視為VOCs污染防治的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)。雖然很多企業(yè)已認(rèn)識到VOCs污染防治的意義，但是在實(shí)踐中并沒有付出最有效行動，最終導(dǎo)致VOCs污染控制效果長期難以提升。
二、VOCs
在我國，VOCs（揮發(fā)性有機(jī)物），通常是指常溫下飽和蒸汽壓＞133.32 Pa、常壓下沸點(diǎn)低于50~260℃的有機(jī)化合物，或在常溫常壓下所有能揮發(fā)的有機(jī)固體或液體的統(tǒng)稱。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國每年VOCs的有機(jī)物排放量高達(dá)1206萬噸，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到幾十億元。室內(nèi)空氣環(huán)境中VOCs的來源與室內(nèi)甲醛有一定相似之處，廣泛性是該類污染的典型特征，主要有:①建筑材料、室內(nèi)裝飾材料與生活及辦公用品；②家用燃料效率偏低，人體代謝活動行程的各類產(chǎn)物等；③室外污染源，主要包括工業(yè)生產(chǎn)期間形成的廢氣、汽車排放的尾氣等的拓展。在這樣的情境下，室內(nèi)VOCs朝著多元化、交叉化方向發(fā)展。
三、VOCs 對健康產(chǎn)生的影響
室內(nèi)空氣環(huán)境中VOCs濃度過高時，增加急性中毒等相關(guān)癥狀發(fā)生的風(fēng)險，癥狀較輕微者有頭暈、急性咳嗽以及胃腸道反應(yīng)等表現(xiàn)；重者可發(fā)展為肝中毒甚至在短時間內(nèi)進(jìn)入昏迷狀態(tài)，對其生命安全性構(gòu)成威脅。長期居住在VOCs污染的室內(nèi)環(huán)境中，可能會誘發(fā)慢性中毒，對重要臟器與神經(jīng)系統(tǒng)功能造成損傷，出現(xiàn)全身乏力、瞌睡、皮膚瘙癢等癥狀。部分群體可能出現(xiàn)內(nèi)分泌紊亂、性功能減退等情況；苯和二甲苯還可能損傷系統(tǒng)功能，增加白血病等疾病發(fā)生的風(fēng)險。國外醫(yī)學(xué)研究已證明，長期生活在VOCs污染環(huán)境中的妊娠產(chǎn)物，胎兒畸形的發(fā)生率明顯高于正常產(chǎn)婦，且很可能對子女智力水平造成影響。與此同時，室內(nèi)大氣環(huán)境中VOCs是造成兒童神經(jīng)系統(tǒng)、血液系統(tǒng)及后天疾病的主要因素之一。
四、VOCs 污染的防治措施
4.1 源頭控制
該種防治措施等同于在涂裝工藝生產(chǎn)的開始階段對VOCs進(jìn)行源頭性管理，借此方式去降低生產(chǎn)期間VOCs的排放量?？刹捎萌缦麓胧孩偌訌?qiáng)工藝生產(chǎn)輔助材料的選購，盡量選擇國家相關(guān)部門質(zhì)量認(rèn)真的產(chǎn)品，其內(nèi)不存有或存有微量VOCs，這為減少VOCs輸入量的最直接、重要舉措之一。②整改噴涂方法，提升涂料的傳輸效率。有市場調(diào)查結(jié)果表明，當(dāng)下國內(nèi)大部分涂裝企業(yè)采用手動空氣噴槍生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品，傳輸效率相對較低，不足40.0%，而若能應(yīng)用國際領(lǐng)先的工藝技術(shù)方法，將會明顯將傳輸效率。此外，家具制造的平面狀板材選用輥涂工藝，若能結(jié)合UV涂料，能最大限度的提升涂裝效率（約為100.0%）%。由此可見，表面涂裝企業(yè)可參照被生產(chǎn)工件工藝流程特征，合理調(diào)整涂裝方法與程序，以促進(jìn)涂料傳輸效率的整體提高，將含VOCs涂料在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的投入量降至最低水平，實(shí)現(xiàn)從根源上有效防治VOCs污染。
4.2 過程管理
即在涂裝企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)過程期間，加強(qiáng)VOCs廢氣的控制與治理，通常是加強(qiáng)氣體擴(kuò)散過程的管理。過去，國內(nèi)大部分企業(yè)針對噴涂工藝期間形成的污染現(xiàn)象予以高度關(guān)注，但卻顧此失彼，針對形成污染問題的其他工藝流程，關(guān)注度普遍偏低。最常見的問題有調(diào)漆廢氣收集不全面、涂料運(yùn)送過程密封不良、流平過程廢氣收集缺乏時效性等，形成的廢涂料桶、廢渣未密閉存放等多種問題。為有效解除以上問題，首先要建設(shè)健全廢氣采集系統(tǒng)，把調(diào)漆、噴涂、流平、烘干等廢氣一并整合至處理設(shè)施內(nèi)。其次，建設(shè)明確的含VOCs原輔材料應(yīng)用規(guī)程，協(xié)助企業(yè)全體職員明確密封措施使用的現(xiàn)實(shí)意義。最后，加強(qiáng)對技術(shù)人員環(huán)保意識的培養(yǎng)，重視對其生產(chǎn)技術(shù)的培訓(xùn)與監(jiān)管，協(xié)助其在實(shí)踐中養(yǎng)成規(guī)范性操作的意識，例如進(jìn)出生產(chǎn)車間隨手關(guān)門，禁止開啟門窗排放廢氣等。
4.3 末端治理
針對表面涂裝行業(yè)在運(yùn)行期間產(chǎn)生的VOCs廢氣，應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)生產(chǎn)工序特征分類收集治理。在噴涂作業(yè)中廢氣風(fēng)量偏大，VOCs濃度較低，且一般會混雜漆霧顆粒；烘干期間形成的風(fēng)量較小，廢氣濃度偏高，故建議要有熱風(fēng)參與其中；調(diào)漆、流平過程中風(fēng)量較小，廢氣濃度低，廢氣內(nèi)無顆粒。結(jié)合以上工序運(yùn)行特征，烘干廢氣過程最好單獨(dú)處理，可應(yīng)用直接燃燒或輔助燃燒的方法，同時可以循環(huán)應(yīng)用燃燒熱能 。噴涂過程的廢氣應(yīng)推行前處理措施，以防漆霧進(jìn)入處理設(shè)施后造成所含樹脂固化，減低廢氣處理效率的同時減縮設(shè)備設(shè)施運(yùn)行壽命。噴涂廢氣經(jīng)前處理工序以后，和調(diào)漆、流平等過程產(chǎn)生的廢氣統(tǒng)一收集，導(dǎo)入廢氣治理設(shè)施中，以提升處理效率。
4.3.1 噴涂廢氣前處理
噴涂廢氣前處理的目的以去除漆霧為主，可采用的去除方法有干法、濕法與靜電法，其中干法與濕法應(yīng)用頻率較高。干法在應(yīng)用期間，濾料阻力和攔截量之間存在明顯的正相關(guān)性，故而在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用期間需定期更換，該種方法多被應(yīng)用在涂料投入量較低的涂裝生產(chǎn)流程中。濕法常見的形式有水簾噴淋式、水旋式等。其利用慣性或離心力把顆粒狀的漆霧整合至水中，和水內(nèi)添加的化學(xué)藥劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，以降低漆霧顆粒的黏性，形成團(tuán)狀結(jié)構(gòu)，在水中發(fā)生沉淀而被提取出，再對水體補(bǔ)充藥劑后可對其循環(huán)使用。應(yīng)特別注意的是，利用濕法去除廢氣中的漆霧以后，其濕氣含量會明顯增加，在活性炭中，廢氣中的不同分子之間形成強(qiáng)烈的競爭關(guān)系，抑制或阻礙活性炭功能的正常發(fā)揮，增加了已吸附的氣體分子脫附問題發(fā)生的風(fēng)險 。正因如此，在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，如果選用濕法剔除VOCs內(nèi)的漆霧，一定要聯(lián)合應(yīng)用具有攔截水汽功能的設(shè)備設(shè)施，且定期更換相關(guān)零部件?？赏ㄟ^肉眼觀察去評估漆霧的去除效果，目測排氣管道不被噴涂料著色為宜。
4.3.2 廢氣后處理
VOCs廢氣治理技術(shù)類型較多，需依據(jù)廢氣的風(fēng)量與濃度參數(shù)，結(jié)合處理效率、治理設(shè)備投入等情況選用較為適宜的處理工藝技術(shù)。吸附法是常用的治理技術(shù)，單套裝置實(shí)用氣體流量范圍為1000㎎/m³ ~60000㎎/m³，適宜廢氣溫度＜45℃，VOCs的濃度＜200㎎/m³ ，可實(shí)現(xiàn)的治理效率為50.0~80.0%。但是該治理技術(shù)在應(yīng)用期間需及時更換活性炭，否則會造成廢氣治理效率降低，吸附作業(yè)完成后形成的廢物具有一定危險性。
五、總結(jié)
表面涂裝行業(yè)是形成VOCs的主要行業(yè)之一，VOCs污染影響大氣環(huán)境清潔度的同時，也會對人體健康水平構(gòu)成嚴(yán)重影響，故此表面涂裝企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)VOCs污染防治，可從源頭控制、過程管理及末端治理等方面著手，最終保證VOCs廢氣達(dá)標(biāo)排放，促進(jìn)表面涂裝行業(yè)持續(xù)、健康、穩(wěn)定發(fā)展進(jìn)程。
來源：節(jié)能與環(huán)保