羅　麗（廣州市環(huán)境保護工程設(shè)計院有限公司，廣東　廣州　510000）

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環(huán)境影響評價中噴涂廢氣污染物的核算及治理

羅麗（廣州市環(huán)境保護工程設(shè)計院有限公司，廣東廣州510000）

在工業(yè)生產(chǎn)中，噴涂在產(chǎn)品加工過程中是很常見的一道工序，隨著有機廢氣對大氣環(huán)境的污染越來受到重視，在環(huán)境影響評價中，對于噴涂廢氣特別是有機廢氣污染物的核算及治理，是環(huán)評報告中極為重要的內(nèi)容之一。本文就噴涂廢氣污染物的核算及治理措施展開論述。

噴涂；有機廢氣；環(huán)境污染

隨著經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)造成的環(huán)境污染問題日益突顯，十二五期間，SO2、NO2是國家和地方控制的主要污染物，近年來，噴涂廢氣中的有機污染物污染越來越引起重視，珠江三角洲對此出臺了一系列政策和行動方案。

（1）《廣東省大氣污染防治行動方案（2014～2017年）》（粵府［2014］6號）

粵府［2014］6號文要求“實施典型行業(yè)揮發(fā)性有機物排放治理”，“鼓勵生產(chǎn)使用符合環(huán)保要求的水基型、非有機溶劑型、低有機溶劑型產(chǎn)品，提高環(huán)保型涂料使用比例”。

（2）《關(guān)于珠江三角洲地區(qū)嚴(yán)格控制工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機物（VOCs）排放的意見》（2012年）

該意見要求“提高環(huán)境準(zhǔn)入門檻：新建汽車制造、家具及其他工業(yè)涂裝項目必須采取有效的VOCs削減和控制措施，水性或低排放VOCs含量的涂料使用比例不得低于50%?！薄凹訌娖渌袠I(yè)VOCs排放的控制。開展集裝箱、船舶、電子設(shè)備、金屬容器制造等涉及表面涂裝工藝企業(yè)的整治，積極淘汰落后涂裝工藝，推廣使用先進工藝，減少有機溶劑使用量；提高環(huán)保水性涂料的使用比例，對工藝單元排放的尾氣進行回收利用；未安裝廢氣處理設(shè)施的工廠必須安裝后處理設(shè)施收集涂裝車間廢氣，集中進行污染處理?！?/p>

（3）《廣東省環(huán)境保護廳關(guān)于重點行業(yè)揮發(fā)性有機物綜合整治的實施方案（2014～2017年）》（粵環(huán)［2014］130號）

粵環(huán)［2014］130號相關(guān)要求如下：

①在表面涂裝行業(yè)，要求“提高低揮發(fā)性有機物含量的涂料使用比例。鼓勵企業(yè)使用符合環(huán)保要求的水基型、高固份、粉末、紫外光固化等低VOCs含量的涂料。”

②要求 “加強工業(yè)涂裝工藝廢氣的集中收集和治理。涂料、稀釋劑、清洗劑等含VOCs的原輔材料應(yīng)儲存或設(shè)置于密封容器或密閉工作間內(nèi)以減少VOCs的無組織排放。各類表面涂裝和烘干等產(chǎn)生VOCs廢氣的生產(chǎn)工藝應(yīng)盡可能設(shè)置于密閉工作間內(nèi)，集中排風(fēng)并導(dǎo)入VOCs污染控制設(shè)備進行處理；無法設(shè)置密閉工作間的生產(chǎn)線，VOCs排放工段應(yīng)盡可能設(shè)置集氣罩、排風(fēng)管道組成的排氣系統(tǒng)”。

③VOCs污染控制裝置應(yīng)與工藝設(shè)施同步運轉(zhuǎn)，宜采用吸附法、吸附濃縮-（催化）燃燒法、蓄熱式直接焚燒法（RTO）、蓄熱式催化焚燒法（RCO）等凈化處理后達標(biāo)排放，使用溶劑型涂料涂裝工藝的VOCs去除率應(yīng)達到90%以上。

目前，珠三角企業(yè)涉及有機廢氣排放的工藝主要是噴涂，有機廢氣的主要來源是噴涂用的涂料，涂料的主要成份為成膜物質(zhì)、顏料、溶劑、助劑。成膜物質(zhì)是涂料的基礎(chǔ)，目前涂料工業(yè)中廣泛使用樹脂，例如醇酸樹脂、丙烯酸樹脂、氯化橡膠樹脂、環(huán)氧樹脂等高分子聚合物。顏料是涂料中的非揮發(fā)性的次要成膜物質(zhì)，可以提供涂料的顏色，也可以提高表面強度和粘合性，改善漆面光澤。助劑是涂料中的輔助成膜物質(zhì)，包括催干劑、固化劑、增塑劑、防潮劑等，比例少但卻具有非常重要的功能。溶劑是涂料中的揮發(fā)性配料，具有較強的溶解能力，使顏料分散均勻。甲苯、二甲苯等苯系物是典型的溶劑物質(zhì)，能將涂料中的成膜物質(zhì)溶解或分散為均勻的液態(tài)，便于施工成膜，施工后又能從漆膜中揮發(fā)到大氣中的物質(zhì)，因此，溶劑不構(gòu)成涂膜。苯系物被人體吸入后，可出現(xiàn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)麻痹作用，并可抑制人體造血功能，使紅血球、白血球、血小板減少，再生障礙性貧血患率增高，還可導(dǎo)致女性月經(jīng)異常，胎兒先天性缺陷的危害。苯化合物已經(jīng)被世界衛(wèi)生組織確定為強烈致癌物質(zhì)。

在環(huán)境影響評價中，必須對涂料中各類污染物的產(chǎn)排情況進行核算并提出經(jīng)濟技術(shù)上可行的治理措施，為環(huán)境監(jiān)管部門提供管理依據(jù)。

1　污染源強計算分析

1.1物料恒算法

對于新建項目，大多采取物料恒算法進行噴涂廢氣中污染物的核算。在源強分析中，它是最常用的一種手法，也因為它反映的準(zhǔn)確性，也成為了最恰當(dāng)?shù)倪\用公式。使用公式，有效的分析出投入物料總量等于產(chǎn)出產(chǎn)品總量與物料流失總量之和。

其通用公式為：

式中：∑G投入——投入系統(tǒng)的物料總量；

∑G產(chǎn)品——產(chǎn)出產(chǎn)品總量；

∑G流失——物料流失總量。

當(dāng)投入的物料在生產(chǎn)過程中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，可按下列總量法公式進行衡算：

式中：∑G投入——投入物料中的某污染物總量；

∑G產(chǎn)品——進入產(chǎn)品中的某污染物總量；

∑G回收——進入回收產(chǎn)品中的某污染物總量；

∑G處理——經(jīng)凈化處理掉的某污染物總量；

∑G轉(zhuǎn)化——生產(chǎn)過程中被分解、轉(zhuǎn)化的某污染物總量；

∑G排放——某污染的排放量。

環(huán)境影響評價中，需對涂料中的苯系物和揮發(fā)性有機物質(zhì)（VOCs）進行核算。苯系物或VOCs作為各種膠水、油漆的溶劑或稀釋劑，一般不參與化學(xué)反應(yīng)，也不會留存在產(chǎn)品中，經(jīng)收集裝置收集的污染物大部分進入凈化處理設(shè)施中，余下未處理完全的污染物以有組織形式排放。因此，公式（2）可簡化為：

根據(jù)對一些企業(yè)的監(jiān)測結(jié)果進行統(tǒng)計，目前噴涂過程中污染物的處理量約占污染物總量的70～85%，有組織排放量約占污染物總量的10～15%，無組織排放量約占15～25%。

表1是目前各類油漆的含苯系物的限量要求。

我國在油漆涂料標(biāo)準(zhǔn)制、修訂過程中，還根據(jù)國情和具體產(chǎn)品的特點分別設(shè)置了苯、甲苯和二甲苯總和，甲苯、二甲苯和乙苯總和，苯、甲苯、二甲苯和乙苯總和，苯類溶劑等指標(biāo)，并做了相應(yīng)的限量要求。由表1可以看出，我國對油漆涂料中苯的限量值控制在0.5%以內(nèi)，其中HJ457-2009中規(guī)定反應(yīng)固化型防水涂料和HJ/T414-2007中規(guī)定室內(nèi)裝飾裝修用的各種溶劑型木器涂料（硝基類、聚氨酯類、醇酸類）中苯的限量僅為≤0.05%；而甲苯和二甲苯總和的限量要求為0.5%（5g/ kg）～45%（450g/kg）；甲苯、乙苯和二甲苯總和的限量要求為0.1%（1.0g/kg）～40%（400g/kg）。

表1　我國關(guān)于油漆涂料中苯系物限量要求

1.2排污系數(shù)法

基于原輔材料的排污系數(shù)法是指通常技術(shù)經(jīng)濟和管理條件下使用單位原輔材料所產(chǎn)生的污染物的量?；谠o材料的排污系數(shù)法計算式如下：

式中：G產(chǎn)生——為工藝的VOC的產(chǎn)生總量；

M1，M2，M3…Mi——為工藝中第類原輔材料用量；

A1，A2，A3…Ai——為第i類原輔材料的VOC排污系數(shù)。

這種核算方式在于使用快捷，方便，但不足的是，對于現(xiàn)在來說，有許多數(shù)據(jù)知道的還不是很全面，導(dǎo)致算術(shù)的運算會比較困難。

對于這種方式，它的優(yōu)點同樣也是計算方便快捷，只需要知道原輔材料的用量及其對應(yīng)的排污系數(shù)便可以算出結(jié)果，但其缺點是由于不同的企業(yè)生產(chǎn)同種產(chǎn)品可能使用的原輔材料和生產(chǎn)工藝各不相同，現(xiàn)在的數(shù)額只是代表一般企業(yè)的產(chǎn)物水平，所以對其估算會產(chǎn)生較大的誤差。

1.3污染源強實測分析

在實際的項目評價過程中，實測數(shù)據(jù)是核算源強的最準(zhǔn)確的方法：

式中：G排放——為工藝污染物的有組織排放總量；

∮1——為工藝廢氣的收集效率；

∮2——為廢氣處理裝置的去除效率。

這種使用方法適用性廣，計算也比較準(zhǔn)確，同環(huán)保工程設(shè)計聯(lián)系的比較密切，計算結(jié)果同實際數(shù)值比較接近，通常得到的數(shù)據(jù)低于理論值。

2　VOCs污染控制的措施

對于VOCs污染控制的措施，目前在生產(chǎn)中應(yīng)用最多的有以下幾種：

2.1活性炭吸附法

活性炭吸附法是目前在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最普遍的一種方法，適用于大風(fēng)量、低濃度、溫度不高的有機廢氣治理?；钚蕴级嗍欠勰罨蝾w粒狀，經(jīng)過特殊的工藝處理后，能產(chǎn)生豐富的微孔結(jié)構(gòu)，這些人眼看不到的微孔能夠依靠分子力，吸附各種VOCs，從而達到凈化的目的?；钚蕴课椒ǖ娜秉c是不耐高溫、在濕潤的條件下不能保持很好的吸附能力、易燃的缺點。在實際生產(chǎn)中一般處理效率能達到75～90%。

2.2等離子體法

等離子體法是由氣體放電產(chǎn)生的，可以對有害的物質(zhì)分子進行氧化，降解，變成高能電子直接作用于有機廢氣分子，污染物分子受碰撞激發(fā)或離解形成相應(yīng)的基團和自由基。高能電子與氣態(tài)污染物中所含的空氣、水蒸氣和其它分子作用產(chǎn)生新的自由基和激發(fā)態(tài)物質(zhì)活性粒子及氧化性極強的O3，將有機物徹底氧化?；钚曰鶊F從高能激發(fā)態(tài)向下躍遷產(chǎn)生紫外光，紫外光直接與有害氣體反應(yīng)而使氣體分子鍵斷裂從而得以降解無害化的物質(zhì)。這種技術(shù)操作簡單快捷，工期時間短，但由于此種方法還處于研究和試驗階段，還需要深化探索。例如，目前有研究表明，與其它技術(shù)聯(lián)合利用（等離子體與吸附相結(jié)合、等離子體——鐵電性物質(zhì)聯(lián)合技術(shù)、等離子體——鐵電性物質(zhì)聯(lián)合技術(shù)等）可達到更好的效果，或者與催化劑（過渡族金屬氧化物和光催化劑二氧化鈦）結(jié)合使用。

總體來講，利用低溫等離子體技術(shù)處理有機廢氣，處理效率高但運行費用高，處理率達50～90%；低溫等離子體與其它方法聯(lián)合工藝處理VOCs的技術(shù)能夠綜合多種處理方法的優(yōu)勢，彌補單一方法的不足，是一項具有生命力的新技術(shù)。但該工藝仍存在機理研究，二次污染等不足，在以下幾個方面還需進一步研究：放電過程中副產(chǎn)物的形成機理；填充物質(zhì)與放電形式的匹配；處理各類氣體的合適催化劑；等離子反應(yīng)裝置的整體研究。

2.3燃燒法

燃燒法是將有機物劇烈氧化，它是在干凈化的高溫下對有害物質(zhì)進行分解或者燃燒，燃燒法可以分為三類：直接燃燒法，熱力燃燒法，催化燃燒法。直接燃燒法由于其本身性質(zhì)，使用過程中還會對環(huán)境有不同程度的危害，現(xiàn)在已經(jīng)很少使用了。熱力燃燒將被凈化的氣體作為氧氣的輔助氣體進行燃燒，影響此種燃燒方式的主要原因有溫度，時間以及流動速率。催化燃燒法，是指在催化劑的作用下，將有害物質(zhì)分解為無害氣體并產(chǎn)生熱量。但由于催化劑使用針對的局限性，此種方法使用的效果也具有一定的局限性。

燃燒法適用于凈化那些可燃有害組分濃度較高的廢氣，或者是用于凈化有害組分燃燒時熱值較高的廢氣。由于有機氣態(tài)污染物燃燒氧化的最終產(chǎn)物是CO2和H2O，因而使用這種方法不能回收到有用的物質(zhì)，但由于燃燒時放出大量的熱，使排氣的溫度很高，所以可以回收熱量。燃燒法凈化效率較高，可達99.8%。

從以上的方法可以看出，不管是傳統(tǒng)的吸附法或者其他方法，每一種凈化廢氣的方法都有它自身的優(yōu)勢和不足，在選擇方法是應(yīng)當(dāng)盡可能的避免缺陷，利用相關(guān)的優(yōu)勢，只有這樣才能發(fā)到最佳的效果，達到經(jīng)濟資金和生產(chǎn)效率兩者共融的局勢。

3　結(jié)語

對于噴涂中污染物對環(huán)境的影響，用以上計算和論述的方法闡明。在今后的研討中，應(yīng)該針對不同的區(qū)域，不同的水平，完善不同的方法，盡快的制定出各行各業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)和要求，加強對企業(yè)污染源數(shù)據(jù)的掌控。因為時代在不斷變遷，工業(yè)技術(shù)也越來越豐富化，物質(zhì)和能源的需求也越來越大，但就因為這樣，才應(yīng)該更加注重環(huán)境的保護。環(huán)境的議題已經(jīng)變成日常最普遍的討論話題，為了今后的長期發(fā)展，不光需要找到切實可行的治理措施，更應(yīng)該找出能替代其功能的綠色物質(zhì)。

［1］蘇偉健，黎碧霞，李 霞，羅建中.揮發(fā)性有機化合物（VOCs）源強核算方法的研究［J］.環(huán)境工程，2014，08：121～126.

［2］韓 博，吳建會，王鳳煒，左 明，馮銀廠.典型工業(yè)惡臭源惡臭排放特征研究［J］.中國環(huán)境科學(xué)，2013，03：416～422.

［3］寧麗丹.建筑幕墻行業(yè)建設(shè)項目環(huán)境影響評價工程分析要點［J］.山西建筑，2013，14：191～193.

［4］馬君賢.環(huán)境影響評價中噴涂工序主要大氣污染物排放量的確定［A］.中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會.2007中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)年會優(yōu)秀論文集（下卷）［C］.中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會，2007：4.

［5］馮丹楓.鋁型材生產(chǎn)項目環(huán)境影響評價工程分析要點探討［J］.化學(xué)工程與裝備，2012，05：196～198.

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