王 麗

（廣東順德環(huán)境科學(xué)研究院有限公司，廣東 佛山 528300）

噴涂是通過(guò)噴槍使油漆霧化，涂覆于物體表面的加工方法。噴涂工藝目前被廣泛應(yīng)用在金屬加工、家具制造、家裝、機(jī)械制造等行業(yè)中。采用噴涂技術(shù)，可在各種基材上獲得耐磨、耐腐蝕、隔熱、導(dǎo)電、絕緣、密封、潤(rùn)滑等具有特殊機(jī)械、物理和化學(xué)性能的涂層，應(yīng)用范圍非常廣泛[1]。然而，噴涂期間會(huì)產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)化合物，對(duì)周圍環(huán)境造成不利影響。

1 噴涂項(xiàng)目污染物來(lái)源

1.1 噴涂涂料組成

噴涂工程用的涂料由成膜材料、顏填料、助劑、溶劑和稀釋劑等組成。

1.1.1 成膜材料

成膜物質(zhì)是涂料的關(guān)鍵原料，它會(huì)在基體上形成涂層，起到保護(hù)基體的作用。成膜物質(zhì)大致可分為兩類：可轉(zhuǎn)化和不可轉(zhuǎn)化。

1.1.2 顏填料

顏填料為涂料的顏色來(lái)源，除了染色也會(huì)增強(qiáng)基體的耐久性。顏填料色散通常涉及三個(gè)方面。一是濕法過(guò)程，即漆料在顏料中穩(wěn)定分散的過(guò)程，相當(dāng)于空氣和水覆蓋顏料的外層。二是解聚過(guò)程，即顏料附聚物和聚集體在施加的機(jī)械力作用下恢復(fù)或臨近其原始顆粒的過(guò)程。三是穩(wěn)定化過(guò)程，是指由大量連續(xù)的非揮發(fā)性成膜物質(zhì)將解聚和濕潤(rùn)的顏料顆粒分散較長(zhǎng)時(shí)間，在沒(méi)有外界機(jī)械力的情況下，使分散體系的顏料顆粒不會(huì)重新聚集成大顆粒的過(guò)程。

1.1.3 助劑

助劑在噴涂過(guò)程中的使用量一般很少，但是它能改善噴涂涂料的某種特定性能。常用的助劑有增稠劑、固化劑和分散劑。

（1）增稠劑。一般來(lái)說(shuō)，增稠劑的成分都是親水性高分子化合物，分為化學(xué)合成和天然合成兩大類。

（2）固化劑。固化劑又叫硬化劑、熟化劑或變定劑，是一類增進(jìn)或控制固化反應(yīng)的物質(zhì)或混合物。樹(shù)脂固化是經(jīng)過(guò)縮合、閉環(huán)、加成或催化等化學(xué)反應(yīng)，使熱固性樹(shù)脂發(fā)生不可逆的變化過(guò)程，固化是通過(guò)添加固化（交聯(lián)）劑來(lái)完成的。固化劑是必不可少的添加物，無(wú)論是黏接劑還是涂料、澆注料都需添加固化劑，否則環(huán)氧樹(shù)脂不能固化。固化劑的品種對(duì)固化物的力學(xué)性能、耐熱性、耐水性、耐腐蝕性等都有很大影響。

（3）分散劑。分散劑是一種分子內(nèi)同時(shí)具有親油性和親水性兩種相反性質(zhì)的界面活性劑。它可以均一分散那些難以溶解于液體的無(wú)機(jī)物、有機(jī)顏料的固體和液體顆粒，同時(shí)也能防止顆粒的沉降和凝聚，形成安定懸浮液所需的兩親性試劑。

1.1.4 溶劑和稀釋劑

膜物質(zhì)在溶劑作用下溶解和稀釋，然后涂料變成良好的漆膜。在涂料施工結(jié)束后，溶劑散發(fā)到大氣中，并不留于漆膜之中。稀釋劑是對(duì)涂料進(jìn)行稀釋時(shí)用到的溶劑，和涂料使用的溶劑相互溶解，可以讓涂料擁有分散性和溶解性，同時(shí)不會(huì)對(duì)涂料的其他性能產(chǎn)生影響。噴涂項(xiàng)目最主要的污染源就是溶劑、稀釋劑，二者在涂料施工結(jié)束后，會(huì)揮發(fā)到大氣中，污染空氣。

1.2 工藝過(guò)程中污染物來(lái)源

1.2.1 噴漆室

漆霧和易揮發(fā)的成分是噴涂廢氣的主要組分，易揮發(fā)成分包括稀釋劑、溶劑與助劑。漆霧有許多獨(dú)特特點(diǎn)，顆粒粒度小，黏度大，所以容易面黏附在物質(zhì)表面，須處置后才能清理掉有機(jī)廢氣，傳統(tǒng)做法是利用水幕對(duì)漆霧進(jìn)行收納。

1.2.2 晾干室

晾干操作的目的是增強(qiáng)溶劑的揮發(fā)性，構(gòu)成一層涂膜。晾干過(guò)程會(huì)揮發(fā)，造成污染，但不產(chǎn)生漆霧。

1.2.3 烘干室

廢氣包括燃料和涂料兩個(gè)系統(tǒng)的廢氣。熱分解后產(chǎn)生的物質(zhì)與殘留的部分溶劑由涂料系統(tǒng)排出。燃燒系統(tǒng)主要是燃燒產(chǎn)生的廢氣。

2 噴涂對(duì)環(huán)境影響分析

噴漆、烘干以及噴粉固化有機(jī)廢氣與漆霧（顆粒物）噴漆使用水性漆和油性漆。噴涂漆和干燥過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生有機(jī)廢氣，污染因子是VOC和二甲苯；噴漆過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生少量漆霧，污染因子為顆粒物。此外，噴粉固化會(huì)產(chǎn)生些許有機(jī)廢氣，主要是VOCS。進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)時(shí)，噴涂物料含有的苯系物和VOCS都需要進(jìn)行核查計(jì)算。

2.1 揮發(fā)性有機(jī)物

噴涂過(guò)程中會(huì)在噴漆單元和烘干單元產(chǎn)生揮發(fā)氣體無(wú)組織排放。陽(yáng)光下，揮發(fā)性有機(jī)化合物會(huì)與大氣中的氮氧化物、碳?xì)浠衔锖脱趸瘎┌l(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生光化學(xué)霧。人們的健康和農(nóng)作物的生長(zhǎng)都受到威脅。光化學(xué)煙霧由臭氧、過(guò)氧乙腈（pan）、醛和酮等組成，對(duì)人的眼睛和呼吸系統(tǒng)危害極大。揮發(fā)性有機(jī)物能破壞臭氧層，如氟氯烴（CFC）。噴涂項(xiàng)目產(chǎn)生的廢氣需要經(jīng)過(guò)處理，達(dá)到《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GBZ 1-2010）車間空氣中有害物質(zhì)的最高容許濃度要求。

2.2 苯系物

在我國(guó)，涂料中苯的限值不得超過(guò)0.5%。大部分苯系物（如苯、甲苯等）具有很強(qiáng)的揮發(fā)性，在常溫條件下易形成揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs），造成VOCs氣體污染。臭氣和苯系列VOCs在危害和控制方面有很大的共同之處。

3 噴涂工藝污染治理

噴涂工藝的廢氣治理是噴涂工藝健康發(fā)展的關(guān)鍵。目前有以下幾種處理方法。

3.1 吸收治理法

吸收治理法一般指化學(xué)吸收治理法和物理吸收治理法。其中，物理方法是在合適的條件下，讓廢氣和吸收劑相互接觸，部分廢氣由吸收劑液體吸收或溶解。吸收治理法缺點(diǎn)明顯，吸收劑種類少，在實(shí)際應(yīng)用中，該方法的應(yīng)用限制因素主要為：絕大部分是物理法吸收，吸收劑實(shí)際容量較小。

3.2 活性炭吸附治理法

活性炭是一種良好的吸附劑，通常由木材、椰殼、果殼等物質(zhì)合成。它可以有選擇性地進(jìn)行物質(zhì)吸附，完成去污、消毒和靜置等目的?，F(xiàn)在，改良的活性炭在污水處理、大氣污染控制等方向應(yīng)用較多。該方法的優(yōu)勢(shì)為：活性炭可回收；治理時(shí)不需要加熱；凈化效率較高，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低，非常實(shí)用。缺點(diǎn)有：廢氣要在凈化前進(jìn)行預(yù)處理；吸附量有限，活性炭要在一定時(shí)間內(nèi)更換；設(shè)備占用空間大。

3.3 燃燒治理法

3.3.1 直接燃燒

廢氣中的有毒有害組分可以在燃燒過(guò)程中去掉，部分氣體要進(jìn)一步凈化，因?yàn)槠溆卸居泻Τ煞趾枯^高，高熱值的易燃和有毒廢氣也可以被凈化。如果可燃組分實(shí)際濃度比燃燒最大值高，則燃燒時(shí)要混入其他氣體；如果可燃成分的實(shí)際濃度比燃燒最大值低，則要加入輔助燃料來(lái)保持燃燒的持續(xù)性。

3.3.2 催化燃燒

催化燃燒實(shí)質(zhì)是利用催化劑使廢氣進(jìn)行強(qiáng)烈的氧化反應(yīng)，把可以燃燒的有毒有害成分轉(zhuǎn)化生成水與二氧化碳。這種方式的優(yōu)點(diǎn)為：燃燒過(guò)程無(wú)火焰，安全程度高；溫度控制要求較低，一般無(wú)需添加輔助燃料；廢氣中可燃性組分的要求低；廢氣中霧滴與塵粒不能存在，這是為了延長(zhǎng)催化劑的壽命；配置熱量補(bǔ)充裝置，保證充足的熱量，因?yàn)槿紵捌跍囟容^低。但是，催化燃燒需要使用活性較好且使用壽命長(zhǎng)的鉑等貴金屬催化劑。

3.4 冷凝法

該方法對(duì)廢氣成分、設(shè)備、操作要求不高。低溫條件下有機(jī)成分可以冷卻，到達(dá)露點(diǎn)，然后進(jìn)行液化回收。其處理高濃度有機(jī)廢氣的效率高，但冷凝法成本高，不經(jīng)濟(jì)。

4 環(huán)境保護(hù)對(duì)策建議

一是項(xiàng)目VOC含量低的涂料比例要超過(guò)50%。二是揮發(fā)性有機(jī)物廢氣的生產(chǎn)工藝和有機(jī)溶劑的使用和操作應(yīng)盡可能在封閉的車間內(nèi)設(shè)置。減少無(wú)組織的揮發(fā)性有機(jī)廢氣排放，建立氣體收集系統(tǒng)和集中凈化處理裝置。三是落實(shí)運(yùn)行中建立的環(huán)境保護(hù)工作機(jī)構(gòu)、工作制度和監(jiān)督制度，持續(xù)積累經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)管理。四是制定設(shè)備的操作準(zhǔn)則和定期維護(hù)規(guī)定，使運(yùn)作過(guò)程中的所有環(huán)保設(shè)施處于良好的狀態(tài)。若設(shè)備出現(xiàn)故障，立即停機(jī)檢修，禁止不正常排放。

五是污染控制設(shè)備、工藝設(shè)備應(yīng)當(dāng)同時(shí)開(kāi)啟，同時(shí)按設(shè)計(jì)的參數(shù)運(yùn)行，保證收集效率和處理效率均達(dá)到95%。六是加強(qiáng)員工培訓(xùn)，開(kāi)展環(huán)境保護(hù)知識(shí)和法規(guī)教育，確保環(huán)保設(shè)施正常運(yùn)行。七是加強(qiáng)檢測(cè)污染源，提高環(huán)境監(jiān)測(cè)力度，并進(jìn)行在線監(jiān)控，如有超標(biāo)情況，立即停產(chǎn)檢修，禁止異常排放，注意做好記錄。

八是建立以下記錄：廢水預(yù)處理轉(zhuǎn)運(yùn)記錄；廢氣的收集、處理、排放設(shè)備檢查記錄、活性炭維護(hù)記錄、置換記錄；危險(xiǎn)廢物收集、轉(zhuǎn)運(yùn)記錄；環(huán)境突發(fā)事件記錄；油漆、稀釋劑和塑料粉末等材料的購(gòu)買適用記錄；有機(jī)物檢測(cè)記錄；記錄每月污染物排放核算數(shù)據(jù)，供主管部門核實(shí)污染物排放控制。

九是建立污染事故報(bào)告制度。發(fā)生污染事故時(shí)，要在事故發(fā)生后一天內(nèi)向當(dāng)?shù)丨h(huán)境主管部門初報(bào)事故發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)、類型、污染物排放數(shù)量、損失等情況。向有關(guān)部門報(bào)告事故起因、采取行動(dòng)、處理結(jié)果，附材料的證明。在發(fā)生污染事故時(shí)，有責(zé)任降低危險(xiǎn)并向受害者賠償損失。十是制定緊急事件應(yīng)急方案，配備相應(yīng)的補(bǔ)救設(shè)備。

5 結(jié)論

工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)常運(yùn)用噴涂工藝，其產(chǎn)生的廢氣如果處理不當(dāng)會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重危害。國(guó)家應(yīng)該繼續(xù)加強(qiáng)管理監(jiān)督，相關(guān)企業(yè)應(yīng)自覺(jué)按排放標(biāo)準(zhǔn)排放。其間，要在線監(jiān)測(cè)污染物的排放濃度和排放速率，保證廢氣達(dá)標(biāo)排放，應(yīng)推廣使用在線監(jiān)測(cè)技術(shù)。針對(duì)同種溶劑的涂料，不同的噴涂廢氣處理方法具有不一樣的效果。因此，人們應(yīng)綜合考慮，把廢氣特性當(dāng)作依據(jù)，選出最優(yōu)方案。