夏邦壽 張卿川 張紹修 劉 越

(信息產(chǎn)業(yè)電子第十一設(shè)計(jì)研究院科技工程股份有限公司，成都 610021)

1 VOC 的環(huán)境危害

VOCs 是空氣中普遍存在且組成復(fù)雜的一類(lèi)有機(jī)污染物的統(tǒng)稱(chēng)，主要包括烷烴、烯烴和芳香烴以及各種含氧烴、鹵代烴、氮烴、硫烴、低沸點(diǎn)多環(huán)芳烴等物質(zhì)，簡(jiǎn)稱(chēng)VOCs(volatile organic compounds)。在美國(guó)EPA 優(yōu)先控制的187 種污染物中有33 種屬于揮發(fā)性有機(jī)物。VOCs 對(duì)大氣造成的危害主要有3 個(gè)方面。(1)部分具有毒性和致癌性，危害人體健康;(2)VOCs 中的碳?xì)浠衔锱c氮氧化合物在紫外線(xiàn)的作用下反應(yīng)生成臭氧，可導(dǎo)致大氣光化學(xué)煙霧事件發(fā)生，危害人類(lèi)健康和植物生長(zhǎng);(3)參與大氣中二次氣溶膠的形成，形成的二次氣溶膠多在細(xì)顆粒，不易沉降，能較長(zhǎng)時(shí)間滯留于大氣中，對(duì)光線(xiàn)的散射力較強(qiáng)，從而顯著降低大氣能見(jiàn)度。目前我國(guó)大部分城市大氣環(huán)境已呈現(xiàn)區(qū)域性霾污染、臭氧及酸雨等三大復(fù)合型污染特點(diǎn)，而VOCs 是極重要的助推劑之一［1］。

2 電子工業(yè)中VOC 排放特征

2.1 電子行業(yè)分類(lèi)

電子產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈可分為上、中、下三個(gè)層次:最上面的層次是最終電子整機(jī)產(chǎn)品即電子終端產(chǎn)品，例如雷達(dá)、通信、廣播電視、計(jì)算機(jī)、視聽(tīng)等設(shè)備，它們的用戶(hù)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域和千家萬(wàn)戶(hù)的老百姓;中間層次是成百上千種的電子基礎(chǔ)產(chǎn)品，包括電子元件、半導(dǎo)體器件、電子真空器件、光電子器件等，它們經(jīng)過(guò)組合裝配便形成了各種電子終端產(chǎn)品;最下面的層次是支撐著電子終端產(chǎn)品組裝和電子基礎(chǔ)產(chǎn)品生產(chǎn)的電子專(zhuān)用材料等，它們是電子基礎(chǔ)產(chǎn)品的基礎(chǔ)。因此，電子工業(yè)一般可分為電子專(zhuān)用材料，半導(dǎo)體器件，電子元件及印制電路板，電真空器件、平板顯示器件、光電子器件，電子終端產(chǎn)品幾個(gè)方面。

2.2 電子工業(yè)廢氣VOCs 產(chǎn)生環(huán)節(jié)及污染物類(lèi)型

VOCs 排放涉及涂裝行業(yè)、農(nóng)藥醫(yī)藥、石油化工行業(yè)、涂料油墨染料生產(chǎn)、家具制造業(yè)、印刷業(yè)、干洗業(yè)、電子工業(yè)、合成革與人造革等行業(yè)［2］，典型電子工業(yè)廢氣VOCs 產(chǎn)生環(huán)節(jié)及主要污染物情況見(jiàn)表1。

電子工業(yè)中的VOCs 種類(lèi)常見(jiàn)的有30 多種，主要來(lái)自半導(dǎo)體器件、電子元器件、電子組件、平板顯示器、整機(jī)機(jī)殼的表面涂層工藝使用溶劑型涂料、清洗工藝(包括芯征清洗、玻璃基板清洗、電路板清洗、電子組件清洗等)使用有機(jī)脫脂劑、脫水劑，感光成像工藝中的光刻膠稀釋劑、顯影劑、脫膠劑、液態(tài)阻焊膜劑、去膜劑等使用有機(jī)溶劑，去光刻膠類(lèi)化合物如DMSO、MEA、NMP、DMAC、DGA 則屬于高沸點(diǎn)的硫類(lèi)和胺類(lèi)之有機(jī)溶劑。在日本電機(jī)、電子行業(yè)VOCs 排放量排名位居前二十名的物質(zhì)群依次是異丙醇、丁酮、甲苯、醋酸丁酯、甲醇、乙醇、丙酮、二甲苯、丙二醇單甲醚、苯乙烯、乙酸乙酯、正丁醇、甲基異丁基甲酮、二氯甲烷、環(huán)已酮、乙苯、正庚烷、甲氫呋喃、三氯乙烯和氯仿。

2.3 電子工業(yè)廢氣VOCs 排放主要特點(diǎn)

電子工業(yè)是VOCs 排放的主要行業(yè)之一，電子工業(yè)廢氣VOCs 排放種類(lèi)多，組分復(fù)雜。一般來(lái)說(shuō)，廢氣排放中風(fēng)量較大，VOCs 濃度較低。半導(dǎo)體工藝過(guò)程中有機(jī)廢氣具有排放流量大(通常大于11000m3/h)和濃度低(通常小于25ppmv)的特點(diǎn)。排放VOCs 廢氣中還含有酸性氣體、堿性氣體和一些有毒氣體。

3 VOCs 污染防控對(duì)策建議

3.1 加強(qiáng)源頭控制

加強(qiáng)研究，建立原材料選材及認(rèn)可數(shù)據(jù)庫(kù)，選用高性能、環(huán)保型原材料，尋找替代品，控制配方等多方面減少VOCs 使用量，鼓勵(lì)VOCs 排放企業(yè)積極使用環(huán)保型材料，推進(jìn)落后傳統(tǒng)工藝的升級(jí)換代，使用低揮發(fā)原材料，改善生產(chǎn)操作條件以減少無(wú)組織逸散，采用新工藝以減少有機(jī)溶劑用量，從源頭控制VOCs 排放。如電路板采用免清洗工藝，推廣使用免清洗助焊劑等。電子終端產(chǎn)品表面涂裝噴漆生產(chǎn)作業(yè)由傳統(tǒng)的空氣噴漆工藝為靜電噴漆工藝取代，以二甲苯等揮發(fā)性有機(jī)物為主溶劑的油漆涂料將遂漸淘汰，使用不含有機(jī)溶劑或低含量有機(jī)溶劑涂料。表面涂裝推行粉末涂裝工藝，替代油漆涂裝工藝，粉末涂裝工藝的應(yīng)用得到迅速發(fā)展。

表1 典型電子工業(yè)廢氣VOCs 產(chǎn)生環(huán)節(jié)及主要污染物

3.2 推行清潔生產(chǎn)機(jī)制

根據(jù)《清潔生產(chǎn)審核暫行辦法》的要求，進(jìn)一步推動(dòng)工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、產(chǎn)品等全過(guò)程的VOCs 的監(jiān)管，從原材料、生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品環(huán)節(jié)，推薦和鼓勵(lì)采用無(wú)毒低毒的替代性原材料，推行利用率高、可循環(huán)回收的生產(chǎn)工藝，改進(jìn)結(jié)構(gòu)和成分設(shè)計(jì)減輕產(chǎn)品使用中的VOCs 排放，逐步完善VOCs 控制方面的清潔生產(chǎn)指標(biāo)體系，國(guó)內(nèi)目前沒(méi)有相應(yīng)清潔生產(chǎn)指標(biāo)體系的行業(yè)或技術(shù)，可根據(jù)實(shí)際情況研究制定清潔生產(chǎn)方案。

3.3 強(qiáng)化VOCs 的末端治理

對(duì)電子工業(yè)VOCs 廢氣加裝末端廢氣治理設(shè)施，減少排放到大氣中的VOCs。

現(xiàn)在有的VOCs 控制技術(shù)可以簡(jiǎn)單分為兩大類(lèi):一類(lèi)稱(chēng)為破壞性方法，包括氧化法和生物法，氧化法又可分為直接燃燒法和催化焚燒法;另一類(lèi)稱(chēng)為回收性方法，常用的回收方法有吸收法、吸附法、濃縮法和膜分離法;正在研究開(kāi)發(fā)的方法還有等離子凈化技術(shù)和光催化氧化技術(shù)［3－4］。各治理技術(shù)對(duì)比情況見(jiàn)表2。

針對(duì)電子行業(yè)VOCs 排放特點(diǎn)采用相應(yīng)末端治理技術(shù)，主要還是吸附法、焚燒法，吸附法利用多孔性固體吸附劑處理混合氣體，吸附劑選擇性高，活性炭屬非極性吸附劑，對(duì)非極性化合物有較強(qiáng)的吸附能力，一般可凈化低濃度VOCs，凈化效率可達(dá)到90%以上。沸石濃縮轉(zhuǎn)輪+焚燒方法使用的濃縮輪是一個(gè)裝滿(mǎn)吸附劑的旋轉(zhuǎn)輪，廢氣由旋轉(zhuǎn)輪的上游側(cè)進(jìn)入濃縮輪的吸附區(qū)，使VOCs 得到濃縮，再經(jīng)脫附燃燒處理，去除效率可在98%。

對(duì)于半導(dǎo)體、TFT－LCD 和LED、PCB 等企業(yè)，有機(jī)廢氣一般還含有酸性氣體、堿性氣體和一些有毒氣體，治理技術(shù)一般采用組合方式，前端通過(guò)噴淋塔淋洗，后接沸石濃縮轉(zhuǎn)輪+焚燒方法，對(duì)電子終端產(chǎn)品企業(yè)，多采用活性炭吸附，進(jìn)行“三防”噴涂需增加除漆霧裝置(水簾或高密度纖維過(guò)濾)。

表2 VOCs 治理技術(shù)對(duì)比情況

3.4 建議實(shí)施VOCs 總量控制

建議將“VOCs”納入總量控制指標(biāo)，并制定減排核算細(xì)則，組織編制并監(jiān)督實(shí)施污染物排放總量控制規(guī)劃和年度削減計(jì)劃，注重重點(diǎn)減排項(xiàng)目建設(shè)、運(yùn)行監(jiān)督管理，落實(shí)相關(guān)政策措施。逐步完善VOCs 控制標(biāo)準(zhǔn)體系，為VOCs 總量核算、總量控制提供基礎(chǔ)。

3.5 加強(qiáng)科學(xué)管理

電子工業(yè)企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)環(huán)境管理，對(duì)逸散性無(wú)組織排放監(jiān)控，包括設(shè)備與管線(xiàn)組件泄漏、揮發(fā)性有機(jī)液體，儲(chǔ)運(yùn)及廢水收集、處理和儲(chǔ)存設(shè)施的逸散等，盡可能把無(wú)組織排放變?yōu)榧杏薪M織排放，并加以收集治理。同時(shí)，加強(qiáng)環(huán)境審批與監(jiān)管，提高企業(yè)違法成本，對(duì)重點(diǎn)企業(yè)進(jìn)行監(jiān)督性監(jiān)測(cè)，建立達(dá)標(biāo)排放責(zé)任制，確保企業(yè)污染物達(dá)標(biāo)排放。

［1］江梅，張國(guó)寧，鄒蘭，等．有機(jī)溶劑使用行業(yè)VOCs 排放控制標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建［J］．環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報(bào)，2011，3(1):221－225．

［2］張宇峰，邵春燕，等．揮發(fā)性有機(jī)化合物的污染控制技術(shù)［J］．南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，3(11):89－92．

［3］劉鵬，周湘梅．VOC 的回收與處理技術(shù)簡(jiǎn)介［J］．石油化工環(huán)境保護(hù)，2001，3:39－42．