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

在工業(yè)生產中，噴涂在產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

隨著經濟的持續(xù)發(fā)展，工業(yè)生產造成的環(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、低有機溶劑型產品，提高環(huán)保型涂料使用比例”。

（2）《關于珠江三角洲地區(qū)嚴格控制工業(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%。”“加強其它行業(yè)VOCs排放的控制。開展集裝箱、船舶、電子設備、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；未安裝廢氣處理設施的工廠必須安裝后處理設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?！?/p>

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的原輔材料應儲存或設置于密封容器或密閉工作間內以減少VOCs的無組織排放。各類表面涂裝和烘干等產生VOCs廢氣的生產工藝應盡可能設置于密閉工作間內，集中排風并導入VOCs污染控制設備進行處理；無法設置密閉工作間的生產線，VOCs排放工段應盡可能設置集氣罩、排風管道組成的排氣系統(tǒng)”。

③VOCs污染控制裝置應與工藝設施同步運轉，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）等凈化處理后達標排放，使用溶劑型涂料涂裝工藝的VOCs去除率應達到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、顏料、溶劑、助劑。成膜物質是涂料的基礎，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，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，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，能將涂料中的成膜物質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，因此，溶劑不構成涂膜。苯系物被人體吸入后，可出現(xiàn)中樞神經系統(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，還可導致女性月經異常，胎兒先天性缺陷的危害。苯化合物已經被世界衛(wèi)生組織確定為強烈致癌物質。

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

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，也因為它反映的準確性，也成為了最恰當的運用公式。使用公式，有效的分析出投入物料總量等于產出產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產品——產出產品總量；

∑G流失——物料流失總量。

當投入的物料在生產過程中發(fā)生化學反應時，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產品——進入產品中的某污染物總量；

∑G回收——進入回收產品中的某污染物總量；

∑G處理——經凈化處理掉的某污染物總量；

∑G轉化——生產過程中被分解、轉化的某污染物總量；

∑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（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，一般不參與化學反應，也不會留存在產品中，經收集裝置收集的污染物大部分進入凈化處理設施中，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：

根據對一些企業(yè)的監(jiān)測結果進行統(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。

我國在油漆涂料標準制、修訂過程中，還根據國情和具體產品的特點分別設置了苯、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，并做了相應的限量要求。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，其中HJ457-2009中規(guī)定反應固化型防水涂料和HJ/T414-2007中規(guī)定室內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　我國關于油漆涂料中苯系物限量要求

1.2排污系數法

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

式中：G產生——為工藝的VOC的產生總量；

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。

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，有許多數據知道的還不是很全面，導致算術的運算會比較困難。

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的排污系數便可以算出結果，但其缺點是由于不同的企業(yè)生產同種產品可能使用的原輔材料和生產工藝各不相同，現(xiàn)在的數額只是代表一般企業(yè)的產物水平，所以對其估算會產生較大的誤差。

1.3污染源強實測分析

在實際的項目評價過程中，實測數據是核算源強的最準確的方法：

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，計算也比較準確，同環(huán)保工程設計聯(lián)系的比較密切，計算結果同實際數值比較接近，通常得到的數據低于理論值。

2　VOCs污染控制的措施

對于VOCs污染控制的措施，目前在生產中應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)生產中應用最普遍的一種方法，適用于大風量、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，經過特殊的工藝處理后，能產生豐富的微孔結構，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生的，可以對有害的物質分子進行氧化，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生新的自由基和激發(fā)態(tài)物質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)向下躍遷產生紫外光，紫外光直接與有害氣體反應而使氣體分子鍵斷裂從而得以降解無害化的物質。這種技術操作簡單快捷，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，與其它技術聯(lián)合利用（等離子體與吸附相結合、等離子體——鐵電性物質聯(lián)合技術、等離子體——鐵電性物質聯(lián)合技術等）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）結合使用。

總體來講，利用低溫等離子體技術處理有機廢氣，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。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：放電過程中副產物的形成機理；填充物質與放電形式的匹配；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，使用過程中還會對環(huán)境有不同程度的危害，現(xiàn)在已經很少使用了。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，將有害物質分解為無害氣體并產生熱量。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物是CO2和H2O，因而使用這種方法不能回收到有用的物質，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，在選擇方法是應當盡可能的避免缺陷，利用相關的優(yōu)勢，只有這樣才能發(fā)到最佳的效果，達到經濟資金和生產效率兩者共融的局勢。

3　結語

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)的標準和要求，加強對企業(yè)污染源數據的掌控。因為時代在不斷變遷，工業(yè)技術也越來越豐富化，物質和能源的需求也越來越大，但就因為這樣，才應該更加注重環(huán)境的保護。環(huán)境的議題已經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，更應該找出能替代其功能的綠色物質。

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