王夢(mèng)瑩

（湖南景新環(huán)?？萍加邢挢?zé)任公司，湖南 株洲 412000）

揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）是常壓下（101.3 kPa）沸點(diǎn)小于等于250 ℃的有機(jī)化合物[1]。從環(huán)境角度衡量，VOCs主要是指參與大氣光化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)化合物，包括非甲烷烴類(lèi)（烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴、鹵代烴等）、含氧有機(jī)化合物（醛、酮、醇、醚等），含氮有機(jī)化合物、含硫有機(jī)化合物等。所以VOCs是形成臭氧（O3）和二次有機(jī)氣溶膠（SOA）的重要因素[2]，因此，控制VOCs的排放是改善區(qū)域復(fù)合型大氣污染的有效途徑。

家具制造業(yè)作為我國(guó)重要的民生產(chǎn)業(yè)，在滿(mǎn)足人們消費(fèi)需求、促進(jìn)就業(yè)增長(zhǎng)、推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面起著重要作用。自我國(guó)《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》實(shí)施以來(lái)，相繼出臺(tái)了《“十三五”揮發(fā)性有機(jī)物污染防治工作方案》、《重點(diǎn)行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物綜合治理方案》、《2020年揮發(fā)性有機(jī)物治理攻堅(jiān)方案》等文件。當(dāng)前，家具制造業(yè)被列為VOCs綜合治理重點(diǎn)行業(yè)之一，該行業(yè)主要包括木質(zhì)家具、竹藤家具、金屬家具、塑料家具以及其他家具制造，其中，以木質(zhì)家具制造和金屬家具制造為主。本文以岳陽(yáng)地區(qū)某木質(zhì)家具廠(chǎng)為例，依據(jù)《排污許可證申請(qǐng)與核發(fā)技術(shù)規(guī)范 家具制造工業(yè)》（HJ 1027－2019）、《污染源源強(qiáng)核算技術(shù)指南 準(zhǔn)則》（HJ884－2018），同時(shí)，結(jié)合行業(yè)污染防治可行技術(shù)指南、排放控制標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)木質(zhì)家具制造業(yè)VOCs污染源源強(qiáng)的核算方法及其污染防治措施進(jìn)行了探討。

1 木質(zhì)家具制造業(yè)VOCs的主要來(lái)源及產(chǎn)排特征

木質(zhì)家具生產(chǎn)主要包括機(jī)械加工、施膠組裝、涂裝三大工藝，其中涂裝包含噴漆、干燥、打磨等工序。目前，典型的木質(zhì)家具生產(chǎn)工藝流程及VOCs產(chǎn)生環(huán)節(jié)如圖1所示。木質(zhì)家具制造業(yè)VOCs主要來(lái)源為：①調(diào)膠、拼板工序中使用的膠粘劑；②底漆調(diào)漆、噴漆、干燥工序中使用的涂料、稀釋劑及固化劑；③面漆調(diào)漆、噴漆、干燥工序中使用的涂料、稀釋劑及固化劑。

圖1 典型木質(zhì)家具生產(chǎn)工藝流程及VOCs產(chǎn)生環(huán)節(jié)

當(dāng)前，由于我國(guó)木質(zhì)家具制造業(yè)產(chǎn)生的VOCs具有風(fēng)量大、成分復(fù)雜且濃度低等特點(diǎn)，其產(chǎn)排特征因原輔材料的類(lèi)型及使用量、生產(chǎn)工藝、收集效率和末端治理效果的不同而有所差異[3]。

2 木質(zhì)家具制造業(yè)VOCs污染源源強(qiáng)的核算方法

通常采用實(shí)測(cè)法、物料衡算法等核算木質(zhì)家具制造業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物的排放量。其中，實(shí)測(cè)法是通過(guò)測(cè)量廢氣排放量及其所含污染物的濃度，來(lái)核算污染物排放量的方法，該方法主要適用于通過(guò)排氣筒排放且具有有效監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的現(xiàn)有污染源。而物料衡算法則是以質(zhì)量守恒定律為基礎(chǔ)，利用物料投入量等于產(chǎn)出量的關(guān)系，計(jì)算出污染物排放量。通常，新建的木質(zhì)家具生產(chǎn)企業(yè)會(huì)優(yōu)先采用物料衡算法核算揮發(fā)性有機(jī)物排放量。下面對(duì)岳陽(yáng)地區(qū)某木質(zhì)家具廠(chǎng)揮發(fā)性有機(jī)物排放量的核算過(guò)程進(jìn)行介紹。

2.1 涂料用量核算

（1）該木質(zhì)家具廠(chǎng)的產(chǎn)品為木質(zhì)柜子、桌椅、房門(mén)及床，一般情況下，是根據(jù)噴漆家具產(chǎn)量、單位家具平均噴涂面積估算總噴涂面積，詳見(jiàn)表1。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，各類(lèi)產(chǎn)品噴涂的涂料種類(lèi)大致分為3類(lèi)，分別為聚氨酯清漆、聚氨酯色漆、水性清漆，可根據(jù)各類(lèi)涂料的噴涂面積、干漆膜厚度、涂料密度、體積固體含量、損耗率分別計(jì)算各類(lèi)涂料用量，計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)表2。根據(jù)溶劑型涂料與固化劑、稀釋劑的調(diào)配比例可計(jì)算出固化劑用量和稀釋劑用量。涂料用量計(jì)算公式為：

表1 木質(zhì)家具廠(chǎng)噴涂面積核算

表2 木質(zhì)家具廠(chǎng)涂料用量核算

式中，Ui為第i種涂料年用量（t/a）；Si為第i種涂料年噴涂面積(m2/a)；Di為第i種涂料的干漆膜厚度(μm)；LRi為第i種涂料噴涂過(guò)程中的損耗率(%)；ρi為第i種涂料的密度（g/cm3）；NVvi為第i種涂料的體積固體含量（即不揮發(fā)物體積分?jǐn)?shù)），根據(jù)《色漆和清漆通過(guò)測(cè)量干涂層密度測(cè)定涂料的不揮發(fā)物體積分?jǐn)?shù)》（GB/T 9272－2007）中規(guī)定的方法，通過(guò)測(cè)量任何規(guī)定溫度范圍以及干燥或固化時(shí)間內(nèi)的干漆膜密度，測(cè)定涂料體積固體含量(%)。NVvi計(jì)算公式為：

式中，NVmi為第i種涂料的質(zhì)量固體含量（即不揮發(fā)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)）（%）；ρ′i為第i種涂料的干漆膜密度（g/cm3）。

2.2 污染物排放量核算

（1）物料衡算法核算全廠(chǎng)VOCs排放量的計(jì)算公式為：

式中，E排放為核算時(shí)段內(nèi)全廠(chǎng)揮發(fā)性有機(jī)物的實(shí)際排放量，t/a；Ui為核算時(shí)段內(nèi)使用的第i種涂料、稀釋劑、固化劑、膠粘劑的用量，t/a；Vi為核算時(shí)段內(nèi)使用的第i種涂料、稀釋劑、固化劑、膠粘劑中揮發(fā)性有機(jī)物的含量，%，可將具有CMA和CNAS資質(zhì)的第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)出具的原輔材料檢驗(yàn)報(bào)告，或供貨商提供的原輔材料化學(xué)品安全技術(shù)說(shuō)明書(shū)（MSDS）等資料作為核定依據(jù)，若資料中的揮發(fā)性有機(jī)物含量數(shù)據(jù)在一定范圍內(nèi)，取其范圍的中間值；E去除為核算時(shí)段內(nèi)經(jīng)過(guò)廢氣治理設(shè)施的揮發(fā)性有機(jī)物去除量，t/a；E處置為核算時(shí)段內(nèi)各種溶劑與廢棄物（含固體和液體）回收物中揮發(fā)性有機(jī)物的量之和，t/a；n為核算時(shí)段內(nèi)使用的涂料、稀釋劑、固化劑、膠粘劑的種類(lèi)。

式中，ɑ為核算時(shí)段內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物的收集率，%；η為核算時(shí)段內(nèi)廢氣治理設(shè)施對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物的去除率，%，當(dāng)存在兩種或兩種以上廢氣治理設(shè)施聯(lián)合處理時(shí)，綜合去除率η按下式計(jì)算：

式中，ηi為第i種治理設(shè)施的處理效率。

式中，Wj為核算時(shí)段內(nèi)廢棄物或溶劑j的處置或回收量，以企業(yè)委托有資質(zhì)的接收單位出具的發(fā)票等憑證為核算依據(jù)，t/a，不包括排污單位對(duì)回收溶劑進(jìn)行提純后回用的量；WFj為核算時(shí)段內(nèi)處置的廢棄物或回收溶劑j的揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)量百分比含量，根據(jù)檢測(cè)機(jī)構(gòu)出具的檢驗(yàn)報(bào)告確定，%；m為核算時(shí)段內(nèi)處置的溶劑或廢棄物種類(lèi)。

（4）該木質(zhì)家具廠(chǎng)揮發(fā)性有機(jī)物的產(chǎn)污環(huán)節(jié)為調(diào)膠、拼板、調(diào)漆、噴漆、干燥等工序。其中，調(diào)膠及拼板工序采用聚乙酸乙烯酯類(lèi)水基型膠粘劑，該膠粘劑檢驗(yàn)報(bào)告中未檢出苯、甲苯、二甲苯，但含有少量游離甲醛，涉及的揮發(fā)性有機(jī)物包括甲醛、VOCs。根據(jù)供貨商提供的化學(xué)品安全技術(shù)說(shuō)明書(shū)，涂料、稀釋劑及固化劑中不含苯，涉及的揮發(fā)性有機(jī)物包括甲苯、二甲苯、甲醛、VOCs。該廠(chǎng)揮發(fā)性有機(jī)物產(chǎn)生量核算結(jié)果詳見(jiàn)表3。

表3 木質(zhì)家具廠(chǎng)揮發(fā)性有機(jī)物產(chǎn)生量核算結(jié)果

（5）調(diào)漆間、噴漆房及晾干房均為密閉車(chē)間且保持微負(fù)壓狀態(tài)，廢氣捕集率不低于95%。有機(jī)廢氣通過(guò)微負(fù)壓方式收集至廢氣處理系統(tǒng)，處理工藝為“水簾過(guò)濾+水噴淋+水霧攔截箱+過(guò)濾棉+光催化氧化+活性炭吸附”。其工藝過(guò)程為噴漆房廢氣先經(jīng)水簾柜、水噴淋塔去除大部分漆霧，再經(jīng)水霧攔截箱、過(guò)濾棉過(guò)濾除濕；然后與調(diào)漆間廢氣及晾干房廢氣進(jìn)入光催化氧化裝置，在臭氧的強(qiáng)氧化作用下使揮發(fā)性有機(jī)物分解成二氧化碳、水等小分子物質(zhì)；最后經(jīng)活性炭吸附裝置處理后達(dá)標(biāo)排放。在實(shí)際應(yīng)用中，光催化氧化法對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物的去除率可達(dá)到70%，活性炭吸附法對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物的去除率可達(dá)到80%，故廢氣處理系統(tǒng)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物的綜合去除率為94%，由此可核算出經(jīng)過(guò)廢氣治理設(shè)施的揮發(fā)性有機(jī)物去除量E去除。由于該核算時(shí)段內(nèi)不涉及溶劑或廢棄物的回收或處置，故E處置=0。該廠(chǎng)揮發(fā)性有機(jī)物排放量核算結(jié)果詳見(jiàn)表4。

表4 木質(zhì)家具廠(chǎng)揮發(fā)性有機(jī)物排放量核算結(jié)果

3 木質(zhì)家具制造業(yè)VOCs污染防治措施

木質(zhì)家具制造業(yè)應(yīng)從以下幾方面進(jìn)行VOCs污染防治。

3.1 源頭削減

在原輔材料方面，馬榮真等[4]研究結(jié)果表明，溶劑型涂料排放的VOCs平均濃度遠(yuǎn)高于水性涂料，溶劑型涂料排放的VOCs的臭氧生成潛勢(shì)（OFP）和二次氣溶膠生成潛勢(shì)（SOAFP）均明顯高于水性涂料。其中，水性膠粘劑中VOCs含量較低。因此，企業(yè)應(yīng)使用符合國(guó)家有關(guān)低VOCs含量產(chǎn)品規(guī)定的水性、粉末、輻射固化等涂料替代溶劑型涂料，可從源頭減少VOCs的產(chǎn)生。而在工藝方面，可采用往復(fù)式自動(dòng)噴涂箱、機(jī)械手、靜電噴涂、輥膠技術(shù)，以減少使用手動(dòng)空氣噴涂技術(shù)，從而提高涂料、膠粘劑的利用效率。

3.2 過(guò)程控制

王瑞鵬等[5]研究發(fā)現(xiàn)，車(chē)間內(nèi)VOCs濃度主要與涂料類(lèi)型、涂料使用量、車(chē)間空間大小及密閉性有關(guān)。因此，企業(yè)應(yīng)規(guī)范涂料及其輔助材料、膠粘劑等含有VOCs原料的儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)移、調(diào)配、使用等操作條件，推行密閉化生產(chǎn)[6]。例如：涂料、稀釋劑、固化劑、膠粘劑等VOCs物料應(yīng)儲(chǔ)存于密封容器內(nèi)，盛裝VOCs物料的容器應(yīng)存放于室內(nèi)或滿(mǎn)足防雨、遮陽(yáng)、防滲條件的專(zhuān)用場(chǎng)地內(nèi)；盛裝VOCs物料的容器在非取用狀態(tài)時(shí)應(yīng)加蓋密封；VOCs物料轉(zhuǎn)移應(yīng)采用密閉管道或密閉容器；當(dāng)應(yīng)用VOCs質(zhì)量占比大于等于10%的膠粘劑、涂料時(shí)，其調(diào)配、施膠、涂裝等過(guò)程應(yīng)在密閉空間內(nèi)操作，廢氣應(yīng)收集至VOCs廢氣處理設(shè)施，無(wú)法密閉的則應(yīng)設(shè)置局部氣體收集裝置，廢氣應(yīng)收集至VOCs廢氣處理設(shè)施，廢氣局部收集裝置排風(fēng)罩（集氣罩）的設(shè)置應(yīng)符合《排風(fēng)罩的分類(lèi)及技術(shù)條件》（GB/T 16758－1997）的規(guī)定，確保廢氣的收集效率；當(dāng)VOCs物料使用結(jié)束后，應(yīng)將剩余的VOCs物料通過(guò)密閉管道或密閉容器送回至儲(chǔ)存間；而沾染VOCs物料的廢棄包裝物以及含VOCs廢料等危險(xiǎn)廢物應(yīng)密封儲(chǔ)存于危廢暫存間。綜上所述，企業(yè)應(yīng)通過(guò)提升設(shè)備及車(chē)間的密閉化水平、規(guī)范操作條件，盡可能將無(wú)組織逸散的VOCs轉(zhuǎn)變?yōu)橛薪M織排放。

3.3 末端治理

木質(zhì)家具制造業(yè)VOCs末端治理應(yīng)綜合考慮企業(yè)生產(chǎn)工藝、運(yùn)行工況、含VOCs原輔材料使用情況以及廢氣收集效率等因素，要采取分類(lèi)要求的原則。若企業(yè)在同一工序所有工作時(shí)段內(nèi)使用的含VOCs原輔材料全部符合國(guó)家規(guī)定的低VOCs含量產(chǎn)品要求，或可以保證在最不利生產(chǎn)工況下NMHC初始排放速率不超過(guò)3 kg/h（重點(diǎn)地區(qū)2 kg/h），且廢氣收集系統(tǒng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的前提下，且在廢氣集中收集、除塵后，VOCs排放濃度及排放速率穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的，相應(yīng)的生產(chǎn)工序可以不安裝VOCs廢氣處理設(shè)施[1]。而對(duì)于不符合上述情形的工序，則應(yīng)在廢氣收集系統(tǒng)之后設(shè)置VOCs廢氣處理設(shè)施。如施膠廢氣宜采用“吸附濃縮+高溫焚燒/催化燃燒”處理方式[1]。涂裝廢氣應(yīng)設(shè)置高效漆霧預(yù)處理裝置，宜采用水簾+多級(jí)干式過(guò)濾除濕聯(lián)合裝置[1]。預(yù)處理后的涂裝廢氣宜采用“吸附濃縮+高溫焚燒（RTO）”或“吸附濃縮+催化燃燒（CO/RCO）”等組合處理方式，而小風(fēng)量低濃度的廢氣或不適合采用濃縮脫附的廢氣可采用一次性活性炭吸附等工藝[1]，且要定期更換吸附飽和的活性炭，更換后的廢活性炭應(yīng)按危險(xiǎn)廢物處置。

3.4 環(huán)境管理

環(huán)境管理包括臺(tái)賬記錄、監(jiān)測(cè)監(jiān)控制度、非正常工況申報(bào)、內(nèi)部考核制度等。管理臺(tái)賬應(yīng)詳細(xì)記錄企業(yè)生產(chǎn)設(shè)施運(yùn)行情況（產(chǎn)品產(chǎn)量、涂裝面積、含VOCs原輔材料的VOCs含量及使用量等）、廢氣收集系統(tǒng)運(yùn)行情況（控制風(fēng)速、輸送管道的密閉性等）、廢氣處理設(shè)施運(yùn)行情況（廢氣量、吸附劑更換周期和更換量、催化劑更換周期和更換量、廢氣處理設(shè)施進(jìn)出口污染物監(jiān)測(cè)濃度、溫度、含氧量等），臺(tái)賬保存期至少三年。VOCs廢氣處理設(shè)施進(jìn)出口管道上均應(yīng)設(shè)置符合監(jiān)測(cè)規(guī)范要求的采樣孔和采樣平臺(tái)[1]。對(duì)于納入重點(diǎn)排污單位名錄的家具制造企業(yè)，其廢氣主要排放口應(yīng)安裝自動(dòng)監(jiān)控設(shè)施，并確?？蓪?shí)時(shí)調(diào)取在線(xiàn)監(jiān)控參數(shù)。對(duì)于符合要求的不安裝VOCs廢氣處理設(shè)施的企業(yè)，應(yīng)設(shè)置VOCs在線(xiàn)監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)[6]。此外，當(dāng)出現(xiàn)廢氣處理設(shè)施故障或停運(yùn)、突發(fā)環(huán)保事故等情況時(shí)，企業(yè)應(yīng)及時(shí)處理，并向當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境主管部門(mén)報(bào)告[6]。同時(shí)要健全內(nèi)部考核制度，加強(qiáng)相關(guān)人員的培訓(xùn)和技術(shù)交流。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，木質(zhì)家具制造業(yè)的VOCs排放量可采用實(shí)測(cè)法、物料衡算法等進(jìn)行核算，而新建企業(yè)應(yīng)優(yōu)先采用物料衡算法。在實(shí)際防治過(guò)程中，企業(yè)應(yīng)提升源頭非溶劑型低VOCs含量涂料及水性膠粘劑的使用比例，可采用連續(xù)自動(dòng)涂裝技術(shù)，加強(qiáng)過(guò)程控制，推行密閉化生產(chǎn)，選擇高效、技術(shù)成熟穩(wěn)定的廢氣治理設(shè)施，并加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)和人員培訓(xùn)，以此提升污染防治水平。