喷涂废气污染物的环境影响评价及治理对策研究

喷涂废气污染物的环境影响评价及治理对策研究

严亮

佛山润绿环境科技工程有限公司广东佛山528000

摘要：涂料应用过程中，喷漆室、烘干室、晾干室等区域均会产生大量的喷涂废气污染物，对区域环境造成了严重的威胁。因此，本文以喷涂废气污染物为研究对象，介绍了喷涂废气污染物组成及来源，利用物料恒算法，阐述了喷涂废气污染物对环境的影响。并从活性炭吸附、物理吸收、等离子体法、燃烧法等方面，对环境影响评价中喷涂废气污染物治理措施进行了简单的分析。

关键词：喷涂废气污染物；环境影响评价；治理

前言

在我国家具、机械涂装、汽车涂装行业迅速发展过程中，涂料应用范围也逐渐扩大，涂料在应用过程中会产生大量的挥发性有机物。若不及时处理，不仅会危害施工人员人身健康，而且会对周边大气环境造成严重的污染。因此，为保证喷涂废气污染物的有效治理，在喷涂废气污染物环境影响评价的基础上，对喷涂废气污染物治理措施进行适当分析具有非常重要的意义。

1.涂料组成及来源

1.1涂料组成

涂料主要由成膜物质（树脂）、固化剂、稀释剂（溶剂、助剂）、色料、添加剂等几种物质组成。其中成膜物质主要为基础材料；颜料是涂料颜色的主要填充物质；溶剂为成膜物质主要稀释材料；稀释剂与涂料溶剂相溶，可以加强涂料分散性、溶解性。

1.2涂料来源

喷涂废气主要来自调漆、喷漆、晾干、烘干等过程，对应产生于生产中的调漆室、喷漆室、晾干室和烘干室。其中喷漆室产生喷涂废气污染物主要为漆雾、挥发性有机物等；晾干室主要产生物质为挥发性有机物；烘干室主要产生废气为热分解后残留溶剂及燃烧废气[1]。

2.喷涂废气污染物对环境影响

2.1环境影响评价中喷涂废气污染物核算方法

依据《广东省大气污染防治行动方案》关于实施典型行业挥发性有机物排放治理的要求，在喷涂废气污染物治理过程中，可采用物料恒算法对新建项目进行核算。物料恒算法主要计算公式为：投入系统物料总量=产出产品总量+物料流失总量。若投入物料在运行过程中与其他物质发生反应，则喷涂废气污染物排放总量=投入物料某污染物总量-进入产品中某污染物总量-进入回收产品中某污染物总量-经净化处理后某污染物总量-生产阶段转化污染物总量。

在环境影响评价过程中，喷涂性物质主要产生废气污染物为挥发性有机物。由于苯类物质主要作为油性涂料稀释剂，性质较稳定，经收集后可进入净化处理设施。因此，最终物料恒算公式为：喷涂废气总污染物排放量=有组织排放喷涂废气污染物+无组织排放喷涂废气污染物量=投入物料中污染物总量-被处理废气污染物量。

2.2喷涂废气污染物对环境影响

以XX喷涂生产线为例，其内部主要具有喷漆房、晾干房两个模块。主要喷漆工艺为空气喷漆模式，主要用设备为空气压缩机、喷枪。其中喷枪喷嘴口径为1.8mm，喷料喷出量为180mL/min，每台喷枪每天工作6个小时。喷漆使用底漆及面漆分别为聚氨酯漆、丙烯酸聚氨酯漆。利用上述计算方法，对涂料中有机物挥发量、成膜物量进行计算，可得结果如表1。

表1XX喷涂工艺有机物挥发量及成膜物量（局部）

由表1可知，若XX涂料生产负荷为60%，则喷漆工序污染物每小时产生二甲苯及其他挥发性有机物质分别为0.99kg/h、4.068kg/h，若不及时处理，对周边环境将造成严重的污染[2]。

3.喷涂废气污染物的治理对策

3.1环境影响评价中喷涂废气污染物处理方法及处理效率对比

表2涂料处理方法及处理效率比较（局部）

3.2苯类挥发性有机物治理措施

现阶段常用的挥发性有机物治理措施除活性炭吸附法以外，还包括等离子体法、燃烧法、UV光解等方法[3]。其中活性炭吸附法主要针对浓度较低、温度较低且风量较大的有机废气，利用颗粒状，或者粉末状活性碳微孔分子吸附力，可达到挥发性有机物净化的目的。在活性炭吸附法应用过程中，活性炭吸附法可处理含有低浓度的碳氢化合物和低温废气，且溶剂可回收利用；处理程度可以控制、效率高、运转成本损耗低。但是由于活性炭吸附法熔点较低，且无法在空气湿度较大的环境中应用，应用限制因素较多，整体处理效率也不够稳定。

等离子体法主要是借鉴气体放电原理，针对挥发性有机物分子，通过氧化降解作用，促使挥发性有机物分子转化为高能电子。通过高能电子与挥发性有机废气分子间碰撞反应，可促使挥发性有机物分组形成自由基团，达到毒害降解的目的。等离子体法对挥发性有机物分子处理效率较高，但是整体运行成本损耗较大。现阶段主要用等离子体技术主要为低温等离子体法，通过低温等离子体法与其他技术联合应用，可以进一步提高挥发性有机物分子处理效率。但是等离子体法属于新兴工艺，工艺没有传统处理成熟。且设备保养和维护要求较高。在处理低浓度有机废气时效率较低。

UV光解设备利用特制的高能高臭氧UV紫外线光束照射废气，裂解工业废气如：氨、三甲胺、硫化氢、甲硫氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯，硫化物H2S、VOC类，苯、甲苯、二甲苯的分子链结构，使有机或无机高分子恶臭化合物分子链，在高能紫外线光束照射下，降解转变成低分子化合物，如CO2、H2O等。适用条件：反应条件为常温常压，反应器结构简单，并可同时消除混合污染物（有些情况还具有协同作用），不会产生二次污染。适用范围广、宽谱性、耐高温、净化效率比较高、流量范围宽，尤其适用于其它方法难以处理的多组分恶臭气体，可以处理低浓度气体。

燃烧法主要是在清洁、高温环境环境中，通过升高温度，促使挥发性有机物分子经氧化反应分解，或转化。常用的燃烧法主要包括直接燃烧、热力燃烧及催化燃烧几种类型。其中热力燃烧及催化燃烧是现阶段挥发性有机物主要用工艺。热力燃烧主要针对可燃、且有害组分较高的挥发性有机废气。其可将被净化后挥发性有机物作为助氧气体，具有较高的应用效益。但是热力燃烧处理温度高，需要较高的燃料费。且燃烧装置、燃烧室、热回收装置等设备造价较高。同时在喷漆室等浓度低、风量大的废气时，经济效益较低；而催化燃烧需要利用催化试剂，促使挥发性有机物分子与氧气反应形成二氧化碳和水。利用燃烧法进行挥发性有机物处理具有较高的处理效率。且可通过热量回收的方式降低资源损耗。但是催化剂价格高，且易发生催化剂中毒情况。且在催化燃烧前期，需进行去尘埃、漆雾等工作。同时会产生新的废气污染物。

3.3苯类挥发性有机物综合治理措施

依据上述喷涂废气污染物处理工艺应用特点，为保证苯类挥发性有机物处理效率，相关人员可综合采用活性炭吸附、物理光解的方法，提高苯类挥发性有机物治理效果。在喷涂废气污染物综合治理工艺应用过程中，主要是在喷漆间，利用水帘柜+除雾塔+UV光解+活性炭处理工艺，这种组合前面水帘柜+除雾塔进行漆雾去除，随后采用UV+活性炭进行有机废气去除。

A、除雾塔：

除雾塔内填料层作为气液两相间接触构件的传质设备。填料塔底部装有填料支承板，填料以乱堆方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。除雾塔塔喷淋液从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，经气体分布装置分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。当液体沿填料层向下流动时，有时会出现壁流现象，壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。因此，除雾塔内的填料层分为两段，中间设置再分布装置，经重新分布后喷淋到下层填料上。

B、UV光解

利用高能高臭氧UV紫外线光束分解空气中的氧分子产生游离氧，即活性氧，因游离氧所携正负电子不平衡所以需与氧分子结合，进而产生臭氧。UV＋O2→O-+O＊（活性氧）O+O2→O3（臭氧），众所周知臭氧对有机物具有极强的氧化作用，对工业废气及其它刺激性异味有立竿见影的清除效果。

工业废气利用排风设备输入到净化设备后，净化设备运用高能UV紫外线光束及臭氧对工业废气进行协同分解氧化反应，使工业废气物质其降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳，再通过排风管道排出室外。

C、活性炭处理系统

活性炭是一种很细小的炭粒有很大的表面积，而且炭粒中还有更细小的孔——毛细管。这种毛细管具有很强的吸附能力，由于炭粒的表面积很大，所以能与气体（杂质）充分接触。当这些气体（杂质）碰到毛细管被吸附，起净化作用。其实质是一个吸附浓缩的过程，并没有把有机溶剂处理掉，是一个物理过程。活性碳吸附的主要优点：吸附效率高、运行成本低、维护方便、能够同时处理多种混合废气。由于活性炭容易吸附达到饱和，从而影响处理效率，因此活性炭应定期更换。

综上，采用“UV+活性炭”两级组合的方式处理有机废气，废气综合处理效率在90%以上[4]。

4.总结

综上所述，喷涂废气污染物对周边环境空气质量具有较大的危害。因此，相关环保部门可利用物料恒算法，对周边喷涂废气污染物产生量进行估测，判定喷涂废气污染物对周边环境的影响。最大限度降低喷涂废气污染物对环境危害，提高涂料生产工艺环境效益。

参考文献：

[1]瞿庆玲，李季，QUQing-ling，等.机械喷涂类环评废气污染分析要点[J].江西化工，2016（6）：27-30.

[2]罗丽.环境影响评价中喷涂废气污染物的核算及治理[J].低碳世界，2016（12）：10-12.

[3]常纪文.中国环境问题的历史定位与历史战略——参考伦敦大气污染治理经验[J].环境影响评价，2015，37（3）：36-39.

[4]侍伟.环境影响评价中喷涂废气污染物的治理研究[J].资源节约与环保，2017（11）：42-42.