表面涂装行业挥发性有机物污染防治措施研究

表面涂装行业挥发性有机物污染防治措施研究

冯燕  董丽娜  王晓岩

陕西省环境监测中心站  陕西西安   710054

摘 要：为了对空气中挥发性有机物（VOCs）的来源进行探究，并做好相应的防治措施，本文通过对表面涂装行业VOCs产生及治理现状调查，针对VOCs产生及排放特点，从源头、过程、末端治理方面提出表面涂装行业VOCs污染治理的对策。

关键字：表面涂装业；挥发性有机物；治理；催化燃烧

近年来，我国在经济发展的同时，生态环境也受到了一定程度的破坏，导致现阶段我国的环境污染十分严重。随着近年来我国逐步推进生态环境建设工程的可持续性发展战略，我国的环境污染问题已经得到了有效缓解，但在空气污染较为严重的地区，大气中存在的臭氧、半挥发性有机物及挥发性有机物的治理工作仍举步维艰。空气中的挥发性有机物是空气污染中的主要物质，其来源主要是工业生产中污水、废气、有毒物质的排放以及汽车尾气。

一、空气中挥发性有机物采样方法

1、直接采样法

容器采集法的优势在于操作过程简单、采集成本较低，作为采集的容器，可以是塑料袋、瓶装容器、罐装容器、玻璃注射器等。此种方法适用于污染浓度较高的空气环境，但由于采集容器容易出现污染渗透或污染物粘容器内壁现象，导致污染物的浓度降低，进而影响检测数据的准确性。

2、被动式采样法

在对室内挥发性有机物进行采样过程中，为了降低采样成本，可以选择被动式采样法。此种方法十分简便，只需要将吸附剂置于挥发性有机物含量较多的室内空气中即可完成采样过程。需要注意的是，在采样过程中要尽可能增加室内空气的流动性，以便保证采样结果的真实性和准确性。

3、有动力采样法

有动力采样法利用Tenax的吸附效果，对空气中的挥发性有机物进行采样和收集，此方法对检测样本的峰值浓度和平均浓度都有较为良好的效果，因此这种方法也是最为常用的挥发性有机物采集法。但在实际操作过程中，由于Tenax吸附剂价格较高且吸附量较低，导致采集成本过高，因此，相关人员对实验方法加以改进，采用价格低廉的活性炭作为吸附剂进行样本采集。

二、表面涂装行业VOCs治理主要问题分析

通过现状调查及与国家相关规范分析，表面涂装行业仍存在如下方面可以进行改进和提升：

1）源头控制：涂胶所用乳胶溶剂为有机溶剂，属于高VOCs含量胶粘剂。

2）过程控制：使用过程中乳胶不使用时未封闭，不断挥发有机物；车间封闭效果有泄漏存在VOCs无收集情况

3）末端治理：废气治理大多采用光氧化催化+活性炭吸附装置。

三、表面涂装行业VOCs治理对策

1、 源头减排措施

根据《重点行业挥发性有机物综合治理方案》的通知，环大气[2019]53号：木质家具制造大力推广使用水性、辐射固化、粉末等涂料和水性胶粘剂，建议使用水基型乳胶，属于低VOCs含量胶粘剂。

2、过程强化控制

1）加强白乳胶等含VOCs物料储存、输送、使用等工艺环节VOCs无组织逸散控制。含VOCs物料储存和输送过程应保持密闭。非即用状态应加盖密封。

2）危废间内危险废物暂存过程中，企业危废间替换下的废活性炭裸露，企业应将废活性炭等危险废物密闭保存，减少异味的产生。

3）强化涂胶等工艺废气收集，进一步提高废气收集罩的集气效率，延长废气收集罩，提高收集效率。

    3、末端深度治理

目前，国内有机废气的治理方法主要有活性炭吸附法、直接燃烧法、催化燃烧法、催化氧化法等。各方法适用范围及治理效果对比情况见表1。

表1   有机废气治理措施对比表

通过以上有机废气治理措施比对可知，催化氧化法主要治理恶臭，等离子法主要治理浓度较低的有机废气，催化燃烧法主要治理浓度高的有机废气；且催化燃烧法较催化氧化法减少了废灯管及废催化剂等危险废物的产生及处置。

催化燃烧法是热破坏法处理VOCs的其中一种方法，其在远低于直接燃烧温度条件下处理低浓度的VOCs气体，具有净化效率高、无二次污染、低能耗的特点，是商业上处理VOCs应用最有效的处理方法之一。催化燃烧是典型的气-固相催化反应，它在催化剂的作用下降低反应的活化能，使其在较低的起燃温度250-350

℃下进行无焰燃烧，在固体催化剂表面有机物质发生氧化，同时产生CO2和H2O，并放出大量的热量，因其氧化反应温度低，所以大大地抑制了空气中的N2在高温环境下形成NOx。其工艺流程是：未净化气体在进入燃烧室以前，先经过热交换器被预热后送至燃烧室，在燃烧室内达到所要求的反应温度，氧化反应在催化反应器中进行，净化后烟气经热交换器释放出部分热量，再由烟囱排入大气。

4、催化燃烧二次污染分析及控制对策

催化燃烧的脱附实质是利用催化燃烧的热空气加热活性炭中被吸附的有机溶剂，使之达到溶剂的沸点，是有机溶剂从活性炭中脱附出来，并且把这高浓度的废气引入到催化燃烧反应器中。在250℃的催化起燃温度下，通过催化剂的作用进行氧化反应转化为无害的水和二氧化碳排入大气，是一个化学反应过程。并非明火的燃烧，且能解决吸附是的二次污染。

催化燃烧脱附的最终产物是水和二氧化碳，不会对大气产生二次污染。同时减少了UV光氧产生的废灯管及废催化剂等危险废物或活性炭吸附产生的废活性炭，避免危险废物储存不合理噪声有机废气的再次挥发，对大气产生影响。

四、结语

总之，随着我国经济的高速发展，人民的生活品质得到了改善，空气污染问题得到了更多的重视。从理论上讲，大气污染控制是全人类共同关心的问题，它不仅影响到社会环境的可持续发展，而且在一定程度上影响着人们的生存和健康。因此，如何有效地减少大气中的挥发性有机物，提高我国的生态环境质量，是当前环境保护工作的一个重大课题。另一方面要强化对VOCs的监测，利用多种监测手段，全面掌握其来源和严重性，并采取相应的控制措施，从而推动环境保护工作的可持续发展。综上所述，表面涂装行业通过对VOCs源头、过程和末端治理的技改提升，VOCs排放均能达到大气污染物排放行业标准。

参考文献

[1]崔少杰.表面涂装工艺中挥发性有机物污染防治措施分析[J].低碳世界，2022（05）

[2]王家德.金属表面涂装行业VOCs排放特征及排放系数[J].中国环境科学，2020（05）