环境影响评价中喷漆工艺有机废气估算与治理探讨

钱海峰

摘 要：喷漆工艺为汽车、设备及家具制造等行业典型配套工艺，喷漆工艺挥发性有机物（VOC）产生和排放量的估算是环境影响评价的重要环节。文章通过工程分析、物料衡算，对喷漆工艺的VOC产生量和排放量进行估算，并对废氣治理技术进行了归纳总结。

关键词：喷漆工艺；环境影响评价；有机废气

中图分类号：X701 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）15-0100-03

Abstract： Spray-painting process is a typical matching process in automobile， equipment and furniture manufacturing industries. The estimation of volatile organic compounds （VOC） production and emission is an important part of Environmental Impact Assessment （EIA）. In this paper， through engineering analysis and material balance calculation， the VOC production and emission of spray-painting process are estimated， and technical solutions to organic waste gas are proposed.

Keywords： spray-painting process； Environmental Impact Assessment （EIA）； organic waste gas

喷漆工艺为汽车制造、机械设备制造、金属制品加工、家具制造等行业的典型配套工艺。喷涂过程中会产生大量大气污染物，主要有漆雾和有机废气，根据所使用漆料的不同，有机废气包括苯、甲苯、二甲苯、醇类、酯类等气体。有机废气严重污染大气环境污染、损害人民健康，为了促使企业减少有机废气排放，提高污染控制技术，广东省、天津市、上海市、南京市等省市先后颁布相关污染物排放标准。本文通过工程分析、物料衡算，对环境影响评价中喷漆工艺的VOC产生量和排放量进行估算，并对废气治理技术进行了归纳总结。

1 喷漆工艺建设项目环评关注重点

喷漆工艺建设项目环评应重点关注有机废气污染物产生情况、环保治理措施。

1.1 有机废气产生及排放源强估算

喷漆工艺建设项目调漆、喷漆、流平、烘干（晾干）工序会产生漆雾和有机废气。各个企业喷漆所使用的漆料、溶剂种类繁多，导致有机废气产生量计算复杂。

有机废气对大气环境和人类健康带来严重的危害，喷漆废气（非水性涂料）以苯、甲苯、二甲苯为主，根据助剂不同有些还有醚类、酯类、酮类等成分[1]。

汽车、设备制造业喷漆工艺流程一般如图1所示，家具制造业喷漆工艺流程如图2所示[2]。通过工艺流程分析，可以知道喷漆废气产生来源。

1.2 废气环保治理措施选择

有机废气种类与漆料溶剂组成密切相关。喷涂过程中，未附着在工件表面的涂料形成漆雾；有机溶剂形成挥发性有机废气。故喷漆废气由漆雾和挥发性有机废气两部分组成，其治理技术也分为漆雾处理和挥发性有机废气处理。根据企业使用漆料数量、类型和有机废气的浓度，环评对企业选择的废气处理措施进行大气污染物达标排放可行性论证。

2 喷漆工艺建设项目工程分析

2.1 常见主要问题

环评报告工程分析时过度相信建设单位项目可研或者设计资料，未参考行业VOCs排放量计算方法核算排放量，导致有机废气排放量及工程分析与实际情况不符。

2.2 解决方案

对项目可行性研究报告和设计文件提供的数据应进行分析后引用，喷漆工艺项目环评时应根据项目使用漆料成分分析进行物料衡算，以确定有机废气产生量。

物料衡算法以质量守恒定律为基础，对项目物料入方和出方进行计算，具体指单位时间内进入系统的全部物料质量等于进入产品的全部物料质量和损失掉物料质量之和。

对于喷漆工艺进行漆料衡算分析，漆料（设总量为G）包括固体份（G1）和挥发分（G2），喷涂后固体分一部分附着在工件上，附着率为η1，其余以漆雾的形式逸散，漆雾通过漆雾净化处理装置处理，处理效率为η2，尾气经排气筒有组织排放。漆雾排放量为：G1×（1-η1）×（1-η2）；挥发分（VOCS）经喷漆房收集装置收集，收集效率为η3，处理效率为η4，尾气经排气筒有组织排放。VOCS产生量即为挥发分G2。VOCS排放量为：G2×（1-η3）+ G2×η3×（1-η2）。漆料平衡图见图3。

进行漆料物料衡算时，应包含所有进入漆料的物料。以汽车制造业喷漆工艺为例，物料包括但不限于：前处理药液、油漆、固化剂、稀释剂、清洗剂、密封胶、保护蜡、粘结剂等[3]。挥发分应包含漆料中所有VOCS含量，物料中VOCS含量以漆料产品质检报告为依据，VOCs无法获得时，建议参考行业标准，汽车涂装行业VOCS含量建议参考表1[4]。

3 有机废气治理技术

3.1 有机废气预处理技术

喷漆废气包含漆雾和挥发性有机物，为了提高挥发性有机物净化处理效率，需要对喷漆废气进行预处理以去除漆雾。

不同的处理技术各有优缺点。湿式处理技术性能稳定、处理效率高、运行成本较低，但前期设备投资较高[5]。干式净化漆雾过滤效率较低，应用范围较窄[6]；随着水性涂料的推广使用，干式净化漆雾的应用领域在不断扩大。

3.1.1 湿式处理技术

依据相似相溶原理，湿式处理技术通过溶剂吸收（或化学吸收）以喷漆废气中漆雾，主要有水帘式、文丘里式、水旋式、无泵水幕式等湿式净化法。

3.1.2 干式净化法

干式處理技术利用玻璃纤维棉、炉渣等滤层阻留喷漆废气中的漆雾和颗粒物[7]。这种方法可以去除喷漆废气中90%以上漆雾，并可少量吸附挥发性有机物。该方法不产生废水，无二次污染，但是过滤吸附不够彻底，易堵塞，性能不够稳定，设备维护难度较大。

3.2 挥发性有机废气的处理技术

挥发性有机物处理技术包括传统净化技术、新型净化技术和复合型净化技术。传统净化技术主要有：吸附法、吸收法、燃烧法和冷凝法等；新型净化技术有：光催化法、生物法、膜分离法和等离子体净化法；复合型净化处理技术是将上述净化技术进行组合。

油漆量使用小的喷漆企业（小型五金件、小型家具等企业）可单独采用吸附法；吸收法效果较差，因为喷漆有机废气中“三苯”化学活性低，一般不采用该方法[6]；冷凝法因其能耗高、设备性能和制冷剂要求高，一般不推荐[8]；燃烧法处理有机废气可采用蓄热式热力燃烧反应器（RTO），RTO净化效率高、燃烧完全、不易中毒，安全无二次污染；冷凝法因其能耗高、设备性能和制冷剂要求高，一般不推荐使用[8]。

膜分离法、光催化法、生物法和等离子体净化技术处理VOCs的装置规模较小，这些新型净化处理技术在国内应用还处于起步阶段，大部分还处于实验室小试和工业中试中阶段，尚未大规模应用。

油漆量使用大的喷漆企业（汽车、设备制造、家具等企业），根据VOCs浓度、流量等因素，可选择不同的喷漆废气治理复合式净化技术，例如“沸石浓缩转轮吸附+催化燃烧”、“活性炭吸附/脱附+催化燃烧法”、“活性炭吸附/脱附+溶剂回收”、“生物降解处理法”等工艺。这些复合净化工艺技术在技术上趋于成熟，有的已经在国内外广泛应用，有的正在推广中[9]。

4 结论及建议

喷漆工艺建设项目所使用的漆料、溶剂种类繁多，导致有机废气产生量计算复杂。喷漆工艺项目环评时应根据项目使用漆料成分分析进行物料衡算，以确定有机废气产生量。物料中VOCS含量以漆料产品质检报告为依据，VOCs无法获得时，建议参考行业标准。在环评实践中应避免遗漏，做到全过程分析，对可研、设计等资料应进行分析、校核后使用，明确排污系数来源；工程分析采用类比分析时应明确数据出处，类比对象要有相同性或相似性。环评建议企业在选择VOCs 防治技术时，应该结合企业自身特点，选择合适的环保措施。随着环保要求的提高，喷漆工艺建设项目一般应优先选择源头控制措施，使用水性或低VOCs原辅材料；加强生产过程管理，避免引入过多的原辅材料； 推广使用高效涂装工艺；安装废气收集设施和有机废气处理设施，避免无组织排放，对有机废气集中处理后达标排放。

参考文献：

[1]盛楠，魏周好胜，陈明功.喷漆废气处理技术研究进展[J].化工进展，2017（4）：1434-1447.

[2]广东省环境保护厅.广东省家具制造行业挥发性有机废气治理技术指南[EB/OL].http：//www.360doc.com/content/17/0104/16/28151

086_620028844.shtml，2014.

[3]上海市环境保护局.上海市汽车制造业（涂装）VOCs排放量计算方法[EB/OL].http：//www.sepb.gov.cn/fa/cms/upload/uploadFiles/20

17-03-09/file2671.pdf，2016.

[4]南京市环境保护局.南京市重点行业挥发性有机物排放量核算技术办法（试行）[EB/OL].http：//www.nanjing.gov.cn/xxgk/bm/hbj/20

1708/P020170810639145921305.pdf，2017.

[5]冯海云，何利平.国内喷漆废气净化处理技术应用研究[J].绿色科技，2016（12）：145-148.

[6]叶鸣，张景林.超大部件喷漆工位通风及废气净化系统设计[J].暖通空调，2007，37（10）：80-82.

[7]陈钢.某大型钢结构项目喷涂废气污染防治措施可行性分析研究[J].环境科学与管理，2014，39（4）：85-88.

[8]陈明.喷漆废气治理技术方案[J].广州化工，2011，39（7）：128-129.

[9]李蓉.汽车喷漆废气VOCs处理技术应用进展[J].绿色科技，2016（18）：102-104.