為貫徹落實《、關于印發“重點行業揮發性有機物削減行動計劃”的通知》(聯節〔2016〕217號),切實減少印刷包裝、涂裝等行業的揮發性有機物排放總量,結合2017年2月開始實施的江蘇省《表面涂裝(家具制造業)揮發性有機物排放標準》(DB32/3152-2016),根據的要求,決定對印刷包裝、涂裝等行業的揮發性有機物實施綜合整治。
本文針對中小微企業的特性,貫徹環保治理要求,結合實際工程案例,提出經濟適用的整體解決方案。
一、廢氣來源
車間的廢氣主要來源于噴涂、干燥過程,所排放的污染物主要為:噴涂時產生的漆霧和有機溶劑,干燥揮發時產生的有機溶劑。漆霧主要來自于空氣噴涂作業中溶劑型涂料飛散的部分,其成分與所使用的涂料一致。有機溶劑主要來自于涂料使用過程中的溶劑、稀釋劑,絕大部分屬揮發性排放,其主要的污染物為二甲苯、苯、甲苯等。這些成份對人的健康和生活環境有害,并且有惡臭,人如果長期吸入低濃度的有機廢氣,會引發咳嗽、胸悶、氣喘甚至肺氣腫等慢性呼吸道疾病,是目前的強烈致癌物。
二、整體解決方案
VOCs廢氣的整體解決方案主要有廢氣減排、廢氣收集、廢氣治理和管理監控四個方面。
2.1廢氣減排
2.1.1使用清潔環保原料
根據工藝的不同,推薦使用低VOCs含量的環保型原料,替代原有的溶劑型原料。例如印刷包裝行業選用水基型、熱熔型、無溶劑型、紫外光固化型、高固含量型和生物降解型膠黏劑,油墨選用水性油墨、UV油墨、凹印油墨、輻射固化油墨等;涂裝行業選用水性涂料、粉末涂料、高固體分涂料、無溶劑涂料、UV涂料等綠色涂料產品。
2.1.2工藝改進優化,提高原料利用率
鼓勵企業實施連續化、自動化技術改造,推廣使用靜電噴涂、淋涂、輥涂、浸涂等涂裝效率較高的涂裝工藝,推廣使用的工藝技術,優化工藝和設備。
2.2廢氣收集
目前多數企業采用露天噴涂作業,沒有任何廢氣收集設施,有機廢氣直接散發至大氣中。少數企業采用集氣罩形式進行廢氣收集,一般的集氣罩廢氣收集效率只有30-50%,未收集氣體仍以無組織形式存在于大氣中,遠遠不能達到廢氣收集的要求。只有收集的廢氣才能進行治理,因此鼓勵企業實施密閉化生產過程,設置密閉獨立的作業區,配備高效的有機氣體收集裝置,形成密閉式負壓收集狀態,車間揮發的有機廢氣需經抽風系統集中抽排,并與生產過程同步運行,杜絕露天和敞開式噴涂作業。車間應配備良好的通風設備,廠區內車間外的空間無明顯異味。
2.3廢氣治理
2.3.1廢氣治理技術分析
目前,廢氣治理行業的處理技術可分為回收技術和銷毀技術,整體的VOCs污染防治技術具體細分見圖1,

2.3.1.1吸收法是利用低揮發性或者不揮發的有機溶劑對VOCs進行吸收處理,由于在廢氣處理過程中添加了有機溶劑,產生混合溶劑廢水等二次污染,不符合清潔生產理念,并且常規的機械企業不具備廢水處理能力,所以不適合涂裝行業。
2.3.1.2吸附法是利用固體吸附劑(活性炭、分子篩等)對污染物進行吸附凈化。雖然吸附法工藝成熟,有一定的處理效果,設備投入適中,但是吸附劑是易耗品,雖然可以配置吸附劑再生功能,但再生后的吸附劑性能下降幅度大,壽命短,更換下來的吸附劑屬于危廢品,需要投入額外的處理費用,而且一般設備體積比較大,占地較多,而多數機械企業內部用地緊張,不能提供過大的空間用于放置廢氣處理設備,所以不適合涂裝行業。
2.3.1.3冷凝法是通過降低溫度,使VOCs廢氣由氣態轉變為液態,雖然可以起到回收的作用,但是其回收率不高,一般只有40-60%,并且只適用于高濃度的廢氣預處理,所以不適合涂裝行業。
2.3.1.4膜分離法是利用膜對不同物質的選擇性穿透的能力來進行VOCs的治理,設備投入較高,并且膜的選擇性能力有一定的局限性,所以不適合涂裝行業。
2.3.1.5燃燒法以及催生的活性炭吸附/沸石轉輪吸附+RTO/RCO,是目前的VOCs治理的技術,但是其設備投入高,通常100-500萬不等,設備占地也較大,遠遠超出中小微企業的經濟承受范圍,所以不適合中小微企業。
2.3.1.6生物法是利用微生物代謝活動降解VOCs.將其轉化為無害的小分子物質的工藝,因生物菌種對有機物的消化具有很強的專一性,對環境條件比較敏感,而且在降解過程中會產生大量排泄物,造成固廢污染,整體設備占地大,所以不適合中小微企業。
2.3.1.7低溫等離子技術是利用介質放電產生的帶有溫度的等離子體以極快的速度反復轟擊廢氣中的氣體分子,去激活、電離、裂解廢氣中的各種成分,通過氧化等一系列復雜的化學反應,使復雜大分子污染物轉變為一些小分子的安全物質(如二氧化碳和水),或使有毒有害物質轉變為無毒無害或低毒低害物質。雖然該技術VOCs去除效率高,但是其等離子體溫度高,處理易燃易爆揮發性有機物時存在很大的安全隱患,因此天津市印發的《關于吸取事故教訓開展環保治理設施專項安全檢查的通知》中,叫停低溫等離子技術。
2.3.1.8UV光解技術是利用高能UV紫外線使有機氣體分子發生裂解,化學鍵斷裂,形成游離狀態的原子或基團(C*、H*、O*等),同時,混合氣體中的氧氣被紫外線光裂解形成游離的氧原子并結合生成臭氧【UVO2→O-O*(活性氧)O*O2→O3(臭氧)】;混合氣體中的水蒸氣被紫外線光裂解產生羥基【UVH2O→HOH-(羥基)】,而這些生成的臭氧和羥基具有的氧化性,可將廢氣分子裂解產生的原子和基團氧化成H2O和CO2等無污染的低分子化合物。