中小型涂装企业VOCs废气治理现状及建议

周玉娇

(四川化工职业技术学院，四川泸州，646000)

目前，VOCs废气作为大气污染控制的重点、难点和热点[1]，得到了广泛的关注。工业涂装行业排放大量VOCs废气[2]，中小型涂装企业产生的VOCs废气未得到有效治理，对公众健康可能产生直接或间接不良影响。本文调查了泸州市10家中小型涂装企业，收集企业使用涂料类别、VOCs产污环节、废气收集点位、废气管网、VOCs治理工艺和治理设备等信息。从源头、过程和末端全过程分析中小型涂装企业VOCs废气治理现状，提出整改对策。

1 中小型涂装企业VOCs治理现状

1.1 源头控制——涂料

源头控制是减少工业涂装企业VOCs排放的最有效途径之一。经调查，泸州市10家中小型涂装企业中：1家使用高固分油性漆；1家使用水性漆；其余8家使用紫外光固化油性漆。《“十三五”挥发性有机物的污染防治工作方案》(环大气[2017]121号)中指出大力推广使用水性、大豆基和能量固化等低(无)VOCs含量的涂料。《重点行业挥发性有机物综合治理方案》(环大气[2019]53号)中指出通过使用水性、粉末、高固体分、无溶剂和辐射固化等低VOCs含量的涂料，从源头减少VOCs产生。泸州市10家中小型涂装企业使用的高固分油性漆、水性漆和紫外光固化漆属于低VOCs含量的涂料，VOCs产生量相对较少。

1.2 过程控制——涂装工艺和设备

传递效率高的涂装技术和设备(如空气辅助喷涂、静电喷涂等)可减少涂料用量，从而减少VOCs废气产生量[3]，而人工喷涂传递效率较低。经调查，泸州市10家中小型涂装企业中：1家采用人工喷涂，其余9家采用静电喷涂。

泸州市10家中小型涂装企业中：3家使用高压喷枪，7家使用低压喷枪。高压喷枪的喷涂雾化能力强，喷漆效率高，但油漆浪费较多。

1.3 过程控制——漆雾回收

回收漆雾可使企业减少油漆用量，同时减少后端废气处理设备的负荷。泸州市10家中小型涂装企业中仅有3家对漆雾进行了回收利用，进行漆雾回收企业数量较少。3家漆雾回收企业中有2家采用旋风回收系统，1家采用脱脂箱回收。

1.4 末端控制——VOCs废气收集

VOCs废气有效收集是处理的前提。涂装企业生产工艺流程主要有待加工件除尘、喷漆、流平和固化等。VOCs废气主要来自油漆调配、喷漆、流平、固化环节以及危废暂存间。

1.4.1 调漆间

经现场调查，泸州市10家中小型涂装企业中仅有2家企业对调漆间进行了密闭，其余8家企业调漆间未密闭；仅有1家企业对调漆间废气进行了收集；所调查企业调漆房废气都未进行处理，废气无组织排放。

1.4.2 喷漆房

泸州市10家中小型涂装企业都对喷漆房进行了密闭，喷漆房废气进行了收集处理后有组织排放。

1.4.3 流平室

泸州市10家中小型涂装企业流平室除进出料口外进行了密闭，废气经风机收集。仅有1家企业对流平室收集废气进行了处理后有组织排放，其余9家企业废气经风机收集后无组织排放。

1.4.4 固化区

泸州市10家中小型涂装企业固化区除进出料口外进行了密闭，废气经风机收集。仅有1家企业对固化区收集废气进行了处理后有组织排放，其余9家企业废气经风机收集后无组织排放。

1.4.5 危废暂存间

泸州市10家中小型涂装企业中有7家企业的危废暂存间进行了密闭，另有3家企业危废暂存间未进行密闭；10家企业都未对危废暂存间废气进行收集和处理，危废暂存间废气无组织排放。

通过现场调查可知，中小型涂装企业VOCs废气收集不完善，主要集中收集处理了喷漆房VOCs废气，调漆间、流平室、固化区和危废暂存间VOCs废气未进行有效的收集处理，处于无组织排放状态。

1.5 末端控制——治理工艺

经调查，泸州市10家中小型涂装企业VOCs废气都进行了治理，主要采用组合式末端治理技术，未采用单一治理技术，具体治理技术见表1。其中有6家使用紫外光固化油性漆的企业VOCs废气采用“喷淋+UV光解+活性炭吸附”；1家使用紫外光固化油性漆的企业VOCs废气采用“喷淋+活性炭吸附+UV光解”；1家使用紫外光固化油性漆的企业VOCs废气采用“喷淋+ UV光解”；1家使用水性漆的企业VOCs废气采用“喷淋+气水分离+ UV光解+活性炭吸附”；1家使用高固分油性漆的企业VOCs废气采用“重力沉降+布袋除尘+活性炭吸附”。

表1 中小型涂装企业VOCs废气末端治理情况

1.5.1 紫外光固化油性漆VOCs废气治理工艺

泸州市有8家使用紫外光固化油性漆中小型涂装企业采用的“水喷淋”方式处理VOCs废气。《重点行业挥发性有机物综合治理方案》(环大气[2019]53号)中明确“非水溶性的VOCs废气禁止采用水或水溶液喷淋吸收处理”。使用油性漆企业VOCs废气采用“水喷淋”方式不合理。

UV光解适用于低浓度有机废气的处理，有机废气与光量子碰撞开环、断裂等生成小分子或中间体，一般作为化学预处理手段[4]。UV光解技术净化效率低。

活性炭吸附适用于低浓度VOCs气体的处理[4]。吸附剂吸附VOCs同时易吸附气体中的水分，导致吸附饱和；吸附剂一般寿命不长，需要不断更换[5]。活性炭吸附容量不高、再生能力差、吸附性能受水气等因素影响较大[6]。

泸州市8家使用紫外光固化油性漆中小型涂装企业VOCs废气产生浓度约188mg/m3-600mg/m3，废气量范围约：22000m3/h-530000m3/h。8家使用紫外光固化油性漆的企业VOCs废气主要采用“水喷淋”、“UV光解”、“活性炭吸附”方式难以使废气中VOCs达标排放，企业VOCs废气治理工艺不合理。

1.5.2 高固分油性漆VOCs废气治理工艺

经调查，使用高固分油性漆的K企业VOCs废气采用“重力沉降+布袋除尘+活性炭吸附”。重力沉降和布袋除尘皆用于去除废气中的颗粒物，仅活性炭可吸附废气中VOCs。K企业VOCs废气产生浓度约285mg/m3，废气量约：28000m3/h，仅使用活性炭吸附难以使废气中VOCs达标排放，企业VOCs废气治理工艺不合理。

1.5.3 水性漆VOCs废气治理工艺

经调查，使用水性漆的G企业VOCs废气采用“水喷淋+气水分离+ UV光解+活性炭吸附”。由于水性漆在一定程度上可溶于水，采用“水喷淋”合理；“气水分离”主要用于分离废气中水分，减少对后续工艺的影响；G企业VOCs废气产生浓度约47mg/m3，“UV光解+活性炭吸附”可以使废气中VOCs达标排放。企业VOCs废气治理工艺合理。

从VOCs废气治理工艺方面分析，泸州市10家中小型涂装企业中仅有1家企业VOCs废气处理工艺选用合理，其余9家企业VOCs废气处理工艺选用不合理，VOCs废气难以达标排放。

1.6 末端控制——治理设备

1.6.1 UV光解设备

泸州市10家中小型涂装企业中有9家企业采用了UV光解设备，其中2家企业的UV光解设备紫外灯管数量符合要求，其他7家企业的UV光解设备紫外灯管数量偏少；9家企业的UV光解设备处理能力(风量)偏小，废气在UV光解设备中停留时间不足，UV光解设备难以发挥作用。

1.6.2 活性炭吸附设备

泸州市10家中小型涂装企业中有9家企业采用了活性炭吸附箱，皆采用蜂窝状活性炭；其中仅有2家企业采用的活性炭吸附箱处理能力满足要求，其余7家企业的活性炭吸附箱处理能力偏小，废气停留时间不足。

1.6.3 喷淋塔

泸州市10家中小型涂装企业中有9家企业采用了喷淋塔，其中8家企业由于使用油性漆不宜采用水喷淋，采用水性漆的G企业使用了3套喷淋塔设备，喷淋塔气水比、过气速度、停留时间符合要求。

1.6.4 重力沉降室、布袋除尘器

泸州市10家中小型涂装企业中仅有1家企业使用重力沉降室、布袋除尘器，经测算，重力沉降室的停留时间不足，布袋除尘器过滤面积不足。重力沉降室和布袋除尘器处理能力偏小。“重力沉降室+布袋除尘器”属于VOCs废气处理的的预处理设备，主要处理废气中颗粒物。VOCs废气中颗粒物预处理不到位，将影响后续VOCs治理设备的有效运行。

从VOCs废气治理设备分析，泸州市10家中小型涂装企业中，UV光解设备处理能力都偏小，78%的活性炭吸附箱处理能力偏小，预处理设备处理能力偏小，仅喷淋塔符合要求。

1.7 末端控制——VOCs废气收集管网

泸州市10家中小型涂装企业废气收集管网多采用矩形管和圆形管；10家企业中仅有2家企业废气收集管管径适宜，其余8家企业废气收集管管径偏大。10家企业都存在管线偏长，各并联管网压力损失不匹配，且未设置调压装置的问题。经调查，废气收集处理系统多由企业自行设计，采购设备后安装，风机风压难以克服系统阻力，VOCs废气收集系统难以正常运行。

2 中小型涂装企业VOCs废气治理建议

治理建议包括：优先采用低VOCs的涂料，严格控制过程污染；完善VOCs废气收集率；重点选择合适的治理工艺，由专业环保公司进行设备的选型和管网设计。

2.1 源头控制

鼓励中小型涂装企业使用粉末、水性[7]、高固体分和紫外光涂料等；鼓励使用含醇类、酯类等低光化学反应活性的原料替代含苯、甲苯、乙苯、二甲苯和三甲苯等光化学反应活性大的原料；鼓励使用通过环境标志产品认证的环保型涂料。

2.2 过程控制

鼓励中小型涂装企业使用传递效率高的涂装技术和设备，减少涂料用量，从而减少VOCs排放量[3]。建议中小型涂装企业使用低压喷枪。

鼓励中小型涂装企业进行漆雾回收，采用回收率高的装置和设备，提高漆雾回收效率，节约成本，同时降低末端治理压力。

2.3 末端控制

2.3.1 提高VOCs废气收集率

目前中小型涂装企业的废气主要集中收集处理了喷漆房。涂料调配、喷漆、流平、固化环节以及危废暂存间等VOCs废气污染源皆应进行收集处理，减少VOCs废气无组织排放量。

2.3.2 合理选用VOCs废气治理工艺

泸州市10家中小型涂装企业中仅有1家VOCs废气治理工艺合理，多数企业采用的VOCs废气治理工艺难以使废气达标排放，废气治理工艺不合理。中小型涂装企业应根据自身采用的油漆类别、VOCs产生浓度和废气量等参数科学合理地选用适宜的VOCs废气治理工艺，使废气达标排放。

2.3.3 合理选择VOCs废气治理设备

泸州市10家中小型涂装企业使用的废气治理设备处理能力偏小，与前端收集废气量不匹配。中小型涂装企业应根据前端收集废气量确定废气治理设备的处理能力，避免设备处理能力不足的问题。

2.3.4 合理安装VOCs废气收集管网

中小型涂装企业应根据废气性质、废气量合理确定废气收集管材质、管径；对各并联管路进行调压；根据压力损失和风量合理选择适用的风机。

3 结语

中小型涂装企业数量多，应对VOCs废气从源头、过程和末端进行全过程管理。针对中小型喷涂企业存在VOCs产生源收集不全面、漆雾回收率低、VOCs废气收集系统混乱、处理工艺不适当和处理设备能力偏小等问题，应提高VOCs废气收集率，科学合理设计VOCs收集系统，采用适宜的VOCs处理工艺和设备以确保废气达标排放。