挥发性有机物治理技术及管控措施分析——以家具制造业为例

褚 珣，韦红卫，贺 珺，王 虎，艾 民

（1.北京国环清华环境工程设计研究院有限公司，北京 100084；2.北京神州瑞霖环境技术研究院有限公司，北京 100089；3.山东省济宁生态环境监测中心，山东 济宁 272004）

VOCs是O3的前体物之一，开展VOCs治理管控，是减轻O3污染的关键。VOCs可产生于自然源的排放和人类活动的方方面面。其中，植物排放的VOCs可以与NOx发生一系列复杂的大气化学反应，生成O3和有机气溶胶，环境空气中的O3和有机气溶胶达到一定浓度，会对人体健康产生一定的危害。人类的生产和生活涉及的VOCs来源也比较复杂，涉及行业广，产污环节多，既涉及石化、化工、工业涂装、包装印刷等工业源，也包括机动车等移动源、餐饮油烟等生活源。在家具制造行业，VOCs主要产生于喷涂、涂胶、干燥、调配等生产环节。

1 VOCs治理概述

目前，不同行业主要通过源头替代、过程控制、末端治理和精细管控四个方面采取有针对性的VOCs治理措施[1]。源头替代方面，主要推广和使用低（无）VOCs含量的绿色原辅材料。如表1所示，VOCs治理技术主要有回收法（包括吸附法、吸收法、冷凝法和膜分离技术）和分解法（包括燃烧法、生物法、电晕法、光催化法和等离子体技术）[2]，其中，回收法在一定的温度和压力下用选择性的吸附剂和渗透膜等方法来分离挥发性有机化合物，分解法通过化学反应将VOCs转变成为CO2和H2O等无毒小分子化合物。精细管控措施主要包括制定源清单及管控方案、推行“一厂一策”制度和建立运营管理台账等方面。

表1 VOCs治理技术及适用范围

2 家具制造业VOCs治理技术

为深入贯彻落实国家、省、市关于企业环境污染治理的决策部署，强化VOCs专项执法力度，我国各地积极组织开展对区内各类企业生产情况及环境问题的排查，并针对企业现存的环境污染和治理问题，结合企业实际情况提出合理可行的整改措施和方案。VOCs污染物排放涉及的企业较多，主要来源于含VOCs物料的储存、输送和使用过程。本文以某市为例，结合家具制造业的废气处理现状分四个方面进行简要分析并提出改进措施。

2.1 源头替代

家具制造业在源头控制方面主要针对含VOCs的原辅材料（包括涂料、清洗剂和胶黏剂等）和喷涂工艺提出具体的要求。其中，使用低VOCs含量原辅材料的生产工序可提升末端处理设施的处理效率，不仅可以从源头上控制污染，还可以降低后续处理成本，应尽量使用低挥发性原料、低毒原料，减少VOCs排放。常规环保型原辅材料有水性涂料、粉末涂料以及紫外光固化涂料等[3]。

目前，该市中小型家具企业使用的原材料主要是密封胶、热熔胶、封边胶以及环保油漆等，在封边涂胶和烘干过程中会产生挥发性有机物，应确保VOCs物料在储存、转移和运输过程中密闭，企业使用的涂料、固化剂、稀释剂、胶黏剂、清洗剂等含VOCs原辅材料应符合国家或地方VOCs含量限值标准，出具有中国计量认证（CMA）和中国合格评定国家认可（CNAS）资质的第三方检测机构的检测报告。建议各企业在喷涂工艺方面尽量采用往复式高效的喷涂箱、辊涂、淋涂、机械手和静电喷涂等高效涂装设备，减少手动空气喷涂技术的使用。

2.2 过程控制

根据家具制造业的生产工艺流程，主要针对其产生VOCs的环节采取相应措施，包括物料的储存、转移和输送，施胶、调配、喷涂、流平、干燥、清洗、退料、回收以及非正常工况。其中，喷涂和干燥是产生VOCs的主要环节，底漆和面漆等喷涂或装饰过程应在密闭空间内操作，产生的废气应通过集气罩和管路收集至VOCs废气收集处理系统。无法密闭产生的无组织排放，应采取局部气体收集措施，无组织废气经收集后也应排放至VOCs废气收集处理系统。该市家具制造企业以中小型为主，存在的主要问题是废气收集设施控制风速过小，企业的集气罩没有进行充分有效使用，部分管路密封不严，导致气体收集率低。建议企业加强涂装等过程的管理，对生产工艺流程进行更新，降低VOCs的产生量。

对于家具制造业产生VOCs的工段，应采用全密闭、连续化、自动化等生产技术，有效减少工艺过程的无组织排放。VOCs废气收集处理系统应与生产工艺设备同步运行，并加强生产过程中对VOCs的收集，做到应收尽收和分质收集，对未收集的无组织有机废气加强车间通风，尽量将无组织排放转变为有组织排放进行控制，保证生产过程废气的收集效率。

2.3 末端治理

对于家具制造业，不同的工艺流程应采取不同的污染物治理措施。对于溶剂型胶黏剂产生的施胶废气，宜采用吸附浓缩+燃烧/催化氧化等方式进行处置；对于VOCs排放量较大的喷涂和干燥工艺，宜设置高效漆雾处理装置，宜采用湿式水帘+多级干式过滤除湿联合装置，温度较高的烘干废气可采用回收式热力燃烧装置；调配废气宜采用吸附方式或与喷涂废气一并处理。线上设备清洗废气宜与喷涂废气一并处理；线下设备清洗废气宜采用吸附方式处置。另有光催化、光氧化技术主要适用于恶臭异味的治理。

目前，该市家具制造业采取的挥发性有机物治理措施主要是光催化氧化和低温等离子体法，个别企业采用增加活性炭吸附、湿式水帘等措施，但是污染物去除率较低，大部分企业的去除率仅为40%～60%，没有达到国家和地方要求的标准。建议企业采用多种方法相结合的“活性炭吸附/脱附+CO（低温催化燃烧）”法或“活性炭吸附/脱附+RTO（高温蓄热式焚烧）”法等高效处理方法。目前通过催化燃烧技术在300 ℃将有机废气分解成二氧化碳和水蒸气，废气去除率可达95%，而且燃烧过程中产生的热能还可以回收利用，达到废气利用和节能的目的[4]。同时，建议企业加强工艺流程的管理并与外部监督相结合，通过推动多级联动的末端治理制度建设，确保VOCs系统的处理效率与稳定性。通过引入第三方处理等方式来完善末端的处理与监督，在分担企业部分压力的同时，为确保治理工作的有序开展创造新的条件。

2.4 精细管控

VOCs治理的精细管控措施主要包括制定源清单及管控方案、推行“一厂一策”制度和建立运营管理台账等方面。各企业要结合当地的环境质量现状，围绕当地环境空气质量的改善需求，根据O3和PM2.5的源解析，结合不同行业的污染物排放特点和VOCs物质的光化学反应活性等，确定VOCs控制的重点行业和重点污染物，同时兼顾恶臭污染物和有毒有害物质控制等，提出有效管控方案。

对于木质、软体和金属等不同类型的家具制造业，建议组织专家提供专业化的技术支持，指导企业或委托第三方技术机构编制切实可行的污染治理方案，推行“一厂一策”制度，根据生产工艺中不同的VOCs产污环节及企业具体的实际情况，明确在原辅材料替代、无组织排放管控、废气收集和污染物治理设施等全过程的减排要求，对投资成品和减排效益进行测算，采取不同对策，降低VOCs排放浓度。

建立运营管理台账，对生产设施和污染治理设施的运行管理均进行详细记录，并由专人负责管理，如涉及的产品产量、原辅材料等信息，有组织废气治理设施、无组织废气排放控制措施的运行、维护、管理等信息和关键参数，非正常工况等，相关台账记录至少保存三年；健全内部考核制度，加强人员的培训和技术交流。

3 家具制造业VOCs治理综合管控建议

据调查，目前，该市家具制造业在挥发性有机物治理方面存在的问题主要是治理设施的去除率较低，废气收集率低，企业环境管理台账不全等。企业生产过程中，应按要求委托专业机构定期对废气进行检测，污染物排放限值严格执行《大气污染物综合排放标准》（GB 16297—1996）、《挥发性有机物无组织排放控制标准》（GB 37822—2019）等国家标准及《工业企业挥发性有机物排放控制标准》（DB 13/2322—2016）等地方标准，同时家具制造业应执行《排污许可证申请与核发技术规范 家具制造工业》（HJ 1027—2019）、《排污单位自行监测技术指南涂装》（HJ 1086—2020）等规定的自行监测管理要求。结合国家和地方发布的挥发性有机物污染治理工作方案，在家具制造行业鼓励大力推广使用水性、紫外光固化涂料；全面使用水性胶黏剂；推广使用自动喷涂或辊涂等先进工艺技术；加强废气的收集与处理，有机废气收集效率不低于80%；建设吸附燃烧等高效治理设施，实现污染物的全面达标排放。