喷漆废气处理技术的分析

陈杰营

（佛山市天泰利安环境工程有限公司，广东 佛山 528000）

喷漆作业中会出现一些有毒气体，主要以苯系物（苯、甲苯、二甲苯）为主，有些还兼具酯类、醚类、酮类等组分，它们会带来严重的危害。因此，涉及喷漆工艺的厂企要对喷漆废气的处理方案进行科学合理的选择，以便减少喷漆作业给工作人员以及周围居民带来的影响。此外，涉及喷漆工艺的厂企只有处理好喷漆废气，才能使企业实现可持续发展，进而实现经济与环境的和谐发展。

1 关于油漆与喷漆废气的相关概述

油漆的种类有很多，工业用油漆按基料的类别分类，工业漆可以分为沥青漆、醇酸漆、氨基漆、环氧漆、聚氨脂漆、丙烯酸漆、有机硅漆、纤维素漆、橡胶漆等[1]。按使用部位分可分为：底漆、中涂漆、面漆。根据油漆使用要求的不同，不同载体使用的油漆类型也不一样。对于金属行业的喷漆来说，其用的底漆一般是环氧漆、醇酸漆、聚氨酯漆及硝基漆等。对于塑料表面的喷漆来说，因塑料制品一般耐热性较差，常用耐候性、保光保色性能较好的自干型涂料涂装，如热塑性丙烯酸漆、聚氨酯漆，调配成单色漆、金属漆、亚光漆、桔纹漆等。对于木料喷漆来说，木材表面的油漆常见的有硝基清漆、手扫漆、聚酯漆、聚氨酯漆等。目前国内使用油漆多以溶剂型油漆为主，溶剂型油漆主要包括有树脂、固化剂及其它助剂、颜料等，以溶剂作为稀释剂，但溶剂型油漆有机污染物含量高，挥发性大，污染重！根据2018年国务院印发的《打赢蓝天保卫战三年行动计划》，需大幅减少大气污染物的排放[2-3]。所以近几年来，油漆也朝着水性化、辐射固化和无溶剂化方向发展，从底漆到面漆逐步替代传统油漆。

喷漆分为手动喷漆和自动喷漆。手动喷漆装置一般包括气雾罐、气雾阀、内容物（油漆）以及抛射剂等部分组成，是对油漆进行特殊方法处理后高压灌装，从而方便喷涂的一种方式，手动喷漆一般由人工手持完成。而自动喷漆是取代人手持喷漆枪把涂料分散成雾状在被涂物表面进行喷涂的一种半自动或全自动涂装的设备。

喷漆废气是指在喷漆作业及固化过程中出现的一些喷漆喷雾微粒以及其他形式的有机废气。它主要包括三种形式：一种是细粒水珠，它其中携带或溶解了一些喷漆的微粒，在高压喷涂过程中没有将其喷到物体表面；二是在四周空气中悬浮的一些喷漆雾状的微粒；另一种是在使用油漆喷涂的过程中，油漆里面的溶剂或有机成分挥发到空气中形成气态的有机污染物，油漆的种类不同，成分也不同。因此针对喷漆废气的治理，应根据废气成分的特性选取合适的废气处理工艺[4-6]。

2 喷漆废气产生的污染与危害的特征

根据油漆组份的不同，喷漆废气里物质成分及含量均不同。溶剂型的油漆需要用到大量的稀释剂，稀释剂主要成分大致有几种，一是脂类溶剂，比如醋酸丁酯、醋酸乙酯、醋酸戊酯等等；二是烃类溶剂，主要是芳香烃（如甲苯、苯、二甲苯、200号煤焦溶剂等）和脂肪烃（如煤油、200号溶剂汽油等等）；三是酮类溶剂（丁酮、丙酮、甲基异丁酮等等）；还有醇醚类、醇类溶剂等。喷漆行业施工条件下使用的溶剂型油漆一般有机溶剂都占50%以上，而在硝基涂料中更占到95%以上，所以涂料工业中使用的溶剂型涂料每年都有大量的有机溶剂挥发到大气中，属于可挥发性有机物（VOC）。油漆中的溶剂在涂装过程中最终会挥发掉，此使用溶剂型油漆的喷涂工艺，喷漆废气里含有挥发性的有机物较多且多不溶于水，对环境影响也较大。水性油漆采用去离子水等取代稀释剂作为溶剂，从源头上减少了大量有机污染物的产生；高固份含量的新型油漆因固份含量高，溶剂使用比例少，近年来都是国家大力推行的环保型油漆。但由于这些新型涂料的使用性能在某些情况下仍不能完全取代溶剂型涂料，而溶剂型涂料尽管VOC含量很高，但它具有良好的施工特性，优异的装饰性和良好的配套性，使得它在涂料工业中的用量仍然很大。大量的VOC废气排放到大气中会对环境造成巨大的危害，包括会产生温室效应、破坏大气臭氧层、造成大气污染、污染水质及土壤等，影响人类健康。因此喷漆行业应提高环保型油漆的使用比例，提高喷漆废气的收集效率，强化喷漆废气的末端治理，选择合适的废气处理工艺，从源头、过程及末端减少VOC废气的排放，降低喷漆废气对环境的影响。

3 处理喷漆废气的有效方式

3.1 漆雾净化方式

漆雾净化主要包括干法与湿法两种方式。干法净化是通过特殊过滤材料，比如玻璃纤维和活性炭纤维等，来拦截过滤漆雾[7]。湿法净化是利用水雾和水帘来拦截过滤漆雾。湿式净化会出现含有漆雾的一些废水，因而要处理这些废水，一般使用化学絮凝剂来对漆雾废水进行处理，无机絮凝剂和有机絮凝剂以及复合型絮凝剂还有微生物絮凝剂是一般比较常用的絮凝剂。湿式净化方法能高效去除漆雾，其缺点是漆雾会黏附在室壁和管道以及水槽中，长时间使用会出现较大的漆团将管道堵塞。干式净化能实现90%的去除率，有着较低的运行费用，一般适用于较少的涂料用量或者间歇式生产的喷涂室，和湿式净化法相比，其稳定性相对较差，要对滤料进行定期更换。

3.2 有机废气净化方式

3.2.1 传统净化处理技术

对于传统的有机废气净化技术来说，它已经比较成熟，主要包括吸附法、燃烧法、吸收法以及冷凝法等，已经被广泛的使用。在具体的净化处理过程中，对于不同的浓度和流量以及成分的废气要使用不同的技术方法。吸附法中的吸附剂能实现回收利用，越好的吸附剂性能就具有越好的净化效果，然而如果废气的湿度较大，使用这种方法来处理，效果就不太理想，而且吸附剂还要进行定期更换，该方法具有较高的运行费用。现今工业上一般使用的吸附工艺主要是固定床和移动床以及流化床还有转轮式吸附装置[8]。吸收法具有较高的安全性和较低的运行费用，然而要处理所出现的废水，化学吸收法有着复杂的工序和较高的操作要求。燃烧法的操作相对简单，也有着良好的净化效果，然而有着较高的运行费用。冷凝法操作也相对简单，且具有稳定的回收效果，缺点是有较高的能耗，其对设备的性能要求比较高，制冷剂会影响到它[9]。

3.2.2 新型净化技术

近年来，一些新型净化技术的发展速度很快，如生物法以及等离子体净化法等。与传统的物理化学方法相比，生物处理法的优点为成本低且无二次污染，可以彻底净化废气，它的原理是通过细菌与真菌等微生物来氧化分解废气中的有机成分，使其变为简单的无机物。生物法主要包括生物过滤法、生物滴滤法以及生物洗涤法。研究生物滴滤系统对喷漆废气进行净化后的稳定性情况，研究表明生物滴滤系统可以对喷漆废气进行有效处理，可以实现90% 以上的处理效率。通过湿式喷淋+低温等离子工艺来对喷漆废气进行有效处理，研究运行结果表明，废气的净化效率较高，投资及运行方面有着较低的费用。此外，还有UV光解催化氧化法。该方法主要是利用一定的设备设施，比如高能离子发生器，大量的自由基在很短的时间内就能快速产生，其具有较高的浓度，较大的强度，它会和喷漆作业中形成的大量废气直接发生反应与运用，在毫秒时间内利用氧化还原反应把污染物转换成便于分解与处理的水等物质。在这一过程中，净化处理喷漆废气的效率较高，该方法利用设备自身的吸附性来净化吸附有害气体，进而使其符合对外排放的标准[10-12]。

4 结论

由于国家提出蓝天保卫战行动计划，政府提倡要将污染物从源头进行有效的削减，要提高废气收集的效率，并进一步提升末端处理工艺的水平，最终能最大程度地减少喷漆废气对大气的影响。因此涉及喷漆的相关企业要尽量多地使用环保型的油漆及喷漆作业方式，在进行喷漆并产生有害废气后，要及时对相关废气进行有效处理，并要对处理废气的方案进行科学合理的选择，以便让喷漆废气的净化效率提高，进而使其减少对作业人员的身体健康的影响，同时也减少对环境的污染。