涂料生产行业挥发性有机物综合整治方案探讨
摘要：涂料生产行业是工业VOCs综合整治的重点行业.本文从产品结构调整、生产过程控制、强化废气收集、完善末端治理设施等方面进行分析，探讨涂料生产行业VOCs综合防治措施方案。
关键词：涂料生产；VOCs；综合整治
中图分类号：X788 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）07-0251-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.07.155
Discussion on comprehensive improvement scheme of volatile organic compounds in coating production industry
Zheng Jinyu
（Shenzhen Environmental Engineering Technology Center Co.， Ltd.，Shenzhen Guangdong 518000，China）
Abstract：The coating production industry is the key industry in the comprehensive improvement of industrial VOCsemission reduction. This paper analyzes from the aspects of product structure adjustment， production process control， strengthening exhaust collection efficiency， perfecting terminal treatment facilities， etc. and discusses how to promote comprehensive improvement of VOCsemission reduction in coating industry.
Key words： CoatingProduction； VOCs；Comprehensive Improvement
近年大气污染问题日益突出和严峻，其中挥发性有机物（VOCs）不仅是引起光化学烟雾、雾霾的主要因素之一，同时对人体健康也存在较大危害[1]。工业生产是VOCs的主要排放源，加强对重点行业的VOCs综合整治，是有效控制并减少VOCs排放，确保环境控制质量持续改善的重要工作。
涂料生产行业是VOCs防治的重点行业，本文以某涂料生产企业开展VOCs综合整治工作为例，对涂料生产行业VOCs防治措施进行探讨。
1 VOCs综合整治
1.1 产品结构调整
传统涂装以溶剂型涂料为主，采用有机溶剂为分散介质，在喷涂和烤漆过程中产生大量VOCs排放，是主要的工业VOCs排放源之一。
近年，我国对大气污染防治要求不断提高，2016年发布实施的《中华人民共和国大气污染防治法》中提出“工业涂装企业应当使用低揮发性有机物含量的涂料”，政策上鼓励发展水性涂料、高固体分涂料、辐射固化涂料、粉末涂料等环保涂料，逐步限制溶剂型涂料使用[2]，例如北京、深圳等城市的家具制造行业2017年已经开始全面使用水性漆。该企业以生产溶剂型涂料为主，应积极面对行业发展趋势，加大研发投入，调整产品结构向低挥发性、环保涂料转变，使企业在未来行业竞争中保持优势，为VOCs减排起到充分的作用。
1.2 加强生产过程控制
溶剂型涂料生产工艺流程为：将树脂、溶剂、助剂、色粉等按配方配料、分散、搅拌、研磨、灌装、成品。减少VOCs产生，提高生产过程密闭性是关键。由于溶剂的易燃性和毒性，基于消防安全要求车间难以做到整体密闭，因此需要提高生产装置和局部生产区域的密闭性，同时加强逸散VOCs废气收集，避免无组织排放。
（1）配料环节：企业原采用敞口桶配料，配备小口径集气罩抽风收集逸散VOCs。由于配料桶开口大、溶剂逸散量大、气味刺鼻且集气罩覆盖面有限，集气效率较低。改善后，采用加密封盖的配料桶，进料开口尺寸与送料管匹配，提高配料过程密闭性；对配料区域采用软帘局部密闭隔断，微负压抽风收集逸散废气。（2）搅拌环节：企业原采用搅拌桶上加平板，平板中间开孔放置搅拌头，附近设小口径集气罩保持微负压抽风。为便于搅拌头升降，盖板开孔较大，搅拌过程密闭性差，持续开启负压抽风会加速桶内VOCs逸散。改善后，将盖板与搅拌杆做成一体化，随搅拌头升降，搅拌桶与搅拌机的整体密封性提高。将废气收集管与盖板密封连接，搅拌时不开启抽风，减少VOCs逸散；停机加料或者换料时，开启抽风，确保逸散VOCs有效收集。（3）研磨环节：研磨设备主要为砂磨机和三辊机，砂磨机为封闭式设备，符合对生产设备的密封要求；三辊机为敞开式设备，研磨过程VOCs易逸散，应淘汰。研磨出料环节也应加强出料口与储料桶的密闭连接。（4）灌装环节：该企业原灌装包装过程未进行局部密闭，废气收集效率较低。改善后，对采用塑胶软帘进行局部隔断密闭，采用微负压抽风，提高收集效率。
1.3 完善末端治理设施
工业VOCs末端治理方式可分为回收型和销毁型。对于大型涂料生产企业可考虑采用吸附浓缩+脱附冷凝工艺[3]，对溶剂回收利用；对中小型涂料企业，废气特点是低浓度、风量适中，适合采用销毁式处理方式，包括催化燃烧法、臭氧分解法、等离子体分解法、UV光解法、生物处理技术等[4]。该企业为中小规模涂料生产企业，原废气仅经水喷淋处理后排放，末端设施较简单。综合考虑废气特点、末端设施处理效果和运行费用等因素，此次改善选择在原有水喷淋设施后段增加UV光解。废气先经水喷淋去除颗粒物和部分溶于水的成分，然后进入UV光解设备，高能UV光激发所产生的高密度光量子与有机废气碰撞，使大分子有机物发生开环、裂解，降解为小分子或中间体；同时高能UV光解空气中的氧分子形成游离氧，游离氧由于所携正负电子不平衡，与氧分子结合形成强氧化力的臭氧。在高能UV光束及臭氧协同作用下，有机物发生分解氧化反应，降解为对环境无害的低分子化合物、水和CO2。
1.4 提高日常监管水平
企业应建立并完善VOCs统计台账，从购买、贮存、使用环节对VOCs原辅材料加强统计，避免因管理不善造成泄漏等情况发生。
企业应将生产操作流程制度化，并加强对员工的意识和操作培训，强化岗位责任制和考核，避免由于操作不当造成的VOCs无组织排放。
企业应建立并完善VOCs治理设施台账，制定并执行日常维护、检查计划，确保设备正常运行，定期进行废气检测，保证废气达标排放。对于治理设施产生的二次污染物，如喷淋废水、废UV灯管等，作为危险废物分类收集，交给有处理资质的环保公司处理。
2 结语
涂料生产行业是涂装产业链的上游，企业除在生产过程中加强控制，做好末端处理，减排VOCs外，更重要的是加强开发适用性更广的环保、低毒、低VOCs涂料产品，促进涂装行业从源头减排VOCs。
参考文献
[1]吴兑.灰霾天气的形成与演化[J].环境科学与技术，2011，34（3）： 157-161.
[2]王卉.基于涂料行业VOC污染控制政策法规研究[J].绿色化工，2016（07）：70-71.
[3]丁宝维.溶剂型涂料企业VOC排放整改设计[J].涂料工业，2016，46（7）：51-54.
[4]李长英，陈明功，盛楠等.挥发性有机物处理技术的特点与发展[J].化工进展，2016，35（3）：917-925.
收稿日期：2018-05-02
作者简介：郑金玉（1981-），女，硕士研究生，中级工程师，研究方向为环境科学。
关键词：涂料生产；VOCs；综合整治
中图分类号：X788 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）07-0251-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.07.155
Discussion on comprehensive improvement scheme of volatile organic compounds in coating production industry
Zheng Jinyu
（Shenzhen Environmental Engineering Technology Center Co.， Ltd.，Shenzhen Guangdong 518000，China）
Abstract：The coating production industry is the key industry in the comprehensive improvement of industrial VOCsemission reduction. This paper analyzes from the aspects of product structure adjustment， production process control， strengthening exhaust collection efficiency， perfecting terminal treatment facilities， etc. and discusses how to promote comprehensive improvement of VOCsemission reduction in coating industry.
Key words： CoatingProduction； VOCs；Comprehensive Improvement
近年大气污染问题日益突出和严峻，其中挥发性有机物（VOCs）不仅是引起光化学烟雾、雾霾的主要因素之一，同时对人体健康也存在较大危害[1]。工业生产是VOCs的主要排放源，加强对重点行业的VOCs综合整治，是有效控制并减少VOCs排放，确保环境控制质量持续改善的重要工作。
涂料生产行业是VOCs防治的重点行业，本文以某涂料生产企业开展VOCs综合整治工作为例，对涂料生产行业VOCs防治措施进行探讨。
1 VOCs综合整治
1.1 产品结构调整
传统涂装以溶剂型涂料为主，采用有机溶剂为分散介质，在喷涂和烤漆过程中产生大量VOCs排放，是主要的工业VOCs排放源之一。
近年，我国对大气污染防治要求不断提高，2016年发布实施的《中华人民共和国大气污染防治法》中提出“工业涂装企业应当使用低揮发性有机物含量的涂料”，政策上鼓励发展水性涂料、高固体分涂料、辐射固化涂料、粉末涂料等环保涂料，逐步限制溶剂型涂料使用[2]，例如北京、深圳等城市的家具制造行业2017年已经开始全面使用水性漆。该企业以生产溶剂型涂料为主，应积极面对行业发展趋势，加大研发投入，调整产品结构向低挥发性、环保涂料转变，使企业在未来行业竞争中保持优势，为VOCs减排起到充分的作用。
1.2 加强生产过程控制
溶剂型涂料生产工艺流程为：将树脂、溶剂、助剂、色粉等按配方配料、分散、搅拌、研磨、灌装、成品。减少VOCs产生，提高生产过程密闭性是关键。由于溶剂的易燃性和毒性，基于消防安全要求车间难以做到整体密闭，因此需要提高生产装置和局部生产区域的密闭性，同时加强逸散VOCs废气收集，避免无组织排放。
（1）配料环节：企业原采用敞口桶配料，配备小口径集气罩抽风收集逸散VOCs。由于配料桶开口大、溶剂逸散量大、气味刺鼻且集气罩覆盖面有限，集气效率较低。改善后，采用加密封盖的配料桶，进料开口尺寸与送料管匹配，提高配料过程密闭性；对配料区域采用软帘局部密闭隔断，微负压抽风收集逸散废气。（2）搅拌环节：企业原采用搅拌桶上加平板，平板中间开孔放置搅拌头，附近设小口径集气罩保持微负压抽风。为便于搅拌头升降，盖板开孔较大，搅拌过程密闭性差，持续开启负压抽风会加速桶内VOCs逸散。改善后，将盖板与搅拌杆做成一体化，随搅拌头升降，搅拌桶与搅拌机的整体密封性提高。将废气收集管与盖板密封连接，搅拌时不开启抽风，减少VOCs逸散；停机加料或者换料时，开启抽风，确保逸散VOCs有效收集。（3）研磨环节：研磨设备主要为砂磨机和三辊机，砂磨机为封闭式设备，符合对生产设备的密封要求；三辊机为敞开式设备，研磨过程VOCs易逸散，应淘汰。研磨出料环节也应加强出料口与储料桶的密闭连接。（4）灌装环节：该企业原灌装包装过程未进行局部密闭，废气收集效率较低。改善后，对采用塑胶软帘进行局部隔断密闭，采用微负压抽风，提高收集效率。
1.3 完善末端治理设施
工业VOCs末端治理方式可分为回收型和销毁型。对于大型涂料生产企业可考虑采用吸附浓缩+脱附冷凝工艺[3]，对溶剂回收利用；对中小型涂料企业，废气特点是低浓度、风量适中，适合采用销毁式处理方式，包括催化燃烧法、臭氧分解法、等离子体分解法、UV光解法、生物处理技术等[4]。该企业为中小规模涂料生产企业，原废气仅经水喷淋处理后排放，末端设施较简单。综合考虑废气特点、末端设施处理效果和运行费用等因素，此次改善选择在原有水喷淋设施后段增加UV光解。废气先经水喷淋去除颗粒物和部分溶于水的成分，然后进入UV光解设备，高能UV光激发所产生的高密度光量子与有机废气碰撞，使大分子有机物发生开环、裂解，降解为小分子或中间体；同时高能UV光解空气中的氧分子形成游离氧，游离氧由于所携正负电子不平衡，与氧分子结合形成强氧化力的臭氧。在高能UV光束及臭氧协同作用下，有机物发生分解氧化反应，降解为对环境无害的低分子化合物、水和CO2。
1.4 提高日常监管水平
企业应建立并完善VOCs统计台账，从购买、贮存、使用环节对VOCs原辅材料加强统计，避免因管理不善造成泄漏等情况发生。
企业应将生产操作流程制度化，并加强对员工的意识和操作培训，强化岗位责任制和考核，避免由于操作不当造成的VOCs无组织排放。
企业应建立并完善VOCs治理设施台账，制定并执行日常维护、检查计划，确保设备正常运行，定期进行废气检测，保证废气达标排放。对于治理设施产生的二次污染物，如喷淋废水、废UV灯管等，作为危险废物分类收集，交给有处理资质的环保公司处理。
2 结语
涂料生产行业是涂装产业链的上游，企业除在生产过程中加强控制，做好末端处理，减排VOCs外，更重要的是加强开发适用性更广的环保、低毒、低VOCs涂料产品，促进涂装行业从源头减排VOCs。
参考文献
[1]吴兑.灰霾天气的形成与演化[J].环境科学与技术，2011，34（3）： 157-161.
[2]王卉.基于涂料行业VOC污染控制政策法规研究[J].绿色化工，2016（07）：70-71.
[3]丁宝维.溶剂型涂料企业VOC排放整改设计[J].涂料工业，2016，46（7）：51-54.
[4]李长英，陈明功，盛楠等.挥发性有机物处理技术的特点与发展[J].化工进展，2016，35（3）：917-925.
收稿日期：2018-05-02
作者简介：郑金玉（1981-），女，硕士研究生，中级工程师，研究方向为环境科学。
