噴漆廢氣環(huán)保治理措施分析

王秀麗 白 鶴 汪 嘯

1.安徽睿晟環(huán)境科技有限公司；2.浙江東天虹環(huán)保工程有限公司；3.浙江雙良商達(dá)環(huán)保有限公司

1 引言

空氣污染已經(jīng)成了社會(huì)的熱點(diǎn)話題，相對(duì)于氣候變暖，空氣污染顯然直接威脅著人們的身體健康。隨著國家經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型，越來越多的生產(chǎn)性企業(yè)開始重視在生產(chǎn)過程中污染物的凈化工作。對(duì)于噴漆工藝來說，其中產(chǎn)生大量的有機(jī)廢氣直接排放到空氣中顯然是不合理的，因此接下來將重點(diǎn)的闡述在進(jìn)行噴漆工藝中如何對(duì)廢氣產(chǎn)物進(jìn)行合理的凈化處理。并且還會(huì)針對(duì)具體的凈化技術(shù)，結(jié)合具體的實(shí)際例子來進(jìn)行進(jìn)一步的說明，幫助讀者更好地進(jìn)行理解。

2 目前噴漆廢氣排放的現(xiàn)狀

噴漆工藝是生產(chǎn)型企業(yè)不可或缺的工藝之一。噴漆廢氣一般指的是工人在對(duì)物體進(jìn)行噴漆中產(chǎn)生的大量有機(jī)廢氣和固體的顆粒污染物。這些廢氣產(chǎn)生的途徑多種多樣，不盡相同，比如在噴劑在高溫環(huán)境中汽化，有機(jī)廢氣揮發(fā)到周圍的空氣中。部分化學(xué)稀釋液體中揮發(fā)出來的有機(jī)廢氣，噴漆工藝過程中散落在空氣中的大量氣體顆粒物，還有很多水蒸氣中攜帶了大量的有害顆粒物飄向空氣中。這些有害顆粒物通過分子的流動(dòng)性迅速擴(kuò)展到周圍的空氣中，最終對(duì)周圍的空氣、土壤、水體和生物體造成了不可逆的污染。研究表明，噴漆產(chǎn)生的污染物具備很強(qiáng)的揮發(fā)性能，其中包含大量的苯類污染物、甲苯類污染物、醛類污染物等致癌氣體。經(jīng)過驗(yàn)證這些氣體會(huì)對(duì)人體的心腦血管、心肺機(jī)能造成不可逆的破壞，尤其是會(huì)降低人體的免疫系統(tǒng)的反應(yīng)，嚴(yán)重的甚至造成中毒昏迷。因此采取有效地治理措施，確保處理后的廢氣達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)是十分必要的。下邊將詳細(xì)的闡述目前比較成熟的集中有機(jī)廢氣處理技術(shù)，探究其原理來更好地了解廢氣處理的內(nèi)部機(jī)制。

3 噴漆廢氣環(huán)保治理技術(shù)手段

針對(duì)噴漆產(chǎn)生的大量有機(jī)廢氣和顆粒物的凈化技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了很多年，根據(jù)上述得知，噴漆產(chǎn)生的大量有害污染物有：有機(jī)廢氣和攜帶污染物顆粒的氣霧。根據(jù)氣體污染物形式的不同需要采取不同的處理方案。目前比較成熟的技術(shù)可以分為兩大類：干燥式處理技術(shù)和濕潤式處理技術(shù)。這兩種技術(shù)需要根據(jù)廢氣顆粒物產(chǎn)生的環(huán)境和處理要求進(jìn)行合理選擇。

3.1 干燥式廢氣顆粒物處理技術(shù)

干燥式處理技術(shù)主要是過濾處理技術(shù)。和濕潤式處理技術(shù)相比，干燥處理技術(shù)雖然凈化率偏低，但是也能達(dá)到95%以上，完全符合企業(yè)的正常要求。此外，濕潤式處理技術(shù)雖然凈化率很高，但是處理的過程中都離不開水和溶劑作為載體，所以產(chǎn)物排出后很有可能造成水污染的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)干燥式處理技術(shù)的處理過程中不需要太多資金的投入，因此性價(jià)比要遠(yuǎn)高于濕潤式處理技術(shù)。干燥式處理技術(shù)主要是通過一個(gè)巨大的空氣過濾裝置，來將噴漆過程中產(chǎn)生的廢氣吸取在儲(chǔ)存袋中，然后經(jīng)過多重壓縮和多級(jí)過濾，將空氣中的有害物質(zhì)分隔開。其中產(chǎn)生的一些液體成分也會(huì)被過濾器中特殊的裝置進(jìn)行干燥處理，最后的產(chǎn)物就是干凈的空氣和有害物質(zhì)廢渣，之后對(duì)廢渣進(jìn)行無害化處理，這樣可以百分百保證排放到自然環(huán)境中的是純凈的空氣。

3.2 濕潤式有害氣體顆粒物處理技術(shù)

濕潤式凈化技術(shù)主要可以分為三種：水簾阻擋技術(shù)、水霧凝結(jié)技術(shù)以及沉淀凈化技術(shù)。水簾阻擋技術(shù)就是通過特定的、能產(chǎn)生多層水簾阻擋的裝置來實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢氣與外界的阻擋隔絕。這些被阻擋在噴漆室的有機(jī)廢氣分子會(huì)和水幕充分混合，從而被直接帶到水箱中，達(dá)到將空氣中的有害物質(zhì)進(jìn)行統(tǒng)一收集處理的目的。水霧凝結(jié)技術(shù)就是直接利用水幕溶解掉空氣中的有機(jī)廢氣，然后將絮凝劑和助凝劑按照比例充分混合后加入水箱中，將有害物質(zhì)進(jìn)行沉淀，從而分離出來后做統(tǒng)一的無害化處理。這種方法通常簡單、直接、高效，因此對(duì)于一些追求性價(jià)比的企業(yè)來講非常適合，這種技術(shù)原理也是至今被應(yīng)用的最多。沉淀凈化技術(shù)是目前凈化率最高的技術(shù)，有害物質(zhì)去除率可以達(dá)到99%以上。此種方法就是利用專門的捕捉裝置將還有有害物質(zhì)的氣體統(tǒng)一收集，存放在特制的空氣壓縮機(jī)中，利用過濾技術(shù)和通風(fēng)設(shè)備將純凈空氣不斷地排出，只剩下高濃度的有害廢氣。之后利用水霧技術(shù)和壓強(qiáng)技術(shù)令有機(jī)廢氣完全溶解到溶劑中，之后利用沉淀催化劑將有害物質(zhì)進(jìn)行凝結(jié)分離，最后處理。這種技術(shù)因?yàn)閮艋矢撸腔ㄙM(fèi)的成本較高，因此比較適合有經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)、對(duì)廢氣處理要求較高的企業(yè)。

4 噴漆廢氣環(huán)保治理的措施和具體方法

4.1 固體吸附物吸附有機(jī)廢氣顆粒物

固體吸附處理方法就是通過簡單的物理吸附原理。因?yàn)樵谶@個(gè)過程中沒有用到任何的化學(xué)反應(yīng)，因此可以看出這種方法是安全、環(huán)保、可靠的。固體吸附法就是通過具體的、吸附性強(qiáng)的載體，將空氣中的有害物質(zhì)進(jìn)行捕捉處理，從而減少空氣中有害物質(zhì)的濃度，達(dá)到噴漆廢氣處理的目的。因此可以看出其中的關(guān)鍵就是載體的吸附能力以及效果。目前用得最多的吸附載體就是活性炭，活性炭中的活性炭纖維的表面積非常的巨大，因此適合吸附有機(jī)廢氣，此外活性炭具有非常強(qiáng)的自我恢復(fù)能力，通常間隔10min作用其吸附能力會(huì)得到恢復(fù)，因此在使用期限內(nèi)可以重復(fù)的進(jìn)行使用，活性炭的成本低廉也更加適合大力的推廣。但是活性炭的吸附能力容易受到外界環(huán)境的影線，比如周圍環(huán)境的濕度和溫度，如果周圍的空氣比較潮濕，那么活性炭纖維會(huì)一起將空氣中的水分子進(jìn)行吸附，造成其二次吸附能力的減弱。假如周圍的溫度較高，活性炭纖維內(nèi)部的結(jié)構(gòu)可能會(huì)遭到不可逆的破壞，造成其吸附能力迅速下降，嚴(yán)重可能會(huì)發(fā)生火災(zāi)。但是在很多企業(yè)的噴漆車間里面，空氣的濕度和溫度顯著要高很多，因此可以采用沸石這種吸附材料。沸石里面的結(jié)構(gòu)和活性炭類似，但是穩(wěn)定性更強(qiáng)，因此更加適合吸附潮濕和高溫空氣中的有害物質(zhì)。但是沸石的二次吸附能力比活性炭要遜色不少，因此使用的壽命要遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于活性炭。因此從成本方面講，顯然是高于活性炭吸附法。

此外這兩種吸附方法雖然可以有效清除空氣中的有害物質(zhì)，但是有害物質(zhì)并沒有從根本上消失，而是被強(qiáng)制停留在吸附物中。因此需要對(duì)其進(jìn)行二次的處理后才可以將失效的活性炭或者沸石扔掉。因此固體吸附法應(yīng)該尋找更多性價(jià)比高、清除效果好的吸附材料和吸附劑，使其既能滿足在潮濕、高溫的環(huán)境中發(fā)揮效果、又能最大化的清除空氣中的有害物質(zhì)的要求。

圖1 某企業(yè)車間活性炭吸附裝置圖

4.2 對(duì)有害廢氣進(jìn)行高溫加工處理——有機(jī)廢氣燃燒處理法

利用燃燒方法處理廢氣是進(jìn)行噴漆廢氣處理的重要方法之一。因?yàn)檠芯勘砻鳎趪娖徇^程中很多廢氣是具有可燃性的有機(jī)物，因此可以利用高溫加熱將其中的有害有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無機(jī)物，釋放到周圍的空氣中。燃燒法目前可以采用兩種不同的方式，第一種就是利用燃燒材料燃燒釋放出大量的熱能，對(duì)廢氣進(jìn)行加熱處理。這種方法可以讓廢氣中的可燃物發(fā)生高溫反應(yīng)，從而轉(zhuǎn)換成二氧化碳和水等。這個(gè)過程中產(chǎn)生的熱能可以被二次利用進(jìn)行加熱，因此節(jié)省能源的效果顯著。此外這種方式不需要大型的設(shè)備，操作也簡單易行。第二種方法就是利用助燃劑直接點(diǎn)燃收集的有害廢氣。這種方法可以在催化劑的作用下將有害廢氣直接燃燒，因此處理的效果更好。但是這種方式的經(jīng)濟(jì)成本比較高，應(yīng)用的情況也有比較大的局限性，比如處理大量的廢氣濃度較低的空氣，用直接燃燒法顯然就大材小用，投入的產(chǎn)出比很低，所以利用助燃劑直接燃燒法更加適合處理小體積、廢氣濃度高的空氣。

4.3 新型環(huán)保高效處理——生物利用處理法

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，科學(xué)家們?cè)絹碓街匾暽飪艋幚砑夹g(shù)。早在很多年前，科學(xué)界就發(fā)現(xiàn)很多微生物可以將自然環(huán)境中的高污染物質(zhì)利用氧化分解作用，轉(zhuǎn)換為自身的營養(yǎng)物質(zhì)和無機(jī)物。因此所謂的噴漆廢氣生物處理技術(shù)原理是利用微生物的氧化分解作用，將廢氣中的有害物質(zhì)分解成無機(jī)物和水。和傳統(tǒng)的技術(shù)相比，生物凈化技術(shù)的效率和安全性顯然更加的生態(tài)化。目前主要的生物處理技術(shù)有三大類。

第一種是生物過濾池子來處理廢氣。利用水的溶解作用，將空氣中的有害物質(zhì)溶解到水中，利用水中的微生物對(duì)其進(jìn)行無害化處理，因?yàn)槲⑸锾幚磉^程需要一定的時(shí)間，因此這種方法適合處理一些有害物質(zhì)含量相對(duì)較低氣體，況且其要求氣體必須99%融入水體中，因此這種方法應(yīng)用的程度不高。

第二種就是利用生物的沖洗技術(shù)。這種技術(shù)其實(shí)就是生物過濾技術(shù)的升級(jí)，生物沖洗技術(shù)采用溶解效率更高的溶劑，同時(shí)假如大量的催化劑，幫助溶劑中的微生物進(jìn)行無害化處理。但是和生物過濾技術(shù)一樣，這種方法無法持續(xù)監(jiān)測(cè)處理廢液中的酸堿度，造成其穩(wěn)定性雖然有了提升，但是應(yīng)用的局限性還是很大。

第三種是生物的過濾滴液技術(shù)，這種技術(shù)顯然考慮了上述兩種技術(shù)的不足之處，它將微生物分布在過濾膜上，當(dāng)廢液一滴滴經(jīng)過過濾膜時(shí)候，微生物可以迅速進(jìn)行分解，因此滴液技術(shù)顯然處理的效率很高。但是實(shí)踐證明，廢氣中的甲苯類、苯類物質(zhì)很難溶解到水中和其他溶劑中，所以目前生物處理技術(shù)需要找到更加適合溶解廢氣的溶劑，這樣才可以實(shí)現(xiàn)處理方法的飛躍進(jìn)步。

5 結(jié)束語

噴漆產(chǎn)生的有機(jī)廢氣直接排放到空氣中現(xiàn)實(shí)絕對(duì)禁止的。本文首先強(qiáng)調(diào)了噴漆過程產(chǎn)生廢氣的組成以及危害，然后介紹了兩種廢氣處理技術(shù)類別：干燥式廢氣處理技術(shù)和濕潤式廢氣處理技術(shù)。在這些技術(shù)的基礎(chǔ)上有介紹了三種性價(jià)比很高的廢氣處理方法：有機(jī)廢氣吸附法來吸附有機(jī)廢氣顆粒、有機(jī)廢氣燃燒法來高溫處理有害廢氣顆粒、新型的生物環(huán)保法來自然的消耗有機(jī)廢氣中污染物的含量等。根據(jù)情況選擇合適的處理方法可以達(dá)到環(huán)保的目標(biāo)。