金屬涂料生產中揮發性有機物（VOC）的污染及其防治研究

于江坤

保定市生態環境局唐縣分局 河北保定 072350

金屬涂料是改善表面狀況、提高涂層的附著力、增強金屬基材抗腐蝕性能的重要手段。在生產涂料的過程中，使用的有機溶劑不可避免會產生大量含有有機物的氣體，因此有必要對防治揮發性有機物（VOC）污染的措施進行研究，對保護生態環境具有重要意義。

1 金屬涂料生產中揮發性有機物（VOC）的污染

金屬涂料在不同工藝的作用下涂敷在物件表面之后，可形成具有一定強度、粘附牢固的固態薄膜，與我們的生活息息相關。在生產金屬涂料的過程中，會加入各種不同的助劑、溶劑、顏料，直接或間接產生的揮發性有機物包括酮類、酯類、苯系物等，其中含氧烴、芳香烴占據VOC總濃度的比重過半，成為金屬涂料生產最主要的有機物污染源。此外，VOC中每種化合物的含量大多數少于50mg/m3，這些容易忽略且毒性、刺激性較強的氣體在很大程度上危害著生態環境，并威脅人體健康安全。使得長期生活在污染環境中的人體健康水平低下，不利于經濟社會穩定發展的秩序。

2 揮發性有機物（VOC）的防治措施

在實際治理金屬涂料生產中揮發性有機物（VOC）污染的過程中，源頭替代控制法約占實際治理的20-30%，使用的過程控制法小于10%，末端治理占比最大，約60%，通過采用先進的生產工藝、減少有機溶劑施用量、提高末端設備處理水平，以此充分發揮出吸附法、膜分離法、等離子體法等方法的優勢。對提高揮發性有機物（VOC）吸收效率與綜合治療效果具有重要意義。

2.1 合理選擇處理技術

金屬涂料的生產過程會應用許多先進的加工設備來降低有機廢氣的排放量，但應結合設備運行特點與VOC污染主要來源，選擇合適的廢氣處理技術。首先，吸附法。吸附法能夠將廢氣氣相中的有機物轉移至吸附劑中，使用到的材料有硅藻土、活性炭、沸石等，但是該種方法吸附的有機物再利用價值小，易造成二次污染；其次，膜分離法。充分利用膜的選擇滲透性，還可加入不同體積分數的磁性熒光納米材料分子篩來增強對有機廢氣的吸附力，進而提升整體滲透效果，具有較高的經濟價值；最后，等離子體法。該種方法主要是利用氣體分子與活性粒子之間的反應，以此將揮發性有機物（VOC）激發成為HO2、O、OH等自由基以及氧化性較強的O3等，最終在氧化反應的作用下生成CO2、CO、H2O等物質，從而達到凈化金屬涂料生產中有機廢氣的作用[1]。

2.2 加強生產過程控制

針對金屬涂料生產中揮發性有機物（VOC）污染，加強生產過程控制是廢氣防治的重要環節，由于金屬涂料生產工藝流程中，按照配方配料、攪拌、研磨、灌裝制作涂料的色粉、助劑、樹脂等原料的過程，是生產過程控制加強的重要環節，需要進一步提升各生產階段的密閉性。在配料環節，應采用口徑小的集氣罩收集散發出來的VOC，同時使用進料口、送料口尺寸相匹配的加密封蓋配料桶，以此提升金屬涂料生產配料環節的密閉性。在攪拌環節，為避免開孔較大的蓋板造成揮發性有機物大量外泄，可采用負壓抽風裝置加大桶內VOC的逸散性，使得攪拌頭與蓋板形成統一整體，使攪拌、加料、換料環節產生的有機廢氣大幅度減少。在研磨環節，應將原有的砂磨機、三輥機改成與儲料桶密閉連接的工藝設備，以此提升原材料研磨環節的密閉性。在灌裝環節，應使用隔斷密閉性較強的塑料軟簾，同時結合負壓抽風來提升整體防治揮發性有機物污染的效率。

2.3 完善末端治理措施

一般情況下，金屬涂料生產的VOC末端治理方式包括回收型和銷毀型兩大類型，大多數金屬涂料生產企業均可采用吸附濃縮+脫附冷凝工藝，但是由于小規模涂料生產企業產生的廢氣具有風量適中、濃度較低的特點，采用等離子體法、催化燃燒法、生物處理技術等，均可得到預期的廢氣防治效果。針對生產規模稍大的企業，揮發性有機物（VOC）末端治理措施較簡單會在一定程度上影響綜合治理效果，綜合考慮運行費用、末端設施處理效果、有機廢氣特點，可將UV光解工藝處理段增設在末端處理中，使得經過水噴淋的含有有機顆粒物的氣體，進入到UV光解設備中與高密度光量子發生碰撞，進而分解成為中間體或是小分子，并且空氣中的氧分子也會光解成為游離氧，以此充分體現出等離子體法的優勢與作用，揮發性有機物會在臭氧、高能UV光束的協同作用下，生成對環境無污染的低分子化合物，達到凈化目的。此外，還可在末端處理設施中增設能夠再生利用有機廢氣的分子篩，使得氣體中的有機物燃燒形成可供企業生產的熱量，進而充分發揮出多聯合工藝治理的優勢與作用[2]。

2.4 提高日常監管水平

在企業完善金屬涂料生產工藝與生產設備之外，還應對日常生產的監督與管理進行有針對性的加強，積極從材料購買、貯存、使用環節進行VOC的綜合統計，以免因為管理不當而發生揮發性有機物泄露的問題，最大幅度降低VOC的污染。與此同時，企業還應加強一線技術人員對廢氣處理技術的運用能力，嚴格按照規范生產標準進行操作，避免由于不當操作而引起有機廢氣的超量排放。此外，應切實加強對金屬涂料生產設備的保養與維護，通過定期檢查發現工藝設備存在的問題，在保證設備聲場運行的前提下，促使VOC排放與標準相符，避免二次污染的出現[3]。

3 結語

綜上所述，金屬涂料生產中的揮發性有機物（VOC）主要來源于生產過程以及使用過程，應針對生產設備、生產工藝、日常管理進行優化與調整，在保證有機廢氣治理效果的基礎上，積極運用多聯合處理工藝最大幅度降低揮發性有機物的濃度，實現降本增效的目標。