淺談噴漆有機廢氣的治理方法

丁佳煒 陳 瓊 徐一蕾

（浙江仁欣環(huán)科院有限責任公司，浙江 寧波 315000）

引言

噴漆工藝對改善材料的表面性能和防止金屬被氧化和腐蝕具有很大的作用。 它可以有效地延長這些材料的使用壽命，減少其損壞，并可以使材料和設(shè)備具有美感。通常情況下，噴漆都是通過使用油漆這一類材料，它包括溶劑、樹脂、顏料、硝酸纖維素等化學(xué)物質(zhì)，通過使用噴槍將這些漆料均勻地噴灑在物體表面，在這一過程中，并不是所有的噴漆都能完全粘附于被噴物體，其他的噴霧將會進入空氣對大氣質(zhì)量帶來污染，甚至被工人吸入影響他們的安全與健康。因此，各單位和企業(yè)必須要加強對噴漆行業(yè)的管理，對噴漆產(chǎn)生的廢氣進行研究和治理，結(jié)合實際應(yīng)用情況采取合適的方法和措施進行處理，減少源頭污染物的排放并且減少對人體和環(huán)境的危害。

1.噴漆有機廢氣的產(chǎn)生

通常，噴漆過程是以高壓無氣的形式進行噴涂的，因此噴涂涂層的厚度相對均勻，產(chǎn)生的漆渣和漆霧相對較小，具有很高的經(jīng)濟價值。這種形式可以大大減少稀釋劑和涂料的用量。高壓無氣噴涂工藝的效率可高達70%，需要使用的高固低黏度涂料，水性涂料，稀釋劑，固化劑和主要涂料在噴涂過程中很容易散發(fā)一些揮發(fā)物和有機物質(zhì)，包括有機廢氣，例如二甲苯正丁醇，甲苯，溶劑和乙酸丁酯油。為了合理處理這些廢氣，首先，相關(guān)人員需要對這些有機廢氣的含量和組成進行科學(xué)，系統(tǒng)的調(diào)查研究，并結(jié)合有機廢氣的生產(chǎn)過程及其主要成分進行科學(xué)處理，以確保廢氣治理的有效性和高效性。

近年來，常用的有機廢氣治理方法有噴霧法、燃燒法、噴淋法、等離子法、光氧化法等，在實際工業(yè)生產(chǎn)中相關(guān)研究人員應(yīng)結(jié)合該方法的治理效率和成本、設(shè)備壽命以及污染產(chǎn)生等問題，選擇最適合的處理工藝，保證處理效果和經(jīng)濟效益兼具。

2.噴漆有機廢氣的危害

噴漆中包含的主要物質(zhì)是有機溶劑，包括甲苯，苯和其他劇毒物質(zhì)，特別是苯系化合物也具有致癌作用，嚴重威脅人們的生命和健康。在噴漆過程中，這些物質(zhì)將會與噴霧劑一起散發(fā)到整個車間，并隨著人的呼吸進入人體呼吸系統(tǒng)，對人體的呼吸道造成傷害。這些劇毒物質(zhì)進入人體后，會給工作人員的脊髓、大腦等中樞神經(jīng)系統(tǒng)帶來嚴重的傷害，而且隨著時間推移給人體帶來不同程度的急性或慢性中毒。其中，甲苯類物質(zhì)會給人類的中樞神經(jīng)帶來傷害，造成人體造血系統(tǒng)的紊亂，甚至在短期內(nèi)引發(fā)人們的貧血功能出現(xiàn)障礙，伴隨人體產(chǎn)生惡心、嘔吐等癥狀。與苯相比，甲苯對人體的危害性更大，若一個人長時間受到甲苯的傷害，他將會明顯出現(xiàn)自覺癥狀。另外，噴漆有機廢氣中的某些物質(zhì)還會附著在視網(wǎng)膜、支氣管、鼻腔膜上面，產(chǎn)生一定的傷害。因此，相關(guān)企業(yè)一定要加強對噴漆廢氣進行防治研究，出臺相關(guān)政策和標準對噴漆行業(yè)進行監(jiān)管，減少廢氣中污染物的產(chǎn)生，從而避免對人體和環(huán)境帶來危害。

3.噴漆有機廢氣的治理方法

3.1 噴霧法。噴霧法是目前在我國處理有機廢氣中使用最廣泛的一種方法。該方法主要是利用水來分離污染氣體中的污染物，以達到處理廢氣的目的。進行噴漆工作的人員將在無泵水幕噴漆車間噴漆。在噴涂過程中，產(chǎn)生的氣體可以穿過水幕進入水蒸氣通道，然后通道中的水將聚集在水蒸氣分離器中。通過迅速降低速度來強制分離水和氣體，分離出的氣體進入活性炭裝置，其中的有害氣體將通過活性炭的吸附作用再次被吸收和濃縮，分離出的水可以與水箱一起收集，從而可以對水資源進行循環(huán)利用，而漆霧中的顆粒物和可溶性固體有害物質(zhì)也可以有效去除。噴霧法對于去除噴漆產(chǎn)生的廢氣的處理效率可達70%，而且運行成本低、處理效果好，操作簡單，是噴漆企業(yè)去除廢氣的首要選擇。但該方法對漆霧顆粒的吸收效果較好，在去除揮發(fā)性有機廢氣方面還有很多不足。

3.2 燃燒法。燃燒法也是一種常見的廢氣處理方法，因為大部分廢氣能夠直接經(jīng)過燃燒或者利用催化劑將其催化燃燒去除。這個方法的優(yōu)點在于有非常高的凈化率，廢氣凈化率高達95%-97%，而且操作方法簡單。但燃燒法還存在很大的缺點，因為燃燒所需成本較高，而且燃燒過程中還可能有二次污染的產(chǎn)生，不夠經(jīng)濟環(huán)保。所以，目前需要研究人員對燃燒法進行優(yōu)化和改進，使該方法在處理噴漆有機廢氣方面的效果達到最優(yōu)。

3.3 吸附法。吸附法也是一種廣泛用于噴漆廢氣處理的方法，該方法通過吸附有機廢氣達到凈化的目的。它主要分為化學(xué)方法和物理方法。根據(jù)實際情況選擇合適的吸附方法，一般在相同的物質(zhì)中，溫度較高時選擇化學(xué)吸附，溫度較低時選擇物理吸附。與物理吸附法相比，化學(xué)吸附法的吸附效果更好，但化學(xué)吸附法的操作難度較大，過程非常復(fù)雜，因此在日常生活中很少使用。物理吸附法主要利用活性炭吸附或某些分子篩等多孔材料吸附和凈化廢氣中的有毒有害氣體。活性炭的吸附一般分為兩種方式：顆粒和纖維。纖維活性炭的孔隙非常小且朝外，因此整個吸附時間很短；粒狀活性炭的氣孔相對均勻并且具有很強的親和力，對廢氣處理是有效的，但處理的過程較長，因此在實際應(yīng)用過程中必須考慮每種方法的優(yōu)缺點。活性炭吸附法的凈化效率很高，可以達到90%以上，而且該技術(shù)相對來說更加成熟，因此得到了廣泛的應(yīng)用。但是，這種方法也有一定的缺點，活性炭吸附法在使用中需要添加大量的吸附劑，并且它可吸附的容量相對較小。工作人員很難根據(jù)實際情況掌握適量的吸附劑，這將直接影響到廢氣處理工作的有效開展。而且，每次使用活性炭時，都必須隨時進行更換否則吸附效果將會大打折扣，因此它的維護成本很高。總之，當使用活性炭吸附法進行廢氣凈化時，我們可以與吸附裝置一起使用，從而可以重復(fù)使用活性炭，這大大減少了吸附劑的使用，降低成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

3.4 光催化氧化法。光催化氧化法是通過使用特殊的高能高臭氧紫外線紫外照射廢氣。在這種特殊的紫外線照射下，有機或無機高分子化合物的分子鏈被分解為低分子化合物，例如CO2和H2O。紫外線的主要功能是分解空氣中的氧氣和水分子，然后生成自由基和OH自由基，因為自由態(tài)的氧將會攜帶在正負之間不平衡的電子，所以它只能與氧分子結(jié)合產(chǎn)生臭氧。而臭氧對有機物具有很強的氧化作用，因此該方法在實際應(yīng)用過程中被廣泛用于處理惡臭氣體。

3.5 干式凈化法。干式凈化方法主要是通過過濾凈化廢氣來進行凈化的。其原理是使用引風機將其放置在噴漆操作區(qū)域中，并在該區(qū)域中形成一個負壓，在這種壓力之下，噴漆將會被過濾器吸取并過濾。過濾器中的各種過濾設(shè)備就會過濾未處理的廢氣，包括去除噴漆中的一些液體顆粒。干法凈化的最大優(yōu)點是凈化效率非常高，可以達到98%甚至更高，并且不會造成二次污染，但也存在一定的不足，主要表現(xiàn)在過濾器容易被堵塞，過濾不夠徹底。

3.6 生物法。生物法是一種新型的廢氣凈化技術(shù)，它的本質(zhì)是氧化和分解廢氣中的有機物質(zhì)，并將其轉(zhuǎn)化基本的細胞產(chǎn)物或無機物，例如CO2和H2O。目前，常用的生物處理方法主要包括生物濾池，生物洗滌塔和生物滴濾池塔。生物濾池工藝一般用于處理濃度較低的廢氣，它對于處理某些易于溶于水中且難以降解的VOCs有很大的優(yōu)勢，但同時也存在一定的缺點，例如難以把握酸堿度、濾池中的填料極易老化、成本較高等；相較而言，生物洗滌塔就具有更多的優(yōu)勢，它的反應(yīng)速度更為穩(wěn)定，反應(yīng)內(nèi)容物也容易把控，對于處理易溶于水的VOCs也十分適用，但這個工藝也需要花費較多的資金，運行成本較高；而生物滴濾塔這一工藝的出現(xiàn)彌補了生物濾池的不足，但是生物滴濾塔的生物膜上的微生物會跟隨濾液流失，這也增加了處理成本。生物處理法在處理凈化噴漆中“三苯”類有害氣體時效率不夠高，主要原因在于甲苯和二甲苯等物質(zhì)易揮發(fā)所以很難在水中溶解，屬于一種疏水性VOCs，因此，當使用傳統(tǒng)的生物處理方法時，將對VOCs從氣相到液相的傳質(zhì)具有很大的抵抗力，這大大降低了VOCs的微生物降解效率。因此，相關(guān)人員應(yīng)加強對如何降低疏水性VOCs在氣液傳質(zhì)中的抵抗性的研究，以提高使用生物處理法凈化有機廢氣的效率。

結(jié)束語

綜上所述，噴漆工作中會產(chǎn)生大量的有機有害廢氣，這對人們的生命健康和大氣環(huán)境都會產(chǎn)生極大的危害。因此，相關(guān)企業(yè)和監(jiān)管部門必須采取一定的措施對噴漆有機廢氣進行處理，結(jié)合噴漆工作的實際應(yīng)用方式和環(huán)境，采取適合的處理方法和工藝進行治理，并且要充分考慮有機廢氣治理的環(huán)境效益、經(jīng)濟效益以及社會效益等，保證處理效率的最大化。