以浙江省調查的1433家工業(yè)涂裝企業(yè)作為研究對象,總結了浙江省工業(yè)涂裝行業(yè)揮發(fā)性有機物(VOCs)排放和治理情況,分析了VOCs治理成效與存在的問題。結果表明:浙江省工業(yè)涂裝廢氣治理措施覆蓋率達52.8%,以一次性活性炭吸附和水/堿吸收技術為主;抽樣調查發(fā)現(xiàn),涂漆工序和干燥固化工序廢氣同時治理的企業(yè)僅占抽樣調查數(shù)的29%;通過其中40余家工業(yè)涂裝企業(yè)的300余個非甲烷總烴(NMHC)指標手工監(jiān)測數(shù)據(jù)匯總發(fā)現(xiàn),涂漆廢氣治理設施進口NMHC濃度普遍在10~80mg/m3范圍內,固化烘干廢氣治理設施進口NMHC濃度普遍在300~2000mg/m3范圍內,大部分廢氣經處理后基本都能夠達標排放,但治理設施處理效率較低;同時存在廢氣收集效率低、治理措施覆蓋率低、廢氣治理不全、設施疏于管理等問題,表明浙江省工業(yè)涂裝VOCs治理尚處于起步階段。
涂裝是指將涂料涂覆于基底表面形成具有防護、裝飾或特定功能涂層的過程.。工業(yè)制品需要更加全面的表面防護等功能,其涂裝過程稱為工業(yè)涂裝。工業(yè)涂裝廣泛分布于我國各類工業(yè)品制造生產過程,按國民經濟行業(yè)分類,工業(yè)涂裝主要涉足于家具制造業(yè)(C21)、金屬制品業(yè)(C33)、通用設備制造業(yè)(C34)、專用設備制造業(yè)(C35)、電氣機械及器材制造(C38)、儀器儀表制造業(yè)
木制家具噴涂為例,在此過程中涂料從涂料桶、噴槍噴射及藎板表面散發(fā)VOCs廢氣,同時,產生大量過涂的漆霧顆粒物,噴漆廢氣產乍的VOCs廢氣具有風量大、VOCs濃度低的特點。涂漆完成的基材送人固化爐或干燥室后,剩余的溶劑將全部以VOCs廢氣的形式散發(fā)。干燥同化產生的VOCs廢氣具有風量小、溫度高、VOCs濃度高的特點。
2.2治理技術應用現(xiàn)狀
整理調研結果發(fā)現(xiàn),浙江省涂裝行業(yè)使用的VOCs治理技術有焚燒技術(包括直燃爐、RTO、工藝爐焚燒等)、直接催化燃燒技術、活性炭吸附一脫附一催化燃燒技術、低溫等離子技術、光催化技術、酸/堿吸收技術、一次性活性炭技術等。另外,噴漆巾常見的水簾吸收裝置主要用于去除漆霧,對絕大部分漆霧中非水溶性VOCs幾乎沒有處理效果,文中不作為VOCs治理技術進行統(tǒng)計。
浙江省1433家工業(yè)涂裝企業(yè)VOCs治理情況見圖4。
其中,已安裝了VOCs治理措施的企業(yè)和未安裝VOCs治理設施的業(yè)分別為734家和699家,治理措施覆蓋率達52.8%;734家安裝有VOCs未端處理設施的業(yè)中,有41家采用兩類VOCs技術,有4家采用3類VOCs技術,統(tǒng)計所有業(yè)采用的技術總數(shù)為806個。所有技術總數(shù)中,一次性活性炭吸附技術使用率*高,有393家企業(yè)使用,占技術總數(shù)的48.8%;其次是水/堿吸收技術,有158家企業(yè)使用,占技術總數(shù)的19.5%。可見,浙江省工業(yè)涂裝大部分企業(yè)采用了廉價、低端的VOCs治理技術。
按工業(yè)涂裝國民經濟子行業(yè)進行分類統(tǒng)汁,浙江省工業(yè)涂裝子行業(yè)VOCs治理措施覆蓋率情況見表1。
表1中,汽車制造(C37)VOCs治理措施槌率明顯高于其他行業(yè),說明作為大型涂裝企業(yè),汽車制造企業(yè)較注重VOCs的治理;家具制造(C21)、通用設備制造業(yè)(C34)和儀器儀表制造、(C40)3個行業(yè)VOCs治理措施覆蓋率*低,說明這3個行業(yè)準入門檻較低,普遍存在大大量小規(guī)模企業(yè),環(huán)保治理重視程度較低。
涂漆廢氣與干燥固化廢氣排放特征迥異,采用的治理技術也不盡相同。為了詳細掌握兩類廢氣的治理情況,從浙江省1433家工業(yè)涂裝調研企業(yè)中隨機抽取200家有治理設施的企業(yè)進行了詳細甄別,甄別結果見表2。
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涂漆工序和干燥固化工序廢氣同時治理的企業(yè)僅占抽樣調查數(shù)的29%,其中約80%以上的抽樣企業(yè)將涂漆廢氣和烘干廢氣收集后混合處理;涂漆(主要是噴漆)廢氣因廢氣量大、對周邊影響范圍大,治理措施覆蓋率較高;干燥固化工序因廢氣量小、且間歇排放、治理技術應用存在一定困難,治理措施覆蓋率較低。抽樣發(fā)現(xiàn),多數(shù)為彩鋼、漆包線、電子元器件等產品制造企業(yè)應用,采用的技術以工藝爐焚燒/催化燃燒為主,除了治理固化烘干廢氣外,還同時兼具回收廢氣中VOCs的熱值。
3VOCs治理效果和存在問題
3.1VOCs治理技術及效果
文章收集40余家工業(yè)涂裝企業(yè)的300余個非甲烷總烴(NMHC)指標手工監(jiān)測數(shù)據(jù)。經匯總分析后發(fā)現(xiàn),涂漆廢氣治理設施進口NMHC濃度普遍在10—80mg/m3范圍內;固化烘干廢氣治理設施進口NMHC濃度普遍在300~2000mg/m3。范圍內。涂漆廢氣尚未處理時,絕大部分企業(yè)已實現(xiàn)NMHC排放濃度達標,處理后排放速率也基本都能達標。固化烘干廢氣處理中,大部分企業(yè)將涂漆廢氣和烘干廢氣混合收集處理,混合后烘干廢氣NMHC濃度大幅下降,處理后基本都能達標排放;固化烘干廢氣單獨處理時,許多企業(yè)采用工藝爐焚I燒/催化燃燒處理,采用工藝爐焚燒的企業(yè)NMHC排放濃度和速率較低,采用催化燃燒的企業(yè)受催化劑活性的影響波動較大,存在超標情況。浙江省部分典型工業(yè)涂裝企業(yè)治理措施監(jiān)測數(shù)據(jù)見表3。
調研發(fā)現(xiàn),VOCs治理技術處理能力差別較大,見表4。
焚燒、直接催化燃燒、活性炭吸附催化燃燒等治理技術處理效率較高,但受限于焚燒溫度、催化劑活性、吸附床風速等因素,處理效率浮動范圍較寬;低溫等離子(電暈放電)、光催化和水/堿吸收等屬于低效治理技術,僅適用于易氧化、易裂解、水溶性的VOCs處理;一次性活性炭吸附技術處理效率浮動范圍很寬,調研中發(fā)現(xiàn)既有毫無處理效果的情況,又有治理效果較高的情況,主要受活性炭更換頻次的影響。
3.2存在問題
3.2.1生產裝置低端,廢氣收集效率低工業(yè)涂裝準入門檻低。據(jù)浙江省2015年調查的1433家工業(yè)涂裝企業(yè)統(tǒng)計顯示,年產值2000萬元以上的規(guī)上企業(yè)僅占調查總數(shù)的36.1%,大部分為中小型企業(yè),且有許多小微型涂裝企業(yè)尚未納入調查。調查中,工業(yè)涂裝企業(yè)無固定位調漆、半敞開式噴涂、室外晾干、室內敞開靜干等現(xiàn)象多見,低端的生產裝置和簡易的生產方式決定其無法實現(xiàn)對VOCs的有效收集。
3.2.2治理措施覆蓋率低,低端、低效技術盛行VOCs治理措施覆蓋率僅52.8%,近半數(shù)企業(yè)未安裝VOCs治理設施。即使安裝了處理設施的企業(yè),大部分采用一次性活性炭吸附、水/堿噴淋等方法處理。在浙江省多年工業(yè)涂裝VOCs治理應用實踐中,這些方法基本被確認為低端技術或低效技術。
3.2.3廢氣治理不全,企業(yè)擇易處理為了應付環(huán)保要求,許多企業(yè)涂漆廢氣或烘干廢氣選擇其中一種,擇易收集處理。以汽車涂裝為例,浙江省汽車涂裝企業(yè)烘干廢氣引人焚燒爐處理,而噴漆廢氣收集后直接排放。據(jù)分析,汽車涂裝絕大部分VOCs排放產生在噴漆系統(tǒng)中,噴涂系統(tǒng)中70%~80%的VOCs產生于噴涂過程和流平過程,10%一20%的VOCs產生于烘烤過程中。因此,即使汽車涂裝企業(yè)對烘干廢氣進行較*的處理,但是整體VOCs削減比例依然較低。
3.2.4設計不合理,去除效率低我國近年來大力開展工業(yè)企業(yè)VOCs整治,形成了巨大環(huán)保產業(yè),催生一大批VOCs處理設備廠家¨。但專業(yè)設計人員的質量和數(shù)量無法跟上快速膨脹的產業(yè)需求,同時缺乏VOCs治理技術指南,造成工業(yè)涂裝VOCs治理時,技術選取和參數(shù)設置以價格便宜為第*準則。大量未經設計或簡單設計的工業(yè)涂裝VOCs治理措施由設備廠家直接提供安裝,造成許多處理設施實際處理效率比實驗條件或理論值要低。
3.2.5疏于管理,治理設施形同虛設企業(yè)疏于管理,VOCs治理裝置運行情況堪憂。調查中發(fā)現(xiàn),吸附劑、吸收液等更換不及時,治理設施形同虛設,治理效果十分有限。
浙江省正處于實施控制VOCs的重要階段,工業(yè)涂裝作為浙江省主要的VOCs排放行業(yè),是重要的削減源之一。對浙江省1433家工業(yè)涂裝企業(yè)調查發(fā)現(xiàn),工業(yè)涂裝VOCs治理尚處于起步階段。存在廢氣收集效率低,治理措施覆蓋率低,廢氣治理不全,去除效率低,設施疏于管理等問題。建議工業(yè)涂裝VOCs治理從環(huán)境友好型原輔料人手,源頭控制VOCs產生,通過提高工業(yè)涂裝技術裝備,削減廢氣量,完善廢氣收集能力,普及焚燒、吸附濃縮催化燃燒等*治理技術,提高治理效率,有效減少工業(yè)涂裝VOCs排放。