來源:《環(huán)境保護》 作者:寧淼 劉偉等
摘要：工業(yè)涂裝涉及行業(yè)廣,VOCs污染防治應結合不同行業(yè)特點確定差異化的防治技術路線,采取全過程的污染防治措施。生產源頭應使用低（無）VOCs含量涂料;生產過程采用高噴涂傳遞效率的涂裝工藝和設備,加強有機原輔材料存儲、轉運、調配、使用中無組織排放的控制;末端治理應完善有機廢氣收集系統(tǒng),提升治理水平。同時,建立工業(yè)涂裝工序的管理體系,加快出臺相關排放標準,落實企業(yè)自行監(jiān)測、臺賬記錄、定期報告和信息公開制度。
引言
工業(yè)涂裝由于使用涂料及稀釋劑中含有大量有機溶劑，涂裝前清洗脫脂、涂裝后設備清潔、換色清洗等步驟也需消耗有機溶劑，因此由有機溶劑揮發(fā)逸散形成VOCs排放。工業(yè)涂裝涉及行業(yè)眾多，涵蓋汽車、船舶、集裝箱、家具、通訊設備及其他電子終端產品、通用設備、專用設備和電氣機械及器材制造等;VOCs排放量大，約占整個工業(yè)源VOCs排放量的20%以上，且排放富含芳香烴和含氧有機物等光化學反應活性大、毒性高的物質，因此我國應對工業(yè)涂裝工序VOCs排放予以重點管控。
工業(yè)涂裝VOCs排放現(xiàn)狀
行業(yè)構成
根據(jù)《中國涂料工業(yè)統(tǒng)計年鑒》統(tǒng)計，2015年，我國涂料總產量1710.82萬噸，2016年涂料總產量達1899.78萬噸，同比增長7.2%，其中工業(yè)涂料產量占涂料總產量的2/3以上，約1305萬噸。在工業(yè)涂料中，僅有約15萬噸的汽車原廠涂料、7萬噸的水性木器涂料和138萬噸的粉末涂料屬于低(無)VOCs含量的涂料，其他均為溶劑型涂料，添加稀釋劑后的即用狀態(tài)下VOCs含量在50%～70%，使用過程中排放大量VOCs。
考慮到涂料生產基本處于供需平衡狀態(tài)，依據(jù)2016年全國不同類型業(yè)涂料生產情況及其VOCs含量平均水平，采取物料衡算方法估算工業(yè)涂裝的VOCs產生量及其行業(yè)分布情況。如圖1所示，2016年，由汽車原廠涂料、汽車修補涂料、木器涂料、鋼結構涂料、集裝箱涂料、船舶涂料、工程機械涂料、卷材涂料生產消費產生的VOCs約318萬噸，由其他分散在國民經濟各個行業(yè)、起到工業(yè)品裝飾保護及各類鋼鐵設施防腐功能的一般工業(yè)涂料使用產生的VOCs約467萬噸。目前，排放量較大的行業(yè)為木器生產、鋼結構生產和汽車整車制造與修補，VOCs排放量分別占工業(yè)涂裝工序的12%、10%和7%。
VOCs種類
依據(jù)涂料有機組分測試，合并排放測試結果，總結工業(yè)涂裝企業(yè)排放的主要VOCs種類見表1?？梢?，使用溶劑型涂料的工業(yè)涂裝工序VOCs排放苯系物檢出率較大，其MIR值和FAC值均較大，光化學反應活性較強，對O3和PM2.5的生成均產生較大影響。
工業(yè)涂裝工序VOCs污染防治對策
工業(yè)涂裝作為表面制造工藝的一個生產環(huán)節(jié)，涉及眾多行業(yè)，因此工業(yè)涂裝工序的治理應在全面推進的基礎上，突出重點行業(yè)，選擇行業(yè)集中度高、VOCs排放強度大，同時治理技術成熟、治理改造難度小的行業(yè)，先行開展VOCs治理。汽車、船舶、集裝箱、家具、工程機械、卷材、鋼結構七大行業(yè)較為集中，產生的VOCs占全部工業(yè)涂裝工序的40%以上，應作為工業(yè)涂裝工序重點控制的行業(yè)。
實施“源頭—過程—末端”的全過程污染防治
由于工業(yè)涂裝工序VOCs排放主要源自涂料、稀釋劑及其他有機溶劑產品的使用，減少工業(yè)涂裝工序VOCs排放首先應考慮源頭控制，目前主要的方式是采用粉末涂料、水性涂料、高固體分涂料、紫外光固化等低(無)VOCs含量的涂料。其中，粉末涂料中不含VOCs，涂裝過程中除產生涂料粉塵外，基本不產生VOCs，使用粉末涂料替代溶劑型涂料，VOCs排放可以削減95%以上;水性、高固體分、紫外光固化涂料VOCs含量低，與傳統(tǒng)溶劑型中低固體分涂料相比，可減少VOCs排放50%左右。
對于涂裝工藝過程，不同類型工業(yè)產品采用不同涂裝工藝和涂裝設備，因此理論上并不存在一成不變的涂裝工藝和設備。然而，目前我國的工業(yè)涂裝企業(yè)普遍采用具有低噴涂傳遞效率的手動空氣噴槍進行噴涂作業(yè)，噴涂傳遞效率通常只有25%～40%左右，產生過量噴涂問題，增加了涂料消耗和涂裝過程的VOCs排放量。因此，工業(yè)涂裝企業(yè)可通過進行涂裝工藝及設備改進,依據(jù)工業(yè)產品的材質和形狀，選擇空氣輔助無氣噴涂、無氣噴涂、靜電噴涂、輥涂、浸涂等高傳遞效率的涂裝工藝，減少工業(yè)涂裝過程的VOCs排放。
對于末端治理，目前存在兩方面因素制約綜合去除效率的提升，一是無組織排放導致的有廢氣收集效率低下問題，二是考慮經濟成本、技術可行性、運行穩(wěn)定可靠程度的技術篩選。為控制VOCs無組織排放，涂、稀釋劑、清洗劑等含VOCs原輔材料儲存、輸送、調配應密閉，宜采用集中供料系統(tǒng)。涂裝工序各環(huán)節(jié)及涂裝設備清洗過程應在獨立密閉空間或設備中進行，污染排放區(qū)域符合負壓操作并設有壓力監(jiān)測儀表，或建設帷幕式氣罩，將有機廢氣的收集效率提高到80%以上。對于末端治理設施的建設，工業(yè)涂裝企業(yè)涂裝排氣筒和烘干排氣筒，分別安裝末端處理設備。涂裝工序有機廢氣含有漆霧，且廢氣風量大、濃度低，一般采用組合工藝進行治理，如水簾除霧+多級過濾+顆粒炭吸附+水蒸汽解吸+冷凝回收技術、水簾除霧+水吸收塔吸收+吸附濃縮—燃燒技術、水簾除霧+水吸收塔吸收+低溫等離子體凈化技術。而烘干工序產生的有機廢氣濃度和溫度較高，通常采用蓄熱催化燃燒(RCO)或者蓄熱直接燃燒(RTO)技術凈化，對燃燒后產生的熱量進行回收，可以充分利用廢氣中有機物的熱值，直接回用于烘房的加熱，具有非常好的經濟效益，而且凈化效果良好，廢氣凈化后可以達標排放。
針對不同重點行業(yè)確定差異化的VOCs防治技術路線
不同行業(yè)的工業(yè)涂裝工序VOCs排放環(huán)節(jié)、排放特征以及適用的污染控制技術差別較大，因此應對各行業(yè)實施差異化控制，篩選合適的可行技術。其中集裝箱、汽車、家具制造等行業(yè)應重在源頭控制，全面推進低(無)VOCs含量涂料替代;船舶、工程機械、鋼結構生產等行業(yè)應采取源頭控制和末端治理相結合的方式，重點在于提升有機廢氣的收集效率和末端治理水平;對于卷材制造行業(yè)，末端治理技術較為成熟，重點是做到行業(yè)內所有企業(yè)應治盡治。具體各行業(yè)VOCs治理的技術路線如下。
集裝箱制造行業(yè)應在整箱打砂、箱內涂裝、箱外涂裝、底架涂裝和木地板涂裝等工序全面使用水性涂料替代溶劑型涂料;對使用溶劑型涂料的一次打砂工序，推廣采用輥涂涂裝工藝;加強廢氣收集和處理，并配套建設吸附回收、吸附燃燒、吸附等高效治理設施。汽車制造行業(yè)應在中涂、底色漆環(huán)境推廣使用水性涂料，或全面使用高固體分涂料，配套使用“三涂一烘”“兩涂一烘”或免中涂等緊湊型涂裝工藝;對噴漆與流平、烘干等環(huán)節(jié)產生的廢氣，分別建立有機廢氣分類收集系統(tǒng)，采取吸附燃燒、燃燒等末端治理措施。家具制造行業(yè)重點針對木質家具等大力推廣使用水性、紫外光固化涂料，全面使用水性膠黏劑;加強廢氣分類收集與處理，對噴漆、烘干廢氣要采取吸附、吸附燃燒和燃燒等末端治理措施。
船舶制造行業(yè)在機艙內部、上建內部推廣使用水性涂料，對于溶劑性涂料應優(yōu)先采用高固分涂料;優(yōu)化涂裝工藝，將涂裝工序提前至分段涂裝階段，力爭實現(xiàn)60%以上的涂裝作業(yè)實現(xiàn)密閉噴涂施工，推廣使用高壓無氣噴涂、靜電噴涂等高效涂裝技術;強化車間廢氣收集與處理，配套采取吸附燃燒、燃燒等治理措施。工程機械制造行業(yè)推廣使用高固體分、粉末涂料，試點推行水性涂料;積極采用自動噴涂、靜電噴涂等先進涂裝技術;加強廢氣的收集與治理，噴漆與烘干廢氣采用吸附燃燒、燃燒等方式進行處理。鋼結構制造行業(yè)大力推廣使高固體分涂料，試點推行水性涂料;大力推廣高壓無氣噴涂、空氣輔助無氣噴涂、熱噴涂等涂裝技術，限制空氣噴涂使用;逐步淘汰鋼結構露天噴涂，推進鋼結構制造企業(yè)進入車間作業(yè)，建設廢氣收集與治理裝置。
卷材制造行業(yè)全面推廣使用自動輥涂技術;加強烘烤廢氣收集，配套建設燃燒等高效治理措施。
建立完善工業(yè)涂裝VOCs控制管理體系
一是加快出臺工業(yè)涂裝排放標準。在標準體系設計上，建議針對VOCs排放量大、排放集中、對居民生活影響顯著的重點行業(yè)，如汽車、家具、船舶、集裝箱、汽修等，依據(jù)各自差異化的治理技術路線，制定有針對性的行業(yè)排放標準，針對其他工業(yè)涂裝工序制定統(tǒng)一排放控制標準?？紤]到工業(yè)涂裝VOCs排放以無組織排放為主的特征，應轉變管控思路，由原有的末端控制轉變?yōu)槿^程控制，采用的VOCs控制指標，應涵蓋有機原輔材料如涂料、油墨等VOCs含量限值指標，工藝過程包括工藝設計、設備、運行操作要求，末端排放包括有組織排放、無組織排放濃度限值，以及生產全過程的VOCs排放總量控制指標。
二是建立工業(yè)涂裝VOCs監(jiān)測監(jiān)控體系。加強地市、區(qū)縣等基層環(huán)保執(zhí)法人員裝備和能力建設，配備便攜式VOCs檢測儀，強化對工業(yè)涂裝企業(yè)VOCs排放的日常監(jiān)管。將汽車、集裝箱、家具、船舶、工程機械、卷材、鋼結構等工業(yè)涂裝重點行業(yè)納入重點排污單位名錄，“十三五”期間對主要排污口安裝污染物排放自動監(jiān)控設備，并與環(huán)保部門聯(lián)網。推進VOCs重點排放源廠界環(huán)境VOCs監(jiān)測設施建設。企業(yè)每年至少開展1次VOCs廢氣處理設施進、出口濃度監(jiān)測和廠界無組織監(jiān)控濃度監(jiān)測。
三是強化工業(yè)涂裝的環(huán)境臺賬管理。各類涉及工業(yè)涂裝的企業(yè)應針對工業(yè)涂裝工序建立環(huán)境管理臺賬，逐步完善有機廢氣的監(jiān)測臺賬，有機廢氣處理設施的運行臺賬，含VOCs有機原輔材料的消耗臺賬包括使用量、廢棄量、去向及其VOCs含量，有機廢氣處理耗材(吸附劑、催化劑等)的用量和更換及轉移處置臺賬。臺賬保存期限不得少于三年。
四是全面實施工業(yè)涂裝企業(yè)的排污許可管理。建立健全涉及工業(yè)涂裝工序行業(yè)的排污許可證申請與核發(fā)程序、監(jiān)督管理要求及相關技術規(guī)范等。“十三五”期間，工業(yè)涂裝重點行業(yè)應全面推行排污許可制度，京津冀及周邊地區(qū)、長三角區(qū)域、珠三角區(qū)域應加快實施進程。通過排污許可管理，落實各行業(yè)源頭使用低(無)VOCs含量涂料，過程規(guī)范涂料的存儲、轉運、調配、使用等無組織排放控制要求，末端完善廢氣收集和提升治理水平的要求，落實企業(yè)自行監(jiān)測、臺賬記錄、定期報告和信息公開制度，推進企業(yè)全面達標排放。
