涂料生产中VOC 的污染与防治
摘要 : 针对涂料化工企业存在环保现状 , 分析了 VOC 产生的原因及其毒害性 , 并从技术上提出了预防治理措施。
关键词 : VOC 污染 ; 防治措施 ; 涂料生产
2003 年6月5日是第 31 个世界环境日 , 国家环保总局发布了《2002 年中国环境状况公报》 , 并指出: 化工行业要通过清洁生产 , 达到经济效益与环境效益的良好结合 , 解决污染与环境以及经济社会协调发展的矛盾。由于我国的环保工作起步较晚 , 涂料行业的环保工作与国外的差距很大 , 特别是国内不少涂料企业仍以溶剂型产品为主 , VOC 的污染与控制是行业中不得不优先考虑的问题。
1 VOC 的产生和毒害性
VOC 即可挥发性的碳氢化合物 , 溶剂型涂料生产中 , 稀释剂大多用二甲苯、甲苯、苯、 200 # 汽油、丁酯等。醇酸、氨基树脂生产大部分以易挥发的季戊四醇、苯酐、苯类、醇类、酯类为有机原料 , 使得生产、施工环境中不断有挥发性有毒气体散发 , 尽管生产过程是在密闭系统中进行的 , 但由于生产原料等种种不可控因素, VOC 的污染还是在所难免。
在 GB8978 — 1997 中 , 对造成大气污染的各种挥发性有毒有害物质都作了限值规定。 VOC 排入大气中会引起光化学污染 , 即 VOC 与氮氧化物在太阳紫外线作用下反应生成臭氧 , 增加地面臭氧浓度 , 当地面臭氧浓度超过 1 . 0 μ L/L , 对人体健康造成危害 , 会引起头痛、喉咙干燥、无力等症状。现在很多城市已增加了一项大气污染指数预报措施 , 这意味着人们对居住环境有了更大关注。再者 , 涂料企业使用的溶剂、稀释剂有很强的易燃易爆性 , 夏季高温天气存在严重的火灾隐患。
2 VOC 的防治措施
2 . 1 加强宣传教育
涂料行业的员工进厂后应首先进行厂部、车间、岗位的 “ 三级环保与安全教育 ” ; 生产过程中还要定期举办安全培训班 , 及时了解并掌握新材料生产工艺、使用方法和防护措施 , 采取多种形式 , 加大宣传力度 , 提高自我保护意识 , 使员工充分认识到 VOC 污染的危害性。同时制定严格的生产与安全操作规程 , 严格做到生产过程 VOC 少排放或不排放。
2 . 2 严格现场管理
现场管理是企业管理的一项关键措施 , 其中现场环境管理是不可缺少的一个环节 , 生产过程中除要严格执行生产和安全操作规程外 , 还要对作业场所进行定期的 VOC 污染测定 , 并公布检测结果 , 若有超标则及时提出整改意见和措施 , 把污染控制在源头。有条件的企业应通过 ISO14000 认证。实施 ISO14000 环境管理体系认证对涂料企业有着深远的影响 , 可以提高企业的形象、信誉及市场准入程度 , 利于消除贸易壁垒 , 提高企业管理水平及员工的环境意识 , 减少环境风险 , 对企业起着不可低估的作用。
2 . 3 改进工艺设备
要降低或消除 VOC 污染 , 必须从改进工艺、配方着手。如适当降低投料温度、改变投料方式或使用无毒低挥发性原料 ; 或采用微机自动控制系统实行无人化操作 , 减少人为失误因素 , 做到计量准确、工艺控制准确 , 避免涨釜、溢槽等责任事故。同时 , 要充分引进国外的先进设备 , 目前我国涂料化工企业的生产设备还有很多是属于淘汰设备 , 这对于有效控制 VOC 污染是很不利的。为此 , 企业应加大投入 , 彻底改造现行生产设备 , 以使生产尽可能在密闭的、无污染的系统中进行。
2 . 4 开发新产品
目前世界涂料正向低 VOC 或环境友好型涂料方向发展 , 去年在布鲁塞尔召开的“ 健康涂料 ” 专题会议已引起我国涂料专家的高度关注。当前国内无溶剂型硝基漆、环氧漆及水性涂料与发达国家在技术上还有很大差距 , 如德国 , 其水性涂料已占涂料总量的一半 , 而低气味和 VOC 含量低的亚光、有光内墙乳胶漆已成为成熟产品。粉末涂料作为零 VOC 涂料代表与水性涂料一样在涂料界引起高度重视 , 高固体分涂料品种已得到很大发展 , 涂料研发人员需要在这方面作出更多的探索。
3 治理方法
尽管采取各种手段控制污染 , 但涂料企业溶剂型产品造成的 VOC 污染已成为继烟气污染之后又一重要的气体污染源。因此 , 企业必须加大投入 , 进行 VOC 的有效治理。目前有关 VOC 治理的技术很多 , 效果好的有以下几种。
3 . 1 活性吸附
在有机废气治理工艺中 , 吸附是处理效果好、使用较广的方法之一 , 吸附剂有活性炭、硅藻土、沸石等 , 其中活性炭吸附应用最多。通过吸附系统 , 不仅可以使 VOC 浓度大大降低 , 实现废气达标排放 , 而且吸附后通过气提解吸 , 收集物可回用于生产。
3 . 2 引风高空排放
这是一般企业在装漆、砂磨等岗位使用最多、最简便的方法之一 , 其成本低、易操作、效果明显。但高空排放只是污染的转移 , 并没有真正解决污染问题 , 而引风机功力大小和风口安装高度又直接影响引风效果。
3 . 3 燃烧处理
VOC 为有机挥发性物质 , 易燃烧 , 可采用常温或催化氧化燃烧处理 , 气体由引风管道通入锅炉或焚烧炉燃烧 , 但对高温有机气体还要经过安全论证。此法处理比较完全, 基本可以把VOC 转化为CO2 、H2O 。
3 . 4 吸收除气
因 VOC 一般都溶解于柴油或 200 # 汽油等有机溶剂 , 可用柴油或 200 # 汽油吸收 VOC , 吸收后的溶剂可用于燃料或稀释剂。这种方法操作方便、成本低 , 但吸收处理后一般尚有挥发气体残余 , 因有机溶剂本身易挥发 , 因此不能使 VOC 降为零 , 若遇高温 , 则吸收率更低。
3 . 5 冷凝收集
对反应釜高温有机气体可采用冷凝收集 , 先用直冷凝再螺旋冷凝 , 该法除气效果明显 , 易操作、运行成本低, 但对低沸点气体效果不佳。
3 . 6 生物处理
有机废气的生物处理是最经济有效的方法 , 效果好、运行费用低于任何一种处理方法 , 安全、易操作。VOC 的生物净化法有直接微生物净化法、间接微生物处理法 ( 先水吸收再废水生物处理 ) 及植物净化法等。直接生物净化有生物吸收池、生物洗涤池、生物滴滤池、生物过滤池 , 处理效果好、操作方便 , 其中生物过滤池技术成熟 , 应用较多。如德国和荷兰建有几百座废气生物滤池 , 运行效果都很好。间接生物处理法是用水或弱碱液吸收 VOC , 其中含有的醇类、醛类等物质易溶于水 , 吸收后的废水再用生物降解 , 使废水达标排放。植物净化法就是厂区内增加绿化面积 , 利用绿色植物吸收和转化大气中的污染物来净化空气 , 这种方法适用于大环境低浓度的污染。
3 . 7 采用替代 HAP 溶剂
溶剂型涂料中的 VOC 污染物主要是甲苯、二甲苯中的挥发气体 , 虽然苯类稀释剂具有很多施工上的优点, 但其毒害作用是众所周知的。因此 , 有的厂家正在寻找能替代含甲苯、二甲苯溶剂的配方 , 使涂料环保性能更好。
4 结语
随着人们环保意识的增强 , 国内许多企业都已十分重视环保工作 , 但是还有不少企业只考虑眼前利益 , 往往在治理上不彻底 , 特别是对 VOC 的治理措施不到位 , 缺乏明显的成效 , 一般作业场所还存在浓度超标的问题 , 尽管相关的标准和法规已出台 , 但在行动上往往不够自觉 , 涂料行业的 VOC 防治标准或细则还亟待落实。
使用微信“扫一扫”功能添加“谷腾环保网”
