管控工業塗裝VOCs排放

塗料工業：

傳統工（gōng）業塗裝生產工序由於使用溶劑型塗料、稀釋劑和清洗劑，形成大量VOC排放。依據2015年全國人為源VOC排放清單，工業塗裝VOC排放（fàng）占整個工業源VOC排放量的20%以上。此（cǐ）外已有監測結果表明，工業（yè）塗裝廢氣排放中富含苯係物、含氧揮發性有機物（wù）（OVOC）等（děng）活性強、毒性大的VOC物質，基（jī）於此，國家發展改革委、環境保護部印發的《“十三五”節能減排綜合工作方案（àn）》將工業塗裝納入“十三五”期間全國（guó）VOC減排的重點領（lǐng）域。然而，工業塗裝涉及行業麵（miàn）廣，現（xiàn）階段各地對工業塗裝VOC的管控缺乏統一、係統、科學的認識。本文重點從（cóng）防治技術路線篩選、監管體係構建（jiàn）等（děng）方麵，解讀國家對工業塗裝VOC排放（fàng）管控的宏觀思路，為（wéi）各地和工業塗裝企業VOC汙染控製提供指導。

1 不同塗料塗裝體係VOC排放特征（zhēng）比較

2016年我（wǒ）國塗料（liào）總產量達1899.78萬t，同比增長7.2%，其中工業塗料占塗料總（zǒng）產（chǎn）量的65%以上。在工（gōng）業塗料（liào）中，溶劑型塗（tú）料占50%左右，其餘為（wéi）水性、粉末、光固化等低VOC含量（liàng）的（de）塗料，溶（róng）劑型塗（tú）料所占比（bǐ）例遠高於歐美日（rì）的（de）20%~30%水平。為分析（xī）工業塗裝VOC排放（fàng）特征，本研究采集了汽（qì）車、鋼結構等典型工業塗裝企業（yè）在使用溶劑型塗料、水性塗料的VOC有組織排放樣品，利用GC-MS/FID分析係統（tǒng）測定了多種（zhǒng）VOC組分。

研究選取了某轎車廠水性（xìng）中塗（tú）及水性色漆與溶劑型罩光清漆混合排口的VOC排放樣品（pǐn）分別進行檢測。

研究表明，水性中塗（tú）排放VOC中醇類占40%左右、酮類（lèi）為15%左右、苯係物為（wéi）20%、烷（wán）烴類為10%；而對於水性色漆和溶劑型罩光（guāng）的混合（hé）排口（kǒu），由於（yú）使用（yòng）溶劑型罩光塗料，排放的VOC中苯係物含量達到70%左右，酯類為17%，醇酮類合計不到10%。

對於鋼結構生產企業，分別選取了使用溶劑（jì）型底漆和水性底漆的2家鋼結構（gòu）企業塗（tú）裝VOC排（pái）放成分。結果表明，使用水性底漆的鋼結（jié）構生產企（qǐ）業排放（fàng）VOC中醇酮酯類達到65%左右，苯係物為（wéi）28%，烷烴、烯烴（tīng）類約為（wéi）15%；使用溶劑型底漆（qī）的排放VOC中（zhōng）苯係物占比達（dá）到50%左右，醇酮類占比不到10%，烷烴、烯烴類占比為12%。

根據典型工業塗裝企業VOC排放檢測結果（guǒ）可知，使用溶劑型塗料的工業塗裝VOC排放中，苯、甲苯（běn）、乙苯、二甲苯、三甲苯的檢出率較大，這些VOC物質的光化學反應活性（xìng）大，即其單位排（pái）放的臭氧生成潛勢和二次有機（jī）氣溶膠生成潛勢大，對複合型大氣汙（wū）染的生成產生（shēng）較大貢獻；而使用水性塗料的工業塗裝VOC排放濃度相對較低（dī），且排放富含醇類、酯類等低反應活性的VOC物質。

2 工業塗裝（zhuāng）VOC汙染治（zhì）理技術路線的選擇

2.1強化源頭與過程（chéng）控（kòng）製

通過不同塗料塗裝體係VOC排放特征的比較，可知減少工業塗裝VOC排放及其對（duì）大氣（qì）環境影響的最有效途徑是實施源頭和（hé）過程控製。即在生產的（de）源頭，采用低VOC含量的塗（tú）料，因此我（wǒ）國《大（dà）氣汙染防治法》第46條（tiáo）明確提出“工業塗裝企業應當使用低揮發性有機物含量的塗料”。低VOC含量塗料包含粉末、水性（xìng）、高固體分、紫外光固化塗料等多種類型（xíng），而不應簡單將低VOC含量的（de）塗料（liào）等同於水（shuǐ）性塗（tú）料。粉末塗料固含量接近100%，塗裝過程基本不排放VOC，使用粉末塗料替代溶劑型塗料，VOC排放可削減95%以上。

典型汽車（chē）和鋼結構生產企業（yè）塗（tú）料成分測試（shì）結果如圖4和圖5所示（shì）。使用水（shuǐ）性塗料替代溶劑（jì）型（xíng）中低固（gù）體分（fèn）塗料，可減少VOC排放50%左右。由於《大氣汙染防治法》未明確低VOC含量塗料的定義，各地在操作實施時，應製定不同行業低VOC含量塗料目錄，依據當地大氣環境質量改善需求、各行業塗料（liào）塗裝技術的發展趨勢，明確適用的低VOC含量塗（tú）料種類及其VOC含量（liàng）限值要求。

對於塗裝工藝過程的控製，一方麵是要建立密閉型生產成（chéng）套裝置，大件噴（pēn）塗采用組件拆分、分段（duàn）噴塗方式，為後續VOC的收集治理奠定基礎；另一方（fāng）麵（miàn）是要推（tuī）廣（guǎng）應用自動（dòng）連續化噴塗線，采用高傳遞效率的塗裝技術，提高塗料利用效率，減少塗料消費量。目前，我國工業塗裝企業普遍采用低（dī）塗料傳遞效率的傳統手動空氣噴槍進行噴塗作（zuò）業，噴塗傳遞效率通常隻有25%~40%左右，產生過量噴（pēn）塗問題，增加了（le）塗料（liào）消耗及VOC排放量，如表（biǎo）1所示。因此，工業塗裝企業應優化產品設計，實施部件（jiàn）塗裝，根據部（bù）件的材質和形（xíng）狀分類製定塗裝工藝，選（xuǎn）擇傳遞效率最（zuì）優的塗裝技術和設備（bèi），如空氣輔助噴塗、無氣噴塗（tú）、靜電噴塗（tú）等，減少塗料使用量和VOC排放。

2.2大幅提（tí）升末端收集與治（zhì）理效（xiào）率（lǜ）

現階段末端治理仍是實現我國工業塗裝行業VOC減排（pái）最為有效（xiào）的手段（duàn）之一（yī），但目前我國VOC治理技（jì）術依然存在較多問題。由於不同行業排放VOC的濃度、物質種類（lèi）、風量及其（qí）連續性各不相同，而治理企業擁有的治理技術良莠不（bú）齊，均存（cún）在一定的局限性和（hé）缺點，治理效果與期望值存（cún）在較大的差距。為提高工業塗裝末端治理設施VOC的綜合（hé）去除效率，首先迫切需要提（tí）升VOC收集（jí）效率（lǜ），增加進入治理設施的VOC量、減少VOC無組織逸散排放，為此，塗料、稀釋（shì）劑（jì）、清洗劑等含VOC原輔材料應密閉貯存，有條件可采用集中供料係統，無集中供料係統時原輔料轉（zhuǎn）運應采用密閉（bì）容器封存（cún），縮短轉運路（lù）徑；塗料調配、噴塗、烘幹（晾幹、風幹）及塗裝設備清洗等各工序（xù）應（yīng）在獨立密閉空間或（huò）密閉設備中進行，涉及VOC排放的區（qū）域（yù）應負壓操（cāo）作並設置壓力監測儀表，建設帷幕式氣罩（zhào），將整個工業塗裝工（gōng）序的VOC收集效率提高到80%以上。

為篩選（xuǎn）出適合工業（yè）塗裝的最佳可行末端治（zhì）理技術，應建立一套末端治理（lǐ）技術評價指標，即涵蓋“去除率、排放控製（zhì）水（shuǐ）平、運行穩（wěn）定性、操作維護複雜程度、技（jì）術銜接性、安全性、成（chéng）熟度、一次投資、能源消耗、消耗品、人力成本（běn）、資源回收、能源回收、環境效益、二（èr）次汙染”15項評價指（zhǐ）標，運用AHP分析法進行評價篩選，針對噴（pēn）塗、晾（風）幹廢氣等常（cháng）溫廢氣和烘幹廢氣排放特征的不同（tóng），推薦采用不同的治理技術。評（píng）價結（jié）果顯示（shì），對於噴漆、晾（風）幹廢氣，由（yóu）於含有漆霧且廢氣風量大、濃度低，建議采（cǎi）用組合技術進行（háng）治理，鼓勵采用幹式過濾高效除漆霧、“濕（shī）式水簾（lián）+多級過濾除（chú）濕”聯合裝（zhuāng）置、靜電漆霧捕集等先進除漆霧裝（zhuāng）置，使用溶（róng）劑型塗料時建設“吸附濃縮+燃燒”處理設施；若噴漆廢氣（qì）風量小（xiǎo）、濃度低、周邊環境不敏感，在考慮一次性投資和運行成（chéng）本的情況下，可聯合采用“活性炭吸附+低溫等離子”等組合技術，低溫等離子法、光催化法等幹（gàn）式氧化技術（shù）也可與吸收技術組合使用。而（ér）使用溶劑型（xíng）塗料的烘幹工序產生的有機廢氣濃度、溫度較高，應采用（yòng）蓄熱式熱力燃燒裝置或催化燃燒裝置單獨處理，在保證安全、有設備條件的基礎上（shàng），可考慮采用回收（shōu）式熱力燃燒裝（zhuāng）置（zhì），產生熱量作為烘幹供熱（rè）設備的熱（rè）源，充分利用有機廢氣中（zhōng）VOC的熱值，具有較好經濟效益，而且去除效率高，VOC可達到國家和地方排放（fàng）標準。

2.3針對不同行業實（shí）施差異化控製

由於工業塗裝覆蓋行業廣闊，對（duì）不同行業應結合自身特點實施差（chà）異化控製。從整體上看，工業塗裝VOC排放治理的技術路線可分3類。第一類是低（無）VOC含量塗料替代技術已經較（jiào）為成熟的行業，如汽車、木質家具（jù）、集裝箱製造等（děng），應重在源（yuán）頭控製，可全行業全麵使用（yòng）低VOC含量塗料替代，推動行業綠色轉型。集裝箱製造行業除（chú）一次打砂工序外（wài），整箱打砂、箱內外塗裝、底架和木地板塗裝應全麵使用（yòng）水性塗料；使用溶劑型塗料的一次打砂工序，應配套建設VOC收集治理設施。汽車製造的（de）中塗、色漆應使用水性塗料，或中塗、色漆、罩光清漆全麵替換為高固體分塗料，配套使用“三塗一烘”、“免中塗”等（děng）緊（jǐn）湊型工藝；對溶劑（jì）型塗料噴塗與流平、烘幹的VOC排放（fàng）進行分類收集和治理（lǐ）。木質家具生產使用水性、紫（zǐ）外光固化塗料替代，人造板家具推廣使用粉末塗料，全麵使用水（shuǐ）性膠粘劑。

第二類是末端治理技術和治理模式，較為成熟的行業如卷材製造，其塗料采用高沸點（diǎn）溶劑，塗裝VOC排放主要集中於烘幹環（huán）節，對烘幹廢（fèi）氣采用燃燒裝置進行處理，產生（shēng）熱量進行回用，對噴塗廢氣采用活性炭吸附裝置（zhì）進行處理。對（duì）於此類行業，重點應做到行業（yè）內所有企業應治盡治，並（bìng）加強末端治理設施運行監管，提高末端治理設施的投運率。

第三類是船舶（bó）、鋼結構、工程（chéng）機械等（děng）行業治理（lǐ）技術路線不明確，應多措並舉，采取綜合措施推動VOC減排。船舶製造行業應全麵使用高固體分塗料，在機艙內部、上建內（nèi）部推廣使用水性（xìng）塗料；優化塗裝工藝，加大有組織排放塗裝（zhuāng）比例，在2020年底前將（jiāng）船舶製造企業60%以上的塗裝作業實現封閉噴塗施（shī）工，強化噴塗車間VOC排放的收集與處（chù）理（lǐ）。工程機械製造行業推（tuī）廣使用高固體分、超高固體分和粉末塗（tú）料，在部分工藝環節試點推行水性塗料（liào），加強噴塗車間廢（fèi）氣的收集與治理。鋼結（jié）構製造應全麵使（shǐ）用高固體分塗料，在複合型大氣汙染嚴重區域試點推行水性塗料，取締鋼結構（gòu）露天噴塗，改為車間作業，建設噴塗廢氣收集治（zhì）理設施。

3 工業塗裝VOC監管體係建立健全建議

3.1製定覆蓋“源頭—過程—末端（duān）”的工業塗裝排放標準（zhǔn）體係

目前國家層麵上（shàng）沒有針對工業塗裝VOC排放標準，為（wéi）環境監管帶來難度，無論是國家還是地方層麵，均應加快建立工業塗裝VOC排（pái）放標準體係

工業塗裝VOC排放標準體係的設計，應突出VOC排放量大、排放集中度高（gāo）、對大氣環境（jìng）質量影響顯著的行業，如（rú）汽車、家具、集裝箱、船舶等（děng）行業，結合行業VOC汙染控製技術路線，製定單獨、有針（zhēn）對性的行業排放標準，針對其他工業塗裝工序製定統一的綜合排放標準。在控製指標選擇上，考慮到工業塗裝VOC無組織排放所占比重較大，應轉（zhuǎn）變傳統排放標準的管理思路，由原有對（duì）末端排（pái）汙口濃度的管控轉變為生產全過程排放控製，體現在標準製定中增加不同行業塗料原材（cái）料VOC含（hán）量限值控製指標；設置塗裝工位或塗裝車間無組織監控（kòng）點，提高無（wú）組織排放（fàng）限值要求，從而督促企業加大工藝改進力度，實現密閉（bì）生產；此（cǐ）外，為體現全過程控製原（yuán）則，製定塗裝全過程VOC排放總量控製指標，如（rú）單位產品或單（dān）位塗裝麵（miàn）積的VOC排放限值，鼓勵企業采取多種組合措施減少VOC排放。標準限（xiàn）值的製定應體現（xiàn）可行性和先進性兼顧的原則，具有空間差異（yì）性，複合（hé）型大氣汙染嚴重的重（chóng）點區域應實施特別排放限值，或製定更加嚴格的地方標準。

3.2加快建立工業塗裝VOC監測監控體係

從加強監督性監測和自行監測兩方麵，實施（shī）對工業（yè）塗裝企業（yè）VOC排放的全方位監控。在監督性監測方麵，加強地市、區縣一級基層環保執法人員裝備和能力建設，探索向社會檢測機構開放監督性監測市場，規範工業塗裝（zhuāng）VOC執法監測工作，強化對工業塗裝企業VOC排放的日常監管。在企業自行監測方麵，以省為單位修訂更新重（chóng）點排汙單位名錄，將單體VOC排放量大（dà）的塗裝類企業納入重點排汙單位（wèi）名錄，對主要排汙口安裝VOC自動監控設備，並與（yǔ）地市、省級（jí）環保部門（mén）聯網，此（cǐ）外VOC重點排放源還應在廠界建設環境VOC監測設施。對於未納入重（chóng）點排汙單位（wèi）名錄的（de）企業，要（yào）求其每年至（zhì）少開（kāi）展一次VOC廢氣處理設（shè）施進、出口監測和廠界無組織監控濃度監測，監測指標（biāo）包含原輔料所含主要特征汙染物和非甲（jiǎ）烷總烴等指標，並根據廢氣處理設施進、出口監測參數核算VOC處理（lǐ）效率。強化工業塗裝的環（huán）境台賬管理。工業塗裝企業應逐（zhú）步完善有機廢氣（qì）監測台賬，有機廢氣處理設施運行台（tái）賬，含VOC有機（jī）原輔材料的消耗台賬，包括使用量、廢棄量、去（qù）向及其VOC含量，有機廢（fèi）氣處理（lǐ）耗材（吸附劑、催化劑等）的用量和（hé）更換及轉移處置台賬。台（tái）賬保存期限不得少於3a。建立（lì）非正常（cháng）工況申報管理製（zhì）度，包括出現項目停（tíng）產、廢氣處理設施停運、突（tū）發環保事故等情況時，企業應及時向當地環保部門（mén）進行（háng）報告並備案（àn）。

4 結語

（1）“十三五”時期（qī），全麵推進工業塗裝（zhuāng）VOC排放控製，全國汽車、家具製造（zào）行業應在2019年前完成工（gōng）業塗裝工序VOC治（zhì）理（lǐ），其他（tā）工業（yè）塗裝行業2020年底前完成治理；位於京津冀及周邊、長三角、珠（zhū）三角等重點（diǎn）區域的工業塗裝行業2018年底（dǐ）前完成VOC治理，具備達到國家和地方排放標準的能力，為實施排汙許可製奠定基礎。3以排汙許可證為載體實施全過程精細化管理根據國家的統一部署，對溶（róng）劑型塗料和稀釋劑（jì）年使（shǐ）用量超過10t的工業塗裝企業將實施排汙許可重點管理。到2019年，家具製造、汽車製造行業全麵實施排汙許可管理；到2020年，其他交通運輸設備製造、電子信息製造行業全麵實（shí）施，京津冀及周邊地區、長三角區域（yù）、珠三角等重點區域將加快排汙許（xǔ）可證核發進程。排汙許可證是企業排汙行為的唯一行政許可，其明確了企（qǐ）業排汙行為（wéi）依法應當遵守的（de）環境管理要求和（hé）承擔的法律責任義務。以排汙許可證為（wéi）載體，確保（bǎo）工業塗裝企業落實使用低VOC含量原輔材料；通過無組織許可排放量推進企業（yè）密閉生產、提高VOC收集（jí）效（xiào）率；通過有（yǒu）組織排汙口許可排放量，敦促企業建設高效VOC治（zhì）理設施，多措並舉（jǔ）全麵達標排放並且達到年度總許可排放量的要（yào）求；同時（shí）落實企業自行監測、台賬記錄、定期（qī）報告（gào）和（hé）信息公開製度，提高企業環境管理的精細化水平。工業塗裝企業應依法申領排汙許可證，按證排汙；地、市環保部門基於（yú）其申請排汙許可證時的守法承諾，依（yī）法發放排汙許可證，依證強化事中事後監管，對違法排汙行為實施嚴厲（lì）打擊；排汙許可證（zhèng）申領、核發、監管流程全過程公開，接受社會的監督。

（2）工業塗裝VOC排放（fàng）控製應重在源頭，大力推廣使用粉末（mò）、水性（xìng）、高固體分、紫外光固化等低VOC含量塗料；兼顧末端（duān）治理，建設VOC全麵圍風係統，將VOC收集效率提高（gāo）到80%以上，對噴漆（qī）廢氣（含晾風幹廢氣）、烘幹廢氣治理（lǐ）進（jìn）行分類收集治理，末端治理技術的選擇應綜合考慮經濟成本、減排效益、二次環境影（yǐng）響（xiǎng）等因素。

（3）“十三五”時期，不同（tóng）工業塗裝行業VOC排放控製各有側重。汽車、木質家具、集裝箱製造等行業強製使用低VOC含量塗料替代，推動全行業綠色（sè）轉型升級；卷材（cái）等以烘幹廢氣排放為主的行業，VOC末端治理模式成熟，應做到行業內所有企業應治盡治；船舶、鋼結構、工程機械等行應多措並舉，采取“源頭-過程-末（mò）端”全過程措施推動VOC減排。

（4）加快建立健全工業塗裝VOC排放監管體係。加強對工業塗裝工序VOC排放（fàng）的監督性監測和（hé）企業自我監測，逐步完善工業塗裝工序的VOC監測台（tái）賬、VOC處理設施運行台賬、含VOC有機原輔材（cái）料消耗台賬、VOC處理（lǐ）耗材更換及轉移（yí）處置台賬，建立非正（zhèng）常工（gōng）況申報管理製度，建立VOC排放定期報告和信息公開製度，落實排汙許可製（zhì）各項管理要（yào）求。

來源：2017年《塗（tú）料工業》