王剑敏
格林斯凯（上海）环保科技发展有限公司
摘要：在现代化工业生产中，工业涂装和包装印刷都离不开涂料的应用，涂料在生产过程中均会产生挥发性有机废气，对生态环境造成严重影响。本文以上海蓝宝涂料有限公司废气治理项目为例，简要概述涂料挥发性有机废气的定义和危害影响，并探究挥发性有机废气治理的技术工艺，以期实现对挥发性有机废气有效治理。
关键词：挥发性有机废气；治理技术；涂料行业
引言：涂料在社会生产中有着广泛的应用，而涂料在生产过程中会使用大量的有机溶剂，这些溶剂会产生挥发性有机化合物，即VOCs，是涂料生产工艺主要的废气，部分种类废气具有毒性，将直接危害人体健康，必须进行治理。
1工程概况
本工程为上海蓝宝涂料有限公司废气治理项目，工程主要内容是对上海蓝宝涂料有限公司废气排放进行治理，实施有效的治理方案并设置相关设备，确保废气排放符合上海市环保标准。本工程项目于2020年10月30日前完成，并在完成后出具一份有资质的检测报告，确保废气排放检测合格。
2涂料挥发性有机废气概述
2.1挥发性有机废气的定义
在饱和气压为133Pa，沸点在50℃～260℃，且在常温条件下具备挥发特性的有机物产生的气体，被称为挥发性有机废气。在涂料生产工艺中，形成的挥发性有机废气成分相比工业生产中产生挥发性有机废气成分更为简单一些，其中基本不具备氯化物和硫化物，在高温条件下可以彻底转化为二氧化碳和水等无毒物质，也不会生成氯化氢、二氧化硫等二次污染物。而且在大部分情况下产生的挥发性有机废气的浓度都不会很高，大多数挥发性有机废气也相对容易溶于有机溶剂。不过，在涂料生产中，涂料生产线本身的更换以及溶剂用料的调整较为频繁，挥发性有机废气流量和废气中VOCs浓度波动较大，这对治理技术和设备的适应性及稳定性提出了要求。
2.2挥发性有机废气的危害
工业生产中的挥发性有机废气危害无需多言，对生态环境的影响有目共睹。而涂料生产中的挥发性有机废气，在阳光照射条件下会与空气中的氮离子发生化学反应，将会生成能够刺激人体感官和呼吸系统的气体，浓度较大时将会危害人类生命健康。另外，挥发性有机废气对自然生态环境的影响不容忽视，即便是低浓度的污染也需要加以重视，在我国绿色生态文明与节能降耗的战略背景下，必须治理好涂料生产中出现的挥发性有机废气[1]。
3挥发性有机废气治理技术
挥发性有机废气作为常见的大气污染物有着诸多治理工艺，为了确保良好的治理效果，并控制经济成本，需要深入分析涂料行业中适宜的治理方法，在设计治理方案时加强对其他种类污染物治理技术的研究，并进一步讨论多种治理工艺联合治理的可能性，采取多种措施，积极处理挥发性有机废气。现阶段，挥发性有机废气治理技术包括吸附法、冷凝法、燃烧法、生物处理法、氧化催化等多种工艺，在实际进行设计和安装中需要考虑企业单位的实际情况，在能够满足日常生产的基础上进一步对挥发性有机废气治理技术进行研究，尽可能促进挥发性有机废气治理效果的提升，为企业单位的经济效益和生态效益提供支撑。
3.1吸附处理技术
吸附处理技术是挥发性有机废气治理技术中最为常见的技术之一，其主要原理是利用多孔固体吸附剂对废气混合物进行处理，使其中一种或多种挥发性有机废气被固体吸附剂所吸收，进而实现废气的分离，再使用相应的方式对废气进行净化。吸附处理技术适用于大排量低浓度的挥发性有机废气处理，可达到90%以上的吸附效果，并且具有设备安装简单、投资成本低的优势。目前吸附处理技术有两方向的创新延伸。一是吸附回收技术，运用活性炭等材料，在吸附饱和后可以通过蒸汽技术进行净化，这样活性炭就可以循环利用，也有着更强的净化效率。不过吸附回收技术在操作过程中后期处理工艺更为繁杂，若对吸附材料处理不当，不仅无法满足日常生产的需求，而且会投入更多的资金。二是吸附催化燃烧，这是将固体吸附与热空气结合进行吸附，并在催化燃烧床燃烧脱附出的气息，可以将低浓度的气体压缩成为高浓度废气，进而实现高效处理。
3.2冷凝处理技术
冷清处理法是根据挥发性有机废气在不同温度、压强下表现出的不同性质变化而进行治理的方式。利用相关设备对挥发性有机废气进行降温处理，将原本气态的污染物质凝结为液态或流体，再对液态的挥发性有机废气进行处理。
冷凝处理方法的优势在于效果良好、成本较低，但是在涂料生产中繁多的溶剂会产生成本组成繁杂的挥发性有机废气，若采用冷凝处理技术需要多种低温设备，这难免会增加成本，也会提高治理的难度，不利于在涂料生产中使用。
3.3燃烧处理技术
燃烧处理技术主要有蓄热式催化燃烧（RCO）和蓄热式热力焚烧（RTO）两种。RCO是现阶段在工业生产中较为常见的处理方法，其利用催化剂对挥发性有机废气中可以燃烧的部分进行催化燃烧，以此将一部分废气氧化分解。蓄热式催化燃烧治理工艺能够显著减少有害气体的产生，也有着不错的安全性。只是此种方式有一定的局限性，涂料生产中有部分挥发性有机废气对催化剂的选择十分严格，一些废气还需要提前进行预处理，才能使用催化燃烧进一步处理，无疑会增加治理成本[2]。
RTO也被称为蓄热氧化处理技术，是将挥发性有机废气在蓄热预热后投入到氧化室当中，使其温度提升至800℃左右，挥发性有机废气便会氧化分解成水和二氧化碳，其余剩下的高温气体再经过一次处理，最终排出。蓄热式热力焚烧有着良好过程循环，其输入和排出可以根据实际情况进行切换。由于系统内温度冗余量较高、蓄热能力强、热惯性大、气体停留时间长、可以在温度平稳且浓度波动范围连续稳定的情况下自热运行，避免辅助加热，可以节约燃气，降低成本。
3.4生物处理技术
生物处理在治理水污染有着显著的效果，也逐渐被用于挥发性有机废气的治理，利用有机物的特点使用生物处理，生物处理技术的能耗更低，处理和净化可以有效利用，国内外在生物处理技术方面也较为成熟，处理挥发性有机废气的优势显而易见，操作简单、后期维护成本低且不会造成二次污染，整个挥发性有机废气处理过程高效经济。不过，生物处理技术本身由于生物降解的时间较长，而挥发性有机废气无法像污水可以存储一段时间，必须尽快处理，并不适用于涂料挥发性有机废气治理。
3.5膜分离处理与等离子处理技术
膜分离处理技术在挥发性有机废气处理中使用情况较少，其需要在压力的作用下将挥发性有机废气中不同成分在膜上进行吸附，利用吸附能力的差异进行分离。当挥发性有机废气与膜接触后，有机物可以通过膜，而其他成分不能。其原理与污水膜治理工艺类似，但与生物处理技术相比，对挥发性有机废气进行加压，并在设备中产生较为稳定的压力差较为困难，整个治理系统的成本投入也较多，故不在涂料生产中使用此技术。
等离子处理技术是一种较为先进的处理方法，利用大量带电离子的高速运动，反复冲击挥发性有机废气中的分子，使其中的有机物和有毒物质进行电离和裂解，将挥发性有机废气转变为无害物。此方法设备成本高昂，且对低浓度挥发性有机废气处理效果不佳，很容易导致小分子有机物产生，造成二次污染[3]。
4涂料生产中挥发性有机废气治理技术探究
在对挥发性有机废气进行深入分析和探讨后，基本可以明确在涂料生产中使用的治理技术，并以此进行联合或优化。首先，回收利用是节约成本、节能降耗的必要方式，在处理过程中进行重复利用可以有效降低资金投入。不过涂料生产中溶剂浓度参差不齐，只有在纯净度较高的溶剂作用下，才能取得一定的提纯回收利用效果，在涂料中应用可能会导致较大的回收成本。
其次，焚烧是最为简单的治理方式，应当将焚烧作为治理技术应用的首要方式。但是在涂料生产中会排放大量低浓度的废气，这就需要增加焚烧设备的容积，并且根据实际企业单位的情况，可能配备不止一套设备，不利于降低成本。不过，从治理技术的分析中可知，是可以将涂料生产中大体积低浓度转换为小体积高浓度的，这样就可以缩小焚烧设备的体积，也能够减少一定的燃料投入，是较为可行的治理方案。
最后，在经过对工程项目的研究后，结合实际情况采用吸附-脱附-浓缩焚烧组合式程序作为大排量低浓度挥发性有机废气的治理方式。以沸石转轮吸附浓缩装置为基础，对挥发性有机废气进行吸附压缩、提高浓度，再将高浓度的废气分子脱附后送入催化氧化炉中进行燃烧，分解成为水和二氧化碳，多余的净化气体与燃烧处理后的气体便可以进行排放，实现净化挥发性有机废气的目的。
结论：污染治理是当前我国生态环境保护的要求，也是企业经济可持续发展的必然选择。通过对挥发性有机废气进行分析，深入了解多种挥发性有机废气治理技术的优劣势，以及各类治理技术在涂料行业中的应用效果，结合工程项目实际情况，探讨出科学合理的挥发性有机废气治理方案，进一步增强对挥发性有机废气的治理效果。
参考文献：
[1]刘树立,曹凯,李永梅.挥发性有机废气治理技术的现状与进展[J].节能与环保,2020(10):25-26.
[2]王波,张龙,商庆垄,等.蓄热氧化及余热回收技术在挥发性有机废气治理中的应用[J].上海理工大学学报,2020,42(02):138-143+150.
[3]刘相章.浅谈低浓度有机废气治理技术的选择[J].中国环保产业,2020(02):45-49.