喷涂项目对环境的影响分析及注意事项

王 丽

（广东顺德环境科学研究院有限公司，广东 佛山 528300）

喷涂是通过喷枪使油漆雾化，涂覆于物体表面的加工方法。喷涂工艺目前被广泛应用在金属加工、家具制造、家装、机械制造等行业中。采用喷涂技术，可在各种基材上获得耐磨、耐腐蚀、隔热、导电、绝缘、密封、润滑等具有特殊机械、物理和化学性能的涂层，应用范围非常广泛[1]。然而，喷涂期间会产生挥发性有机化合物，对周围环境造成不利影响。

1 喷涂项目污染物来源

1.1 喷涂涂料组成

喷涂工程用的涂料由成膜材料、颜填料、助剂、溶剂和稀释剂等组成。

1.1.1 成膜材料

成膜物质是涂料的关键原料，它会在基体上形成涂层，起到保护基体的作用。成膜物质大致可分为两类：可转化和不可转化。

1.1.2 颜填料

颜填料为涂料的颜色来源，除了染色也会增强基体的耐久性。颜填料色散通常涉及三个方面。一是湿法过程，即漆料在颜料中稳定分散的过程，相当于空气和水覆盖颜料的外层。二是解聚过程，即颜料附聚物和聚集体在施加的机械力作用下恢复或临近其原始颗粒的过程。三是稳定化过程，是指由大量连续的非挥发性成膜物质将解聚和湿润的颜料颗粒分散较长时间，在没有外界机械力的情况下，使分散体系的颜料颗粒不会重新聚集成大颗粒的过程。

1.1.3 助剂

助剂在喷涂过程中的使用量一般很少，但是它能改善喷涂涂料的某种特定性能。常用的助剂有增稠剂、固化剂和分散剂。

（1）增稠剂。一般来说，增稠剂的成分都是亲水性高分子化合物，分为化学合成和天然合成两大类。

（2）固化剂。固化剂又叫硬化剂、熟化剂或变定剂，是一类增进或控制固化反应的物质或混合物。树脂固化是经过缩合、闭环、加成或催化等化学反应，使热固性树脂发生不可逆的变化过程，固化是通过添加固化（交联）剂来完成的。固化剂是必不可少的添加物，无论是黏接剂还是涂料、浇注料都需添加固化剂，否则环氧树脂不能固化。固化剂的品种对固化物的力学性能、耐热性、耐水性、耐腐蚀性等都有很大影响。

（3）分散剂。分散剂是一种分子内同时具有亲油性和亲水性两种相反性质的界面活性剂。它可以均一分散那些难以溶解于液体的无机物、有机颜料的固体和液体颗粒，同时也能防止颗粒的沉降和凝聚，形成安定悬浮液所需的两亲性试剂。

1.1.4 溶剂和稀释剂

膜物质在溶剂作用下溶解和稀释，然后涂料变成良好的漆膜。在涂料施工结束后，溶剂散发到大气中，并不留于漆膜之中。稀释剂是对涂料进行稀释时用到的溶剂，和涂料使用的溶剂相互溶解，可以让涂料拥有分散性和溶解性，同时不会对涂料的其他性能产生影响。喷涂项目最主要的污染源就是溶剂、稀释剂，二者在涂料施工结束后，会挥发到大气中，污染空气。

1.2 工艺过程中污染物来源

1.2.1 喷漆室

漆雾和易挥发的成分是喷涂废气的主要组分，易挥发成分包括稀释剂、溶剂与助剂。漆雾有许多独特特点，颗粒粒度小，黏度大，所以容易面黏附在物质表面，须处置后才能清理掉有机废气，传统做法是利用水幕对漆雾进行收纳。

1.2.2 晾干室

晾干操作的目的是增强溶剂的挥发性，构成一层涂膜。晾干过程会挥发，造成污染，但不产生漆雾。

1.2.3 烘干室

废气包括燃料和涂料两个系统的废气。热分解后产生的物质与残留的部分溶剂由涂料系统排出。燃烧系统主要是燃烧产生的废气。

2 喷涂对环境影响分析

喷漆、烘干以及喷粉固化有机废气与漆雾（颗粒物）喷漆使用水性漆和油性漆。喷涂漆和干燥过程中会产生有机废气，污染因子是VOC和二甲苯；喷漆过程中还会产生少量漆雾，污染因子为颗粒物。此外，喷粉固化会产生些许有机废气，主要是VOCS。进行环境影响评价时，喷涂物料含有的苯系物和VOCS都需要进行核查计算。

2.1 挥发性有机物

喷涂过程中会在喷漆单元和烘干单元产生挥发气体无组织排放。阳光下，挥发性有机化合物会与大气中的氮氧化物、碳氢化合物和氧化剂发生光化学反应，产生光化学雾。人们的健康和农作物的生长都受到威胁。光化学烟雾由臭氧、过氧乙腈（pan）、醛和酮等组成，对人的眼睛和呼吸系统危害极大。挥发性有机物能破坏臭氧层，如氟氯烃（CFC）。喷涂项目产生的废气需要经过处理，达到《工业企业设计卫生标准》（GBZ 1-2010）车间空气中有害物质的最高容许浓度要求。

2.2 苯系物

在我国，涂料中苯的限值不得超过0.5%。大部分苯系物（如苯、甲苯等）具有很强的挥发性，在常温条件下易形成挥发性有机物（VOCs），造成VOCs气体污染。臭气和苯系列VOCs在危害和控制方面有很大的共同之处。

3 喷涂工艺污染治理

喷涂工艺的废气治理是喷涂工艺健康发展的关键。目前有以下几种处理方法。

3.1 吸收治理法

吸收治理法一般指化学吸收治理法和物理吸收治理法。其中，物理方法是在合适的条件下，让废气和吸收剂相互接触，部分废气由吸收剂液体吸收或溶解。吸收治理法缺点明显，吸收剂种类少，在实际应用中，该方法的应用限制因素主要为：绝大部分是物理法吸收，吸收剂实际容量较小。

3.2 活性炭吸附治理法

活性炭是一种良好的吸附剂，通常由木材、椰壳、果壳等物质合成。它可以有选择性地进行物质吸附，完成去污、消毒和静置等目的。现在，改良的活性炭在污水处理、大气污染控制等方向应用较多。该方法的优势为：活性炭可回收；治理时不需要加热；净化效率较高，运转费用低，非常实用。缺点有：废气要在净化前进行预处理；吸附量有限，活性炭要在一定时间内更换；设备占用空间大。

3.3 燃烧治理法

3.3.1 直接燃烧

废气中的有毒有害组分可以在燃烧过程中去掉，部分气体要进一步净化，因为其有毒有害成分含量较高，高热值的易燃和有毒废气也可以被净化。如果可燃组分实际浓度比燃烧最大值高，则燃烧时要混入其他气体；如果可燃成分的实际浓度比燃烧最大值低，则要加入辅助燃料来保持燃烧的持续性。

3.3.2 催化燃烧

催化燃烧实质是利用催化剂使废气进行强烈的氧化反应，把可以燃烧的有毒有害成分转化生成水与二氧化碳。这种方式的优点为：燃烧过程无火焰，安全程度高；温度控制要求较低，一般无需添加辅助燃料；废气中可燃性组分的要求低；废气中雾滴与尘粒不能存在，这是为了延长催化剂的寿命；配置热量补充装置，保证充足的热量，因为燃烧前期温度较低。但是，催化燃烧需要使用活性较好且使用寿命长的铂等贵金属催化剂。

3.4 冷凝法

该方法对废气成分、设备、操作要求不高。低温条件下有机成分可以冷却，到达露点，然后进行液化回收。其处理高浓度有机废气的效率高，但冷凝法成本高，不经济。

4 环境保护对策建议

一是项目VOC含量低的涂料比例要超过50%。二是挥发性有机物废气的生产工艺和有机溶剂的使用和操作应尽可能在封闭的车间内设置。减少无组织的挥发性有机废气排放，建立气体收集系统和集中净化处理装置。三是落实运行中建立的环境保护工作机构、工作制度和监督制度，持续积累经验，加强管理。四是制定设备的操作准则和定期维护规定，使运作过程中的所有环保设施处于良好的状态。若设备出现故障，立即停机检修，禁止不正常排放。

五是污染控制设备、工艺设备应当同时开启，同时按设计的参数运行，保证收集效率和处理效率均达到95%。六是加强员工培训，开展环境保护知识和法规教育，确保环保设施正常运行。七是加强检测污染源，提高环境监测力度，并进行在线监控，如有超标情况，立即停产检修，禁止异常排放，注意做好记录。

八是建立以下记录：废水预处理转运记录；废气的收集、处理、排放设备检查记录、活性炭维护记录、置换记录；危险废物收集、转运记录；环境突发事件记录；油漆、稀释剂和塑料粉末等材料的购买适用记录；有机物检测记录；记录每月污染物排放核算数据，供主管部门核实污染物排放控制。

九是建立污染事故报告制度。发生污染事故时，要在事故发生后一天内向当地环境主管部门初报事故发生的时间、地点、类型、污染物排放数量、损失等情况。向有关部门报告事故起因、采取行动、处理结果，附材料的证明。在发生污染事故时，有责任降低危险并向受害者赔偿损失。十是制定紧急事件应急方案，配备相应的补救设备。

5 结论

工业生产经常运用喷涂工艺，其产生的废气如果处理不当会对环境产生严重危害。国家应该继续加强管理监督，相关企业应自觉按排放标准排放。其间，要在线监测污染物的排放浓度和排放速率，保证废气达标排放，应推广使用在线监测技术。针对同种溶剂的涂料，不同的喷涂废气处理方法具有不一样的效果。因此，人们应综合考虑，把废气特性当作依据，选出最优方案。