中小型木质家具行业挥发性有机物的治理

许发财

（漳州市龙海区生态环境保护综合执法大队，福建 漳州 363000）

挥发性有机物（Volatile Organic Compounds，通常简称为VOCs）是空气污染物中重要的一项，多数VOCs的化学活性很强，可以通过光化学反应来影响大气的氧化能力、臭氧的浓度以及气溶胶的形成等，从而对局部甚至全球的环境产生深远的影响。当对流层臭氧的浓度增加到一定程度时，就会引发城市光化学烟雾污染、温室效应、形成二次气溶胶（SOA）污染等危害，给人们的身体健康、工作生活都带来极大的不利影响。从来源上来看，挥发性有机物的主要来源为化工生产过程、溶剂的使用以及燃料、涂料等的制造环节。由于家具制造企业在产品生产过程中需要进行涂装，这属于使用溶剂的过程，所以会间接地影响空气中的挥发性有机物的含量，也成为环境中挥发性有机物的主要来源之一。

在这个激烈的市场竞争中，中小型家具企业的竞争实力非常弱，影响了中小型家具企业的生存及企业环境保护治理的积极性，有一些中小型家具企业仅运用比较简单的环保设备来治理挥发性有机物，而且管理也不够规范，给环境造成了很大的压力，也对人们的身体健康造成很大的不良影响。

1 木质家具挥发性有机物的来源及排放要求

1.1 挥发性有机物的来源

①喷漆过程产生；②调漆过程挥发；③未密闭油漆桶、稀释剂桶、固化剂桶内容物会挥发；④漆渣挥发和饱和废活性炭自然脱附；⑤成品家具在晾干房挥发。

1.2 主要挥发性材料的性质

主要挥发性材料的性质见表1。

表1 主要挥发性有机物材料性质

1.3 有关挥发性有机物的排放要求

根据《福建省生态环境厅关于国家和地方相关大气污染物排放标准执行有关事项的通知》，工业涂装工序继续执行DB35/1783-2018（见表2）；但在无组织VOCs排放控制上，均增加“厂区内监控点处任意一次NMHC浓度值”的控制要求，新建企业、现有企业分别于2019年7月1日、2020年7月1日起执行《挥发性有机物无组织排放控制标准》（GB37822-2019）附录A的表A.1的相应规定，同时，其他无组织排放控制要求执行GB37822-2019的有关规定。

表2 福建省工业涂装工序挥发性有机物排放标准（DB/35-2018）

2 现场调查

榜山镇是漳州家具重点生产基地，其范围内超过150家企业从事家具制造，其中31家家具制造企业配套喷漆工艺，主要分布在该镇平宁、南苑、文苑、翠林4个行政村，高档家具7家所占比例22.6%、中档家具15家所占比例48.4%、低档家具9家所占比例29%。

通过调查该镇中小型木质家具制造企业的挥发性有机物处理工艺主要都是配套吸附法或UV光解法，有机废气治理设施比较简单（见表3）。

表3 配套喷漆工艺产生挥发性有机物处理工艺占比

2.1 吸附法

吸附处理法主要采用吸附剂进行废气的处理，常用的吸附剂类型有活性炭、分子筛以及活性炭纤维等，通过气态污染物的处理可以有效实现后续处理。该处理办法最大的优点是可以用于低浓度的有机废气的净化，所以适应范围更为广泛。由于吸附法容易受到气体湿度以及颗粒等物质的影响，所以整体处理的成本较高。

2.2 UV光解法

家具厂的挥发性有机物净化装置为UV光氧净化器，在常温条件下，吸附在多微孔的固体催化剂表面的有机分子与催化产生的超强氧化活性自由基发生反应并分解，氧化产物在催化剂表面脱附，如此反复持续地进行。光量子能促使有机高分子变得不稳定，甚至化学键发生变化断裂，同时也产生大量的氧化活性自由基，进一步提高氧化速率，从而减少氧化剂消耗量。

3 建议措施

按照环评理论与该镇企业的实际情况，挥发性有机物有组织的收集率一般为90%，处理率为80%，包括未及时密闭油漆桶、稀释剂桶、固化剂桶等管理问题导致挥发出的有机物，按企业经验统计挥发率约1%，共向外环境排放约28.44%。为了能有效遏制家具企业挥发性有机物排放，必须实施源头管控。

3.1 做好挥发性有机物无组织污染控制

根据GB37822-2019规范要求，建议企业加强内部管理，要求员工对已开启但暂未使用的油漆桶、稀释剂桶、固化剂桶及时进行封盖密闭，对油漆空桶、稀释剂空桶、固化剂空桶及时封盖按照有关要求贮存到危废仓库里。对漆渣和废活性炭要用塑料袋装袋封口，放入油漆空桶封盖，并贮存到危废仓库里，减少挥发性有机物无组织排放。

3.2 实施挥发性有机物源头控制

中小型家具企业挥发性有机物治理过程控制主要需要完成两方面的工作。一方面是挥发性有机物的源头控制关键在于选择一些VOCs值较低或者没有VOCs的环保辅助材料，这样一来就可以降低后续控制的成本，同时也可以在源头上实现污染的全面控制。另一方面是建议政府引导、企业配合，把各自分散喷涂工艺引导到集中地点进行喷涂，引入第三方业主作为治理主体，进一步提高环保管理效率，投入更高效的挥发性有机物环保治理设施，达到减排等效果。

3.2.1 非溶剂型低VOCs含量涂料

非溶剂型低VOCs含量涂料的成膜是随着水分的挥发高分子颗粒互相挤压最终交联而成，因此VOC排放量极低，所以非溶剂型低VOCs含量涂料是一种安全和污染低的环保型涂料，可最大限度地减少对自然环境污染和对人体健康的损害。

以漳州市某家具厂为例，该家具厂因比较靠近居民区，周边群众对该企业喷漆废气反映比较强烈，为了减少对周边群众挥发性有机物影响，该家具厂在建议下，已经改为使用非溶剂型低VOCs含量涂料进行喷漆，周边群众也比较满意。现就对该企业的工艺、原挥发性有机物排放和改为非溶剂型低VOCs含量涂料后排放挥发性有机物进行分析。

漳州市某家具厂主要生产工艺及原使用溶剂型涂料产污环节示意图

该家具厂使用溶剂型油漆，其挥发性有机物的主要来源为项目喷底漆、打磨、喷面漆、自然晾干等工序。项目喷底漆、喷面漆、自然晾干等工序均设置在较为密闭的底漆喷漆房和面漆喷漆房内进行，其中项目喷面漆、自然晾干工序共用一间，产生的废气经负压收集后，排入项目配备的“水帘柜喷漆台+旋流塔+活性炭箱解箱”处理设施进行处理后，通过1根15 m高的排气简以有组织的形式进行排放。项目喷底漆为单独一间，产生的废气经“水帘柜喷漆台+旋流塔+活性炭箱解箱”处理设施进行处理后，通过1根15 m高排气简以有组织形式排放。项目打磨工序也采用负压收集装置，打磨废气经收集后引入项目配备的“水帘柜喷漆台+旋流塔+活性炭箱解箱”处理设施进行处理后，共用喷面漆废气排气筒以有组织形式排放。有机废气主要成分是甲苯、二甲苯和非甲烷总烃[1]。

根据该家具厂环保设施“三同时”验收监测数据分析。项目底漆车间废气处理设施出口1#甲苯最大排放浓度为0.49 mg/ m3、最高排放速率为4.61×10-3kg/h；二甲苯最大排放浓度为2.02 mg/m3、最高排放速率为2.01×10-2kg/ h；非甲烷总烃最大排放浓度为34.8 mg/m3、最高排放速率为0.327 kg/ h。项目面漆车间废气处理设施出口2#甲苯最大排放浓度为0.25 mg/ m3、最高排放速率为7.13×10-3kg/h；二甲苯最大排放浓度为1.65 mg/ m3、最高排放速率为4.29×10-2 kg/ h；非甲烷总烃最大排放浓度为24.5 mg/m3、最高排放速率为0.637 kg/h。

该家具厂每年有组织形式排放总量约为，甲苯：21.6（kg/ a）；二甲苯：52.8（kg/a）；非甲烷总烃：1 883.6（kg/ a）。按照环评有机废气理论收集率一般为90%。环保“三同时”验收废气处理率大约为80%来估算，包括未及时密闭油漆桶、稀释剂桶、固化剂桶等管理问题导致挥发的有机废气，按企业经验统计挥发率约1%。该家具厂每年排放甲苯约为34.8千克，二甲苯约为85.1千克，非甲烷总烃约为3 034.7千克。虽然该企业甲苯、二甲苯和非甲烷总烃最大排放浓度和最高排放速率分别符合《福建省工业涂装工序挥发性有机物排放标准》（DB/35-2018）表2标准，但向外环境排放的挥发性有机物还是有一定数量。

该家具厂改为使用非溶剂低VOC涂料后，根据对该家具厂现场调查和了解该家具厂负责人及技术工人，对涂料成分改变、喷涂工艺、设备改造、成本核算、环境保护、市场价格初步进行比较，主要有以下几种：①非溶剂型低VOCs涂料包括：水性素材处理剂、水性素材交联剂、醇类溶剂、水性木器透明底漆、水性木器底漆固化剂、水性木器面修色用稀释剂、水性色精、水性木器消光透明面漆主剂、水性木器面漆固化剂等。②非溶剂低VOC涂料粘稠度比较差，喷涂漆层较薄，为了确保涂层硬度，需增加喷涂2次左右。③使用非溶剂低VOC涂料需对家具晾干房进行改造，并需增加配套纳米超导水性漆专用干燥机（每台约5万元），④非溶剂低VOC涂料干燥速度相对较慢，为了提高生产效率，需增配套2间左右家具待干房或晾干房；⑤使用非溶剂低VOC涂料成本约比使用同品牌的溶剂型涂料成本提高1倍左右；⑥使用非溶剂低VOC涂料的家具排放的废气基本没有甲苯和二甲苯污染因子，在市场同个品牌档次相比较下，可以提高自身市场竞争力，⑦降低生产过程中发生火灾风险系数，降低挥发性有机物和危废环保处理成本。

根据该家具厂改为使用非溶剂低VOC涂料后的废气监测报告（KQCA1940），该家具厂有组织排放的废气中，甲苯和二甲苯都未检出。非甲烷总烃最大排放浓度为15.0 mg/m3、最高排放速率为0.354 kg/h，有组织形式年排放总量为1 247千克，向外环境共排放约2 009.1千克，相对使用溶剂型VOC涂料，有机废气减排量效果不错[2]。

3.2.2 集中性喷涂

因使用非溶剂型低VOCs含量涂料会导致喷涂成本成倍增加，这会降低中、低档家具在市场竞争性。为保护、壮大、规范家具制造业，建议政府可以由城投公司投资分别在该镇平宁村和雩林村（利用原汽车拆解场地）建设标准厂房以出租形式租赁各家具厂，引导企业自主选择合作模式入园集中喷涂，同时配套多种政策，如申请上级资金补助和引入第三方作为业主处理集中性喷涂的环境污染治理工作，来提高废气集中性收集，配套更高效挥发性有机物处理方法，如：活性炭吸附-脱附催化燃烧工艺等治理技术，减少挥发性有机物的排放，有效解决企业升规入园的资金压力和环境治理问题[3]。

4 结论

综上所述，随着木质家具行业工艺和挥发性有机物治理技术水平的不断提升，需要企业更新理念并提升认知，这对于中小型家具制造企业而言是比较困难的。立足于现状，除了加强源头控制与过程控制之外，还需要有力引导规范，提升源头非溶剂型低VOCs含量涂料使用比例，推动中小型家具企业集中喷涂等有机废气治理工作的顺利开展。