汽車4S店有機廢氣治理技術(shù)分析

　　一、4S店廢氣來源及危害
　　隨著我國經(jīng)濟的加速發(fā)展，特別是沿海經(jīng)濟發(fā)達(dá)省市，轎車正逐步走入千家萬戶，而且轎車數(shù)量的還在不斷增加，汽車4S店模式由歐洲正初步傳入我國，而且在國內(nèi)發(fā)展極為。在整個汽車銷售和維護(hù)過程中，整車的銷售、配件、維護(hù)的比例結(jié)構(gòu)為2：1：4，可見維修服務(wù)是汽車獲利的主要部分，4S店作為維修的主體，重要性也是顯而易見。在汽車4S內(nèi)，汽車維修表面噴烤處理過程中，噴漆原料一油漆涂料由不揮發(fā)分和揮發(fā)分組成(VOCs)，不揮發(fā)分包括成膜物質(zhì)和輔助成膜物質(zhì)，揮發(fā)分稀釋劑是用來稀釋油漆，達(dá)到漆物表面光滑美觀的目的。油漆噴涂過程中主要產(chǎn)生漆霧和廢氣污染，油漆在高壓作用下霧化成微粒，在噴涂時，部分油漆未到達(dá)噴漆物表面，隨氣流彌散從而形成漆霧；廢氣來自稀釋劑的揮發(fā)，溶劑不會隨油漆附著在噴漆物表面，在噴漆和固化過程將全部釋放形成廢氣。漆霧中的溶劑一苯、甲苯、二甲苯等屬強毒性溶劑，作業(yè)時散發(fā)至車間空氣中，大多未經(jīng)處理直接排入大氣中。加之4S店多開在社區(qū)邊，這些未經(jīng)處理直接排放的廢氣刺鼻并污染環(huán)境，居民被刺鼻的油漆味熏得實在難受，對生活造成困擾，對4S的環(huán)保投訴也逐漸增多。與此同時從4S店排出的廢氣也是城市霧霆的源頭之一。1993年，我國頒布并實施了GB14554-1993惚臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》；1996年，頒布了GB16297-1996《大氣污染綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》，限定了包括苯、甲苯、二甲苯等33種污染物的排放限值；2006年，頒布實施的HJ/T293-2006《清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)汽車制造業(yè)(涂裝)》強調(diào)了油漆烘干室的脫臭裝置。目前，我國尚未專門對表面涂裝(汽車制造業(yè))及汽車4S店噴漆廢氣排放制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。2013年，隨著環(huán)保部下發(fā)了《揮發(fā)性物污染防治技術(shù)政策》，要求加大力度對VOCs進(jìn)行治理，北京、廣州、西安等城市紛紛制定了汽車4S店噴烤漆房廢氣排放治理實施方案。
　　二、常規(guī)廢氣治理技術(shù)
　　廢氣的治理技術(shù)有兩種類型，一類是非破壞性技術(shù)，即將VOCs凈化并回收，包括冷凝、膜分離、吸收、吸附等；   類是破壞性技術(shù)，如化學(xué)和生物反應(yīng)，用光、熱、催化劑、微生物等將污染物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水等無機物質(zhì)，包括直接燃燒、催化燃燒、生物處理、光分解、等離子體分解等：
　　冷凝技術(shù)原理是將廢氣降溫至VOCs成分露點溫度以下，使其凝結(jié)為液體后加以回收，用于、單一組份且具回收價值的VOCs廢氣處理。由于冷凝處理的成本較高，故通常VOCs濃度   在5000ppm以上時，方可適用冷凝處理。
　　膜分離技術(shù)的中心部分為膜元件，原理是根據(jù)VOCs成分和空氣透過膜的能力不同，而將二者分離，可回收含氯溶劑、酮、醛等大部分VOCs。
　　吸收技術(shù)主要是利用VOCs能溶于水或部分油類物質(zhì)的特點，用高沸點、低蒸汽壓的油類或水溶液作為吸收劑來吸收廢氣中的物，可處理大流量氣體，但對低濃度VOCs的吸收率不高，另外存在吸收劑耗損和二次污染問題。
　　活性炭吸附塔吸附技術(shù)是利用吸附劑(活性碳、沸石等)具有密集的細(xì)孔結(jié)構(gòu)，內(nèi)表面積大，對VOCs具有的吸附性能，達(dá)到凈化廢氣，活性炭凈化裝置是常用的廢氣凈化技術(shù)。
　　直接燃燒技術(shù)是利用燃料(   氣或油)燃燒釋放出的熱量，在燃燒室內(nèi)使廢氣燃燒，工藝簡單，凈化等，但運行成本高。
　　催化燃燒技術(shù)需把廢氣預(yù)熱至200~400℃，在催化劑的作用下，使VOCs氧化成二氧化碳和水，操作簡單，凈化效率穩(wěn)定，試用于廢氣凈化。
　　生物處理技術(shù)是在適宜環(huán)境條件下，附著在濾料介質(zhì)中的微生物利用VOCs作為碳源和能源，將其分解成為二氧化碳和水的過程，氮被轉(zhuǎn)化為氨氣，繼而轉(zhuǎn)化為硝酸，硫化物先轉(zhuǎn)化為硫化氫，繼而氧化為硫酸，占地面積大，對廢氣濃度波動較敏感。
　　光分解技術(shù)一種是直接光照在在特定波長下物分解，另一種是UV光催化氧化裝置在催化劑存在下，光照分解物，光催化技術(shù)須長時間停留，副產(chǎn)物會影響到光催化劑的性能。
　　三、光催化降解原理
　　(1)納米TiO₂光催化降解
　　具有納米半導(dǎo)體粒子的量子尺寸效應(yīng)使其導(dǎo)帶和價帶能級變?yōu)槿芗?，能隙變寬，?dǎo)帶變負(fù)，而價帶帶寬變得   正，即在光催化作用下具有的氧化/還原能力，從而提高了其光催化活性。
　　根據(jù)光化學(xué)理論分析，光的能量與波長：只有被分子(或原子、離子等)吸收，光才能誘發(fā)體系產(chǎn)生變化；當(dāng)分子吸收光子被激發(fā)到具有足以破壞弱化學(xué)鍵的   激發(fā)態(tài)時，才能引起光化學(xué)反應(yīng)。
　　(2)紫外光催化降解VOCs原理
　　我們知道，波長較短的紫外線其光子能量強，當(dāng)環(huán)境中的紫外光能量等級比苯、甲苯、二甲苯等中大多數(shù)廢氣物質(zhì)的分子結(jié)合能強時，可將污染物分子鍵裂解為呈游離狀態(tài)的離子，且波長在200nm以下的短波長紫外線能分解O₂分子，生成臭氧O₃。呈游離狀態(tài)的污染物離子極易與O₃產(chǎn)生氧化反應(yīng)，生成簡單、低害或的物質(zhì)，如CO₂和H₂O等，以達(dá)到廢氣凈化處理的目的。
　　用紫外光解方式獲得的臭氧，因獲得復(fù)合離子光子的能量后，能極為地分解，分解后產(chǎn)生氧化性   強的自由基O、OH和H₂O。自由基O、OH和H₂O與惡臭氣體發(fā)生一系列協(xié)同、連鎖反應(yīng)，惡臭氣體終被氧化降解為低分子物質(zhì)、CO₂和H₂O，而達(dá)到終的除臭目的研究過程中，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，當(dāng)惡臭氣體的相對分子質(zhì)量越大時，光催化氧化設(shè)備紫外光解氧化效果越明顯。在特種能量等級的紫外線作用下，大多數(shù)化學(xué)物質(zhì)都能分解。
　　等離子體技術(shù)原理是施加電力將氣體電離以加速化學(xué)反應(yīng)，生成活性自由基對VOCs氧化分解成物或低毒物，也把等離子體與催化劑聯(lián)用降低處理成本，適用VOCs范圍大，具有廣闊的發(fā)展?jié)摿Α?br/>　　汽車4S店廢氣中VOCs濃度不高，并且間歇排放，考慮到   和操作便捷性，采用等離子體技術(shù)和UV光氧催化氧化裝置可減少臭味，達(dá)標(biāo)排放。為了降低投資成本和運行成本，在實踐中可以采用過濾-等離子體-催化-吸附、過濾-等離子體-光催化-吸附等組合工藝。