汽修行業(yè)VOCs廢氣治理實(shí)用技術(shù)探討

　　私家車的蓬勃發(fā)展，催生了汽車維修行業(yè)的擴(kuò)張，以上海為例，截至2015年全市的汽車修理企業(yè)已經(jīng)有5000多家，其中一類和二類的汽車維修企業(yè)約占總數(shù)的三分之一，其他的輪胎店、路邊店、快修店、美容裝演店等汽車綜合小型維修及專項(xiàng)維修業(yè)戶約占三分之二。數(shù)量眾多的汽車維修企業(yè)給人們生活帶來便利，但也引發(fā)了許多如揮發(fā)性物(VOCs)氣體排放、廢機(jī)油處置等環(huán)境污染問題。以上海市環(huán)保局和交通委聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于開展本市汽車維修行業(yè)專項(xiàng)整治工作的通知》為切入點(diǎn)，在專項(xiàng)治理汽車維修行業(yè)環(huán)境問題的同時(shí)探討汽車維修行業(yè)VOCs廢氣的治理的實(shí)用技術(shù)。
　　一、汽車維修行業(yè)VOCs廢氣的產(chǎn)生來源
　　汽車維修企業(yè)主要是在噴漆和烤漆等汽車維修作業(yè)過程中產(chǎn)生VOCs的排放，噴漆和烤漆工藝主要流程為飯金→噴漆→流平晾置→烤漆→漆面處理。其中刮原子灰產(chǎn)生苯乙烯，占組分含量的8%~15%；調(diào)漆室廢氣都是無組織揮發(fā)；噴漆與晾置過程中產(chǎn)生的VOCs量占總量的70%~80%左右；烤漆過程中產(chǎn)生的VOCs量占總量的15%~20%。除了噴漆和烤漆環(huán)節(jié)，其他環(huán)節(jié)包括含VOCs原輔材料(如油漆、溶劑等)在運(yùn)輸、轉(zhuǎn)移、儲(chǔ)存等過程中未及時(shí)密閉，清洗使用溶劑型涂料的噴槍等大多數(shù)都是無組織排放，目前市場(chǎng)上絕大部分的汽車維修企業(yè)均未配備廢氣治理裝置，使VOCs廢氣直接排入大氣，對(duì)大氣環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，同時(shí)大量的廢氣對(duì)未采取防護(hù)措施且意識(shí)淡薄的從業(yè)者帶來健康危害，也成為周邊居民信訪投訴的重要因素。
　　二、汽車維修行業(yè)VOCs廢氣的排放特征分析
　　汽車維修企業(yè)的VOCs廢氣成分較為復(fù)雜，主要含苯類、脂類、醇類、酮類等化合物，廢氣的風(fēng)量較大，一般在15000~25000m3/h之間，噴漆會(huì)容易產(chǎn)生漆霧，也會(huì)造成處理裝置的堵塞。此外油漆用量存在較大的波動(dòng)，特別是在噴整車漆的時(shí)候，油漆用量   大，直接造成噴漆廢氣中污染物濃度波動(dòng)值較大，易造成間歇性排放，廢氣排放不穩(wěn)定。
　　對(duì)選取的12家汽車修理養(yǎng)護(hù)企業(yè)的廢氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)，結(jié)果顯示：汽車維修企業(yè)的VOCs廢氣中苯的排放濃度范圍為0.14~49.8mg/m3，其排放速率為0.0014~0.93kg/h；甲苯的排放濃度范圍為0.11~116mg/m3，其排放速率為0.00075~0.77kg/h；二甲苯的排放濃度范圍為0.6657.7mg/m3，其排放速率為0.0014~0.38kg/h，同時(shí)還檢測(cè)出較的乙酸丁酯以及乙苯、苯乙烯、環(huán)己酮等。
　　根據(jù)《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB31/933-2015)的排放限值：苯、甲苯、二甲苯的高允許排放濃度分別為1、10、20mg/m3，苯、甲苯、二甲苯的高允許排放速率分別為0.1、0.2、0.8kg/h，這些汽車維修企業(yè)中有相當(dāng)一部分廢氣排放濃度和排放速率都有超標(biāo)，而且有些超標(biāo)倍數(shù)相當(dāng)高。這些VOCs廢氣進(jìn)入大氣后，不但能使人體細(xì)胞產(chǎn)生畸變、癌變，而且和空氣中的NO₂在陽(yáng)光作用下二次反應(yīng)，形成光化學(xué)污染。因此探索實(shí)用的VOCs廢氣治理技術(shù)已成為環(huán)保工作中函待解決的問題。
　　三、汽車維修行業(yè)VOCs廢氣現(xiàn)有處理技術(shù)
　　根據(jù)文獻(xiàn)記載，目前應(yīng)用于汽車維修涂裝VOCs的處理技術(shù)有吸附法、吸收法、冷凝法、氧化法、低溫等離子體法、生物法等。
　　吸附法是活性炭?jī)艋?/a>利用多孔固體(吸附劑)將氣體混合物的一種或多種組分積聚或凝聚在吸附劑表面，達(dá)到分離目的。吸收法是利用相似相容原理，用物理和化學(xué)性質(zhì)相近的物質(zhì)來吸收含苯系物廢氣。冷凝法的原理是利用廢氣成分中凝結(jié)溫度的不同，通過降溫或加壓將較易冷凝的成分分離出來，使廢氣中的有用成分回收，并得以凈化。氧化法分蓄熱式熱力氧化技術(shù)(RTO)、催化氧化和光催化氧化技術(shù)。熱氧化爐是在高溫下同時(shí)供給足夠的氧氣，將VOCs氣體   分解成二氧化碳和水等無機(jī)物；催化氧化是利用催化劑，在較低溫度下將VOCs氧化分解；光催化降解VOCs有兩種形式：一種是   波長(zhǎng)的光直接照射使VOCs分解，另一種是催化劑存在下，光氧催化氧化設(shè)備通過光照VOCs使之分解。低溫等離子體法是通過放電的方式，在大量的   電子和超氧粒子、輕基自由基粒子等活性粒子，將苯廢氣中的苯系物等廢氣轉(zhuǎn)化為CO₂、H₂O等或低害物質(zhì)。生物法是根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況和微生物的存在形式可分為生物過濾塔系統(tǒng)、生物洗滌塔系統(tǒng)和生物滴濾塔系統(tǒng)，適用于中、低濃度廢氣處理，但氣體   具備水溶性和生物可降解性。
　　UV光解催化氧化裝置處理污染物是近30年發(fā)展起來的新的研究，光催化降解現(xiàn)在還基本上停留在理論研究階段，實(shí)際應(yīng)用很少。因此無論是在光催化機(jī)理的研究方面，還是在工業(yè)實(shí)際應(yīng)用中都需要進(jìn)一步的深入研究，主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：
　　(1)通過對(duì)TiO₂表面的修飾，提高催化劑的催化活性和選擇性；
　　(2)選擇合適的載體，研究催化劑固定技術(shù)；制備負(fù)載型催化劑，使其既能保護(hù)甚至提高TiO₂的光催化活性，又能提供較強(qiáng)的結(jié)合度，以便回收重復(fù)使用；研究載體與光催化劑之間的相互作用，探討固載過程中各個(gè)影響因素對(duì)光催化過程的影響以及解決負(fù)載化所帶來的傳質(zhì)受限的問題等。
　　(3)提高對(duì)可見光或太陽(yáng)光的利用率；TiO₂的光吸收與太陽(yáng)光和熒光燈的光波的重疊部分很小，可知在通常的生活空間中能用于反應(yīng)的光通量非常少。TiO₂表面雖然在微弱的紫外光下也能進(jìn)行氧化分解反應(yīng)，但從太陽(yáng)光、熒光燈的光利用效率來看效率太低。從20世紀(jì)70年代前期開始大力開展可見光響應(yīng)型光催化劑的研究。這些研究可以分為4大類：(1)帶隙較小的半導(dǎo)體光催化劑的；(2)二氧化鈦的染料敏化；(3)對(duì)二氧化鈦進(jìn)行摻雜；(4)二氧化鈦的氧缺陷的形成。其中有關(guān)具有小帶隙的光催化劑的探索迄今為止做了大量工作，而其它方面有待繼續(xù)研究。
　　(4)設(shè)計(jì)實(shí)用的反應(yīng)器；光解催化氧化設(shè)備是使半導(dǎo)體光催化由理論變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的   技術(shù)手段，新型處理設(shè)備和儀器的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量致力于提高光的利用效率，研制新型裝置將成為光催化應(yīng)用研究的一個(gè)重要分支。
　　(5)目前對(duì)許多物降解的機(jī)理尚不清楚，仍需進(jìn)一步研究。雖然TiO₂光催化氧化技術(shù)發(fā)展不是很完善，還沒有達(dá)到工業(yè)化的程度，但是由于反應(yīng)條件溫和，操作條件容易控制，氧化，無二次污染，加之TiO₂化學(xué)穩(wěn)定性高、   等優(yōu)點(diǎn)，它依舊是一項(xiàng)有希望的污染物降解技術(shù)。在未來的工作中，還要努力尋求及高選擇性的光催化劑，加強(qiáng)采用自然光源和連續(xù)處理的研究，探索較佳操作條件，為半導(dǎo)體光催化在生產(chǎn)和生活中的實(shí)際應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
　　隨著環(huán)保監(jiān)管要求的不斷提高，汽車維修行業(yè)VOCs廢氣的治理也到了刻不容緩的時(shí)候，汽車維修行業(yè)的環(huán)境管理除了需要制定完善的法律規(guī)范加以制約之外，   需要研究經(jīng)濟(jì)上合理、技術(shù)上可行的實(shí)用技術(shù)，合適的末端治理技術(shù)的選擇既要符合環(huán)保要求，也要符合汽車維修企業(yè)的客觀實(shí)際才能得以推廣應(yīng)用。