涂料工業：

傳統工業涂裝生產工序由于使用溶劑型涂料、稀釋劑和清洗劑，形成大量VOC排放。依據2015年全國人為源VOC排放清單，工業涂裝VOC排放占整個工業源VOC排放量的20%以上。此外已有監測結果表明，工業涂裝廢氣排放中富含苯系物、含氧揮發性有機物（OVOC）等活性強、毒性大的VOC物質，基于此，國家發展改革委、環境保護部印發的《“十三五”節能減排綜合工作方案》將工業涂裝納入“十三五”期間全國VOC減排的重點領域。然而，工業涂裝涉及行業面廣，現階段各地對工業涂裝VOC的管控缺乏統一、系統、科學的認識。本文重點從防治技術路線篩選、監管體系構建等方面，解讀國家對工業涂裝VOC排放管控的宏觀思路，為各地和工業涂裝企業VOC污染控制提供指導。

1 不同涂料涂裝體系VOC排放特征比較

2016年我國涂料總產量達1899.78萬t，同比增長7.2%，其中工業涂料占涂料總產量的65%以上。在工業涂料中，溶劑型涂料占50%左右，其余為水性、粉末、光固化等低VOC含量的涂料，溶劑型涂料所占比例遠高于歐美日的20%~30%水平。為分析工業涂裝VOC排放特征，本研究采集了汽車、鋼結構等典型工業涂裝企業在使用溶劑型涂料、水性涂料的VOC有組織排放樣品，利用GC-MS/FID分析系統測定了多種VOC組分。

研究選取了某轎車廠水性中涂及水性色漆與溶劑型罩光清漆混合排口的VOC排放樣品分別進行檢測。

研究表明，水性中涂排放VOC中醇類占40%左右、酮類為15%左右、苯系物為20%、烷烴類為10%；而對于水性色漆和溶劑型罩光的混合排口，由于使用溶劑型罩光涂料，排放的VOC中苯系物含量達到70%左右，酯類為17%，醇酮類合計不到10%。

對于鋼結構生產企業，分別選取了使用溶劑型底漆和水性底漆的2家鋼結構企業涂裝VOC排放成分。結果表明，使用水性底漆的鋼結構生產企業排放VOC中醇酮酯類達到65%左右，苯系物為28%，烷烴、烯烴類約為15%；使用溶劑型底漆的排放VOC中苯系物占比達到50%左右，醇酮類占比不到10%，烷烴、烯烴類占比為12%。

根據典型工業涂裝企業VOC排放檢測結果可知，使用溶劑型涂料的工業涂裝VOC排放中，苯、甲苯、乙苯、二甲苯、三甲苯的檢出率較大，這些VOC物質的光化學反應活性大，即其單位排放的臭氧生成潛勢和二次有機氣溶膠生成潛勢大，對復合型大氣污染的生成產生較大貢獻；而使用水性涂料的工業涂裝VOC排放濃度相對較低，且排放富含醇類、酯類等低反應活性的VOC物質。

2 工業涂裝VOC污染治理技術路線的選擇

2.1強化源頭與過程控制

通過不同涂料涂裝體系VOC排放特征的比較，可知減少工業涂裝VOC排放及其對大氣環境影響的最有效途徑是實施源頭和過程控制。即在生產的源頭，采用低VOC含量的涂料，因此我國《大氣污染防治法》第46條明確提出“工業涂裝企業應當使用低揮發性有機物含量的涂料”。低VOC含量涂料包含粉末、水性、高固體分、紫外光固化涂料等多種類型，而不應簡單將低VOC含量的涂料等同于水性涂料。粉末涂料固含量接近100%，涂裝過程基本不排放VOC，使用粉末涂料替代溶劑型涂料，VOC排放可削減95%以上。

典型汽車和鋼結構生產企業涂料成分測試結果如圖4和圖5所示。使用水性涂料替代溶劑型中低固體分涂料，可減少VOC排放50%左右。由于《大氣污染防治法》未明確低VOC含量涂料的定義，各地在操作實施時，應制定不同行業低VOC含量涂料目錄，依據當地大氣環境質量改善需求、各行業涂料涂裝技術的發展趨勢，明確適用的低VOC含量涂料種類及其VOC含量限值要求。

對于涂裝工藝過程的控制，一方面是要建立密閉型生產成套裝置，大件噴涂采用組件拆分、分段噴涂方式，為后續VOC的收集治理奠定基礎；另一方面是要推廣應用自動連續化噴涂線，采用高傳遞效率的涂裝技術，提高涂料利用效率，減少涂料消費量。目前，我國工業涂裝企業普遍采用低涂料傳遞效率的傳統手動空氣噴槍進行噴涂作業，噴涂傳遞效率通常只有25%~40%左右，產生過量噴涂問題，增加了涂料消耗及VOC排放量，如表1所示。因此，工業涂裝企業應優化產品設計，實施部件涂裝，根據部件的材質和形狀分類制定涂裝工藝，選擇傳遞效率最優的涂裝技術和設備，如空氣輔助噴涂、無氣噴涂、靜電噴涂等，減少涂料使用量和VOC排放。

2.2大幅提升末端收集與治理效率

現階段末端治理仍是實現我國工業涂裝行業VOC減排最為有效的手段之一，但目前我國VOC治理技術依然存在較多問題。由于不同行業排放VOC的濃度、物質種類、風量及其連續性各不相同，而治理企業擁有的治理技術良莠不齊，均存在一定的局限性和缺點，治理效果與期望值存在較大的差距。為提高工業涂裝末端治理設施VOC的綜合去除效率，首先迫切需要提升VOC收集效率，增加進入治理設施的VOC量、減少VOC無組織逸散排放，為此，涂料、稀釋劑、清洗劑等含VOC原輔材料應密閉貯存，有條件可采用集中供料系統，無集中供料系統時原輔料轉運應采用密閉容器封存，縮短轉運路徑；涂料調配、噴涂、烘干（晾干、風干）及涂裝設備清洗等各工序應在獨立密閉空間或密閉設備中進行，涉及VOC排放的區域應負壓操作并設置壓力監測儀表，建設帷幕式氣罩，將整個工業涂裝工序的VOC收集效率提高到80%以上。

為篩選出適合工業涂裝的最佳可行末端治理技術，應建立一套末端治理技術評價指標，即涵蓋“去除率、排放控制水平、運行穩定性、操作維護復雜程度、技術銜接性、安全性、成熟度、一次投資、能源消耗、消耗品、人力成本、資源回收、能源回收、環境效益、二次污染”15項評價指標，運用AHP分析法進行評價篩選，針對噴涂、晾（風）干廢氣等常溫廢氣和烘干廢氣排放特征的不同，推薦采用不同的治理技術。評價結果顯示，對于噴漆、晾（風）干廢氣，由于含有漆霧且廢氣風量大、濃度低，建議采用組合技術進行治理，鼓勵采用干式過濾高效除漆霧、“濕式水簾+多級過濾除濕”聯合裝置、靜電漆霧捕集等先進除漆霧裝置，使用溶劑型涂料時建設“吸附濃縮+燃燒”處理設施；若噴漆廢氣風量小、濃度低、周邊環境不敏感，在考慮一次性投資和運行成本的情況下，可聯合采用“活性炭吸附+低溫等離子”等組合技術，低溫等離子法、光催化法等干式氧化技術也可與吸收技術組合使用。而使用溶劑型涂料的烘干工序產生的有機廢氣濃度、溫度較高，應采用蓄熱式熱力燃燒裝置或催化燃燒裝置單獨處理，在保證安全、有設備條件的基礎上，可考慮采用回收式熱力燃燒裝置，產生熱量作為烘干供熱設備的熱源，充分利用有機廢氣中VOC的熱值，具有較好經濟效益，而且去除效率高，VOC可達到國家和地方排放標準。

2.3針對不同行業實施差異化控制

由于工業涂裝覆蓋行業廣闊，對不同行業應結合自身特點實施差異化控制。從整體上看，工業涂裝VOC排放治理的技術路線可分3類。第一類是低（無）VOC含量涂料替代技術已經較為成熟的行業，如汽車、木質家具、集裝箱制造等，應重在源頭控制，可全行業全面使用低VOC含量涂料替代，推動行業綠色轉型。集裝箱制造行業除一次打砂工序外，整箱打砂、箱內外涂裝、底架和木地板涂裝應全面使用水性涂料；使用溶劑型涂料的一次打砂工序，應配套建設VOC收集治理設施。汽車制造的中涂、色漆應使用水性涂料，或中涂、色漆、罩光清漆全面替換為高固體分涂料，配套使用“三涂一烘”、“免中涂”等緊湊型工藝；對溶劑型涂料噴涂與流平、烘干的VOC排放進行分類收集和治理。木質家具生產使用水性、紫外光固化涂料替代，人造板家具推廣使用粉末涂料，全面使用水性膠粘劑。

第二類是末端治理技術和治理模式，較為成熟的行業如卷材制造，其涂料采用高沸點溶劑，涂裝VOC排放主要集中于烘干環節，對烘干廢氣采用燃燒裝置進行處理，產生熱量進行回用，對噴涂廢氣采用活性炭吸附裝置進行處理。對于此類行業，重點應做到行業內所有企業應治盡治，并加強末端治理設施運行監管，提高末端治理設施的投運率。

第三類是船舶、鋼結構、工程機械等行業治理技術路線不明確，應多措并舉，采取綜合措施推動VOC減排。船舶制造行業應全面使用高固體分涂料，在機艙內部、上建內部推廣使用水性涂料；優化涂裝工藝，加大有組織排放涂裝比例，在2020年底前將船舶制造企業60%以上的涂裝作業實現封閉噴涂施工，強化噴涂車間VOC排放的收集與處理。工程機械制造行業推廣使用高固體分、超高固體分和粉末涂料，在部分工藝環節試點推行水性涂料，加強噴涂車間廢氣的收集與治理。鋼結構制造應全面使用高固體分涂料，在復合型大氣污染嚴重區域試點推行水性涂料，取締鋼結構露天噴涂，改為車間作業，建設噴涂廢氣收集治理設施。

3 工業涂裝VOC監管體系建立健全建議

3.1制定覆蓋“源頭—過程—末端”的工業涂裝排放標準體系

目前國家層面上沒有針對工業涂裝VOC排放標準，為環境監管帶來難度，無論是國家還是地方層面，均應加快建立工業涂裝VOC排放標準體系

工業涂裝VOC排放標準體系的設計，應突出VOC排放量大、排放集中度高、對大氣環境質量影響顯著的行業，如汽車、家具、集裝箱、船舶等行業，結合行業VOC污染控制技術路線，制定單獨、有針對性的行業排放標準，針對其他工業涂裝工序制定統一的綜合排放標準。在控制指標選擇上，考慮到工業涂裝VOC無組織排放所占比重較大，應轉變傳統排放標準的管理思路，由原有對末端排污口濃度的管控轉變為生產全過程排放控制，體現在標準制定中增加不同行業涂料原材料VOC含量限值控制指標；設置涂裝工位或涂裝車間無組織監控點，提高無組織排放限值要求，從而督促企業加大工藝改進力度，實現密閉生產；此外，為體現全過程控制原則，制定涂裝全過程VOC排放總量控制指標，如單位產品或單位涂裝面積的VOC排放限值，鼓勵企業采取多種組合措施減少VOC排放。標準限值的制定應體現可行性和先進性兼顧的原則，具有空間差異性，復合型大氣污染嚴重的重點區域應實施特別排放限值，或制定更加嚴格的地方標準。

3.2加快建立工業涂裝VOC監測監控體系

從加強監督性監測和自行監測兩方面，實施對工業涂裝企業VOC排放的全方位監控。在監督性監測方面，加強地市、區縣一級基層環保執法人員裝備和能力建設，探索向社會檢測機構開放監督性監測市場，規范工業涂裝VOC執法監測工作，強化對工業涂裝企業VOC排放的日常監管。在企業自行監測方面，以省為單位修訂更新重點排污單位名錄，將單體VOC排放量大的涂裝類企業納入重點排污單位名錄，對主要排污口安裝VOC自動監控設備，并與地市、省級環保部門聯網，此外VOC重點排放源還應在廠界建設環境VOC監測設施。對于未納入重點排污單位名錄的企業，要求其每年至少開展一次VOC廢氣處理設施進、出口監測和廠界無組織監控濃度監測，監測指標包含原輔料所含主要特征污染物和非甲烷總烴等指標，并根據廢氣處理設施進、出口監測參數核算VOC處理效率。強化工業涂裝的環境臺賬管理。工業涂裝企業應逐步完善有機廢氣監測臺賬，有機廢氣處理設施運行臺賬，含VOC有機原輔材料的消耗臺賬，包括使用量、廢棄量、去向及其VOC含量，有機廢氣處理耗材（吸附劑、催化劑等）的用量和更換及轉移處置臺賬。臺賬保存期限不得少于3a。建立非正常工況申報管理制度，包括出現項目停產、廢氣處理設施停運、突發環保事故等情況時，企業應及時向當地環保部門進行報告并備案。

4 結語

（1）“十三五”時期，全面推進工業涂裝VOC排放控制，全國汽車、家具制造行業應在2019年前完成工業涂裝工序VOC治理，其他工業涂裝行業2020年底前完成治理；位于京津冀及周邊、長三角、珠三角等重點區域的工業涂裝行業2018年底前完成VOC治理，具備達到國家和地方排放標準的能力，為實施排污許可制奠定基礎。3以排污許可證為載體實施全過程精細化管理根據國家的統一部署，對溶劑型涂料和稀釋劑年使用量超過10t的工業涂裝企業將實施排污許可重點管理。到2019年，家具制造、汽車制造行業全面實施排污許可管理；到2020年，其他交通運輸設備制造、電子信息制造行業全面實施，京津冀及周邊地區、長三角區域、珠三角等重點區域將加快排污許可證核發進程。排污許可證是企業排污行為的唯一行政許可，其明確了企業排污行為依法應當遵守的環境管理要求和承擔的法律責任義務。以排污許可證為載體，確保工業涂裝企業落實使用低VOC含量原輔材料；通過無組織許可排放量推進企業密閉生產、提高VOC收集效率；通過有組織排污口許可排放量，敦促企業建設高效VOC治理設施，多措并舉全面達標排放并且達到年度總許可排放量的要求；同時落實企業自行監測、臺賬記錄、定期報告和信息公開制度，提高企業環境管理的精細化水平。工業涂裝企業應依法申領排污許可證，按證排污；地、市環保部門基于其申請排污許可證時的守法承諾，依法發放排污許可證，依證強化事中事后監管，對違法排污行為實施嚴厲打擊；排污許可證申領、核發、監管流程全過程公開，接受社會的監督。

（2）工業涂裝VOC排放控制應重在源頭，大力推廣使用粉末、水性、高固體分、紫外光固化等低VOC含量涂料；兼顧末端治理，建設VOC全面圍風系統，將VOC收集效率提高到80%以上，對噴漆廢氣（含晾風干廢氣）、烘干廢氣治理進行分類收集治理，末端治理技術的選擇應綜合考慮經濟成本、減排效益、二次環境影響等因素。

（3）“十三五”時期，不同工業涂裝行業VOC排放控制各有側重。汽車、木質家具、集裝箱制造等行業強制使用低VOC含量涂料替代，推動全行業綠色轉型升級；卷材等以烘干廢氣排放為主的行業，VOC末端治理模式成熟，應做到行業內所有企業應治盡治；船舶、鋼結構、工程機械等行應多措并舉，采取“源頭-過程-末端”全過程措施推動VOC減排。

（4）加快建立健全工業涂裝VOC排放監管體系。加強對工業涂裝工序VOC排放的監督性監測和企業自我監測，逐步完善工業涂裝工序的VOC監測臺賬、VOC處理設施運行臺賬、含VOC有機原輔材料消耗臺賬、VOC處理耗材更換及轉移處置臺賬，建立非正常工況申報管理制度，建立VOC排放定期報告和信息公開制度，落實排污許可制各項管理要求。

來源：2017年《涂料工業》