4S店塗裝廢氣處理（lǐ）VOCs治理（lǐ）研究進展

摘要：隨著人們需求的增長,汽車在家庭中逐漸普及,而汽車4S店在噴（pēn）塗環節產生的汙染也日漸引（yǐn）起人們的（de）重視。本文著重分析和對（duì）比了（le）吸附、吸收、冷凝、氧化、低（dī）溫等離子和生物法等汽車噴塗工藝過程中廢氣汙染的處（chù）置方法,並在此分析（xī）基礎上介紹了一種新的治理措施：土壤（rǎng）微生物法,本次研究成果可（kě）為4S店的噴塗廢氣環境治理研究提供參考。

當汽車在4s店維修時，往往需要對汽車進行烤漆和（hé）噴漆作業，而汽車4s店在進行烤漆噴漆作業過程會產生大量的強烈刺激性氣（qì）味的氣體。這些氣體中含有大量的苯、甲苯、二甲苯等苯係物等（děng）VOCs氣體。該類氣體一（yī）旦未經處理直接排入環境（jìng）中，將會對長期暴露於這些氣體中（zhōng）的人群產生嚴（yán）重危害。

4s店的塗裝廢氣嚴重地汙染環境，對塗裝廢氣（qì）的治理十（shí）分重要。本文通過對塗裝廢（fèi）氣中主要汙染物質的各種處理技術的綜（zōng）述，以及塗裝廢氣行業的近期國內外發（fā）展的對比，提出一些塗裝廢氣處理（lǐ）技術可能的發展趨勢。

1塗裝廢氣（qì）現有處理技（jì）術

近年來（lái），外許多學者對汽車4s店塗裝（zhuāng）廢氣和含苯係物廢氣的治理技術（shù）進行了研究，較早的一些傳統技術有吸附（fù）、吸收、冷凝（níng）等（děng）。近年出現的新技術有直接氧化、光（guāng）催（cuī）化氧化、低溫等離子（zǐ）體、微生（shēng）物處理等（děng）。

1.1吸附法

有機廢氣的（de）吸附法主（zhǔ）要有化學吸附法和物理吸附法。

崔慶華等選（xuǎn）擇檸檬酸鈉、幹薄荷（hé）提取液等五種吸收劑（jì），優化了實驗條件。結果表明：相比（bǐ）之下，BDO的吸（xī）收效率較好，在工（gōng）程應（yīng）用上，其（qí）具有處理成本低、效率高等優點。陶德東等對（duì）二甲苯（běn）廢氣進行去除實驗。分別研究了（le）添加無機鹽等對檸檬酸鈉吸收劑去除二甲苯效果的影響。實驗結果表明當8%檸（níng）檬酸鈉（nà）吸收劑分別添加1.5%Tween一（yī）80、1.5%Span一80、0.5%矽酸鈉、0.5%磷酸鈉對二甲苯去除效率顯著提高。

物理吸收法成本低操作容易，在簡易處理中被廣泛使用。活性炭是（shì）吸附法常用的物質之一。顆粒狀活性炭親（qīn）和力好、氣孔均勻，由於氣體處理時通過距離較長，去除率（lǜ）較低。纖維狀（zhuàng）活性炭氣孔孔（kǒng）徑小，直接（jiē）向外，吸附過程較（jiào）快（kuài）。活性炭吸附法用於4s店廢氣處理，其去除效率可達90%～95%，且價格便宜，但存在以下缺點：隨時間增長（zhǎng）吸附效率降低（dī）;使用時間有（yǒu）限;需要定期更換;再生處理麻煩;吸附後作為危廢處理（lǐ）需要成本。為提高活性炭的（de）苯吸附容量。Yao等（děng）通過（guò）堿液（yè）改性活性炭，經改性後對苯吸附容（róng）量與（yǔ）表麵積可達1210In/g和423mg/g。Tham等通過H3P04溶液改性，製備了一批活性炭(DSAC)，並考察（chá）了不同活性炭對不同含量甲苯廢氣的去除效（xiào）果，結（jié）果得到活性炭的大BET比表麵積可達1404m/g，甲苯（běn）脫除效率為30%H，PO時。

活性（xìng）碳纖維是，用超細纖維如粘膠絲等，經高溫炭化（huà），再（zài）用水蒸氣活化製成的第三代活性炭產品。活性炭纖（xiān）維的微孑L直接通向外表麵，吸附質分子內擴散距離較短，與一般活性炭吸附能力（lì）相比要高1～10倍。

1.2吸收法

吸收法是利用相似相容原理，用物理和化學性質相近的物質來吸收含苯係物（wù）廢氣。吸收法有設（shè）備結構簡單、維（wéi）護容易、工（gōng）藝簡潔、易於操作、成本（běn）低等優點，但存在以下製約因素：吸收劑的選擇、吸收劑的回收、再生和二次汙染的（de）治理等，使其應用受到限製。陳偉等設計了一個以廢機（jī）油和鐵屑做成（chéng）一個循環噴淋裝置(見圖（tú）1)，利（lì）用（yòng）相似相容原理使廢氣被吸（xī）收。實驗得到結果顯（xiǎn）示，苯、甲苯、二甲苯的去除效率均能達（dá）到90%以上。該裝置具有占地小、以廢（fèi）治廢等優點，但也有吸收過（guò）程存在有機氣體揮發（fā）等缺點。

朱（zhū）勇（yǒng）軍等（děng）用檸檬酸鈉水溶液、Tween一80水溶液（yè）、新型礦物油及新型礦物油一水作為研究對象，實驗研究對比了幾（jǐ）種吸收劑對二甲苯廢（fèi）氣的吸收效果。實驗結（jié）果（guǒ）表明：檬酸鈉水體係對二甲苯廢氣吸收能力有限，加入鹽類可小幅（fú）增強其水體係對於二甲苯廢氣的吸收（shōu）效果，其中Tween一80水溶液吸收劑對二甲苯（běn）廢氣吸收率較檸檬酸（suān）鈉水體係高;新型礦物油一水（shuǐ）混（hún）合（hé）吸收劑中單位體積的吸收率較新型礦物油吸收劑提高46%，且具有再生、成本低等優點（diǎn）。

1.3冷凝法（fǎ）

冷凝法的原理是利用含苯係物廢氣中蒸汽壓不同，通過條件（jiàn）物理性質使汙染物凝結（jié），使廢（fèi）氣得到中的有用成分得到（dào）回收，使廢氣得到（dào）淨化。李紅霞研究的二級冷凝工藝處理苯係物廢氣結果表明能夠達標排放。冷凝法處理研究主要是冷凝器的設計方麵，通過改變冷凝器的（de）結構和散熱等達到冷凝回收有（yǒu）用物質等效果“。但是由於汽車塗裝廢氣（qì）中的汙染成分複雜，有毒物（wù）質太多，此方（fāng）法容易帶來二（èr）次汙染，所以在環（huán）境監管嚴（yán）格過後很少再被使用。

1.4氧化法

目前常用（yòng）的汽車噴塗廢氣氧化處理措施有：蓄熱（rè）式熱力氧（yǎng）化技（jì）術(RTO)L18](見圖2)、催化氧（yǎng）化等。蓄熱式（shì）熱氧化器是一種處理中低濃度有機（jī）廢氣的裝置。適用於有機（jī）廢氣濃度在1.0×l0～～2.O×l0之間的廢（fèi）氣。光（guāng）催化氧化技術已廣泛應用（yòng）於廢水的處理，而利用用其（qí）處理VOCs廢氣（qì）屬於新型技術。在光照環（huán）境中，TiO等半（bàn）導體材（cái）料會產（chǎn）生氧化能力強、直（zhí）接將苯係物轉化為無毒無害的（de）無（wú）機物的自由基活性物質。這種方法不僅反應速度快、處理效果好，還有易回收、不受溶劑影響等（děng）優點。

姚振華等。銣用二氧化錳/石墨烯臭氧催化（huà）氧化甲苯，實（shí）驗（yàn）結果表明：MnO均勻且較為牢固地錨定於石墨烯表麵，同時MnO，的沉積阻止了多層石墨烯的複合（hé），從而使得複合物具有較大的比表麵積（jī）。相同條件下，MnO：/石（shí）墨烯相較於（yú）單純MnO，或石墨烯具有（yǒu）很好的臭氧催化氧化甲苯（běn）性能。LuSY等用鎢為載體催化納米級二氧（yǎng）化鈦，提高了含（hán）苯（běn）廢氣的降解效率。

1.5低溫等離子體法

低溫等離子體技術是通過放電的方式，在得到大量的（de）高（gāo）能電子和超氧粒子（zǐ）、羥基自由基粒子等活性粒子，將苯廢氣中的苯係物等廢氣轉化為（wéi）CO、HO等無害或低害物質。

施耀等口用（yòng）納米TiO：/SMF電極（jí）等離子體催化降解油（yóu）漆廢氣（qì），該研究結果表明（míng），納米TiO/SMF電極（jí）比未處理的（de）SMF取得（dé）了更高的降解效率，二甲苯降的解效率高可達92.1%;並且載氣中的氮氣（qì）可以極大地提高納米TiO：/SMF催化電極的催化活性（xìng）。梁文俊等用（yòng）低溫等離子體協同釩鈦催化劑降解（jiě）甲苯，結果表明：填充（chōng）釩鈦（tài）係催化劑（jì）對甲苯的降（jiàng）解有明顯的促進作用，能量密度和（hé）臭氧生成量有所降低，能量效率有明顯提高。甲（jiǎ）苯降解效（xiào）率隨反（fǎn）應時間延長而緩慢下降，最開（kāi）始的100min內甲苯降解（jiě）率從87.5%下降至83.6%，900min內（nèi）平均效率能（néng）達到（dào）83%。JiangN等用（yòng）銀一鍶雙金（jīn）屬等離子催化降解含苯廢氣，降解效率能達到96。2%。

1.6生物法

生物處理工藝根據係統的運轉情況和微生物的存（cún）在形式可分為（wéi）生物過濾塔係統、生物洗滌塔係統和生物滴濾（lǜ）塔（tǎ）係（xì）統(BTF)。生物（wù）處理法二次汙染小、運行費用低，適用（yòng）於中、低濃度有（yǒu）機廢氣處理。但氣體必須具備水溶性和生物可降解性，反應器啟動和廢氣處理過程需要的時間較長，還必須提供微生物（wù）生存的必要條件。

生物法處理含苯係物廢氣的原理是通過控製環境條件，馴化出特定（dìng）的微生物，微生物利用廢氣中苯係物（wù）作為碳（tàn）源和能（néng）源（yuán），維持（chí）生命活動，同時將其轉化為CO：、H。0等無機物，從而達（dá）到（dào）淨化的（de）目的。生物法處理（lǐ）廢氣在國外已經相當成熟，近年來逐（zhú）漸有人用於含苯係物廢氣處理研究。

周敏等用（yòng）生物（wù）滴濾床處理甲苯廢氣，實（shí）驗（yàn）表明，處理效（xiào）果明顯，能達到（dào）93%去除率。孫驪石等用生物滴濾床處理（lǐ）含苯廢（fèi）氣，結果表明，去除效（xiào）率可保持在90%左右。徐孟（mèng）孟等用濾袋（dài）式膜生物反應器淨化二甲苯實驗結果表（biǎo）明：在4～9℃的低溫（wēn）條件下，二甲苯的去除能力隨著停（tíng）留時間、進氣負荷的增大而提高，去除能力（lì）可達到74.3g/(m˙h)，去除苯係物效率能達90%，與（yǔ）一般生物滴（dī）濾（lǜ）塔的（de）運行性能相當。在該方（fāng）法中，微生物主要附著在濾袋表麵，且生長良好。R.A.Pandey等（děng）用生物過濾器（qì）處（chù）理含苯廢氣處理利率能達到97%

2土壤微生物（wù）處理法

土壤微（wēi）生物對汙染物質的降解能力好，土壤法處理廢氣（qì）過程中，在廢氣中的有機成分在被吸附的（de）同時，微生物對其（qí）進行降解（jiě）。早在1996年（nián）韓國人成日至報道（dào），韓國用土壤微生物來處理企業生產中產生的（de）有毒氣體。利用多（duō）種具有分解廢氣能力的微生物（wù），去（qù）除化學工廠和食品工廠排放（fàng）的廢氣中的重金屬及煤煙的臭味，除臭率達到99.9%。其設（shè）計（jì）原（yuán）理（lǐ）是：將廢氣（qì）加壓後透（tòu）過土層，使原有成分被（bèi）粒子吸附或被土壤中的（de）水分溶解（jiě），再被土壤中的（de）微生物氧化分解。具體處理過程：將廢氣加壓，按順序通（tōng）過沙子、磨砂土混合層、一般砂（shā）層（céng）和（hé）培養微生物（wù）的（de）磨砂土層這四（sì）個土層，將（jiāng）重金屬和有毒物質的臭（chòu）氣、毒氣除掉，成為（wéi）清潔氣（qì）體排人大（dà）氣。利用這種土（tǔ）壤微（wēi）生物（wù）廢氣處理設備處理毒氣，隻需要七年更換一（yī）次微生物和（hé）土壤，即可持續使用，是一種設備。

在此設備基礎上進行改進（jìn），如改變土壤成分或（huò）各層填料布局，並馴化不（bú）同種類的（de）微生物來處理特種廢氣或混合廢（fèi）氣。該類研究方向目前尚處於起步階段。

3結語

隨著社會發展的加快，人們對生活和工作環境（jìng）要求逐漸變高，塗裝廢（fèi）氣中產生的高（gāo）危害性VOCs氣體產生的高危害性也越來越（yuè）受到重視。中國對VOCs治理與管理較弱薄弱，但隨著大氣汙染的日益嚴重，國家對廢氣排放及處置管理（lǐ）力度日趨嚴格。環保部在2014年（nián）出版了《重點行業VOCs控製技術指南》，末（mò）端治理要求逐步（bù）提高。本文就含苯係物廢氣的治理（lǐ）研究進（jìn）行綜述（shù），可以為含苯係物廢氣的治理提供（gòng）參考。