摘要针对汽车工业排污许可申报及环评建设项目,结合京津冀地区6家汽车企业的涂料使用情况、生产工艺及产排污环节、污染物排放特征等,参考《污染源源强核算技术指南汽车制造》,提出较为合理的汽车工业废气污染源源强估核算方法,并依据相关环境法规、标准要求,对企业VOCs减排提出了技术高效、稳定的治理措施,为汽车工业的环境影响评价工作提供参考依据。
关键词汽车工业污染源强环境影响评价减排技术
0引言
汽车工业生产工序长,使用原料种类多、数量大,导致了生产过程产生的“三废”量大,废物成分复杂,污染危害严重。其中废气污染物主要包括烟尘、二氧化硫、氮氧化物、VOCs、油雾等,VOCs是汽车工业中最主要的大气污染物之一。因为汽车工业涂装工序中涂料、清洗剂、密封胶等种类多、工艺复杂,废气污染源源强核算存在不确定性。本文以《污染源强核算技术指南汽车制造》[1]为基础,结合京津冀地区6家汽车企业调研统计数据,对汽车工业废气污染源源强核算及减排技术进行探究。
1.3污水处理站废气源强核算
汽车工业生产废水主要包括模具清洗废水、涂装车间的预处理及清洗废水、脱脂废液和废水、表调废水、磷化废水、电泳废液和废水、电泳打磨废水、总装车间淋雨检测线废水、软纯水制备系统产生的浓水及反冲洗水、各车间循环冷却水排水等。恶臭类气味的产生主要源自污水站的废水处理,根据企业提供的环评报告、第三方检测报告等资料对恶臭气体的产生量进行核算,参考情况见表4。
2汽车制造环节废气减排技术
2.1涂装废气收集与处理技术
汽车涂装工艺环节,液体涂料“空气喷涂”施涂方式被广泛采用。该作业方式,喷漆废气中含有大量的“过喷漆雾”,废气中的“过喷漆雾”干固后就会形成“颗粒物”排放,同时“过喷漆雾”中溶剂的挥发还会产生大量VOCs。一般情况下,喷涂废气的治理,都是先设法除去“过喷漆雾”,然后再进一步去除其中的VOCs。“过喷漆雾”的收集技术通常分为两类,一类是湿式净化法,另一类是干式净化法。国内的自主汽车企业大多采用湿式净化法,部分合资汽车企业采用干式净化法。
湿式净化法是依据相似相溶原理,通过水淋沉降、溶剂吸收或者化学吸收将喷漆废气中的漆雾捕集至水溶液池中。水溶液池中加有涂料凝结剂,溶液槽中加入漆雾凝聚剂,漆雾颗粒在凝结剂的作用下失去黏性,在循环水槽中漂浮、沉淀,继而形成漆渣。除去漆渣的废气通过排风机高空排放或收集后通过管道输送至废气处理装置作进一步处理。按照洗涤方式,湿式漆雾净化技术分为水帘式、无泵水幕式、文丘里式、水旋式,漆雾收集效率可达到85%以上。文丘里、水旋喷漆室、水幕喷漆室等湿式漆雾处理技术会产生废水和漆渣的二次污染问题。
相比湿式净化法,干式净化法是利用过滤装置的滤层、表面微孔等将喷漆废气中的漆雾微粒阻留下来的净化方法,在净化过程中没有水或其他液体的喷淋或雾化。目前漆雾干式净化法所用的过滤体主要包含过滤棉、过滤纸、有机合成材料、预喷涂石灰石粉类材料的过滤器等。根据去除效率和调研结果,目前汽车企业采用的干式漆雾分离系统主要包括纸盒漆雾处理系统、石灰石粉漆雾处理系统,漆雾收集效率可达到95%以上。石灰石粉漆雾处理系统会产生含有漆渣的废石灰粉,纸盒漆雾处理系统会产生含有漆渣的废纸盒。
针对汽车涂装工序产生的有机废气污染物,其处理方法主要包括热力燃烧法、催化燃烧法、吸附法。高浓度VOCs的排放废气主要采用热力燃烧法,燃烧时需要加入一定量的天然气等作为辅助燃料。热力燃烧法根据热交换与废热利用形式的不同,主要分为蓄热式热力燃烧(RegenerativeThermalOxidation,RTO)和回收式热力燃烧(ThermischeNachverbrennung,TNV)。
相关期刊推荐:《能源与环境》EnergyandEnvironment(双月刊)1982年创刊,宣传国家有关节能与环保方针政策、法律、法规,报道能源和环保工程开发和建设;介绍节能与环保的新技术、新设备、新材料以及能源与环境工程科学管理与改革等动态。设有:研究与探讨、能源管理、节能四新、循环硫化床技术、节能技术、新能源、农村能源等栏目。
RTO系统主要由陶瓷蓄热床、自动控制阀、焚烧室和控制系统等构成,采用燃气、燃油等为辅佐燃料。通过陶瓷蓄热床换热器回收热量,用于下一阶段废气的预热,废热回收效率能够达到95%以上。汽车企业采用的RTO燃烧室温度通常大于700℃、停留时间通常大于1.0s,两室RTO的VOCs去除效率通常可达90%以上,三室及以上RTO和旋转式RTO的VOCs去除效率通常可达95%以上。汽车工业企业采用的典型治理技术路线为“循环风+RTO”和“吸附/脱附浓缩+RTO”。
TNV在进行废气处理的同时可使高温烟气通过换热装置回收热量,能有效的降低运行成本,系统由废气预热及焚烧系统、循环风供热系统、新风换热系统组成。TNV系统利用风机将含VOCs废气输送至废气预热器,燃烧后的高温烟气经配套的多级换热设备加热生产过程需要的空气或热水,充分回收热能,降低系统的能耗。该技术适用于汽车企业涂装工序电泳、喷涂、涂胶等烘干过程产生的含VOCs高温废气的治理,TNV燃烧室温度通常大于700℃、停留时间通常大于1.0s,VOCs去除效率通常可达95%以上。
2.2污水处理站废气处理技术
汽车工业污水站调节池、水解酸化池、沉淀池、曝气池、污泥浓缩池等产生恶臭气体,主要以氨气、硫化氢为主。典型治理技术路线一般采用“好氧处理技术”“水解酸化+好氧+混凝沉淀组合技术”和“中和+混凝沉淀+离子交换组合技术”等,并通过在废水液面上方加盖收集部分挥发性气体处理后排放。水解酸化和好氧处理技术属于生物处理技术,使结构复杂的不溶性或溶解性高分子有机物,转化为简单低分子有机物,适用于全厂混合废水的处理。混凝沉淀技术适用于冲压、化学脱脂预处理、转化膜处理、热处理、涂装、检测试验等工序的各种废液、废水的预处理。离子交换技术适用于含镍废水的处理,该技术可使出水中镍离子浓度低于0.4mg/L。根据多家汽车企业实际运行情况,污水处理站采用“水解酸化+好氧+混凝沉淀组合技术”处理后,CODCr、氨氮(NH3-N)去除率分别大于60%和65%。
3结语
废气污染源源强核算是一项基础性的研究工作,同时也是开展汽车工业单位涂装面积VOCs排放量核算,进行VOCs总量控制的重要方法,本文对汽车工业废气污染物源强估算及治理方法进行了概括性的介绍。在汽车企业的环境管理工作中,通过分析实际项目的生产工艺、原辅材料的理化性质,明确废气污染物的产生环节、筛选出主要的废气评价因子,核算出贴近实际的废气污染源强。同时采取高效、经济、切实可行的污染治理措施,为汽车工业的环评工作提供可靠的参考依据。——论文作者:任重磊王雷任家宝刘雪峰
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