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VOCs攻坚行动——家具制造业VOCs排放与治理

2020年,北京市印发实施了VOCs治理专项行动方案。方案坚持精准治污、科学治污、依法治污,按照协同治理一批、源头替代一批、深度治理一批、精准执法一批、宣传培训一批的思路,深入推进挥发性有机物(VOCs)治理。

家具制造与分类

家具制造指利用木材、金属、塑料、竹、藤等材料制作的,具有坐卧、凭倚、储藏、间隔等功能,可用于住宅、旅馆、办公室、学校、餐馆、医院、剧场、公园、船舰、飞机、机动车等任何场所的各种家具制造的生产活动。根据不同产品类型可分为木质家具制造,竹、藤家具制造,金属家具制造、塑料家具制造和其他家具制造。根据使用对象,家具产品包括民用家具和办公家具。

北京市家具制造业发展特点

近几年在,随着北京市产业结构优化升级、地方排放标准约束引领,家具制造行业企业数量发由2015年的1000多家减少到目前的50家以内。

北京市家具制造行业主要包括木质家具制造、金属家具制造和其他家具制造,其中木质家具制造企业数量占比达到90%以上。在原辅材料使用方面,木质家具制造企业基本完成水性涂料替代,其他家具制造企业主要使用的是水性涂料和水性或热熔型胶粘剂,金属家具企业主要使用的是粉末涂料。

2015年,北京市发布并执行《木质家具制造业大气污染物排放标准》(DB11/1202-2015),为国内木质家具制造行业最严排放标准。在标准的约束引领下,北京市木质家具制造行业开始采用低挥发性有机物(VOCs)原辅材料替代和涂装车间密闭化改造,部分企业投入自动化流水线生产设备,采用高效涂装技术代替手工空气喷涂技术,结合末端治理,有效实现了木质家具制造行业VOCs减排。

家具制造业VOCs产污环节及排放形式

木质家具制造行业VOCs主要来自涂料、稀释剂、胶粘剂和清洗剂等含VOCs原辅材料使用,涉及的VOCs排放环节主要是上述含VOCs原辅材料的贮存、调配、施胶、喷漆、擦色、流平和干燥以及废漆渣的贮存。其他家具制造行业VOCs排放主要来源于海绵等的施胶拼接环节和木质框架的喷漆、流平和干燥环节。金属家具制造行业VOCs排放主要来源于粉末涂料高温烘干环节。

图1 木质家具制造业生产工艺与VOCs排放环节示意图

图2 软体家具制造业生产工艺与VOCs排放环节示意图

北京市家具制造业涂装工序的喷漆、流平和干燥环节基本在密闭化车间或设备内进行,VOCs废气主要以有组织形式排放,部分企业的调漆、调胶、施胶环节存在无组织排放。

家具制造业VOCs产污水平

家具制造行业VOCs产污水平取决于原辅料类型和涂装方式。

对于原辅材料,产污水平较高的是溶剂型涂料和溶剂型胶粘剂。根据《北京市工业污染行业、生产工艺调整退出及设备淘汰目录(2014年版)》,2016年,北京市基本退出使用有机溶剂型涂料的家具制造工艺;自2017年1月1日起,北京市家具制造行业基本使用水性涂料和水性或热熔型胶粘剂。

对于涂装方式,高效的自动化涂装设备和涂装技术能有效提高涂料的利用率,减少涂料和胶粘剂的使用量,从而降低VOCs的产污水平。

图3 木质家具制造行业不同涂料和胶粘剂VOCs产污水平(kgVOCs/t涂料或t胶粘剂)

家具制造业执行标准

北京市家具制造业目前执行的标准包括:

(1)木质家具制造企业应执行《木质家具制造业大气污染物排放标准》(DB 11/1202-2015)

(2)其他家具和金属家具制造企业应执行《大气污染物综合排放标准》(DB 11/501-2017)

(3)所有家具制造企业还均需执行《挥发性有机物无组织排放控制标准》(GB 37822-2019)

北京市木质家具制造VOCs排放应符合《木质家具制造业大气污染物排放标准》(DB 11/1202-2015)规定的限值。其中,企业生产设备或车间排气筒废气非甲烷总烃浓度应≤10mg/m3,非封闭涂装车间工位/或封闭涂装车间门窗口外1米处无组织排放监控点非甲烷总烃浓度应≤2mg/m3,厂界处无组织排放监控点非甲烷总烃浓度应≤0.5mg/m3。VOCs无组织排放控制及废气收集处理系统应符合《挥发性有机物无组织排放控制标准》(GB 37822-2019)的特别控制要求。

北京市木质家具制造企业使用的原辅材料应符合《木质家具制造业大气污染物排放标准》(DB 11/1202-2015)的要求。其中水性底漆、水性色漆和水性清漆即用状态不扣水时VOCs含量应分别满足≤80g/L,≤70g/L和≤80g/L的要求。自2020年12月1日起,家具制造行业使用的辐射固化涂料(含腻子)以及水性腻子即用状态扣水后VOCs含量应符合《木器涂料中有害物质限量》(GB 18581-2020)的要求,清洗剂VOCs含量应符合《清洗剂挥发性有机化合物含量限值》(GB 38508-2020)的要求,胶粘剂VOCs含量应符合《胶粘剂挥发性有机化合物限量》(GB 33372-2020)中对水基型胶粘剂和本体型胶粘剂的要求。

污染预防技术

1 低VOCs含量原辅材料替代技术

鼓励北京市家具制造业企业使用符合《低挥发性有机化合物含量产品技术要求》(GB/T 38597-2020)的原辅材料。

2 涂装工艺及设备

家具制造业企业宜采用往复式喷涂箱、辊涂、淋涂、机械手、静电喷涂等高效涂装技术,减少使用手动空气喷涂技术。

图4 木质家具高效自动化涂装设备

酚醛板家具宜使用粉末静电喷涂技术;其他板式家具宜采用辊涂、淋涂、往复式喷涂箱和机械手等高效涂装技术。

金属家具宜使用粉末静电喷涂技术。

图5 金属家具粉末静电喷涂

3过程控制

(1)转移和输送

宜使用集中供漆或供胶系统,宜采用密闭管道或密闭容器转移和输送VOCs物料。

(2)施胶

施胶过程应在密闭空间内操作,应安装VOCs废气收集系统并输送至VOCs处理系统;无法密闭的,应采取局部气体收集措施,废气应排至VOCs废气收集处理系统。

(3)喷涂、流平和干燥

底漆、面漆、擦色等喷漆或涂饰应在密闭空间内操作,废气应排至VOCs废气收集处理系统,喷漆过程宜设计合理的通排风参数,禁止通过加大风量稀释排放;流平过程应在密闭空间内进行,废气应排至VOCs废气收集处理系统;对于单独的流平空间,禁止通过安装大风量风扇或其他通风措施故意稀释排放;干燥(烘干、风干、晾干等)过程应采用密闭设备或在密闭空间内进行,废气应排至VOCs废气收集处理系统。

使用水性涂料的宜采用干式喷漆房;使用湿式喷漆房时,循环水槽和滤渣间应密闭并配置废气收集系统;湿式喷漆房的水帘水应定期更换,更换废水进厂区集中污水处理设施或按照危险废物进行处置。

(4)涂装设备或喷枪清洗

涂装设备清洗过程应收集清洗废液或废水,喷枪应在密闭设备或密闭空间内清洗,清洗过程产生的VOCs废气应排至VOCs废气收集处理系统,收集的废水进厂区集中污水处理设施或按照危险废物进行处置,清洗废液应按照危险废物进行处置。

VOCs无组织管控

含VOCs物料储存

含VOCs物料应密闭储存,盛装VOCs物料的容器或包装袋应存放于室内,或存放于设置有雨棚、遮阳和防渗设施的专用场地;盛装VOCs物料的容器或包装袋在非取用状态时应加盖、封口,保持密闭;废涂料、废胶粘剂、废清洗剂、废活性炭等含VOCs废料(渣、液)以及VOCs物料废包装物等危险废物密封储存于密闭的危废储存间;沾染有废涂料和清洗剂的废抹布应放入密闭容器内。

含VOCs物料调配

涂料和胶粘剂应设置专门的密闭调配间,在密闭空间或采用密闭设备进行调配,废气应排至VOCs废气收集处理系统;无法密闭的,应采取局部气体收集措施,废气应排至VOCs废气收集处理系统。

图6 密闭调漆供漆间

自动化涂装设备涂料回收、退料

对于辊涂、往复式喷涂箱等自动化涂装设备,应设置过喷涂料回收装置,回收的涂料经调配后重新用于生产中。

自动化涂装设备涂装作业结束时应退净残存物料,并用密闭容器盛装,送回至调配间或储存间,退料过程产生的废气应排至VOCs废气收集处理系统。

末端治理

1、粉末涂料和热熔胶宜根据生产过程重点控制颗粒物的产生和排放。

2、 水性涂料和水性胶粘剂集中连续化自动涂装的喷漆和干燥(烘干、风干、晾干等)废气宜根据废气排放速率和排放连续性采用“吸附浓缩+催化氧化”或其他等效方式处置;不适宜浓缩脱附的废气或低浓度、非连续性排放的VOCs废气可采用“一次性活性炭吸附”等工艺,并定期更换吸附饱和的活性炭,更换后的废活性炭应按危险废物处置。

3、调配、流平废气宜与喷涂、干燥废气一并处理;无法合并处理时,调配废气和流平废气宜采用吸附方式或其他等效方式处置。

4、 线上设备清洗废气宜与喷涂废气一并处理,线下设备清洗废气宜采用“吸附”方式或其他等效方式处置。

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