汽車4S店有機廢氣治理技術分析

　　一、4S店廢氣來源及危害
　　隨著我國經濟的加速發展，特別是沿海經濟發達省市，轎車正逐步走入千家萬戶，而且轎車數量的還在不斷增加，汽車4S店模式由歐洲正初步傳入我國，而且在國內發展極為。在整個汽車銷售和維護過程中，整車的銷售、配件、維護的比例結構為2：1：4，可見維修服務是汽車獲利的主要部分，4S店作為維修的主體，重要性也是顯而易見。在汽車4S內，汽車維修表面噴烤處理過程中，噴漆原料一油漆涂料由不揮發分和揮發分組成(VOCs)，不揮發分包括成膜物質和輔助成膜物質，揮發分稀釋劑是用來稀釋油漆，達到漆物表面光滑美觀的目的。油漆噴涂過程中主要產生漆霧和廢氣污染，油漆在高壓作用下霧化成微粒，在噴涂時，部分油漆未到達噴漆物表面，隨氣流彌散從而形成漆霧；廢氣來自稀釋劑的揮發，溶劑不會隨油漆附著在噴漆物表面，在噴漆和固化過程將全部釋放形成廢氣。漆霧中的溶劑一苯、甲苯、二甲苯等屬強毒性溶劑，作業時散發至車間空氣中，大多未經處理直接排入大氣中。加之4S店多開在社區邊，這些未經處理直接排放的廢氣刺鼻并污染環境，居民被刺鼻的油漆味熏得實在難受，對生活造成困擾，對4S的環保投訴也逐漸增多。與此同時從4S店排出的廢氣也是城市霧霆的源頭之一。1993年，我國頒布并實施了GB14554-1993惚臭污染物排放標準》；1996年，頒布了GB16297-1996《大氣污染綜合排放標準》，限定了包括苯、甲苯、二甲苯等33種污染物的排放限值；2006年，頒布實施的HJ/T293-2006《清潔生產標準汽車制造業(涂裝)》強調了油漆烘干室的脫臭裝置。目前，我國尚未專門對表面涂裝(汽車制造業)及汽車4S店噴漆廢氣排放制定相關標準。2013年，隨著環保部下發了《揮發性物污染防治技術政策》，要求加大力度對VOCs進行治理，北京、廣州、西安等城市紛紛制定了汽車4S店噴烤漆房廢氣排放治理實施方案。
　　二、常規廢氣治理技術
　　廢氣的治理技術有兩種類型，一類是非破壞性技術，即將VOCs凈化并回收，包括冷凝、膜分離、吸收、吸附等；   類是破壞性技術，如化學和生物反應，用光、熱、催化劑、微生物等將污染物轉化為二氧化碳和水等無機物質，包括直接燃燒、催化燃燒、生物處理、光分解、等離子體分解等：
　　冷凝技術原理是將廢氣降溫至VOCs成分露點溫度以下，使其凝結為液體后加以回收，用于、單一組份且具回收價值的VOCs廢氣處理。由于冷凝處理的成本較高，故通常VOCs濃度   在5000ppm以上時，方可適用冷凝處理。
　　膜分離技術的中心部分為膜元件，原理是根據VOCs成分和空氣透過膜的能力不同，而將二者分離，可回收含氯溶劑、酮、醛等大部分VOCs。
　　吸收技術主要是利用VOCs能溶于水或部分油類物質的特點，用高沸點、低蒸汽壓的油類或水溶液作為吸收劑來吸收廢氣中的物，可處理大流量氣體，但對低濃度VOCs的吸收率不高，另外存在吸收劑耗損和二次污染問題。
　　活性炭吸附塔吸附技術是利用吸附劑(活性碳、沸石等)具有密集的細孔結構，內表面積大，對VOCs具有的吸附性能，達到凈化廢氣，活性炭凈化裝置是常用的廢氣凈化技術。
　　直接燃燒技術是利用燃料(   氣或油)燃燒釋放出的熱量，在燃燒室內使廢氣燃燒，工藝簡單，凈化等，但運行成本高。
　　催化燃燒技術需把廢氣預熱至200~400℃，在催化劑的作用下，使VOCs氧化成二氧化碳和水，操作簡單，凈化效率穩定，試用于廢氣凈化。
　　生物處理技術是在適宜環境條件下，附著在濾料介質中的微生物利用VOCs作為碳源和能源，將其分解成為二氧化碳和水的過程，氮被轉化為氨氣，繼而轉化為硝酸，硫化物先轉化為硫化氫，繼而氧化為硫酸，占地面積大，對廢氣濃度波動較敏感。
　　光分解技術一種是直接光照在在特定波長下物分解，另一種是UV光催化氧化裝置在催化劑存在下，光照分解物，光催化技術須長時間停留，副產物會影響到光催化劑的性能。
　　三、光催化降解原理
　　(1)納米TiO₂光催化降解
　　具有納米半導體粒子的量子尺寸效應使其導帶和價帶能級變為三能級，能隙變寬，導帶變負，而價帶帶寬變得   正，即在光催化作用下具有的氧化/還原能力，從而提高了其光催化活性。
　　根據光化學理論分析，光的能量與波長：只有被分子(或原子、離子等)吸收，光才能誘發體系產生變化；當分子吸收光子被激發到具有足以破壞弱化學鍵的   激發態時，才能引起光化學反應。
　　(2)紫外光催化降解VOCs原理
　　我們知道，波長較短的紫外線其光子能量強，當環境中的紫外光能量等級比苯、甲苯、二甲苯等中大多數廢氣物質的分子結合能強時，可將污染物分子鍵裂解為呈游離狀態的離子，且波長在200nm以下的短波長紫外線能分解O₂分子，生成臭氧O₃。呈游離狀態的污染物離子極易與O₃產生氧化反應，生成簡單、低害或的物質，如CO₂和H₂O等，以達到廢氣凈化處理的目的。
　　用紫外光解方式獲得的臭氧，因獲得復合離子光子的能量后，能極為地分解，分解后產生氧化性   強的自由基O、OH和H₂O。自由基O、OH和H₂O與惡臭氣體發生一系列協同、連鎖反應，惡臭氣體終被氧化降解為低分子物質、CO₂和H₂O，而達到終的除臭目的研究過程中，進一步發現，當惡臭氣體的相對分子質量越大時，光催化氧化設備紫外光解氧化效果越明顯。在特種能量等級的紫外線作用下，大多數化學物質都能分解。
　　等離子體技術原理是施加電力將氣體電離以加速化學反應，生成活性自由基對VOCs氧化分解成物或低毒物，也把等離子體與催化劑聯用降低處理成本，適用VOCs范圍大，具有廣闊的發展潛力。
　　汽車4S店廢氣中VOCs濃度不高，并且間歇排放，考慮到   和操作便捷性，采用等離子體技術和UV光氧催化氧化裝置可減少臭味，達標排放。為了降低投資成本和運行成本，在實踐中可以采用過濾-等離子體-催化-吸附、過濾-等離子體-光催化-吸附等組合工藝。