汽车4S店有机废气治理技术分析

　　一、4S店废气来源及危害
　　随着我国经济的加速发展，特别是沿海经济发达省市，轿车正逐步走入千家万户，而且轿车数量的还在不断增加，汽车4S店模式由欧洲正初步传入我国，而且在国内发展极为。在整个汽车销售和维护过程中，整车的销售、配件、维护的比例结构为2：1：4，可见维修服务是汽车获利的主要部分，4S店作为维修的主体，重要性也是显而易见。在汽车4S内，汽车维修表面喷烤处理过程中，喷漆原料一油漆涂料由不挥发分和挥发分组成(VOCs)，不挥发分包括成膜物质和辅助成膜物质，挥发分稀释剂是用来稀释油漆，达到漆物表面光滑美观的目的。油漆喷涂过程中主要产生漆雾和废气污染，油漆在高压作用下雾化成微粒，在喷涂时，部分油漆未到达喷漆物表面，随气流弥散从而形成漆雾；废气来自稀释剂的挥发，溶剂不会随油漆附着在喷漆物表面，在喷漆和固化过程将全部释放形成废气。漆雾中的溶剂一苯、甲苯、二甲苯等属强毒性溶剂，作业时散发至车间空气中，大多未经处理直接排入大气中。加之4S店多开在社区边，这些未经处理直接排放的废气刺鼻并污染环境，居民被刺鼻的油漆味熏得实在难受，对生活造成困扰，对4S的环保投诉也逐渐增多。与此同时从4S店排出的废气也是城市雾霆的源头之一。1993年，我国颁布并实施了GB14554-1993惚臭污染物排放标准》；1996年，颁布了GB16297-1996《大气污染综合排放标准》，限定了包括苯、甲苯、二甲苯等33种污染物的排放限值；2006年，颁布实施的HJ/T293-2006《清洁生产标准汽车制造业(涂装)》强调了油漆烘干室的脱臭装置。目前，我国尚未专门对表面涂装(汽车制造业)及汽车4S店喷漆废气排放制定相关标准。2013年，随着环保部下发了《挥发性物污染防治技术政策》，要求加大力度对VOCs进行治理，北京、广州、西安等城市纷纷制定了汽车4S店喷烤漆房废气排放治理实施方案。
　　二、常规废气治理技术
　　废气的治理技术有两种类型，一类是非破坏性技术，即将VOCs净化并回收，包括冷凝、膜分离、吸收、吸附等；   类是破坏性技术，如化学和生物反应，用光、热、催化剂、微生物等将污染物转化为二氧化碳和水等无机物质，包括直接燃烧、催化燃烧、生物处理、光分解、等离子体分解等：
　　冷凝技术原理是将废气降温至VOCs成分露点温度以下，使其凝结为液体后加以回收，用于、单一组份且具回收价值的VOCs废气处理。由于冷凝处理的成本较高，故通常VOCs浓度   在5000ppm以上时，方可适用冷凝处理。
　　膜分离技术的中心部分为膜元件，原理是根据VOCs成分和空气透过膜的能力不同，而将二者分离，可回收含氯溶剂、酮、醛等大部分VOCs。
　　吸收技术主要是利用VOCs能溶于水或部分油类物质的特点，用高沸点、低蒸汽压的油类或水溶液作为吸收剂来吸收废气中的物，可处理大流量气体，但对低浓度VOCs的吸收率不高，另外存在吸收剂耗损和二次污染问题。
　　活性炭吸附塔吸附技术是利用吸附剂(活性碳、沸石等)具有密集的细孔结构，内表面积大，对VOCs具有的吸附性能，达到净化废气，活性炭净化装置是常用的废气净化技术。
　　直接燃烧技术是利用燃料(   气或油)燃烧释放出的热量，在燃烧室内使废气燃烧，工艺简单，净化等，但运行成本高。
　　催化燃烧技术需把废气预热至200~400℃，在催化剂的作用下，使VOCs氧化成二氧化碳和水，操作简单，净化效率稳定，试用于废气净化。
　　生物处理技术是在适宜环境条件下，附着在滤料介质中的微生物利用VOCs作为碳源和能源，将其分解成为二氧化碳和水的过程，氮被转化为氨气，继而转化为硝酸，硫化物先转化为硫化氢，继而氧化为硫酸，占地面积大，对废气浓度波动较敏感。
　　光分解技术一种是直接光照在在特定波长下物分解，另一种是UV光催化氧化装置在催化剂存在下，光照分解物，光催化技术须长时间停留，副产物会影响到光催化剂的性能。
　　三、光催化降解原理
　　(1)纳米TiO₂光催化降解
　　具有纳米半导体粒子的量子尺寸效应使其导带和价带能级变为三能级，能隙变宽，导带变负，而价带带宽变得   正，即在光催化作用下具有的氧化/还原能力，从而提高了其光催化活性。
　　根据光化学理论分析，光的能量与波长：只有被分子(或原子、离子等)吸收，光才能诱发体系产生变化；当分子吸收光子被激发到具有足以破坏弱化学键的   激发态时，才能引起光化学反应。
　　(2)紫外光催化降解VOCs原理
　　我们知道，波长较短的紫外线其光子能量强，当环境中的紫外光能量等级比苯、甲苯、二甲苯等中大多数废气物质的分子结合能强时，可将污染物分子键裂解为呈游离状态的离子，且波长在200nm以下的短波长紫外线能分解O₂分子，生成臭氧O₃。呈游离状态的污染物离子极易与O₃产生氧化反应，生成简单、低害或的物质，如CO₂和H₂O等，以达到废气净化处理的目的。
　　用紫外光解方式获得的臭氧，因获得复合离子光子的能量后，能极为地分解，分解后产生氧化性   强的自由基O、OH和H₂O。自由基O、OH和H₂O与恶臭气体发生一系列协同、连锁反应，恶臭气体终被氧化降解为低分子物质、CO₂和H₂O，而达到终的除臭目的研究过程中，进一步发现，当恶臭气体的相对分子质量越大时，光催化氧化设备紫外光解氧化效果越明显。在特种能量等级的紫外线作用下，大多数化学物质都能分解。
　　等离子体技术原理是施加电力将气体电离以加速化学反应，生成活性自由基对VOCs氧化分解成物或低毒物，也把等离子体与催化剂联用降低处理成本，适用VOCs范围大，具有广阔的发展潜力。
　　汽车4S店废气中VOCs浓度不高，并且间歇排放，考虑到   和操作便捷性，采用等离子体技术和UV光氧催化氧化装置可减少臭味，达标排放。为了降低投资成本和运行成本，在实践中可以采用过滤-等离子体-催化-吸附、过滤-等离子体-光催化-吸附等组合工艺。