摘要：在改性瀝青防水卷材的生產(chǎn)過程中,會產(chǎn)生大量瀝青煙氣及苯并芘等有毒有害物質,傳統(tǒng)的治理方法存在凈化效率低下、二次污染等問題。本文介紹了一種新型瀝青防水卷材生產(chǎn)廢氣治理技術,即采用高壓靜電捕集與光氧催化相結合的6級分體式處理工藝,可以實現(xiàn)瀝青煙氣的高效凈化,且無二次污染。

隨著我對環(huán)境保護力度的加大，各地陸續(xù)出臺了更加嚴格的環(huán)境保護法律、法規(guī)和標準。傳統(tǒng)粗放式、高污染的防水材料生產(chǎn)方式面臨越來越大的環(huán)保壓力。瀝青類防水卷材生產(chǎn)過程中瀝青的加熱、攪拌、涂布過程會產(chǎn)生大量的工業(yè)粉塵和有害氣體，對瀝青煙氣的收集和治理已成為長期困擾企業(yè)的兩大難題，最為常見的現(xiàn)象是：企業(yè)花費了大量的資金與人力，也添囂了環(huán)保處理設備，但是處理效果始終達不到環(huán)保要求的排放標準。為此，四川蜀羊防水材料有限公司聯(lián)合河北潔天環(huán)保科技有限公司共同立項課題《瀝青防水卷材生產(chǎn)廢氣治理系統(tǒng)技術》，針對瀝青煙氣中的污染物，采用高壓靜電捕集與光氧催化相結合的6級分體式處理工藝，實現(xiàn)了同時去除油、煙、味，該技術獲得了2015年中國建筑防水行業(yè)“技術進步獎”三等獎。

1污染源分析

改性瀝青防水卷材生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的瀝青煙氣主要由液態(tài)焦油和氣態(tài)焦油組成(熔點多為50℃左右、凝固點在0℃左右)，主要成分為芳烴及雜環(huán)化合物，如苯并芘、苯并蒽、咔唑等，不僅有難聞的氣味，而且對人體健康也有危害，尤其是以苯并芘為代表的多環(huán)芳烴大多有致癌風險。此外，粉料添加過程也會產(chǎn)生部分粉塵及各種附著于其上的小分子揮發(fā)物。瀝青煙氣處理的環(huán)保改進，必須從原材料、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設備、收集方式和處理設備，全方位、多角度考慮。

2生產(chǎn)原材料

改性瀝青防水卷材的主要原材料包括：瀝青、溶劑油、改性劑、填充料等。目前，國內防水卷材生產(chǎn)企業(yè)多采用廢機油作溶劑油、使用大量的廢膠粉代替部分SBS改性劑、采用滑石粉作填充料，這些原材料正是污染產(chǎn)生的主要來源。因此，優(yōu)選各種原材料是降低瀝青類防水卷材煙氣污染的關鍵。具體做法介紹如下：1)優(yōu)先選用低煙、低溫瀝青，同時嚴格控制其加熱損失指標(200℃的蒸發(fā)損失40．3％)，從源頭上降低排放濃度，為后續(xù)治理降荷。2)溶劑油應優(yōu)先選用高沸點、低揮發(fā)分的基礎油，同時嚴格要求加熱損失、傾點、低溫凝點等性能指標；杜絕使用廢機油(使用廢機油作溶劑油，不僅會造成嚴重的環(huán)境污染，還會導致改性瀝青防水卷材質量下降)。3)改性劑盡量選用粉狀熱塑性丁苯橡膠SBS，少用或不用廢膠粉(廢膠粉中含有苯、硫化物等有害物)；如確需添加部分膠粉，則應該采用細度6O目以上的脫硫膠粉。4)填充料以滑石粉為主，但應適當控制其添加量。

3工藝條件

瀝青混合料溫度應控制在200qC以內。生產(chǎn)工藝控制以低溫攪拌、多次研磨分散為主(高溫降黏、強制攪拌分散的工藝方式會導致瀝青、油類、橡膠類低分子物質大量逸出)。根據(jù)筆者多年的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，采用粒徑較小的改性劑(如粉狀SBS、60目以上脫硫膠粉)，溫度控制在180℃左右，粉料分散后經(jīng)膠體磨研磨兩遍時，瀝青改性效果最佳。

4環(huán)保集氣系統(tǒng)

在瀝青防水卷材的生產(chǎn)過程中，瀝青煙氣的主要產(chǎn)生點為浸油池、涂油池、攪拌罐等處。在生產(chǎn)車間浸油池、涂油池等易產(chǎn)生煙氣的部位，設置負壓式吸煙罩、下沉式吸煙口對煙氣進行集中收集(圖1)，每個吸煙罩頂部安裝一臺變頻調速風機，風機轉速可根據(jù)煙氣產(chǎn)生的大小進行調節(jié)。同時，吸煙罩收集后仍有少量散逸部分形成無組織煙氣，通過設置鋁合金房進行全密封，將無組織煙氣攪拌罐自身密封性較好，只需在觀察口加密閉煙氣收集罩即可。煙氣罩上部同樣設置變頻調速風機，風機風速根據(jù)煙氣大小進行調節(jié)。煙氣管道上安裝止回閥門，阻止正壓推送的煙氣通過其他攪拌罐的煙道產(chǎn)生回流。需要注意的是，改性瀝青防水卷材生產(chǎn)時，攪拌罐粉料添加多采用加料口直接添加的方式，這種添加方式會產(chǎn)生大量揚塵，這些揚塵會隨環(huán)保管道內氣流送人煙氣處理裝置，增大后續(xù)廢氣凈化系統(tǒng)的處理負荷、降低處理能力。新型廢氣處理系統(tǒng)的粉料添加采用螺桿強制喂料的方式，基本杜絕了揚塵的產(chǎn)生，大幅降低了環(huán)保處理裝置的負荷(圖2)。

通過上述分析可以發(fā)現(xiàn)，老式環(huán)保集氣設備單獨依靠大功率風機負壓吸氣，煙氣和新鮮空氣進人量無法控制，無重點收集。而且，由于風量大、流速快，導致煙氣處理不徹底等諸多缺陷。新型環(huán)保集氣系統(tǒng)在每個收集點采用獨立的變頻調速風機，有針對性地對各個煙氣產(chǎn)生點產(chǎn)生的煙氣進行收集。同時，對煙氣進行正壓推送，減小風量、風速，以利于后端廢氣凈化系統(tǒng)充分、完善、徹底地對污染物進行處理。

5廢氣凈化系統(tǒng)

經(jīng)煙氣收集系統(tǒng)收集到的瀝青廢氣還需采用適當?shù)姆椒ㄟM行凈化處理與回收，業(yè)內常用的方式是水噴淋吸收+活性炭吸附法。該工藝對顆粒物和瀝青煙的處理效果基本達到國標排放限值40mg／m，但遠高于北京地標規(guī)定的10mg／m，排放限值；而對苯并芘和非甲烷總烴的處理效果嚴重超標。新型瀝青防水卷材生產(chǎn)線將瀝青攪拌罐粉料添加方式改進為強制喂料后，大大減少了進入廢氣凈化系統(tǒng)的粉塵等顆粒物總量。在前工序、設備等系統(tǒng)大幅減少污染物的同時，配合采用高壓靜電捕集與光氧催化相結合的6級分體式處理工藝，實現(xiàn)了瀝青煙氣的達標排放(圖3)。

1)煙氣噴淋冷凝塔。瀝青煙氣中含有的粉塵、油，采用噴水霧的方式以增大煙氣顆粒直徑，并將煙氣中部分污染物轉移到噴淋液中。煙氣管道也安裝噴淋裝置，主要作用足冷卻煙氣，并把部分油污和顆粒物沖洗下來，防止管道堵塞，同時起到防火作用。

2)水汽分離塔。利用多孔介質，對瀝青廢氣進行預處理，如攔截過濾顆粒物和油，使瀝青煙氣中的焦油細霧液滴相互碰撞、吸附、沉淀，為高壓靜電廢氣凈化器提供一個高效的運行環(huán)境。

3)濕式恒流高壓靜電廢氣凈化器。高壓靜電廢氣凈化器主要是利用靜電作用產(chǎn)生高能電子自由基活性粒子，激活、電離、裂解瀝青廢氣中的煙及殘留的油等組分，使其分子鏈斷裂，分解成小分子，從而達到凈化目的。

4)布袋過濾塔。布袋過濾塔內置200條采用纖維編制的布袋，并利用這些布袋捕集瀝青廢氣中的固體顆粒物，布袋長度為6in，單次過濾面積可達450m以上。作用原理是：粉塵顆粒在經(jīng)過濾布纖維時，在慣性作用下與纖維碰撞而被攔截，粉塵被阻留的同時氣體得到凈化，為后續(xù)光氧催化裝置提供一個高效的運行環(huán)境，也保證了最終排放氣體內的顆粒物指標滿足標準要求。布袋過濾塔帶有自動反吹系統(tǒng)，自動反吹時采用瞬問高壓氣流，不會對管道內廢氣造成回流。

5)光氧催化凈化塔。光解催化凈化塔利用高能高臭氧uV—c光束與空氣中的氧反應產(chǎn)生臭氧，再通過臭氧與惡臭化合物進行氧化反應，生成水和氧等低分子化合物，煙道中的異味也隨之消除。整個分解氧化過程可在l～3S內完成。光解催化凈化設備能高效去除各種揮發(fā)性有機物(VOC)、無機物、硫化氫、氨氣、硫醇類主要污染物以及各種惡臭氣體，除味效率最高可達95％以上。光氧催化凈化塔內采用120根150W的高臭氧紫外直燈管，燈管長度為1m，使用壽命可達16000h。燈管材質為石英玻璃，耐高溫可達1200℃。燈頭材質為陶瓷，耐高溫可達200℃。

6)臭氧中和罐。利用高濃度臭氧對瀝青廢氣中的惡臭氣體進行分解后，氣體中會有部分過量臭氧需在排放前完全消除。因此，在環(huán)保廢氣處理設備的最后工序設置臭氧中和罐，通過雙層處理工藝中和過量的臭氧：一是往中和罐中通人新鮮空氣，通過空氣流動，沖淡臭氧濃度，最終實現(xiàn)消除；二是在中和罐內通導熱油，加溫到100oC左右后恒溫，在此溫度條件下臭氧會迅速還原成氧氣。

6環(huán)保效益分析

老式水噴淋+活性炭吸附法與新型電捕+光氧法對瀝青廢氣的處理效果對比見表1?？梢园l(fā)現(xiàn)，新型環(huán)保處理設備對顆粒物、瀝青煙、苯并芘、非甲烷總烴等污染物的處理效率全部達到95％以上，均超過老式水洗處理法。同時，新型環(huán)保廢氣處理系統(tǒng)不使用活性炭，不會造成二次污染。

7結語

新型廢氣凈化系統(tǒng)采用電捕與光氧化相結合的6級分體式處理工藝，通過優(yōu)先選用環(huán)保原材料，從源頭上減少粉塵、煙氣等污染物的產(chǎn)生，配合集氣罩等收集方式和電捕+光氧法的后續(xù)處理，不僅大大降低了能耗，還提高了環(huán)保設備的處理效率。該處理工藝處理過程無任何機械動作，無需專人管理，只需定期檢查，因而運行成本較低、資源消耗少，且不會產(chǎn)生二次污染，節(jié)約了治理資金。

來源:《中國建筑防水》  作者:黃剛 朱曄等

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