DQZHAN技術訊：電子行業(yè)VOCs污染問題的探究

通過了解電子工業(yè)排放揮發(fā)性有機物(VOCs)所帶來的主要環(huán)境問題和污染防治技術進展情況，認為VOCs污染減排是有技術支持的，經過對行業(yè)排放標準缺失和治污效果等問題的思考，建議制定電子工業(yè)VOCs排放標準或防治技術規(guī)范，將電子行業(yè)納入國家VOCs排污收費試點范圍，結合行業(yè)產污關鍵環(huán)節(jié)進行污染治理。

1行業(yè)概況

中國是世界上**大電子產品消費國，也是世界電子產品制造大國。進入21世紀以來，我國在通訊、高性能計算機、數字電視等領域取得一系列重大技術突破，電子及通訊設備制造業(yè)的產業(yè)規(guī)模、產業(yè)結構、技術水平均得到大幅提升，成為全球*大的制造基地，目前主要產品如手機、程控交換機、微型計算機、顯示器、彩電、激光視盤機等產量在國際上均拔得頭籌。2014年中國規(guī)模以上通信設備、計算機及其他電子設備制造業(yè)行業(yè)總資產為58168.5億元，同比增長14.58%[1]。

2產生的污染物

近年來，我們參加了部分電子工業(yè)VOCs調查，對企業(yè)的涂裝工序VOCs產生點、廢氣集中處理設施進出口排放點、企業(yè)內外環(huán)境現狀質量等進行現場VOCs監(jiān)測。

2.1排放物質指標較多

在涂裝或者噴涂車間排氣筒出口、尾氣VOCs處理設施進出口、涂裝車間裝置區(qū)域、調漆房、廠界上風、廠界下風等點位采集樣品，經過監(jiān)測數據分析，發(fā)現電子工業(yè)排放污染物包括甲苯、二甲苯、**苯、乙酸丁酯、甲基異丁酮、異丙醇和環(huán)己烷等多種化學物質。

按以下公式計算標準狀態(tài)下某種揮發(fā)性有機物的濃度[2]。

通過調查和監(jiān)測，并對不同產品涂裝過程中各工序所產生VOCs的物種類型進行鑒別可知，涂裝過程產生的VOCs物種數量較多，有的達8~10種，其中芳香烴所占比例*大，不同環(huán)節(jié)VOCs物種類型不完全相同。部分作業(yè)點雖設有集氣裝置(如調漆室、噴房過道等)，但卻沒有保證其正常運行;集氣設施運行不當，導致車間內無組織廢氣排放量大，部分作業(yè)地點濃度高達100mg/m3以上。舉例：某噴涂車間污染物排放情況，從監(jiān)測結果來看，涂裝車間裝置區(qū)域VOCs物種類型含有包括烷類、芳香類、酮類、酯類和醇類。監(jiān)測結果見表1。電子行業(yè)涉及眾多不同的產品生產工藝，參照國家《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297-1996)，僅對排放的部分污染物苯、甲苯、二甲苯等規(guī)定了排放限值，缺少電子行業(yè)特征污染物項目異丙醇、醛酮類、乙酸酯類等作為行業(yè)特殊控制的VOCs指標。

2.2涂裝和烘干等工序過程為VOCs產污環(huán)節(jié)

隨著現代電子工業(yè)的飛速發(fā)展，新的污染物也隨之產生[3,4]，電子工業(yè)企業(yè)生產過程中包含油墨、油漆原輔材料，涂料、有機溶劑的使用造成了VOCs揮發(fā)，有危險廢物的產生，電子產品在使用中常常會有部分的零組件會處于高溫，在此加溫狀態(tài)上容易逸散出苯類等揮發(fā)性有機物質(VOCs)的異味。電子工業(yè)表面涂裝工藝和烘干等過程成為VOCs排放重要環(huán)節(jié)，文獻調研顯示，電子工業(yè)企業(yè)VOCs排放來源主要分為兩部分：一是電路板加工和產品外殼生產，其主要排放的物質為：苯系物、醛酮類、酯類、鹵代烴等;二是除苯系溶劑外，異丙醇、乙酸酯類、醛酮類也是我省電子工業(yè)行業(yè)生產過程中使用較為普遍的有機溶劑。把握行業(yè)產污(VOCs)節(jié)點為關鍵環(huán)節(jié)[5]，明確主攻方向，減少盲目，對癥下藥，提出VOCs產污工序的治理措施，有效控制電子元件生產過程中所產生的污染，事半功倍。

3行業(yè)發(fā)展帶來的主要環(huán)境問題

電子工業(yè)等并非傳統(tǒng)意義上的重點控制行業(yè)，其大氣污染物主要來自涂料、有機溶劑使用過程中排放的VOCs。由于沒有行業(yè)污染物排放標準，污染防治工作相對滯后，特征污染物無法做到有效控制，存在環(huán)境**隱患。

3.1對大氣環(huán)境的影響

揮發(fā)性有機物組分十分復雜，分為包括烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴的非甲烷碳氫化合物，包括醛、酮、醇、醚等的含氧有機化合物，鹵代烴，含氮化合物，含硫化合物等多種物質。雖然大氣中揮發(fā)性有機物濃度較低，但其在大氣中的化學反應，會顯著改變大氣物理和化學性質，從而對空氣質量產生不利影響。首先，大氣中的揮發(fā)性有機物控制大氣中臭氧的形成，進而形成光化學煙霧，帶來極大危害。其次，VOCs在一定條件下會轉化生成二次有機氣溶膠，是細顆粒物PM2.5中的重要組分。因此，要降低顆粒物污染，去除光化學煙霧，提高城市空氣質量，VOCs的控制勢在必行[6]。

3.2VOCs物種具有毒性和致癌性，危及人類健康

有毒空氣污染物是我國工業(yè)高速發(fā)展的副產物，組成范圍不斷擴大，危害日益嚴重，已成為我國新時期關系民生的環(huán)境問題。在美國EPA優(yōu)先控制的187種污染物中有33種屬于揮發(fā)性有機物，其中來自電子等行業(yè)的苯、三氯甲烷、四氯乙烯等已被WHO確定為對動物具有致癌和致畸性[7,8]。含有多種VOCs物種及其光化學產物對人體健康有直接危害，常見的如苯、甲苯、甲醛、乙醛等。這些有異味和惡臭、有毒有害揮發(fā)性有機物通過呼吸道、皮膚等進入人體，導致各種急慢性健康問題，包括粘膜刺激、炎癥、心肺**、癌癥等。

4治污技術狀況

近幾年電子工業(yè)不斷開發(fā)出清潔生產工藝，電子行業(yè)生產的裝備水平與污染治理水平在許多方面已有較大發(fā)展，在電子企業(yè)的調研和監(jiān)測中發(fā)現，企業(yè)已經用到了水簾柜、水噴淋、活性炭吸附、蓄熱式熱力焚燒技術(RTO)、低溫等離子除臭器等污染控制技術，或者這些技術的組合使用。部分電子企業(yè)生產排污環(huán)節(jié)及污染防治措施見表2。

當前我國VOCs凈化處理技術、設施方面的經驗也都逐步成熟，電子工業(yè)VOCs污染治理成功的工程實例很多，企業(yè)通過努力可達到相應排放要求。如在某一電子公司，1號排氣筒VOCs進口濃度25.46mg/m3，經過活性炭吸附等技術處理后，其排氣筒VOCs出口濃度16.97mg/m3;在另一企業(yè)PCB制作工藝廢氣的處理方式，原來是直接排放，雖然濃度較低，但是未有凈化處理，經過增加活性炭凈化裝置，減少揮發(fā)，估計每年減少3.7噸VOCs排放。因此，VOCs減排是有技術支撐的。近幾年發(fā)展起來的低溫等離子體技術[9]，可在常溫常壓下操作，工藝流程簡單，運行管理方便;對VOCs的適應性強、去除率高，有很好的除臭效果。調查發(fā)現企業(yè)用于有機廢氣的處理設施費用占企業(yè)產值比例0.02%~13.27%，運行費用更少，運行占企業(yè)產值0.002%~2.457%。

5思考

5.1行業(yè)排放標準缺失問題

基于VOCs對人體健康和生態(tài)環(huán)境的重要影響，越來越多的研究者、機構關注其排放清單、減排技術和排放控制管理。北京市《大氣污染物綜合排放標準》(DB11/501-2007)中規(guī)定半導體及電子產品制造VOCs的限值現有企業(yè)為50mg/m3，新建企業(yè)為20mg/m3;天津市《工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機化合物排放控制標準》(DB12/524-2014)規(guī)定電子工業(yè)VOCs*高允許排放濃度為80mg/m3;上海市《半導體行業(yè)污染物排放標準》(DB31/374-2006)規(guī)定VOCs*高允許排放濃度為100mg/m3。美國標準限值[10]對新、老(現)源一致，標準要求對工藝中排風口排放的有機HAP削減其總量的98%，或將其排放濃度控制在20ppmv以下，相當于50mg/m3。世界銀行《污染預防和削減手冊》中規(guī)定[11]電子制造業(yè)VOCs*高允許排放濃度為20mg/m3。有關國家或者地方標準，見圖1所示。電子行業(yè)目前參照國家《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297-1996)，僅對排放的部分等污染物苯、甲苯、二甲苯等規(guī)定了排放限值，國內地方行業(yè)標準只有1~3個指標，不能面對行業(yè)排放污染物較多的實際問題;缺少行業(yè)特征污染物項目如苯系物、異丙醇、醛酮類、乙酸酯類等作為VOCs控制指標，也不能反映行業(yè)的生產特殊性。目前我國沒有電子行業(yè)VOCs的標準限值標準，無法實現或者滿足VOCs監(jiān)控工作的需求。

5.2治污效果

當前我國VOCs凈化處理技術、設施方面的經驗也都逐步成熟，廢氣處理可改善現有企業(yè)周邊的環(huán)境空氣質量，降低電子企業(yè)污染物的排放尤其是揮發(fā)性有機污染物的排放，保護企業(yè)工人、周邊居民的身體健康。

電子企業(yè)治污效果如何?現實往往不盡人意。調查發(fā)現，許多治污設施的設計處理能力、工藝等符合企業(yè)現有的污染治理要求，但超標排污現象依然存在。企業(yè)對環(huán)保工作重視程度不夠、污染治理設施建設滯后引起超負荷運行、操作管理人員專業(yè)文化素質偏低引起操作不當以及處理設施被擅自改變、拆除或者閑置;集氣設施運行不當，導致車間內無組織廢氣排放量大，部分作業(yè)地點濃度比較高。一些企業(yè)認為只要通過環(huán)保驗收就可以高枕無憂了，而疏于維護管理導致不能發(fā)揮正常治污效果。有的企業(yè)廢氣吸附處理裝置內活性炭長期未更換，已飽和，起不到吸附作用。既達不到預期治理效果，也造成污染治理設施資源浪費[12]。

6結束語

電子工業(yè)等并非傳統(tǒng)意義上的重點控制行業(yè)，其大氣污染物主要來自涂料、有機溶劑使用過程中排放的VOCs。要把握好行業(yè)產污關鍵環(huán)節(jié)，減少盲目，達到治理污染目的。為了達到節(jié)能目標的實現，為環(huán)境保護管理提供依據，建議制定電子工業(yè)VOCs排放標準或防治技術規(guī)范，加強行業(yè)特征污染物如苯系物、異丙醇、醛酮類、乙酸酯類等作為VOCs控制指標，采取措施避免或減少電子工業(yè)污染;依法治污，將電子行業(yè)納入國家VOCs排污收費試點范圍，促進電子行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。