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關鍵詞:印刷;VOCs;生物法;廢氣處理
1. 前言
印刷廠在印刷過程有機廢氣的排放包括兩部分,油墨在印刷單元的揮發和在干燥箱的散發。有機廢氣大量揮發對工人身體和外界環境造成危害,國家已經不允許隨便排放。隨著近年來的霧霾危害,目前我國大氣污染已經相當嚴重,所以這些廢氣要進行處理后再排放。
印刷廠排放的有機廢氣特點是風量大、濃度小。大多數情況下予以銷毀處理,目前所見到的處理技術主要有催化燃燒,吸附-催化燃燒,對于比較集中的工業園區也有采用吸附回收技術。與其他的有機廢氣處理工藝相比較而言,生物法具有較高處理效率、較低的處理費用、簡單的設備構成、無二次污染、較好的安全性等特點,尤其對于微生物可降解性好的有機物顯示出它自身的優越性。印刷廠廢氣的特點剛好和生物法處理廢氣的特點相匹配,所以生物氧化法能不能成為印刷廠有機廢氣的有效處理技術,有待大量的實驗與理論研究。
2. 印刷廠有機廢氣的主要組成和生物法處理的基本原理
印刷廠覆膜機所揮發出來的廢氣主要有甲苯和乙酸乙酯,甲苯和乙酸乙酯是使用比較廣泛的有機溶劑,存在于諸多染料或其他溶劑中,印刷廠中這兩種氣體占主要成分。此外還有苯、二甲苯、異丙醇或正丙醇、丙酮、丁醇、乙醇、乙酸丁酯等,這些成分所占的比例相對較小,但也不能忽視它們長期排放所造成的危害。
生物凈化是存在微生物體內的一種氧化分解過程[3],生長于填料層中的微生物以廢氣中的有機成分為養分,經過自身的生長代謝,將其轉化為無用的無機物CO2和H2O或者細胞的構成物質。按照被大多數人所公認的生物膜理論,有機廢氣的分解要經歷一下三個步驟:(1)有機廢氣進入填料層中先和水接觸,不斷地溶解于水中;(2)溶解入水膜的有機廢氣在濃度差的推動下擴散到生長有微生物的生物膜中,被微生物所捕獲;(3)微生物以擴散進來的有機物作為碳源進行自身的生長代謝,將其氧化分解為CO2和H2O。
3. 生物法的工藝與設備
目前生物法處理有機廢氣的主要工藝有生物過濾、生物滴濾和生物洗滌三種工藝。近年來生物滴濾工藝在處理有機廢氣方面更是深得各個研究者的芳心,有了比較系統的理論基礎。
3.1 生物過濾工藝
廢氣從塔底部進入,通過填料層,被填料層中的微生物捕捉消化分解為CO2和H2O,達到凈化的目的。這種裝置的填料層多由土壤、木屑、堆肥等混合而成,塔頂部噴灑循環水,為微生物提供生長所需的水分。填料層為微生物提供各種營養物質。
3.2生物滴濾工藝
這種處理裝置和過濾裝置結構類似,不同點在于填料層的組成和所噴淋的是微生物新陳代謝所需的營養液。它的填料層多由惰性材料組成,比如拉西環、碎石、陶瓷等。塔頂的噴淋裝置將營養液噴下,先在填料層上形成生物膜,隨后不斷為膜中的微生物提供營養供其生長,有機廢氣從塔底進入接觸并擴散到生物膜內,被微生物捕捉分解。
4. 印刷廠有機廢氣生物處理的最新進展
印刷廠有機廢氣中最主要的兩種有機廢氣是甲苯和乙酸乙酯,劉永慧、孫玉梅[4]等人研究表明當甲苯和乙酸乙酯的混合氣體在過濾床中停留時間為1min 時, 過濾床對它們的去除效率已經達到了90%。
華素蘭、王麗萍等人[5]采用甲苯專性降解菌株接種,采用生物滴濾法能有有效降解甲苯、乙酸乙酯等印刷廠中的有機廢氣。當每天需要處理的污染負荷連續供給8~12 h時,按照廢氣流量為8 400 L/ h,一周供給7d,總VOC保持550~750 mg/ m3的質量濃度時,總去除效率在85 %~90 %。
吳衛軍[6]利用生物過濾塔對三苯混合氣體進行實驗研究表明,在以三苯混合物馴化、篩選出來的優勢降微生物作為降解菌,滴濾塔的凈化效率隨著入口濃度的增大而降低,反之亦然。在氣體停留時間為84.8s,苯入口濃度低于132.2 mg/m3,甲苯入口濃度為418.2mg/m3時,不規則形陶粒填料濾塔對苯、甲苯的凈化效率也達到100%。
孫玉梅[7]利用生物過濾裝置處理氣態甲苯和乙酸乙酯很合氣體的研究表明,乙酸乙酯和異丙醇的濃度過高會明顯抑制甲苯的去除效率;異丙醇的濃度過高會明顯抑制生物過濾器去除乙酸乙酯的效率。
李云路[8]用滴濾法處理含甲苯廢氣的研究表明,生物滴濾池在N含量較低時性能大幅下降,而N源過多沒有明顯的提高去除能力。C:N處于17.5以下微生物對甲苯的去除效率基本穩定在90%以上。
5. 影響生物法處理印刷廠有機廢氣的因素
對于印刷廠有機廢氣來說,目前生物法處理中主要有過濾和滴濾兩種工藝方式,尚未見到有洗滌工藝處理相關廢氣的研究。
5.1混合有機廢氣種類
生物法處理印刷廠有機廢氣時,有機廢氣不僅含有甲苯和乙酸乙酯,還含有其他成分的氣體,那么這些氣體的組成以及濃度的大小會對微生物的生長造成一定的影響,有些會促進微生物的降解,有些則會抑制微生物的降解。Deshusses 等[9]采用生物過濾法處理乙酸乙酯和甲苯混合廢氣時,發現高負荷乙酸乙酯的存在抑制了甲苯的去除。
5.2填料
5.2.1填料種類
過濾器和滴濾器的填料成分相差很大,過濾器由于填料自身為微生物提供生長所需營養成分,用的是有機填料,像木屑、堆肥等。滴濾器使用無機填料,像陶瓷、碎石、拉西環等。金順利[10]使用聚丙烯網狀纖維為框架,填充水溶性較低的有機礦粉復合而成的生物填料去除甲苯氣體,收到顯著的效果。廖強、田鑫、朱恂等[11]使用陶瓷球填料進行生物滴濾塔降解甲苯廢氣,處理效果較好。孫玉梅、全燮、陳景文等[12]以堆肥和珍珠巖為填料采用生物過濾器去除乙酸乙酯效率達到99% 以上。
5.2.2填料溫度和濕度
微生物在生長過程中,溫度的高低對微生物體內酶的活性影響很大。所以填料層中的溫度應該保持在微生物所能適應生長的最佳溫度。一般嗜溫型微生物的最適生長溫度在25 ℃ ~43 ℃。廖強、田鑫、朱恂等[13]在滴濾床中采用嗜溫型菌對甲苯的去除實驗中,填料床最佳溫度為30 ~ 40 ℃。
填料的組成上來說,填料的濕度只針對過濾工藝而言,如果濕度過大,通入的氧氣很難很難進入生物膜內,致使微生物得不到足夠的氧氣,使得降解效率降低。也可能導致填料和營養物質被沖刷下來,破壞真個填料層。濕度過小會導致填料層出現開裂,降解菌得不到足夠的水分,效率一樣降低。因此間歇性的從填料成上方噴淋循環液,保持填料層由足夠的濕度非常必要。McNevin D 等人[14] 研究表明填料濕度保持在30%~80%(重量),適宜范圍為40%~60%。
5.2.3填料營養液及pH
微生物生存所需的主要營養物質有水、碳源、氮源、無機鹽及生長輔助素等。在生物滴濾塔中填料層的pH可以通過添加營養液的方式進行調節,而過濾塔中微生物的營養物質主要有填料來提供,所以它的pH比較難控制。大多數微生物的適宜生長環境pH為中性,所以盡量避免填料層中發生酸化。黃永炳[15]生物濾池法處理低濃度甲苯有機廢氣的研究中最佳pH值為7~8,處于弱堿性環境。
5.3降解菌
降解菌是整個處理中最為關鍵的部分,如果降解菌選取的不夠準確,得不到比較好的處理效果。一般廢氣中有機成分比較多,所以處理廢氣的降解菌幾本沒有單一的菌種,大都是復合菌種。王平宇等[16]通過正交實驗對假單胞菌屬的降解甲苯菌的生長影響因素進行對比分析,結果表明:甲苯量>溫度>pH>接種量。
6. 總結
目前對于印刷廠廢氣中兩種主要廢氣甲苯和乙酸乙酯,國內已經有相當多的研究,尤其是滴濾工藝和過濾工藝,但大都是在實驗室研究階段,還未見到投入現實應用中去。對于其他有機廢氣處理方法而言,生物法低投資、高效率、低能耗等優點已成為熱點研究課題。
目前印刷廠有機廢氣的種類比較多,而研究都只是局限與一種或一類有機物,所以所研究出來的單一的降解菌不能處理成分復雜的有機廢氣。因此研究多組分氣體的降解條件、各組分之間的相互影響等問題十分必要。■
參考文獻
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[關鍵字] 轉輪 脫附 吸附 一體化 設備優化
1 有機廢氣處理轉輪內部結構改造要求
為了使傳統的轉輪應用到有機廢氣處理的吸附和脫附工序中,轉輪的內部必須改造成適合工序的結構。在轉輪內部的密封系統均布分割為8個、10個、12個或16個區域,各區域都為單獨的脫吸附室,區域之間不連通。區域內部裝填能處理有機廢氣的吸附材料,如蜂窩碳、纖維碳或顆粒碳等。轉輪沿中軸在做緩慢連續旋轉,以保證整個過程的脫附和吸附同時進行。以均布分割為12個區域的轉輪為例,如圖1所示。連續的8個區域為吸附區域,1個區域為脫附區域,由吸附區向脫附區方向轉動,進脫附區前的1個區域為過渡區,出脫附區的第一個區域為過渡區,第二個區域為冷卻區。轉輪在旋轉的過程中,脫附和吸附的區域在不斷變換。
當要處理的有機廢氣進入轉輪240℃扇形的吸附區域時,廢氣中的有機污染分子被轉輪內的吸附劑吸收,沿著旋轉方向,第一吸附區旋轉到第八吸附區時,該區域的轉輪因吸收了一定量的污染有機分子而趨向飽和;隨著轉輪的轉動,該區域經過渡區后進脫附區進行熱風脫附處理。脫附的過程,熱風同時對吸附材料進行加熱。當轉到冷卻區時,主要對吸附材料進行冷卻處理,使吸附材料恢復吸附功能。整個轉輪繞著中心軸旋轉,在脫吸附的氣體流向始終保持不變情況下,實現脫吸附區域的不間斷連續工作。
2 有機廢氣處理轉輪改造后各種參數分析
設備的驅動采用變頻可調節馬達。通過調節旋轉周期T小時,即調節吸附區域的工作時間。假定每個吸附區域的吸附時間T吸(h),脫附時間T脫(h)。以均布分割為12區域的轉輪的結構為例,旋轉周期與脫、吸附時間之間的關系如下:
T吸=2/3 T (1)
T脫=1/12 T (2)
假定吸附材料吸附的飽和時間T飽 (h),吸附飽和調節系數λ(λ=0.5~0.9)。
T飽=T吸/ λ (3)
假定完全脫附時間T全 小時,脫附調節系數τ(τ=0.9~ 0.98)。
T全=τT脫 (4)
假定單區吸附材料有效吸附面積G(m2),吸附材料厚度L(m)。單周期內,有效吸附材料的體積W吸(m3),有效脫附處理的體積W脫(m3)。吸附材料飽和吸附率為η(kg/m3)。飽和吸附總量為H飽(kg),單周期內允許通過轉輪吸附區的有機物總量為H允(kg)。其參數的相互關系如下:
W吸=8GL (5)
W脫=GL (6)
H飽=ηW吸 (7)
H允=λH飽 (8)
處理廢氣吸附風量為M(m3/h),脫附風量M1(m3/h),廢氣平均含污率δ(kg/m3)。那么單周期內允許通過轉輪吸附區的有機物總量為H允,與處理量和旋轉周期的關系如下:
H允=δMT (9)
適合吸附材料工作的有機廢氣的流速范圍是VMIN(m/s)VMAX(m/s),假定吸附區流速為V吸(m/s)。其關系如下:
V吸=450M/(GT) (10)
VMIN≤V吸≤VMAX (11)
適合脫附流速范圍是V1MIN(m/s)~V1MAX (m/s)。假定吸附區流速為V脫(m/s)。其關系如下:
V脫=3600 M1/(GT) (12)
V1MIN≤V脫≤V1MAX (13)
在轉輪設備設計時,待處理廢氣的吸附風量、廢氣含污率及吸附材料飽和吸附率為定量范圍。滿足吸附的各個參數范圍的條件下實現吸附的近飽和工作的同時,還必須滿足脫附區的完全脫附。設計時,轉輪的旋轉周期是可調節的。為保證脫吸附的平衡,還必須在調節旋轉周期時,相應調節脫附的風量。滿足的參數關系如下:
M/M1=64 V吸/V脫 (14)
對于不同分區的轉輪,各個參數之間的關系不是全部一樣。具體通過調節就可得出有關的關系式。通過上述關系式,可以計算出有效吸附、脫附的過風面積,吸附材料的裝填量,轉輪的旋轉周期,吸附及脫附的過風速度,脫附風量,轉輪的內外直徑,轉輪的厚度等參數的許可范圍。轉輪驅動采用變頻控制及脫附風量采用可調性的,其目的是在廢氣的總量發生變化或廢氣的濃度發生變化時,通過調節轉輪的旋轉周期來改變脫附和吸附的時間,達到脫附和吸附能連續和平衡進行。
3 有機廢氣處理轉輪的工作流程
如圖2所示,有機廢氣經過濾后進入吸附單元,完成吸附后由吸附風機排出。脫附風機帶動兩路氣,一路為干凈空氣,還有一路為有機廢氣對冷卻區進行冷卻后,相當于加熱的廢氣。兩路氣體匯合并經加熱器加熱到脫附要求的溫度后進入脫附區,對吸附材料進行脫附處理后,由脫附風機排出到燃燒室或回收單元做進一步處理。
4 回旋轉輪設備應用在有機廢氣處理上的意義
從轉輪工作流程示意圖上,可以清楚看到,設備的結構比較簡單。關鍵是實現了有機廢氣處理工藝中吸附和脫附兩個單元的有效整合,不需要停機就能在吸附和脫附兩工序上進行連續的、不間斷的自動切換。不需要有備用吸附床。實現了設備的一體化。回旋轉輪結構目前已比較成熟,該設備易于操作,運行可靠,操控方式先進。適合處理的有機廢氣量范圍廣,從5000m3/h到100000m3/h都能有效處理。設備的運行費低廉,節省能耗。可以連續長期運轉。無需更換吸附材料,機械部分也沒有經常需要更換的易損件。它的運行維護,非常簡便可靠。
5 結論
通過上述分析不難看出,將回旋轉輪設備應用到有機廢氣處理的吸附工序和脫附工序上,實現吸附工序設備和脫附工序設備的一體化,將兩個工序有效結合,做到兩工序連續自動切換,達到設備優化設計的目的,可以作為工程設計的初步參考。
參考文獻:
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關鍵詞:環保意識;廢棄物;處理原則;處理方法
近年來,關于化工污染的討伐聲是連綿不絕的,確實,化學工業在推動社會進步的同時,也帶來了嚴重的環境污染。杜絕污染,要從源頭做起,要從化工從業者的環保意識抓起。化工專業是我校最大的專業,每年為各石化企業輸送大量的人才,因此,教育和引導學生的環保意識是非常重要的。
為了減少實驗過程中的污染,更為了提高學生的環保意識,我們化工科老師研究的一套對有機化學實驗室廢氣、廢液、廢渣的處理方法,要求學生在實驗操作中,嚴格按照規定的方法來對廢棄物進行處理,確保每一次實驗后都不讓有毒有害物質排放到實驗室外。具體如下:
一、廢棄物處理原則
1.根據廢棄物的特點,應做到分類收集、存放,集中處理
處理方法簡單易操作,處理效率高,不需要很多投資。
2.根據濃度不同選擇合適的處理方法
對廢氣,濃度低可直接排放空氣中稀釋;對溶液,濃度高者應分別用潔凈的容器盛裝,集中貯存,以便于回收某些組分,濃度低的適當處理達標即可排出。
3.根據廢棄物的性質選擇合適的容器和存放點
揮發性物質要密閉;易燃、易爆、劇毒物質應按規定貯存,做到避光、防震、隔熱、防泄漏等。
二、廢棄物處理方法
1.有機廢液
對有機廢液一般的處理方法為:焚燒法、溶劑萃取法、吸附法、水解法、氧化分解法、生物化學處理法等,也可分為物理法(沉淀、過濾、離心分離、蒸發結晶、汽提萃取、吹脫及反滲透等);化學法(混凝、中和、氧化還原、電解、吸附等);生物法(活性污泥性、生物膜法、生物氧化塘法等)。在實際應用中可根據有機廢棄液的不同而靈活采用不同方法。
如煤油,只用經過蒸餾提純,可用來保存Na等物質。而常用CCl4溶劑,對環境污染很大,對于溶有鹵素單質的,可用NaOH洗,所成鹽一般不溶,結晶析出,再用水洗,剩余較為潔凈的CCl4,要是還覺得不夠干凈,可用蒸餾的方法再提純(CCl4的沸點:76.8℃)。
又如,將乙醚廢液用水洗滌一次,用氫氧化鉀中和至石蕊試紙檢測為中性,再用5%高錳酸鉀至紫色不褪,再用水洗,然后用5%左右硫酸亞鐵銨溶液洗滌,除去過氧化物。用純水洗滌乙醚兩次。棄去水層,用無水氯化鈣干燥,放置過夜,過濾,蒸餾。在45℃的水浴上加熱蒸餾,收集33.5℃~34.5℃的溜出液,裝于棕色磨口塞試劑瓶中。乙醚被回收后,殘液即可排除。
另外,對于含酚廢液的這類劇毒類細胞原漿毒物,處理方法則應根據濃度不同來處理:低濃度的含酚廢液可加入次氯酸鈉或漂白粉煮一下,使酚分解為二氧化碳和水;如果是高濃度的含酚廢液,可通過醋酸丁酯萃取,再加少量的氫氧化鈉溶液反萃取,經調節pH后進行蒸餾回收,處理后的廢液排放。
在廢液的處理中,很多學生能恰當地使用液缸,但對廢液缸里的物質處理,卻習慣直接傾倒在污水排放口。因此,在實驗過程中,要求學生做到對污水分類并再處理,達標后再排放,能從本質上培養學生的環保意識。
2.有機廢氣
對有機廢氣切不可隨意排空而危害環境,要依據廢氣性質有效處理。對低濃度的廢氣,可以通過通風櫥排放到空氣中,經空氣稀釋后不會對環境造成影響,但對濃度高或毒性重的廢氣,則需要通過相關處理后方可排放。
實驗室處理有機廢氣,主要參考工業廢氣處理辦法,通過對實驗裝置的設計和改造,運用冷凝法、燃燒法、吸收法、吸附法等方法,以達到使有害氣體隨試驗進程即被收集或轉化的目的。
冷凝法:對含高濃度芳香烴、硝基烴、鹵代烴等的氣體,只要采用冷凝,利用冷介質對高溫有機廢氣蒸汽進行處理,冷凝為液體后再統一處理。
燃燒法:將可燃物質(如低級烴類或一氧化碳等)在通風櫥內進行燃燒,使其轉化為CO2和H2O后排出。
吸收法:改動有機實驗室排風機的管道,讓其經過一個盛放洗液的塑料容器,氣體經過洗液被有毒物質吸收后可排放于空氣中。
吸附法:讓廢氣與多孔活性炭或活性炭纖維接觸,將有害物質吸附在固體表面,分離污染物。
3.有機固體
對有機固體有封存填埋、焚燒和交專門垃圾處理場三類方法。打碎的玻璃殘渣等需要封存好以后進行深埋,實驗過程中產生的惰性或能經微生物分解后轉化為無害物質的廢渣也可進行填埋處理。凡填埋場地應遠離水源,場地底不透水,不能滲入地下水層。我校在垃圾場旁專門開辟了一塊填埋場,既無水源,也不會滲漏。不能自然降解的有毒廢物,一般采用集中焚燒處理。需要焚燒的廢渣,集中后在教師的監督下放入專門的焚燒坑中進行焚燒,要求學生正確點火,注意安全。另外,對有毒且不能焚燒的固體廢棄物,要經封存后交由垃圾處理場的員工進行專業處理。
對“三廢”的有效處理是有機化學實驗的最后一個步驟,也是防止污染的關鍵步驟。要求學生必須做好實驗室污染物的末端處理,不僅減少實驗造成的污染,為企業工廠培養更多有社會責任感的學生。
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安徽農業大學農業園內廢棄物主要有為溫室生產有機垃圾,包括蔬菜尾菜,少量農作物秸稈、藤蔓等。經實地調研,每天可產生各類有機廢棄物約1t,TS含量15-18%。
2資源化處理工藝設計
2.1工藝流程圖設計
按照無害化、資源化處理的原則,本處理方案采用以厭氧發酵技術為核心的工藝流程:餐廚廢棄物和農業有機廢棄物經收集進場后,首先經過篩網、人工分選等去除塑料、方便筷、大骨頭、樹枝等較大及難降解固形物,再將易生物降解組分進行粉碎漿化,之后送入水解酸化池進行預處理(該過程可適當添加水解酶以促進其水解酸化,水解酸化池中配備機械攪拌設備進行勻漿攪拌),經過5天[11]左右水解酸化后,再將料液每天分批次定量泵入CSTR厭氧反應器中進行25-30d的充分發酵。工程所產沼氣經過除水、脫硫工藝進入貯氣柜存儲,并用于農業園熱能中心燃氣熱水鍋爐,熱水主要滿足沼氣工程自身加熱、保溫,富余部分用于農業園區內溫室供熱。所產沼液沼渣進入暫存池沉淀存儲,沼液回流至水解酸化工藝調節發酵料液濃度,同時起到菌種回流的作用,剩余沼液及沼渣用作農業園種植生產有機肥料。本方案的工藝流程可用圖1表示。
2.2CSTR反應器設計
根據餐廚廢棄物和農業有機廢棄物混合原料的厭氧消化特點,本處理方案的核心工程設計采用CSTR厭氧反應器,該反應器可以處理高懸浮固體含量的原料,消化器內物料均勻分布,可避免物料分層狀態,增加物料和微生物的接觸,是厭氧消化領域應用最為廣泛的反應器之一。參考CJJ184-2012《餐廚垃圾處理技術規范》及NY/T1222-2006《規模化畜禽養殖場沼氣工程設計規范》,設計發酵料液TS濃度為8-10%,水力滯留時間(HRT)為25-30d;CSTR厭氧反應器的總容積參照下式確定:V=T•Q/0.8式中,V為厭氧反應的容積(m3);Q為設計日處理量(m3);T為設計水力滯留時間(d);0.8是有效容積與總容積的比值系數。本處理方案日處理餐廚廢棄物及農業園有機廢棄物共3t,按照原料TS濃度分別為18-20%及15-18%,以及進料TS濃度8-10%的要求,則每天進料量(Q)約6t;為保證處理工程穩定運行,HRT(T)取30d,則CSTR反應器的總體積為225m3。2.3處理工程主要設計指標根據高校學生食堂特點,去除寒暑假3個月時間。本處理工程主要設計指標如下:厭氧工程發酵溫度(中溫)為30-35℃;池容產氣率0.8-1.0L/(L•d);沼氣產量4.8萬m3/年;年處理混合有機廢棄物800t;沼液、沼渣有機肥原料年產量400t。
3產物及應用分析
經過沼氣工程厭氧處理,原本污染環境、危害食品安全的混合有機廢棄物在產生清潔可再生能源沼氣的同時,轉變為高效有機肥原料。
3.1沼氣
沼氣中甲烷(CH4)含量一般為55%以上,熱值約20,000-22,000KJ/m3,是一種優質的清潔燃料。本處理方案中,沼氣主要設計用作農業園熱能中心熱水鍋爐使用。按照沼氣中CH4含量60%、熱值為21,820KJ/m3,相當于0.74kg標準煤。為維持225m3的CSTR反應器中溫運行,設計每天需100m3的沼氣燃燒供熱,則每年共需約2.7萬m3,除滿足沼氣工程自身加熱、保溫外,每年仍剩余2.1萬m3沼氣可用于農業園溫室大棚冬季增溫保溫。目前,農業園內3000m3PC板智控溫室、2000m3玻璃智控溫室增溫保溫主要采用煤炭為燃料,每年需40t。根據以上分析,該處理工程每年剩余沼氣折合標準煤約15.5t,可替代近39%的溫室采暖用煤,節能減排效益明顯。
3.2沼液、沼渣
沼液沼渣中含有豐富的氮、磷、鉀以及各種微量元素,還含有多種生物活性物質,是一種優質的有機肥原料。利用沼渣沼液作為農作物的基肥和追肥,減少化肥用量,減低生產成本,提高作物產量和品質,實現“低碳種植”和綠色食品的生產。本處理工程設計沼液、沼渣主要用作農業園內溫室生產有機肥,按照每畝每年10t的施用量,則400t沼液、沼渣可供40畝土地施用。安徽農業大學農業園占地100多畝,種植土地約80畝;則本處理工程所產沼液、沼渣有機肥原料可被完全消納,不會產生二次污染。
4結論
關鍵詞:出資 非經營性資產 內涵 非轉經 會計處理
中圖分類號:F270.2 文獻標識碼:A
文章編號:1004-4914(2012)01-168-02
一、非經營性資產內涵
(一)非經營性資產概念
國有資產,指屬于國家所有的各種財產、物資、債權和其他權益。根據資產的用途,可以將其劃分為經營性資產、非經營性資產和資源性資產三類。經營性資產是指能夠直接為社會創造使用價值和價值以及為實現這些價值服務,并以營利為目的的國有資產。非經營性資產是國家在非生產流通領域占有的,不參與生產經營活動,不以盈利為目的,價值不會循環周轉的公益性國有資產。資源性資產,是指依據我國法律規定,所有權屬于國家的自然資源,是與經營性資產和非經營性資產相對應的國有資產。
(二)非經營性資產特征
非經營性資產不處于生產流通領域,不以營利為目的,有著不同于經營性資產的以下特征:
1.非營利性。這是非經營性資產有別于其他國有資產的本質特征,它追求社會效益的最大化,要求資產安全有效地使用,以為社會提供公益為目的,而不要求資產在使用過程中直接創造物質財富。然而這并不表示非經營性資產不會產生“盈利”,反之,有很多行政事業單位在提供服務時均會向特定對象收取一定費用,例如辦理工商營業執照時收取的成本費用,這些收費可能超過提供特定服務和產品時的成本支出,因而產生盈利。但此種盈利行為并不是以追求利潤最大化為目標的“營利”行為。
2.非增值性。因非經營性資產秉承服務社會公眾的原則,因此,它并未被作為資本來使用,也就是在其使用過程中并不追求價值的增長,甚至不要求其自行保值,而只是一個非生產性消費的過程。
3.無償性。非經營性資產主要通過財政撥款或是行政劃撥等方式進行整合配置,因而對其占有單位而言是一種無償占有、無償使用的行為,然而這種無償性并不擴展到其服務對象層面,非經營性資產在提供服務的過程中是可以收取一定費用的。
4.產權不完整性。完整的財產權包括對財產的占有、使用、受益和處置。由于非經營性國有資產的使用風險由國家以財政資金為依據承擔無限責任,而不需占用單位負責,故非經營性資產占用單位的產權內容僅限于占有資產的使用權,而不具備對其處置以及分享收益的權利。處置非經營性資產必須上報主管單位或國家財政部門批準,非經營性資產使用過程中產生的收益也由國家統一調撥分配。
二、國有企業實物出資過程中的“非轉經”問題處理
非經營性資產的占有主體多為行政事業單位,以達成為社會公益服務的目的,然而在實務中,常有為了戰略規劃將非經營性資產進行無償劃撥的行為。如某省為了規劃省內旅游資源,由國資委設立旅游投資公司,把相關國有資產劃撥給該公司,再由投資公司以此實物資產投資于旅游實體企業。投資完成以后,若非經營性國有資產依舊保持其非經營的特性,則與實體企業追求利潤最大化的目標相悖,因此,需將非經營性資產轉化為經營性資產進行運營管理,以提高其使用效率和效益,避免閑置、浪費和流失。
國有企業以實物資產出資時,對于非經營性資產一般有以下兩種投放方式:
(一)產權劃撥
該種出資方式把經營性資產和非經營性資產整體投資至被投資公司,之后由被投資單位辦理“非轉經”的變更手續,對其進行經營管理,這種模式下被投資公司將享有非經營性資產的產權。
1.賬務處理流程。出資公司在收到國資委劃撥的資產時,將經營性資產按評估價值、非經營性資產按賬面價值一起入賬,借記“流動資產”、“固定資產”、“其他資產”等,同時以經營性資產評估值貸記“其他應付款”、以非經營性資產賬面值貸記“資本公積”。
待出資公司召開股東會,并經股東會決議通過后,確認“實收資本”金額,同時借記“其他應付款”,并將二者差額沖減“資本公積”。出資企業劃出經營性資產及非經營性資產時,借記“長期股權投資”,貸記“流動資產”、“固定資產”、“其他資產”等。
2.優缺點評述。(1)優點。由于非經營性資產最初是以賬面價值計入出資企業,在投資轉型后,作為“非轉經”形成的經營性資產,要重新對其評估確認價值,而產權的轉移,使其所有權與經營權集中在同一主體,權屬關系更加明晰,便于“非轉經”后的調賬處理。同時,產權的整體劃撥,使非經營性資產得以在被投資企業賬面上反映,有利于納入正常經營后的監督管理。(2)缺點。《公司法》第二十七條規定“全體股東的貨幣出資金額不得低于有限責任公司注冊資本的百分之三十”,亦即非貨幣資產出資不得超過被投資單位注冊資本的百分之七十。在非經營性資產金額龐大時,若將其隨同經營性資產一起投入被投資單位,會有超出此項規定的違法風險,為了規避此項風險而進行增資的成本亦是巨大的。此外,根據規定,企業國有資產產權變更前應依法對其進行財務審計與資產評估,審計費用、評估費用以及其他變更費用使企業發生大量的支出,帶來資金壓力。
(二)委托管理
在委托管理模式下,出資企業在接收國資委劃撥資產后,僅將經營性資產作為資本投至被投資單位,對于非經營性資產則保留其財產權利,在辦理“非轉經”手續后,同被投資單位簽訂代管協議,委托被投資單位代為經營,產權仍屬于出資企業所有。
1.賬務處理流程。出資公司在收到國資委劃撥的資產時,將經營性資產按評估價值借記“流動資產――經營性資產”、“固定資產――經營性資產”等,非經營性資產按賬面值借記“固定資產――非經營性資產”、“在建工程――非經營性資產”等,并以經營性資產評估值貸記“其他應付款”、以非經營性資產賬面值貸記“資本公積”。待出資公司召開股東會,并經股東會決議通過后,確認“實收資本”金額,同時借記“其他應付款”,并將二者差額沖減“資本公積”。出資企業劃出經營性資產時,借記“長期股權投資”,貸記“流動資產”、“固定資產”、“其他資產”等科目。
2.優缺點評述。(1)優點。出資企業采用委托管理的方式,交由被投資企業管理其非經營性資產,可以免去產權變更的相關手續費用及契稅、印花稅等稅費支出,節約了開支,簡化了操作流程。(2)缺點。委托管理使“非轉經”形成的經營性資產所有權與經營權相分離,當所有者與經營者利益不統一時,其使用效率將會降低,效益也會減少。同時,由于這種兩權分離的現象,資產為兩個不同主體所控制,在“非轉經”以后,不利于對其進行調賬處理。
無論國有企業采用產權劃撥還是委托管理的方式進行非經營性國有資產的投放,都必須要保證“非轉經”程序的健全,入賬金額的準確,還要明確劃分經營者與所有者的責權利,明晰資產的投入與經營責任。此外,所有者需加強對“非轉經”單位的監督和考核,實現對“非轉經”資產運營情況及其收益的有效監管。
參考文獻:
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3.錢愛民,張新民.經營性資產:概念界定與質量評價[J].會計研究,2009(8)
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5.趙金柱.非經營性國有資產績效評價研究[D].長沙理工大學,2008
關鍵詞:企業研發;研發費用;加計扣除;稅收優惠政策
中圖分類號:G311 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2013)26-0139-02
對于企業而言研發費用是重要的資金支出,為了支持企業科技創新,促進產業轉型升級,研發經費的投入是必不可少的。從國家稅務相關政策可以看出,對于企業研發費用制定了具體的稅收優惠政策。如果企業的費用能夠進入研發費用,那么可以加成50%研發費的比列,作為計算應納稅所得額時的扣除數額,這一稅收優惠,簡稱加計扣除稅收優惠政策。目前多數企業在納稅過程中,為了有效降低企業稅負,進一步支持企業的創新、發展,都對研發費用加計扣除稅收優惠政策進行了深入的研究,通過有效的成本核算和費用類別的仔細劃分,實現對研發費用加計扣除稅收優惠政策的利用。
1 企業研發費用的內容和范圍
企業研發費用(技術開發費)是指企業在生產經營中發生的用于研究開發新產品、新技術、新工藝的各項費用。包括以下項目:原材料和半成品的試制費、研究機構人員的工資、研究設備的折舊、新產品設計費、工藝規程制定費、設備調整費、技術圖書資料費、中間試驗費、與新產品的試制和技術研究有關的其他經費、委托其他單位進行科研試制的費用。
在企業經營管理中,由于要求不同,對研發費用的分類和核算的范圍也不完全相同。有些費用從費用項目上來看不屬于直接研發費用,但是其用途與研發費用間接相關,是為研發過程服務的。對于這部分費用,應該將其作為研發費用的一種,也納入到研發費用之中,保證企業研發費用的全面性,拓寬研發費用的核算范圍。但在做加計扣除核算時,不能簡單地以高新技術企業認定的或企業自己劃定的研發費用標準為依據來計算加計扣除額,其劃分原則應依據國家稅務機關所確定的范圍。為此,我們在利用加計扣除稅收優惠政策時,應以稅務機關所確定的研發費用為標準,避免出現研發費用口徑不一致,影響稅收的抵減。
工業類集團公司根據生產經營和科技開發的實際情況,對技術要求高、投資數額大、由集團公司統一組織開發的項目,需要向所屬企業集中提取技術開發費用的,經國家稅務總局或省級稅務機關審核批準,可以集中提取技術開發費。
2 企業如何正確利用研發費用加計扣除稅收優惠政策
企業要想正確利用研發費用加計扣除稅收優惠政策,就要對研發費用有全面正確的認識,應根據企業的生產經營實際、研發工作實際和主管稅務部門的要求,合理確定研發費用,進而利用好企業研發費用加計扣除稅收優惠政策。目前來看,企業在利用研發費用加計扣除稅收優惠政策的過程中,應重點確定以下九種費用:
(1)從事研發活動直接消耗的材料、燃料和動力費用。研發過程中的所有消耗成本,視作研發過程中的直接成本,符合加計扣除稅收優惠政策要求。
(2)在職直接從事研發活動人員的工資、薪金、獎金、津貼、補貼。這部分人員成本在研發開展過程中,也被作為研發的直接費用計入總體研發成本。
(3)專門用于研發活動的儀器、設備的折舊費或租賃費。這部分費用屬于設備費用,是研發過程中的主要費用之一,按照規則應計入研發總成本中。
(4)新產品設計費、新工藝規程制定費以及與研發活動直接相關的技術圖書資料費、資料翻譯費。這部分屬于研發過程中的直接費用,按照規定可以直接進入稅務核算。
(5)專門用于研發活動的軟件、專利權、非專利技術等無形資產的攤銷費用。這部分費用由于不屬于研發過程的直接成本,在界定中存在爭議,主要應以稅務機關的核定為準。
(6)專門用于中間試驗和產品試制的模具、工藝裝備開發及制造費。這部分費用屬于研發過程中必然發生的工藝過程費用,可以納入到研發費用的總成本中。
(7)勘探開發技術的現場試驗費。現場試驗費是研發過程中必然發生的,此項費用應作為研發過程中的主要費用進入總成本。
(8)研發成果的論證、評審、驗收費用。這部分費用屬于后續費用,按照研發過程的整體需要,也應該納入到研發費用當中。
(9)對企業委托給外單位進行開發的研發費用。凡符合條件的,由委托方按照規定計算加計扣除,受托方不得再進行加計扣除。對委托開發的項目,受托方應向委托方提供該研發項目的費用支出明細情況,否則,該委托開發項目的費用支出不得實行加計扣除。
按照稅務機關的要求正確劃定了研發費用范圍之后,企業就可以在納稅過程中按照加計扣除原則,享受稅收優惠政策,降低企業的稅務負擔。
3 研發費用加計扣除稅收優惠政策對企業產生的積極影響
從目前企業的經營實際來看,許多企業都曾經利用過研發費用加計扣除稅收優惠政策享受過減稅的待遇,對降低企業稅款支出,提高企業的整體效益具有重要的意義。對于企業來講,利用研發費用加計扣除稅收優惠政策產生的積極影響主要表現在以下三個方面:
(1)正確利用研發費用加計扣除稅收優惠政策,對提高企業整體效益有積極影響,利用研發費用加計扣除稅收優惠政策以后,企業可以利用稅收政策享受優惠,總體稅額會相應減少,企業的整體效益會得到一定保證,對提高企業整體效益具有積極作用。
(2)正確利用研發費用加計扣除稅收優惠政策,對降低企業稅收負擔具有積極影響,利用研發費用加計扣除稅收優惠政策以后,企業的所繳稅額得到了有效降低,企業的稅收負擔有所減輕,對降低企業整體稅收負擔具有積極作用。
(3)正確利用研發費用加計扣除稅收優惠政策,對提升企業管理效果具有積極影響,在企業管理過程中,只有學會正確利用各種優惠政策,才能保證企業獲得最大利益,進而提升企業管理的整體效果。為此,企業正確利用研發費用加計扣除稅收優惠政策具有重要作用。
4 結語
通過本文的分析可知,在有研發投入的科技型企業納稅過程中,要想合理地降低稅負、提高企業的整體效益,就要正確利用研發費用加計扣除稅收優惠政策,對企業所繳稅款進行合理抵減,減輕企業的稅收負擔,起到降稅增效的積極效果。為此,我們應對企業研發費用進行仔細劃分,并根據國家稅務機關的規定,做好研發費用的準確劃分和歸類工作,正確利用加計扣除稅收優惠政策,滿足企業經營的實際需要。
參考文獻
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[2]薛薇,李艷艷.我國研發費用加計扣除政策的改進方向[J].中國科技論壇,2010,(8).
[關鍵詞] 農業有機廢氣物 資源化利用 秸稈還田
[中圖分類號] S141.4 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650 (2014)10-0057-01
盤龍區滇池流域及水源地農業有機廢棄物資源化利用示范項目―秸稈還田技術,項目圍繞滇池流域及水源地水源保護、土壤有機質提升,開展秸稈直接全量還田,對提高土壤有機質,有效減少農業有機廢棄物亂堆、亂放及化肥的用量,減少火災隱患,保護水源區生態環境具有十分重要意義。
項目實施地點在盤龍區滇源街道小營、麥地沖、三轉彎等3個村委會,按照要求實施作物秸稈直接還田,實際完成示范面積4100畝(超額17%),其中:小麥1500畝、綠肥1100畝、蔬菜1000畝、雪蓮果500畝。示范區農作物秸桿資源化利用率達95%以上,取得了明顯的成效。
一、領導重視,認真落實
街道黨工委、辦事處領導高度重視秸稈還田綜合利用工作,把它作為一件急事、大事和實事去抓去落實。為搞好統籌協調,確保秸稈還田項目的實施,該項目由盤龍區滇源街道辦事處主管,辦事處成立由主任擔任組長,副主任擔任副組長,農科站負責人任辦公室主任,農科員及有關村委會書記、主任為組員,農科部門負責對該項目進行具體組織實施。
二、廣泛宣傳,加強培訓
為營造良好的社會氛圍,使秸稈還田綜合利用深入到千家萬戶,各級各部門充分利用會議、標語、電視、廣播、技術資料、現場培訓等形式,廣泛宣傳焚燒秸稈的危害性、秸稈還田的好處及經濟社會生態效益,普及、指導秸稈還田技術。據統計,全街道共召開專題工作會議6次(其中現場會、培訓會4次),粘貼標語12條,制作展板3幅,開展廣播宣傳8期次,技術培訓360人次,印發宣傳技術資料520份。
三、實施秸稈還田技術措施
1.麥類秸稈經旋耕機粉碎,每畝噴施酵素菌3-4千克直接還田。主要模式有:
1.1麥類高茬覆蓋復播還田技術。對高茬復播的麥田,可根據土壤墑情、機具配套及生產條件等差異,因地制宜采取旋耕覆蓋復播、硬茬復播覆蓋、人工撒籽―旋耕覆蓋復播等不同的操作方法。
1.2麥茬直接翻壓還田技術。對機器收割后留茬較高的麥田,收后立即用機械反轉高柱梨將高茬麥草全部翻入土中;對人工收割的低茬麥田,留在田間的麥茬數量很少可將場院中的剩余麥草或麥衣運往低茬麥田,每畝均勻撒鋪300-400公斤,然后用深翻犁將其耕翻入土。
1.3對小春干旱無收麥田,直接用旋耕機打碎后還田。
2.對于蔬菜綠肥鮮稈,直接用旋耕機打碎后翻梨還田。
四、抓好示范,強化技術
為在全街道抓好秸稈還田技術,實現秸稈全量還田的目標。滇源街道在小營、麥地沖、三轉彎等三村委會,按照要求實施作物秸稈直接還田,實際完成示范面積4100畝(超額17%),其中:小春小麥1500畝、綠肥1100畝、蔬菜1000畝、雪蓮果500畝。在三轉彎舉辦200畝示范區,使農作物秸桿資源化利用率達95%以上。起到了輻射帶動的作用。
同時,重點抓好各項秸稈還田技術落實。一是采取秸稈機械粉碎覆蓋還田、機械翻壓直接還田等技術措施,減輕農業生產勞動強度,提高勞動效率。改良土壤,提高地力;二是加強以酵素菌為腐熟劑配料的關鍵性配套物質的推廣,加快農作物秸稈腐熟,增加土壤有機質,培肥地力,提高耕地綜合生產能力。
五、綜合效益顯著,前景廣闊
【關鍵詞】有機廢氣;治理;吸附法
工業的快速發展,導致有機廢氣的排放量和排放種類日益復雜,對人類生存的環境也造成了越來越嚴重的污染,如何有效治理有機廢氣的污染是治理環境的重中之重。環保科研部門在治理環境污染方面花費了很大的精力,尤其是有機廢氣治理,目前已經研制出了較為有效的治理方法,如廢氣吸附、高溫破壞、臭氧結合分解等。下面對這些治理技術進行探討。
1、目前常用的廢氣處理方法
1.1熱破壞法
熱破壞法是現階段各個單位使用比較廣泛的廢氣治理方法,尤其是對于那些濃度含量相對不高的有機廢氣,能夠直接進行火焰燃燒和催化燃燒。
所謂直接燃燒法,是指有機物在氣流中直接或者輔助燃燒的方法。通常情況下,對于那些有機物含量不高,若沒有輔助燃燒時就沒法進行燃燒,此時在滿足適當的條件下使用直接火焰燃燒法能夠達到百分之九十九的處理效率。
催化燃燒法也就是借助催化劑來加快有機物的分解,讓有機物通過高溫燃燒后達到破壞結構,這種技術也可以實現較好的治理效果。究其原因,主要在于催化劑的存在,有機廢氣停留在催化床層調料或者圖層時間過長,減少了催化劑的有效表面積從而導致了處理效率的降低。同時,催化劑并非對所有的有機廢氣都適用,因此催化燃燒的推廣使用受到一定的限制。高活性的催化劑仍然是限制催化燃燒技術提升效率的主要因素,未來重點是研究更高效的催化劑。
1.2吸附法
吸附法由于具有以下幾個優點:第一,去除效率高;第二,凈化徹底;第三,消耗能量少;第四,工藝成熟,便于推廣等得到極為廣泛的應用,能夠產生良好的環境和經濟效益。但也存在一定的缺點,如設備龐大,處理技術上還不完善,遇到膠粒物質,吸附劑發揮不出作用。這種方法主要應用于那些低濃度高通量的有機廢氣處理,使用這種方法處理廢氣效率高低的關鍵和吸附劑的選擇有著重要的關系,要達到較高的處理效率,吸附劑必須具備以下幾個特點:第一,具有密集的細孔結構;第二,具有較大的內表面積;第三,具有較好的吸附性能;第四,具有較好的化學穩定性;第五,具有較好的耐水性、耐高溫高壓性;第六、吸附劑硬度要高、不易老化,耐壓不破碎。現在已經研究出來的吸附劑主要由活性炭、氧化鋁等,凈化效果比較高。
1.3吸收法
吸收法是目前環境工程的廢氣處理中常用的一種處理方法,不僅能夠處理廢氣還能將其轉化為有用產品。此種處理方法由于具有以下幾個優點:第一,處理技術成熟;第二,設計和操作經驗豐富;第三,適用性強等優點,在環境大氣污染重應用十分廣泛,尤其是對于那些無機物的污染。但是對于有機廢氣,由于其水溶性相對較差,所以應用不太普遍,使用這種方法處理有機廢氣時,必須在應用過程添加吸附,以達到較高的處理效率。
1.4光分解法
所謂光分解法,是指有機物在特定波長光照的情況下能夠自動進行分解,這種方法對于處理環境有機物的治理具有良好的效果,主要常用于廢水的處理,在氣體有機物的分解處理方面應用較少,是未來值得重視的研究方向。使用光分解法對氣體有機物進行分解的主要方法有兩種:其一,受到適當波長的光照射時,有機物能夠直接進行分解;其二,在光照作用下,還必須添加催化劑,才能將有機物進行分解。日本曾經有專家專門研究了利用紫外線進行光分解,結果表明,這種方法比較好,可以快速分解有機氯化物以及氟氯碳,而且有機氯化物更容易被分解。
1.5電暈法
所謂脈沖電暈法,是指用一種脈沖電暈放電的方法,來產生高能電子等非平衡物質,利用其對有機物進行破壞,將其變為無害物質。國內外對于這種這種方法的處理技術有較深入的研究,結果表明具有良好的去除效果。分解過程如下:第一、首先產生自由基,它具有強氧化功能。第二、用自由基去碰撞有機分子物,將其結構破壞分解。第三,第一步過程中產生的自由基與第二步過程中產生的小碎片基團發生一系列的化學反應,最終被分解為CO、CO2、H2O。去除有機廢氣物效率高低與結合鍵能的大小有著直接的關系。
1.6臭氧分解法
所謂臭氧分解法,是指使用O3對有機廢氣進行分解的方法。這種方法主要用于處理凈化地面的廢氣,操作方法簡單,價格便宜,多用于分解土壤中的一些非揮發性的有機廢氣物。例如:土壤中常見的那些多環芳香有機物、酚、殺蟲劑等,如果在處理過程中用O3做為載體,結果能使有機物中的細菌減少99%,最終達到環境要求標準。
1.7等離子體分解法
所謂等離子體分解法,是指利用等離子體的化學特性,對于烴類難以分解的氣體進行分解處理,將其轉化為無毒無害的物質。該方法過程過程主要包括以下兩部:第一步,超高溫加水分解。使用此系統的基本目的是急速加熱等離子體,使其溫度迅速上升到100000C,然后與水蒸氣進行接觸進行分解;其二,排氣急冷。使用此系統的基本目的是迅速將高溫進行分解的氣體降低到800C以下,以防止二噁英類再合成。整個系統裝置組成包括如下:供給裝置、等離子體的發生裝置、反應爐、冷卻罐、除害塔和排水處理等。
1.8生物膜法
所謂生物膜法,是指將微生物固定附著在多孔性介質填料表面,將受到污染的空氣在其中進行生物處理從而除去污染物的辦法。處理時不僅能將空氣中的污染物除掉,還能對其進行降解或者被空隙中存在的微生物耗用,最終轉換為CO2、H2O及中性鹽。這種生物膜法用來處理污水的技術已有百年多的歷史了,但是對于有機廢氣處理及時在國內外研究的時間還比較短,并未取得廣泛的應用,還亟需進行深入的研究。
2、展望
現在,環境污染已成為我國的一個公害,治理非常困難,目前已有的有機物治理技術既有優點也存在不足,加快新技術的研究,選擇更好的治理方法,是解決廢氣污染的首要問題。筆者認為,要選擇合適的方法,必須重視以下兩點:其一,重視治理技術的實效性。不能僅在實驗室研究,而要將其應用推廣到實際的應用過程中。其二,重視治理技術的環保、節能和低廉性。不能治理了現有的廢氣物,又產生了另外的廢氣物。同時,由于我國是發展中國家,治理的過程還要考慮其節能與低廉性,爭取早日實現有機廢氣的高效凈化,建設和諧社會。
參考文獻
[1]易靈.有機廢氣治理技術的研究進展[J].四川環境,2011,30(5).
【關鍵詞】涂裝廢氣;污染控制;探討
1.涂裝廢氣來源
涂裝是指對金屬和非金屬表面覆蓋保護層或裝飾層,是產品表面保護和裝飾采用的最基本的技術手段。涂裝工藝可以簡單歸納為:前處理噴涂干燥或固化。前處理一般包括除油、除銹、鈍化(磷化)工藝。針對不同的涂層及對抗腐蝕的要求,除油、除銹、磷化等處理方法要視工件原材料的狀況來選擇。在前處理除銹工藝中,噴砂、拋丸或打磨工藝,也在不同行業的不同部門按需擇用。
隨著涂裝技術的飛速發展,涂裝自動化生產有了明顯的進步,靜電噴涂、電泳涂漆、粉末噴涂技術得到了應用推廣。但是,目前涂裝所采用的還都是屬于有機溶劑型涂料。
根據涂裝生產工藝,涂裝廢氣主要來自于前處理、噴涂、干燥過程,所排放的污染物主要為:前處理過程中產生的粉塵或酸霧,噴漆時產生的漆霧和有機溶劑,干燥揮發時產生的有機溶劑。漆霧主要來自于空氣噴涂作業中溶劑型涂料飛散的部分,其成分與所使用的涂料一致。有機溶劑主要來自于涂料使用過程中的溶劑、稀釋劑,絕大部分屬揮發性排放,其主要的污染物為二甲苯、苯、甲苯等。涂裝中排放的有害廢氣主要集中在噴漆生產線上,其中噴漆室、晾干室、烘干室是廢氣的主要發生源。
2.涂裝廢氣治理措施
涂裝廢氣的治理可分為防、治兩條途徑。防主要是減少廢氣的排放,治主要是對不可避免的排放氣體進行凈化治理。
2.1減少廢氣排放
2.1.1源頭控制,減少有機溶劑的使用
為了減少涂裝過程中的廢氣排放,可從源頭著手,不用或少用含有有機溶劑的涂料,如采用粉末涂料、水性涂料、高固體成分涂料等。粉末涂料不使用有機溶劑,涂裝過程中除產生涂料粉塵外,基本上不排放有害廢氣,因此,近年來發展迅速,應用范圍大幅增加。水溶性涂料和高固體成分涂料同樣可有效減少涂裝過程中的有害廢氣排放,是涂料行業的發展趨勢。在涂裝過程中,選擇高固體成分涂料或不用有機溶劑的涂料,雖然涂料價格較貴,但卻減少了有機溶劑的排放,降低了廢氣處理的難度和處理設施的規模,符合清潔生產和節能減排的要求。
2.1.2提高涂料利用率,減少使用量
在涂裝生產中,噴涂是常用的方法。但噴涂產生的漆霧較多,涂料會以漆霧形式揮發到空氣中。
涂覆效率受到很多因素的影響,涂裝大面積工件時,這些涂裝方法的涂覆效率都很高。但只有大容量低壓空氣噴槍(HVLP)和靜電噴涂才能滿足60%的涂裝效率。另外,采用機械手噴涂和旋轉霧化方式,都能夠提高涂料的利用率。
2.2排放廢氣的治理
對于涂裝排放的廢氣,可采用適當的方法進行凈化治理。凈化治理存在兩條途徑,一條是將廢氣中的有機溶劑回收利用,另一條是將廢氣中的有機溶劑分解為CO2和H2O。
2.2.1有機溶劑的回收利用
涂裝過程中產生的漆霧和揮發的有機溶劑,可進行回收利用的主要是有機溶劑。回收方法有活性炭吸附法、液體吸收法和冷凝法。
(1)活性炭吸附法。主要是利用活性炭比表面積(500-1200m2/g)大,具有優異的吸附性能,使有機溶劑蒸氣吸附其表面,當加熱烘干吸附介質時,被吸附的氣體解析出來,經冷卻成為液態,再經分離達到回收溶劑的目的。
活性炭吸附法,需設置過濾器和冷卻器進行預處理,除去廢氣中的漆霧,并將廢氣降低至適當的溫度,以保證活性炭不被堵塞,不會因廢氣溫度過高而導致燃燒。由于活性炭吸附有機溶劑后,其吸附力將逐漸降低,為了保證吸附效率,需要脫附,使活性炭重新恢復活性。最常用的活性炭再生法是水蒸汽脫附法,脫附后的混合氣體進入冷凝器冷卻成液體,再進入分離器,使溶劑和水分離,達到回收溶劑目的,而分離水需經處理后才能排放。當前,活性炭吸附法有了新的發展,即以活性炭纖維代替通常使用的粒狀或柱狀活性炭,其使用壽命比普通粒狀活性炭長3-4倍。國內也出現了以活性炭纖維(ACF)作為吸附介質,回收有機溶劑的裝置。對于回收的溶劑有兩種利用方法:重新分餾利用或燃燒產生熱量。前者要視企業自身情況,可增加設備,自行分餾利用或委托溶劑生產廠家分餾利用。
后者需要在設備中增加催化燃燒室及熱風循環系統,將從活性炭纖維上脫附的有機溶劑高溫催化燃燒,并為設備的運行提供能量,因此不再需要蒸汽脫附有機溶劑,并且也不存在溶劑回收過程中對于分離水的處理要求。
現在國際上最新的發展,是采用活性炭纖維布(ACFC)作為吸附介質,通電加熱脫附回收有機溶劑。
這種方法具有的優點:有機溶劑在固相和流體相之間的質量轉移快,比粒狀活性炭快2-20倍;ACFC使用壽命長;ACFC能夠快速加熱、不需要水蒸汽脫附,因而操作和維護簡便,脫附的有機溶劑不需要除水,可以直接應用,并且不存在廢水處理問題。