循环经济
倡
钱晓荣１ 董锐１ 唐帆２ 董悦３
（１．盐城工学院化学与生物工程学院 江苏盐城２２４０５１；２．常州大学环境与
安全工程学院 江苏常州２１３１６４；３．南京理工大学环境与生物工程学院 南京２１００９４）
摘 要 探讨了油漆废渣的成分与特性，分析了油漆废渣的危害，对比了油漆废渣的处理方式，综述了油漆废渣循环再生、回收利用、制备功能材料、堆肥等综合利用方法，并就当前油漆废渣处理中存在的问题提出了合理化建议。
关键词 油漆废渣 填埋 焚烧 回收再利用
Review on Treatment of the Automotive Paint Wastes
QIAN Xiaorong １
DONG Rui １
TANG Fan ２
DONG Yue
３
（１．School of Chemical and Bioengieering ，Yancheng Institute of Technology Yancheng ，Jiangsu ２２４０５１）
Abstract This paper provides an overview of comprehensive methods for cyclic regeneration ，recycle ，functional materials preparation and composting of the paint slag by probing into its components and peculiarities ，analyzing its hazards and con －
trasting its treatment processes ．Reasonable proposals are also put forward in consideration of the existed problems in paint slag disposal ．
Key Words paint slag landfill incineration reuse and recycling
0 引言
随着我国汽车工业的快速发展，汽车油漆的用量逐年增加，随之产生的油漆废渣也不容忽视。在汽车油漆喷涂过程中，手工喷涂至少有４０％～６０％的过喷漆雾飞散，静电喷涂也会产生１０％以上的过喷漆雾，过喷漆雾凝聚下沉形成油漆废渣［１］。据统计截至２０１０年，我国汽车产量达１０００万辆，汽车保有量达５２００万辆，若按每辆汽车用漆３５～４０kg 计算，共需汽车油漆达到４５万t ，按照６０％的利用效率计算，至少要产生１８万t 油漆废渣［２］。1 油漆废渣的成分与特性
汽车油漆主要由树脂、颜料、溶剂和添加剂４种基本成分组成。树脂是油漆的成膜物质，分为天然树脂和人工树脂，天然树脂主要由昆虫或树木的分泌物组成，主要成分是松香和虫胶；人工树脂主要成分是丙烯酸树脂、醇酸树脂、三聚氰胺、硝基纤维素、聚氨酯树脂、环氧树脂等。颜料根据组成分为无机颜料和有机颜料，无机颜料通常是灰暗的颜，主要成分是金属氧化物如二氧化钛、氧化铁红等；有机颜料通常是明亮的颜，主要成分是苯并咪唑酮、杂环酮如永固黄、永固紫等［３］。溶剂一般为沸点在
２５０℃以下的脂肪烃、芳香烃（苯类）、醇醚类、酯类、
酮类等以及水（水性漆）［４］
。添加剂指分散剂、整平剂、抗腐蚀剂等，在油漆中的比例不超过５％，成分较复杂。在油漆废渣中，芳香烃含量占６０％以上，各种醇醚及苯类物质占２０％以上［５］。2 油漆废渣的危害
油漆废渣中含有大量的有机化合物，这些化合物会对环境和人体健康造成一定的毒害作用。研究表明，即使单个化合物的含量都低于其限含量，但多种有机化合物的混合存在及其相互作用，常表现出毒性、刺激性，使危害强度增大。能引起机体免疫水平失调，影响中枢神经系统功能，出现头晕、头痛、嗜睡、无力、胸闷等症状，还可能影响消化系统，出现食欲不振、恶心等症状，严重时可损伤肝脏和造血系统，甚至引起死亡。
目前我国有大量的漆渣被运到一些安置点就地封存，暴露于露天场所，对环境造成恶劣影响。Kati Vaajasaari 等按照欧洲SFS －EN １２４５７－２标准测定了油漆废渣填埋点渗滤液的各种组分，并进行了毒理学研究做出了环境影响评估。结果表明，油漆废渣是一种组分非常复杂的有机混合物，且各组分之间
倡基金项目：江苏省科技厅产学研联合创新基金资助项目（BY ２０１３０５７－０１），江苏省环保厅环保科研课题资助项目（２０１３０２４）。
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２５・ 工业安全与环保 Industrial Safety and Environmental Protection ２０１５年第４１卷第２期
February ２０１５
相互作反应生成了新的更加复杂的化合物，某些化合物至今仍然没有其相关的资料数据，对环境构成很大威胁。鉴于此，２００８年油漆废渣就已被我国列入枟国家危险废物名录枠中，属于HW１２类染料涂料废物。
3 油漆废渣的处理与处置
目前，国内对油漆废渣的处理方法主要是填埋法和热解焚烧法。
3．1 填埋法
油漆废渣填埋法是对漆渣进行简单的处理或固化后，再采取一定的隔离措施埋入地下，具有成本低、处理量大、终极化处置高等优点，是早期油漆废渣处理的首选方法。填埋场的主要功能是封闭废物以达到避免废物对环境污染的效果，尤其是对地下水的污染，因而卫生填埋法的关键就是密闭和防渗。而漆渣渗滤液中，除了有毒的重金属离子，还含有大量有害的有机物，成分极为复杂，且伴随有较高的度，散发着强烈的气味。为防止垃圾渗滤液下渗污染地下水，必须选择适宜的防渗材料，以构成良好的防渗层，目前广泛使用的是天然材料衬层、复合衬层、双人工衬层等［６］。
3．2 热解焚烧法
在现有的油漆废渣处理处置方法中，焚烧法以其减量化、无害化、资源化和二次污染小等优势被大力发
展。油漆废渣的主要成分是高分子有机物，热值较高，通过焚烧获取热能是油漆废渣无害化、资源化的有效处理方式。然而油漆废渣直接焚烧不易进料，易产生污染。针对这些问题，钱原吉等采用先热解，再将热解产物燃气和残渣分别送入锅炉中燃烧的方法，研究表明油漆废渣经过高温热解后，产生气体热值高，基本为小分子，燃烧相对比较清洁。同时热解残渣不存在黏结问题，可以随煤一起送入炉膛焚烧，燃烧产生的烟气通过烟气净化处理设备后由烟囱排放［７］。Y．C．Song等研究发现，油漆废渣在１０００℃的条件下热解１h，其高分子有机物的去除效率达到９９％以上［８］。
在实践应用中，陶玲通过对油漆渣焚烧特性的研究，确定了处理量为１５００t／h油漆废渣焚烧处理的系统工艺流程，设计了焚烧炉，得到了焚烧炉结构、热力、阻力等参数，研究了炉膛温度对CO浓度、NO x浓度和烟尘浓度的影响。监测表明，该焚烧炉的有害气体、烟尘、重金属等均达标排放，烟气黑度、焚烧炉残渣热灼减率、残渣二恶英、飞灰二恶英等也满足国家相关标准［９］。安徽志诚机电零部件有限公司发明了一种微负压热解废漆渣的处理方法解决了汽车油漆废渣的填埋和焚烧带来的二次污染问题，同时也去除了废漆渣中有害物质和异味。该发明降低了企业成本，同时每年可消除５０００t废漆渣，改善了自然生态环境，防止环境污染，极大的促进了我国的生态环境建设和可持续发展战略的实施［１０］。
4 油漆废渣的综合利用
4．1 油漆废渣的循环再生
油漆废渣的主要成分和新鲜油漆基本相同，这为油漆废渣的回收再生提供了可能。孟宪峰、张子园发明了一种再生利用油漆废渣的方法，采用物理方法和化学方法相结合使含有大量水合物的废油漆渣充分脱水后，再经过一系列的工艺加工，达到能用于喷涂生产的质量要求，重新成为合格的油漆产品，该法操作简单可行，所产生的环保效益和经济效益显著［１１］。张宇飞等将漆渣漂洗、脱水、溶解、分散后与树脂、溶剂和颜料按照一定配比混合，得到的再生漆可以完全达到国内一般汽车中低档油漆或农用车油漆的使用标准。江铃汽车公司已经将通过这种方式回收的油漆广泛应用于汽车、农用车、拖拉机等车辆以及其他机器设备的装饰和维修［１２］。山东建筑大学材料科学研究所发明了一种油漆废渣再生方法，该法将油漆废渣与有机溶剂混合，经均质分散、减压蒸馏、粉碎过滤、调整黏度、产品包装等工序后加工为各项性能指标达到原漆质量标准的油漆，实现了资源的再利用和社会的可持续发展［１３－１４］。
印度Mahindra汽车公司每年产生的油漆废渣高达７４５t，为此每年需要支付高达１亿卢比的处理费用，为解决这一问题，该公司利用油漆废渣制备出了可用于灰铸件的底漆，这种底漆具有更强的附着力和黏度以及更短的干燥时间，实现了废物的资源化利用，不仅为公司节约了废物处理成本还减少了公司的原料投资。Mahindra公司也因这一发明被提名２０１１年印度“可持续发展”特别贡献奖。四川金网通电子科技有限公司发明了一种热塑性涂料废漆渣的回收方法，将热塑性涂料废漆渣经脱水、去杂、溶解、分散、流平、重排等步骤得到可重新使用的涂料［１５］。
4．2 油漆废渣的回收利用
油漆废渣循环再生技术对漆渣的物性要求较高，如果漆渣的分子结构已被完全破坏，变得十分脆硬，无法在溶剂的作用下回粘，则这种漆渣无法进行循环再生利用。故对于这种物性破坏严重的漆渣，选择一种合适的方法提取漆渣中的有用组分是漆渣综合利用工作中的关键。
Bernd Uwe Kettemann和Michele Melchiorre通过
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高温处理使得油漆废渣中的多元醇裂解成为二元醇，增加了油漆废渣的流动性，同时由于高温作用废渣中的一些颜料和添加剂遭到破坏，可通过过滤方式去除，从而得到较纯净的二元醇。二元醇经过适当的化学处理，又可以成为生产油漆的原料。目前这项技术已经被梅赛德斯－奔驰公司投入应用［１６］。
Kenneth R和Kurple将油漆废渣和木质素混合，并在异氰酸酯的作用下合成一种发泡剂，由于木质素的加入提高了这种发泡剂的阻燃性能和耐湿性能，目前这项技术已经得到了广泛的推广［１７］。Wielan
d Hovestadt等成功地从油漆废渣中回收了一种有机粘合剂，并将这种粘合剂重新投入生产使用［１８－２０］。Jeffrey C．Johnson和Andrew Slater开发出了一种可以分离出油漆废渣中的未固化树脂的装置，并将这些树脂回收利用，减少了污染物的排放［２１］。
德国GEA韦斯伐里亚分离集团有限责任公司开发的卧式螺旋离心机组可通过注入洗涤水的方式将油漆废渣中的高分子树脂、硝基纤维素、颜料和添加剂等分离，实现了废物的资源化利用，目前该产品已被世界多家汽车公司和航空公司广泛使用。佛山市伊思曼化工有限公司发明了一种PVDF氟碳油漆废渣回收利用工艺，利用PVDF树脂、丙烯酸树脂和颜料在不同溶剂中溶解性不同，从回收的PVDF氟碳油漆废渣中分离出单独的PVDF树脂、丙烯酸树脂和颜料，并将其加入PVDF氟碳油漆中，获得氟碳油漆产品。该工艺能变废为宝，将废弃的PVDF氟碳油漆废渣回收再利用，环保节能，且制备获得的PVDF氟碳油漆产品的含氟量、均匀性、涂层厚度、耐候时间等质量能达到原产品的技术指标［２２］。
南京英泰柯环保科技发展有限公司发明了一种由油漆废渣制备油漆原料的方法，对漆渣进行分类、去除异物后加入添加剂及保护剂，进行均匀分散；前处理后的漆渣送入有机废弃物回收利用系统中，设定合适的温度后进行分离改性，即可获得粘稠胶泥状的改性树脂；溶剂和水的混合蒸气经过气体收集后再经过冷凝从而气液分离，气体部分经过尾气净化达标排放，液体部分进入油水分离，使得水和溶剂分离，溶剂部分收集集中利用，水部分经过废水处理后达标排放。该法不需采用大量的有机溶剂，不仅很好的将水从漆渣中分离出来，而且做出的产品本身有机溶剂含量较低，可以安全用于各种中低端涂料原料［
２３］。
重庆立洋机电工程有限公司发明了一种废漆渣资源化再生利用的处理装置，包括加热捏合器、真空冷凝装置、溶剂收集处理装置、冷却水循环装置。通过加热捏合装置提高漆渣温度，使漆渣中的溶剂和水变为蒸汽从漆渣中分离出来，真空冷凝装置通过真空泵将蒸汽抽取到冷凝器中进行冷凝，使其成为溶剂和水的混合液，最后通过溶剂收集处理装置将液态的溶剂和水的混合物进行分离，并对溶剂进行收集，同时漆渣通过螺杆自动出料。处理后的漆渣呈细小颗粒状与收集的溶剂都可作为工业原料再次进行利用［２４］。
4．3 利用油漆废渣制备功能材料
油漆废渣本身黏度较高，且含有未固化的聚合物树脂、水和溶剂，这为利用油漆废渣代替密封剂中的部分组分提供了可能。Michael Joseph Gerace等将油漆废渣预处理后按照质量分数５％～９０％不等与密封剂的高分子聚合物混合，并加入增塑剂、硫化剂等，这种混合物可制备出玻璃密封胶、建筑防水沥青嵌缝密封胶、防水接缝嵌缝密封胶、聚氯乙烯防水接缝嵌缝密封胶及相关的功能密封胶［２５－２６］。宋传华、梅保根等发明了一种通过改性漆渣制备环保阻尼材料的方法，此技术主要依据阻尼材料共混和共聚的多相体系以及有机－无机杂化阻尼体系的原理，把油漆废渣用之于普通沥青阻尼材料进行改性，使得共混高聚物具有更宽的有效阻尼范围，同时，从材料设计角度出发，将高聚物与无机成分（
填料）杂化混合，得到综合性能优异的复合阻尼材料。油漆废渣改性环保阻尼材料主要用于汽车领域，安装时随汽车油漆烘干温度而塑化，冷却后牢固地与汽车底板贴合，随形性能优良，黏接强度高，阻尼性能优良，能起到隔热、降低能耗，减少振动和噪声的效果。也可以做为环保产品应用在隔音、隔热、减振降噪的环境和产品上［２７－２８］。
纳幕尔杜邦公司发明了一种利用油漆废渣为原料制备诸如沥青、水泥、混凝土、灰泥或石膏板类建筑材料的方法。将液态油漆废渣与一种或多种用于制备建材的材料如水泥或混凝土或其一部分混合，使上述混合物固化，从而制得建筑材料。其优点在于油漆废渣在建筑材料中用作水化材料，避免了在生产建材之前对油漆废渣的预处理及粉末化过程；且能减少用于特定用途的建筑材料的化学混合物生产中常用的增塑剂、加气剂等类似化学物质的添加量［２９］。
北京金隅红树林环保技术有限责任公司发明了一种利用漆渣制备水泥替代燃料的方法，该法将改性漆渣进行脱水得到固体漆渣，再将脱水后的固体漆渣破碎，破碎后的漆渣与浸渍剂搅拌混合得到替代燃料。该项发明充分利用废漆渣中有机物质的热
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值，制备出性质单一、热值稳定的水泥窑替代燃料，解决了废漆渣直接焚烧处置的难题，同时解决了水泥工业因耗能高产生的燃料问题［３０］。
4．4 油漆废渣的堆肥处理
油漆废渣有机物含量较高，且含有丰富的氮元素，借助于微生物的发酵降解作用可使漆渣转化为可供利用的肥料。在堆肥过程中，微生物以漆渣中的有机物为原料，在分解有机物的同时放出生物热，其温度可达５０～５５℃，在堆肥腐熟过程中能杀死垃圾中的病原体和寄生虫卵，在形成一种含腐殖质较高的类似“土壤”的过程中，完成了漆渣的无害化。Mudakavi J．R．等将漆渣和土壤按质量比１∶１６混合发酵，发酵过程中加入米糠并接种EM菌，发酵产物用于种植印度楝。通过对印度楝生长状况的观测和混合物中的氮磷钾和有机物含量的测定发现漆渣堆肥产物不仅无害，而且还是一种营养元素丰富的作物肥料［３１］。
5 结语
填埋是处理漆渣的最简单的方法，但占用大量土地、浪费资源，且易造成地下水和土壤的污染；焚烧法能快速去除油漆废渣中的有害成分，通过焚烧可以获取热能或者电能是油漆废渣无害化、资源化的最有效处理方式，但国内的焚烧设备技术相对落后，产生的有害气体如不进行严格控制会引起较严重的二次污染。目前我国的环境保护法规中已经规定不能填埋，而直接焚烧作为比较初级的处置方式，也逐渐被
取代。
油漆废渣弃之有害，用之为宝，我国人口众多、工业基础薄弱、能源供应紧张，从环境效益和经济效益两个方面看，提高油漆废渣的综合利用效率不仅可以节省资源变废为宝而且可以改善环境减少二次污染带来的巨大经济损失，利用微生物降解油漆废渣也因其环境友好性将是未来漆渣处置的重要方式。当前，有些漆渣利用技术已经成熟并推广至大规模使用，但是有些并不十分合理，目前仍处于理论研究阶段，需要进一步研究和实践，才能使漆渣的利用更加趋于合理化。
一方面需要改进油漆喷涂技术减少油漆废渣的产生量，从源头控制污染；同时也要采用循环经济的发展模式搞好油漆废渣的综合利用，缓解我国资源、能源和环境的压力，确保社会的可持续发展，实现“和谐社会”的总体目标。
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（３）完善安全技术法规，提高冶金行业安全标准的权威性。结合冶金行业安全标准对标成果和行业实际情况，学习美国的做法，将我国安全标准、部门规章中一些通用的、重要的条款制定专门的技术法规。
（４）加强基础研究工作，提高标准技术含量。加强冶金行业安全标准制定的基础研究工作，加大投入，逐步建立科研成果向法规标准转化的机制，促使标准的关键环节进一步定量化，尽量用图例、数字来说明具体要求，提高冶金行业安全标准的整体质量。
（５）加强冶金行业安全标准人才队伍建设。目前，我国冶金行业安全标准体系建设缺乏一支相对稳定的人才队伍，法规标准的组织管理人员不懂专业技术，专业技术人员又不清楚法规标准制修订程序、规则，科研人员参加法规标准制修订的渠道不畅通，所以我国急需建立健全冶金行业安全生产标准专业人才选拔和教育培训制度，培养冶金行业安全生产标准学术带头人，打造冶金行业安全生产标准学科研究梯队，开展冶金行业安全生产标准制修订专家人才库建设，尽快建立起一支老中青相结合、科研与生产相结合、技术与管理相结合的安全标准建设队伍，保证冶金安全标准制修订的连续性，保证冶金安全标准制修订的质量和进度要求，逐步完善冶金行业安全生产标准体系。
（６）积极开展国际交流合作，加快消化吸收国外先进标准。积极与国外标准管理机构开展技术交流合
作，建立与国际组织和国外发达国家安全生产标准信息交流与合作渠道，及时准确获取相关信息和资料。加快消化吸收国外先进标准，大力采用或等同采用国外先进冶金行业相关安全标准，提高我国冶金行业安全标准水平。
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作者简介 邬开发，男，安全工程专业，主要为冶金行业安全监管工作提供技术支撑，为冶金行业提供安全技术咨询、培训等相关服务。
（收稿日期：２０１４－０１－２０）
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作者简介 钱晓荣，女，１９６９年生，黑龙江双鸭山市人，博士，教授，主要从事水处理材料的合成及应用研究工作。
（收稿日期：２０１３－１２－２５）
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