高康寧 王浩杰 延雄華 晁波陽

（陜西省現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)研究院環(huán)保所 陜西西安 710000）

引言

近年來，隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展，我國(guó)大氣污染問題日益突出，并且呈現(xiàn)出污染負(fù)荷高、多污染物疊加等特征。當(dāng)前的環(huán)境空氣污染已從煙煤型污染逐漸發(fā)展為以PM2.5和O3為特征的復(fù)合污染，而揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）作為PM2.5和O3的關(guān)鍵前體物[1]，如何有效控制VOCs是解決當(dāng)前大氣污染問題的關(guān)鍵所在。

我國(guó)VOCs排放主要來源于工業(yè)源，而其中印刷行業(yè)是VOCs高排放行業(yè)，據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，西安市油墨印刷、建筑涂料和汽車噴涂等為重點(diǎn)行業(yè)，VOCs排放占排放總量的48.89%[2]，為此，《陜西省揮發(fā)性有機(jī)物排放控制標(biāo)準(zhǔn)》(DB61T1061-2017)將印刷行業(yè)作為VOCs重點(diǎn)控制行業(yè)，制定了印刷行業(yè)VOCs污染物排放限值。如何降低印刷行業(yè)VOCs排放量成為當(dāng)前大氣污染治理的重點(diǎn)工作，但是印刷有機(jī)廢氣治理措施眾多，如何選擇合適有效的治理措施成為困擾印刷企業(yè)的重要問題。本文在總結(jié)印刷行業(yè)VOCs排放特征的基礎(chǔ)上，結(jié)合對(duì)西安市相關(guān)印刷企業(yè)的調(diào)研結(jié)果，分析了印刷行業(yè)有機(jī)廢氣治理工藝的適用范圍。

1 印刷行業(yè)VOCs排放特征

根據(jù)《陜西省揮發(fā)性有機(jī)物排放控制標(biāo)準(zhǔn)》（編制說明），目前，陜西省內(nèi)共有重點(diǎn)印刷企業(yè)63家，主要分布在關(guān)中地區(qū)，印刷工藝主要有平板印刷、凸版印刷、凹版印刷和孔板印刷，印刷過程中VOCs排放主要來自所使用的油墨及稀釋劑、復(fù)合用膠粘劑及設(shè)備清洗劑，可能的排放途徑有：油墨調(diào)配過程溶劑揮發(fā)、印刷過程油墨溶劑揮發(fā)、烘干階段、復(fù)合過程及設(shè)備清洗過程等[3]。不同印刷工藝的VOCs排放特征見表1。

表1 不同印刷工藝的VOCs排放特征

2 印刷行業(yè)VOCs排放控制措施

印刷行業(yè)VOCs的治理可從“源頭控制、過程管理、末端治理”三個(gè)方面進(jìn)行[4]。

2.1 源頭控制

油墨和膠粘劑等原輔材料是印刷企業(yè)VOCs產(chǎn)生的重要來源，源頭控制指采用低VOCs含量或無VOCs的原輔材料。目前，環(huán)保型油墨主要有UV固化油墨、水洗油墨和植物基油墨等，UV固化油墨中VOCs含量約為10～15%，水洗油墨VOCs含量約為5%，植物基油墨VOCs含量約為0～20%，均比傳統(tǒng)的溶劑型油墨VOCs含量低，可從源頭上降低VOCs的產(chǎn)生；另外，膠粘劑也是印刷過程中VOCs產(chǎn)生的主要源頭，可采用水洗膠粘劑替代溶劑型膠粘劑，可大幅減少VOCs的排放量。此外，采用適用于高速輪轉(zhuǎn)平版印刷機(jī)的無醇或低醇潤(rùn)版液、專用油墨清洗劑（W/O乳液型）也可降低印刷行業(yè)VOCs排放量。

2.2 過程管理

過程管理是指減少VOCs的無組織排放，主要措施有：

（1）采用密閉容器和管道調(diào)配、輸送原料，減少原料貯存、配制及供應(yīng)過程VOCs逸散。

（2）建立印刷、烘干和復(fù)合工序廢氣收集系統(tǒng)，增加VOCs廢氣的捕集率，減少無組織排放。集氣設(shè)施應(yīng)考慮科學(xué)設(shè)計(jì)，不應(yīng)一味加大排風(fēng)量。單張印刷企業(yè)應(yīng)將車間密封，輪轉(zhuǎn)印刷企業(yè)、金屬印刷企業(yè)和凹印印刷企業(yè)應(yīng)在所有VOCs排放點(diǎn)設(shè)立廢氣收集裝置，保證VOCs廢氣捕集率不低于95%。

2.3 末端治理

VOCs末端治理技術(shù)種類眾多，可分為回收和銷毀兩種方式，其中回收方式主要有吸附、吸收、冷凝、膜分離；銷毀方法主要有直接焚燒、催化燃燒、光催化氧化、等離子體等。各種治理措施均有各自的優(yōu)點(diǎn)，但是如何選擇適用、高效的治理措施是印刷企業(yè)需要面對(duì)的主要問題。

文章分析了各種VOCs末端治理技術(shù)的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)，見表2。

表2 不同種類VOCs治理措施對(duì)比

印刷企業(yè)典型治理措施的適用工況、處理效率及成本分析見表3。

表3 典型印刷企業(yè)治理措施的適用工況、處理效率及成本分析

結(jié)語

在總結(jié)印刷行業(yè)VOCs排放特征的基礎(chǔ)上，結(jié)合對(duì)西安市相關(guān)印刷企業(yè)的調(diào)研結(jié)果，分析了印刷行業(yè)有機(jī)廢氣治理工藝的適用范圍，本文認(rèn)為印刷企業(yè)應(yīng)優(yōu)先采用源頭控制和過程管理的方法降低VOCs的排放量，在采用末端治理方法處理印刷VOCs時(shí)，對(duì)于廢氣中VOCs濃度較低的小型印刷企業(yè)，可優(yōu)先考慮采用活性炭吸附法，但應(yīng)加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行管理，及時(shí)更換活性炭，更換下來的活性炭交有危險(xiǎn)廢物處置運(yùn)營(yíng)資質(zhì)的單位處置；對(duì)于廢氣量較大、VOCs濃度低的印刷企業(yè)，可考慮采用低溫等離子體法；對(duì)于VOCs濃度為100～2000mg/m3，廢氣量較高且無回收利用價(jià)值的大中型印刷企業(yè)，可考慮采用吸附+催化燃燒法，低濃度VOCs廢氣經(jīng)吸附器吸附-脫附后變?yōu)楦邼舛萔OCs廢氣，再經(jīng)催化燃燒裝置處理后達(dá)標(biāo)排放，但應(yīng)注意控制有機(jī)廢氣燃燒處理過程中的二次污染問題；另外，對(duì)于濃度低、污染物種類較多的印刷有機(jī)廢氣，使用單一的末端治理方法可能無法做到達(dá)標(biāo)排放，需采用組合工藝。總之，企業(yè)在選取末端治理方法時(shí)，應(yīng)結(jié)合自身生產(chǎn)規(guī)模、廢氣排放特點(diǎn)（包括廢氣排放量、濃度、VOCs組成、溫度）等綜合確定適用、高效的治理措施。本文為印刷企業(yè)有機(jī)廢氣治理措施的選擇提供了一定的參考。