印刷行業VOCs治理的工程實例分析

代 允

（深圳市環境工程科學技術中心有限公司 廣東深圳 518000）

1 印刷行業VOCs情況概述

近年來北京、河北、西安等地的大氣污染問題“霧霾”非常突出[1]，其主要污染物為PM2.5（細顆粒物）。 PM2.5的主要來源之一就是印刷行業的揮發性有機化合物（VOCs）的排放，其在空中發生化學反應產生硫酸鹽、硝酸鹽及有機氣溶膠等，從而破壞大氣環境及人體健康。

印刷業的主要原材料油墨、溶劑等中含有苯、二甲苯、乙酸乙酯等揮發性有機物[2]，是一種惡臭廢氣，可通過呼吸、皮膚接觸等途徑進入人體，使人感覺頭暈、惡心、嘔吐等癥狀，嚴重者會危及生命；另外，VOCs會造成酸霧、地面臭氧等二次污染問題，危害大氣環境及人體健康。因此VOCs被列入了我國“十二五”污染減排重點工作，VOCs的治理已迫在眉睫，研究切實可行的處理技術顯得尤為關鍵。

現有的VOCs處理技術主要分為去除法和回收法兩大類[1]。常用的處理方法物理法（稀釋擴散法、掩蔽法）、燃燒法（熱力燃燒法、催化燃燒法）、吸收法（水吸收法、酸吸收法、堿吸收法）、吸附法(活性炭或分子篩)、生物處理法(生物過濾器、生物滴濾池、生物洗滌塔、離子體---催化氧化法等，但各種方法都存在各自的局限性與適用性（見表1-1）。比如：活性炭吸附法（如活性炭-催化燃燒法），通過活性炭吸附VOCs并定時對其進行脫附處理與處置。根據現有幾個工程的應用效果調查，一般活性炭的解吸需每個幾天或一兩個月就要進行一次，而且壽命有限，吸附效率逐漸降低，處理效果不穩定、成本高、操作較繁，而且還要考慮脫附物產生二次污染的問題。因此，要做好印刷行業VOCs治理需要一種克服傳統工藝技術缺陷又切實可行適用的處理工藝。

表1 -1 VOCs常用處理技術對比[3]

2 印刷廠VOCs治理工程實例分析

2.1 項目簡介

廣東某印刷廠主要經營印刷業務，油墨及有機溶劑的使用在UV印刷、絲印UV、過膠膠水、膠裝膠水、皮殼膠水等中含有大量苯、甲苯、二甲苯等有機廢氣VOCs。

2.2 本項目VOCs處理工藝介紹

與傳統印刷業有機廢氣風量大、濃度小的特點一樣，為適應改印刷廠的廢氣特點，結合國內外先進的工藝技術，設計了“霧化噴淋+高效生物凈化器”系統。該工藝方案投資運行成本較低、操作簡單、處理效果穩定。采用具有國際先進水平的、投資少、運行費低、管理簡單、凈化效果穩定的。

2.3 高效生物凈化器技術原理

揮發性有機物（VOCs）等有毒有臭味廢經專管集中導入至生物過濾器（生物過濾器內的填料在預處理時，與BD-5#菌種混合，經培養使得填料上附生著大量的微生物，并形成生物膜）進行凈化和降解廢氣中的污染物質。該生物膜中的微生物以廢氣中的污染物為養料得以生長繁殖，同時又對揮發性有機物質(VOC)進行生物分解及脫臭處理，將其降解成為CO2和H2O后再排出，從而達到凈化廢氣的目的。

高效生物過濾器是廢氣生物凈化的關鍵，高效生物過濾器的關鍵是凈化器內的生物菌種的選擇、生物填料的選擇以及、高效生物膜形成：高效菌種需要能夠理含硫化物、揮發性有機物等廢氣的生物菌種，并使培養出的生物膜可以自身繁殖代謝，自我更新，無需添加菌種；高效生物填需要填料表面積大，耐用，親水性好可使用5-10年以上；生物膜技術需要將微生物菌種固定在高效生物載體上，由多種菌種形成一種復合體系。

2.4 工藝流程

本項目工藝流程圖為：

有機廢氣產生源→集氣罩→風管→風機→風管→生物過濾器凈化→排放

圖2 -2 處理工藝流程圖

2.5 主要設備參數

生物過濾器包括：箱體；箱內支架；隔網已考慮防腐要求由不銹鋼制造，生物菌種和填料，噴淋頭，箱體支座，不銹鋼儲水箱，水泵、電控開關及配套水管等。本設計根據提供資料共12個排放口，排放總量為48000m3/h，共設1套有機廢氣凈化設備。設備規格：長×寬×高 =11.0×6.0×2.0（米），全套設備總重量大約為 35 噸，每平方米大約承重0.53噸。主要設備參數：①生物過濾器1套：規格11.0×6.0×2.0；②不銹鋼噴淋水泵 1 臺：DW8-50/220，功率 2.2KW；③水箱及閥門等配件1套：不銹鋼+PP水管等；④風機起動及保護器1套：含電源線；⑤生物過濾器支承座1座：加厚槽鋼；⑥4-72-10C離心通風機1臺：37KW含支架及防震；⑦風管（含配套彎頭）：鍍鋅板1200×1000；⑧過濾器進出風口1套：鍍鋅板。

2.6 處理效果及主要優勢

①設備結構簡單、體積小、投資少，處理效率高：經測試，項目運行穩定后含硫惡臭物質去除率在95%以上，其它物質去除率85%-95%以上，廢氣排放達到國家環保標準（惡臭污染物排放標準、大氣污染物排放限值）。

②生物系統可根據實際情況和要求選擇集中式或分布式；選用生物菌種、填料壽命達10年以上；更新再生操作簡單。

③運行穩定，壓損少，不易出現堵塞與故障；操作管理簡單，運行費用低。

④間歇工作能力強，停運后再運行，效率不受影響。生物系統不需配置預處理塔、生物洗滌塔或生物濾池（塔）。除收集廢氣所需的風機外，只有抽水噴淋的小水泵的電費，用電極省。運行費用比其它廢氣凈化技術都要低得多。

結語

結合印刷企業特點，選擇高效生物凈化器，采用固定化的高效生物膜，將生物集中形成一個膜體系，可大幅度地提高VOCs處理效率高且不易被沖洗掉；該類生物膜可自身生長繁殖，不需補充菌種，每天只需定時噴淋；壓損小，不易堵塞；填料生物膜可連續使用5年以上，從而減少了二次污染及節約了運行成本。