摘 要:近年來大氣污染問題越來越多受到公眾關注,印刷業產生的VOCS 是重要污染源之一。研究表明,VOCS 排放對環境、健康均會產生很大影響,對其的控制治理已迫在眉睫。本文分析了當前印刷業VOCS 排放現狀及常用的治理技術,并提出了推行綠色印刷的一些思路。
關鍵詞:VOCS ;治理;印刷
1.印刷廠有機廢氣排放現狀
印刷廠在采用印刷機、膠水機、膠裝龍等生產設備將文字、圖畫、照片等內容經過值班、施墨、加壓等工序使油墨轉移到紙張、制品、皮革材料表面上并批量復制生產的過程中VOCS 主要來源于油墨和稀釋劑的使用,特別是溶劑型油墨,其由顏料連結材料、溶劑、填充劑和輔助劑組成,所用溶劑含有芳香烴類、酯類、酮類、醚類等,揮發組分高達50%-60%,而揮發性物質在印刷品干燥時占70%-80%[1] 。據有關資料估算,我國每年僅包裝印刷業VOCS的排放量約200萬-300萬噸[1] 。VOCS 可通過呼吸進入人體進而損害人體肝臟、神經系統,影響人類健康;VOCS 與大氣中的氮氧發生光化學反應,形成光化學氧化劑進而損壞森林等對生態、環境產生重大影響。
目前我國印刷企業多達十一萬家,是我國重點污染行業之一,已受到國家環保相關部門的高度關注;國家和地方政府相繼出臺了一系列大氣污染治理政策法規及印刷行業排放標準。
2.印刷業有機廢氣VOCS 治理技術現狀
目前,我國在印刷行業中VOCS 的治理技術可大致分為兩類[2]:一類是回收法,即在一定的溫度、壓力條件下,采用某種技術來分離并回收揮發性有機物,常用方法有吸附法、洗手法、冷凝法、膜分離法等;另一類是消除法,即通過破壞性的化學、生物反應等技術將揮發性有機物轉化為CO2、H2O,常用方法有高溫焚燒、催化燃燒、生物氧化、低溫等離子體分解和光催化氧化等技術。
2.1 活性炭吸附和催化燃燒法
一般印刷廠的空間比較高大,VOCS濃度低、排放量大是其主要特點之一,這就增加了處理難度。在實際應用中,使用比較廣泛的一種工藝是顆粒活性炭吸附回收和吸附濃縮-催化燃燒法。該方法的工藝原理是采用蜂窩狀(或顆粒狀)活性炭對VOCS進行吸附濃縮,轉化為風量小、高濃度廢氣,經催化燃燒設備中送出的熱氣脫附后催化氧化成CO2、H2O。
該工藝較適用于大風量低濃度的有機廢氣的處理,存在的顯著缺點是工藝中的活性炭吸附裝置價格較高且需定時更換,對于各類企業較為集中的工業園區等地,可考慮將多家印刷廠的廢氣集中收集后統一處理,這樣可降低運行成本。
2.2 生物法
常用的生物法包括生物滴濾、生物過濾和生物曝氣等方法,其作用原理是利用微生物代謝作用將有機物消化分解為CO2、H2O。常用工藝有生物濾塔、過濾床、曝氣池等。
該類工藝也適用于大風量低濃度的有機廢氣的處理,存在的顯著缺點是會有剩余污泥產生,運行維護費用較高。
另外,還有沸石轉輪濃縮一蓄熱式焚燒法[3]、活性炭纖維凈化法、光催化氧化法、光催化氧化法等;實際應用中需根據企業運行、產品特點及各種方法優缺點綜合考慮處理效果、經濟成本等多種因素。
3.推行綠色環保印刷的幾點思考
近年來,包裝印刷行業VOCS治理已成為一個熱點,特別是北京、上海、廣東等發達城市已高度重視VOCS減排問題,并相繼出臺了《印刷業大氣污染排放標準》、《印刷業揮發性有機物排放標準》等一系列關于進一步規范VOCS排放重點監管企業綜合整治的政策文件,并列出各地揮發性有機物重點監管企業名錄,全面綜合治理VOCS ,以期推動印刷行業的綠色環保發展。那么在VOCS 治理“常態化”的今天,要做好這項工作,我想需要政府、企業、民眾的一致努力,做好政策、宣傳、技術、監督等多方面的改進與完善,才能實現環境效益與經濟效益雙贏的目標:
3.1 源頭控制
通過研究改用綠色環保的原材料,減少印刷過程中VOCS的產生。當前印刷生產中用的較多的仍然是有機溶劑,如乙醇、醋酸乙酯等在對油墨進行稀釋的過程中會產生VOCS的排放。有研究表明印刷中選用水性油墨可大大減少VOCS的排放。因此行業企業應齊心協力,積極研究國際前段技術,探索新原料新途徑,從源頭上控制VOCS排放。
3.2 工藝改進
即各企業單位應在項目設計中考慮先進的工藝、清潔生產手段,提高要求,減少VOCS 排放。并考慮工藝流程中的設備、裝置、管線等均密閉化,從而減少生產過程中的跑冒滴漏。現有企業在改擴建過程中,增加VOCS 控制減排設計,行業企業單位應該結合自身特點,調研市場,形成世界領先、國際標準、中國特色、行業需要的處理工藝,有效減少VOCS 排放。
3.3 末端治理
由于當前條件下的源頭控制、工藝改善受技術、成本、運行維護等多方面原因尚未形成成熟的推廣應用模式,很多理論的研究還在測試階段,因此對VOCS 進行有效的末端治理成為了必然。特別是近年來像光催化氧化法、生物處理技法等新技術給印刷行業的有機廢氣處理帶來了新的突破。出現了“活性炭吸附-熱風脫附-催化燃燒”、“VOCS高校生物濾器”“膜分離技術”等工程實例,印刷企業應設立有效的有機物VOCS 末端治理項目及相關配套裝置的升級改造,實現VOCS 減排目標。
3.4在線監測、及時報告、社會監督
企業需配合環保部門盡快建設VOCS 排放在線監測系統,實時在線監測與評估排污企業污染物排放情況[4],并做好突發事件應急預警機制。實行信息公開制度,環保部門、企業應及時如實反饋VOCS 排放、治理情況,主動接受社會公眾的監督,對出現問題的企業也應向社會公示并及時報告處罰、整改情況。
3.5完善政策、法規、行業標準,加強監管
當前的大氣污染問題已較為顯著,北京、河北、西安等地的霧霾影響突出,VOCS 全面治理需常抓狠抓,各地政府應依據國家《中華人民共和國大氣污染防治法》、新版《印刷業大氣污染排放標準》等大氣環境污染防治相關文件要求,制定地方性、行業VOCS 排放控制標準及要求;相關職能部門應做好制度的落實與監管職能,對未完成VOCS 治理項目的企業應暫停相關環評文件的審批,對不能達標排放的企業應限期整改、停產整頓或依法關閉。
3.6 做好宣傳、教育,提高認知與技能
加強對職能部門、企業職工及社會民眾有關環境保護、大氣污染防治、VOCS治理的相關政策宣傳,使其充分認識到環境的嚴峻性及污染治理的緊迫性、重要性;組織專業機構對印刷企業職工進行技術培訓,提高其專業認知與技能,為做好印刷業的綠色環保發展做好人才保障。
參考文獻:
[1] 蘇建華,羅衛平,王筱虹,劉暉.活性炭纖維凈化印刷過程產生的VOCs廢氣.環境污染治理技術與設備,2006,7(11):117-120
[2] 何毅,周飛,狄育慧.印刷廠有機廢氣處理工藝.潔凈與空調技術CC&AC.2015;,3(1):97-100
[3] 韓忠娟.沸石轉輪濃縮一蓄熱式焚燒法處理包裝印刷有機廢氣.海峽科學.2017,1:29-30
[4] 譚文輝,劉麗.從北京、上海印刷業VOCS 排放標準分析引發的思考. 今日印刷,2016,6:26-28
作者簡介:
彭瑾(1983-),男,湖北武漢人,工程師,碩士,主要從事VOCS治理,水環境研究、土壤污染治理與修復。