印刷行業有機廢氣排放控制措施探究

高康寧 王浩杰 延雄華 晁波陽

（陜西省現代建筑設計研究院環保所 陜西西安 710000）

引言

近年來，隨著工業化的不斷發展，我國大氣污染問題日益突出，并且呈現出污染負荷高、多污染物疊加等特征。當前的環境空氣污染已從煙煤型污染逐漸發展為以PM2.5和O3為特征的復合污染，而揮發性有機物（VOCs）作為PM2.5和O3的關鍵前體物[1]，如何有效控制VOCs是解決當前大氣污染問題的關鍵所在。

我國VOCs排放主要來源于工業源，而其中印刷行業是VOCs高排放行業，據文獻報道，西安市油墨印刷、建筑涂料和汽車噴涂等為重點行業，VOCs排放占排放總量的48.89%[2]，為此，《陜西省揮發性有機物排放控制標準》(DB61T1061-2017)將印刷行業作為VOCs重點控制行業，制定了印刷行業VOCs污染物排放限值。如何降低印刷行業VOCs排放量成為當前大氣污染治理的重點工作，但是印刷有機廢氣治理措施眾多，如何選擇合適有效的治理措施成為困擾印刷企業的重要問題。本文在總結印刷行業VOCs排放特征的基礎上，結合對西安市相關印刷企業的調研結果，分析了印刷行業有機廢氣治理工藝的適用范圍。

1 印刷行業VOCs排放特征

根據《陜西省揮發性有機物排放控制標準》（編制說明），目前，陜西省內共有重點印刷企業63家，主要分布在關中地區，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、復合用膠粘劑及設備清洗劑，可能的排放途徑有：油墨調配過程溶劑揮發、印刷過程油墨溶劑揮發、烘干階段、復合過程及設備清洗過程等[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VOCs排放控制措施

印刷行業VOCs的治理可從“源頭控制、過程管理、末端治理”三個方面進行[4]。

2.1 源頭控制

油墨和膠粘劑等原輔材料是印刷企業VOCs產生的重要來源，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%，均比傳統的溶劑型油墨VOCs含量低，可從源頭上降低VOCs的產生；另外，膠粘劑也是印刷過程中VOCs產生的主要源頭，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平版印刷機的無醇或低醇潤版液、專用油墨清洗劑（W/O乳液型）也可降低印刷行業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配、輸送原料，減少原料貯存、配制及供應過程VOCs逸散。

（2）建立印刷、烘干和復合工序廢氣收集系統，增加VOCs廢氣的捕集率，減少無組織排放。集氣設施應考慮科學設計，不應一味加大排風量。單張印刷企業應將車間密封，輪轉印刷企業、金屬印刷企業和凹印印刷企業應在所有VOCs排放點設立廢氣收集裝置，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點，但是如何選擇適用、高效的治理措施是印刷企業需要面對的主要問題。

文章分析了各種VOCs末端治理技術的適用范圍和優缺點，見表2。

表2 不同種類VOCs治理措施對比

印刷企業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 典型印刷企業治理措施的適用工況、處理效率及成本分析

結語

在總結印刷行業VOCs排放特征的基礎上，結合對西安市相關印刷企業的調研結果，分析了印刷行業有機廢氣治理工藝的適用范圍，本文認為印刷企業應優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，對于廢氣中VOCs濃度較低的小型印刷企業，可優先考慮采用活性炭吸附法，但應加強設備運行管理，及時更換活性炭，更換下來的活性炭交有危險廢物處置運營資質的單位處置；對于廢氣量較大、VOCs濃度低的印刷企業，可考慮采用低溫等離子體法；對于VOCs濃度為100～2000mg/m3，廢氣量較高且無回收利用價值的大中型印刷企業，可考慮采用吸附+催化燃燒法，低濃度VOCs廢氣經吸附器吸附-脫附后變為高濃度VOCs廢氣，再經催化燃燒裝置處理后達標排放，但應注意控制有機廢氣燃燒處理過程中的二次污染問題；另外，對于濃度低、污染物種類較多的印刷有機廢氣，使用單一的末端治理方法可能無法做到達標排放，需采用組合工藝。總之，企業在選取末端治理方法時，應結合自身生產規模、廢氣排放特點（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。本文為印刷企業有機廢氣治理措施的選擇提供了一定的參考。