印刷行业有机废气排放控制措施探究

高康宁 王浩杰 延雄华 晁波阳

（陕西省现代建筑设计研究院环保所 陕西西安 710000）

引言

近年来，随着工业化的不断发展，我国大气污染问题日益突出，并且呈现出污染负荷高、多污染物叠加等特征。当前的环境空气污染已从烟煤型污染逐渐发展为以PM2.5和O3为特征的复合污染，而挥发性有机物（VOCs）作为PM2.5和O3的关键前体物[1]，如何有效控制VOCs是解决当前大气污染问题的关键所在。

我国VOCs排放主要来源于工业源，而其中印刷行业是VOCs高排放行业，据文献报道，西安市油墨印刷、建筑涂料和汽车喷涂等为重点行业，VOCs排放占排放总量的48.89%[2]，为此，《陕西省挥发性有机物排放控制标准》(DB61T1061-2017)将印刷行业作为VOCs重点控制行业，制定了印刷行业VOCs污染物排放限值。如何降低印刷行业VOCs排放量成为当前大气污染治理的重点工作，但是印刷有机废气治理措施众多，如何选择合适有效的治理措施成为困扰印刷企业的重要问题。本文在总结印刷行业VOCs排放特征的基础上，结合对西安市相关印刷企业的调研结果，分析了印刷行业有机废气治理工艺的适用范围。

1 印刷行业VOCs排放特征

根据《陕西省挥发性有机物排放控制标准》（编制说明），目前，陕西省内共有重点印刷企业63家，主要分布在关中地区，印刷工艺主要有平板印刷、凸版印刷、凹版印刷和孔板印刷，印刷过程中VOCs排放主要来自所使用的油墨及稀释剂、复合用胶粘剂及设备清洗剂，可能的排放途径有：油墨调配过程溶剂挥发、印刷过程油墨溶剂挥发、烘干阶段、复合过程及设备清洗过程等[3]。不同印刷工艺的VOCs排放特征见表1。

表1 不同印刷工艺的VOCs排放特征

2 印刷行业VOCs排放控制措施

印刷行业VOCs的治理可从“源头控制、过程管理、末端治理”三个方面进行[4]。

2.1 源头控制

油墨和胶粘剂等原辅材料是印刷企业VOCs产生的重要来源，源头控制指采用低VOCs含量或无VOCs的原辅材料。目前，环保型油墨主要有UV固化油墨、水洗油墨和植物基油墨等，UV固化油墨中VOCs含量约为10～15%，水洗油墨VOCs含量约为5%，植物基油墨VOCs含量约为0～20%，均比传统的溶剂型油墨VOCs含量低，可从源头上降低VOCs的产生；另外，胶粘剂也是印刷过程中VOCs产生的主要源头，可采用水洗胶粘剂替代溶剂型胶粘剂，可大幅减少VOCs的排放量。此外，采用适用于高速轮转平版印刷机的无醇或低醇润版液、专用油墨清洗剂（W/O乳液型）也可降低印刷行业VOCs排放量。

2.2 过程管理

过程管理是指减少VOCs的无组织排放，主要措施有：

（1）采用密闭容器和管道调配、输送原料，减少原料贮存、配制及供应过程VOCs逸散。

（2）建立印刷、烘干和复合工序废气收集系统，增加VOCs废气的捕集率，减少无组织排放。集气设施应考虑科学设计，不应一味加大排风量。单张印刷企业应将车间密封，轮转印刷企业、金属印刷企业和凹印印刷企业应在所有VOCs排放点设立废气收集装置，保证VOCs废气捕集率不低于95%。

2.3 末端治理

VOCs末端治理技术种类众多，可分为回收和销毁两种方式，其中回收方式主要有吸附、吸收、冷凝、膜分离；销毁方法主要有直接焚烧、催化燃烧、光催化氧化、等离子体等。各种治理措施均有各自的优点，但是如何选择适用、高效的治理措施是印刷企业需要面对的主要问题。

文章分析了各种VOCs末端治理技术的适用范围和优缺点，见表2。

表2 不同种类VOCs治理措施对比

印刷企业典型治理措施的适用工况、处理效率及成本分析见表3。

表3 典型印刷企业治理措施的适用工况、处理效率及成本分析

结语

在总结印刷行业VOCs排放特征的基础上，结合对西安市相关印刷企业的调研结果，分析了印刷行业有机废气治理工艺的适用范围，本文认为印刷企业应优先采用源头控制和过程管理的方法降低VOCs的排放量，在采用末端治理方法处理印刷VOCs时，对于废气中VOCs浓度较低的小型印刷企业，可优先考虑采用活性炭吸附法，但应加强设备运行管理，及时更换活性炭，更换下来的活性炭交有危险废物处置运营资质的单位处置；对于废气量较大、VOCs浓度低的印刷企业，可考虑采用低温等离子体法；对于VOCs浓度为100～2000mg/m3，废气量较高且无回收利用价值的大中型印刷企业，可考虑采用吸附+催化燃烧法，低浓度VOCs废气经吸附器吸附-脱附后变为高浓度VOCs废气，再经催化燃烧装置处理后达标排放，但应注意控制有机废气燃烧处理过程中的二次污染问题；另外，对于浓度低、污染物种类较多的印刷有机废气，使用单一的末端治理方法可能无法做到达标排放，需采用组合工艺。总之，企业在选取末端治理方法时，应结合自身生产规模、废气排放特点（包括废气排放量、浓度、VOCs组成、温度）等综合确定适用、高效的治理措施。本文为印刷企业有机废气治理措施的选择提供了一定的参考。