绿色印刷综合整治方案研究

孔 恒

(广西真龙彩印包装有限公司，广西 贺州 542700)

随着环境问题越来越显现，绿色生产方式越来越受到人们的重视。印刷治理需要从源头治理、过程控制、末端治理上协同工作，才能实现印刷治理一体化。一体化技术包含原辅料标准化控制、印刷生产过程控制、印刷尾气处理、印刷末端废液回收，采取符合企业自身生产及发展条件的措施，实现印刷综合治理。

印刷包装业污染主要体现在挥发性有机物的排放、印刷模切造成的粉尘、印刷不挥发性油墨混合液、重金属、噪音、油墨组分及生产固体废旧物和生活污染，归纳为印刷流程，污染产生源为原辅料及印刷过程产生，本文主要从原辅料及印刷过程论述印刷污染的治理。

1 污染物治理理论

印刷污染产生量：

(1)

式中：E0，m为统计期内单个源项i污染物产生量。

(2)

式中：E污染物为统计期内污染物排放量；E0,m为统计期内源项m污染物产生量；D0,m为统计期内源项m污染物去除量。由上两式可知控制污染物产生量及增加污染物去除量可以减少污染物排放。

2 原辅料标准化控制

在印刷包装企业中，油墨、纸张、润版液、溶剂等是印刷工艺的重要原辅材料，是印刷是否顺利的重要因素，也是印刷过程产生污染物的重要来源。印刷原辅料控制主要有以下几个方面。

2.1 印刷油墨控制

油墨是目前印刷工业最大的污染源，印刷油墨由颜料、连结剂、溶剂、辅助剂组成，其中有机溶剂和重金属元素对人体损害严重。有些油墨印刷产生的有机挥发物通过光化学反应形成雾气，严重污染大气环境，影响人们健康。

使用环保油墨可以一定程度上减少污染物排放，环保油墨主要有水性墨、大豆基、UV墨、水性UV墨和一些醇溶性墨。环保型油墨从以下方面降低了有机物排放，水性油墨使用水替换有机溶剂，从而减少挥发性有机物排放；大豆基原料为大豆油，不含挥发性有机物；UV墨、水性UV墨成分无挥发性有机物；一些醇溶性油墨采用对环境污染小的溶剂例如乙醇作为溶剂，减少了挥发性有机物的排放，同时环保油墨重金属含量在低限量范围内。环保型油墨应用主要受干燥方式及制版、上墨技术限制，易出现干燥不均匀、色差等质量缺陷，印刷包装企业从开发专色印刷技术、色彩管理系统等来实现环保型油墨色彩的稳定，从开发新型制版技术、油墨烘干复合技术、印版清洁技术等新工艺及印刷技术，提升印刷品物理性能，使得环保型油墨得到实际应用。国内深圳深日油墨有限公司、汕头东风印刷股份有限公司、珠海市乐通化工股份有限公司等研发的环保型油墨在印刷性能上符合高精度印刷性能要求，推广使用低毒、低溶剂残留、低环境污染的水性油墨和UV油墨用于印刷生产，满足绿色印刷需要。

2.2 原纸控制

研发环保型纸张用于印刷生产，市场上有很多环保型纸张可以代替传统的纸张，例如大地纸，其他环境认证的原纸，有些合成纸具有良好的环保性和耐久性，印刷性能与涂布纸相当，这种纸不仅省墨、无毒，而且防水。我公司研发大地纸生产真龙(真男儿)、真龙(巴马天成)系列产品，使用环境认证白卡纸、转移纸等进行印刷生产，从原纸使用上控制污染源。通过开发环保纸印刷技术及工艺，提升环保纸着色性能及符合印刷的物理性能，制造出符合标准的印刷产品。

2.3 润版液控制

使用传统润版液存在化学物质污染和VOCs排放问题，研发“自来水胶印系统”等新技术或使用环保型润版液替代传统润版液，通过使用胶印水过滤系统，在印刷过程中节约润版液及水，延长润版液更换周期，从而减少给环境带来的污染。20世纪80年代本DAICM工业株式会社开发润版液循环过滤技术，通过外置独立的一套循环过滤装置，对水箱中的润版液进行循环过滤，使润版液保持清洁，达到低排放、低环境污染等效果。

其他原辅材料包括电化铝、油墨稀释溶剂等，行业建立印刷原辅材料卫生标准，企业对原辅材料严格进行进厂检测，超出卫生指标的材料限制使用，从源头上控制污染物产生。

3 印刷生产过程控制

印刷生产过程中污染物主要有废纸、废气、废液、废渣。生产过程中企业设立专门的废纸存放位置，产品模切使用半清废或全清废进行后加工。与人工清废相比，半清废可以减少15%的生产时间，全清废可以减少25%的生产时间，清废技术的应用，车间环境及人员健康得到极大改善。废纸的综合管理及控制废纸屑的产生，确保环境达标及员工健康。企业与原材料商推出增强产品实用性和可回收利用的新型包装印刷品。

废气控制为：加强废气收集与处理，对油墨、胶黏剂等有机原辅材料调配和使用等环节，采取车间环境密闭负压改造、安装高效集气装置等措施，加强废气收集。对转运、储存等环节，实行密闭措施，减少无组织排放。采取循环风烘干技术用于产品烘干，减少废气排放。收集的废气采取吸附回收、吸附燃烧等高效治理设施进行综合化工处理设计，确保稳定达标排放。开发UV无溶剂凹版印刷技术，胶印推广LED冷光源固化技术，通过高新技术结合生产工艺，减少废气产生。有害物质敞露存放的散发量计算公式[1]：

Gs=(5.38+4.1V)PH·F·M0.5

(3)

式中：Gs——有害物质的散发量，g/h

V——车间或室内风速，m/s

PH——有害物质在室温时的饱和蒸气压，mmHg

F——有害物质的敞露面积，m2

M——有害物质的分子量

5.38、4.1——常数

生产时设置合理的工艺参数，利用环保性能佳的油墨、润版液、酒精、洗车水及装订车间胶，控制有害物质散发量。

废液控制方法为规范液体物料储存，研发溶剂回收工艺，利用溶剂回收装置对使用后的溶剂进行回收再利用。废渣实行集中存放，统一由相关部门或环保单位处理。

印刷企业推广环保柔印技术[2]，开发凹印转柔印技术，柔印在印刷材料、设备及工艺上体现出了优秀的环保性能，具有低投人、高产出，环境性能好等优点，柔印技术配套环保型油墨、封闭式双刮墨刀传墨系统、激光制版等柔印工艺，实现印刷业高质量发展。胶印生产开发无水胶印技术，无水胶印[3]技术不需要使用润版液、水、酒精或酒精类溶液，减少了污染源的排放。依据企业自身条件，综合分析清洁生产[4]实施方案，通过使用清洁能源、物料，购买先进设备，采取综合管理等办法，提高物料利用率，减少印刷过程污染物排放。日本在环保印刷上走在前列，通过利用光能发电、变更废液、废料处理方法，回收系列生产过程产生的废料并对一些物料进行循环利用，实现生产过程废料低排放。

4 印刷尾气处理

废气主要来自印刷车间的油墨、润版液、酒精、洗车水及装订车间胶类挥发，印刷企业根据自身排放的废气性质选择合适的废气治理工艺及设施。实测法尾气计算公式如下[5]：

(4)

D去除,i=(C进口，i-C出口，i)×Qi×ti

(5)

式中：C削减——污染物统计期内尾气削减量，kg

D去除,i——污染处理设施i的尾气去除量，kg

C进口，i——污染处理设施i进口的尾气排放浓度，kg/m3

C出口，i——污染处理设施i出口的尾气排放浓度，kg/m3

Qi——污染处理设施i的尾气量，m3/h

ti——核算期生产时间，h

包装印刷生产过程中产生的有机废气如具有风量小、浓度较高、成分单一的特点，可以采用活性炭纤维吸附加上水蒸气脱附再生回收技术及活性炭颗粒吸附配合氮气保护再生回收技术，通过提纯回收溶剂实现再利用。包装印刷废气如大部分为大风量、低浓度的有机废气，具有成分复杂，回收价值低的特点，可以选择旋流板塔加过滤器加沸石浓缩转轮设备加蓄热式焚化炉加热能回收多渠道处理有机废气，实现达标排放，目前蓄热式焚烧技术用的较成熟的是RTO废气处理蓄热式焚烧技术。凹印机实施LEL减风和区域封闭改造，实现凹印机挥发性有机物有效治理，胶印车间胶印机、丝印机、单凹机等对排风系统进行改造，并按照气体回收设备，实现车间、仓库、调墨房等场地废弃综合治理。废气治理过程中利用抽风机收集废气，统一经过处理后排放。

5 印刷末端废液回收

在我国印刷行业中，包装印刷业成为近年最具成长性的行业之一，并连续以10%～12%的速度增长，但随之而来的废水污染问题已成为印刷业健康发展的瓶颈之一。印刷废水主要分为生产废水、生活污水，生产废水主要来自印前制版车间废冲版水及印刷车间更换的废润版液、油墨槽清洗等，生活废水主要来自食堂清洗废水、清洗仪器设备废水。水污染物基准水量排放浓度计算公式[6]：

(6)

式中：ρ基——水污染物基准水量排放浓度，mg/L

Q总——排水总量，m3

Yi——第i种产品的产量，吨产品

Qi基——第i种产品的单位产品基准排水量，m3/t

ρ实——实测水污染物浓度，mg/L

若Q总与∑Yi·Qi基比值小于1，以水污染物实测浓度作为判定排放是否达标的依据。

普通生活废水的COD接近800 mg/L，而印刷废水的COD超过2000 mg/L，废水处理难度大。印刷废水包括生产废水前处理、生产及生活废水综合处理两部分，生产废水前处理是对废水进行预处理的措施，是保证整个印刷废水处理工艺稳定达标的前提条件。印刷生产及生活废水综合处理是水处理的核心部分，包括厌氧池、电解池、好氧池、生物反应器、紫外消毒器、过滤器，初沉池，接触氧化池，污泥池等，企业依据自身排放物及排放浓度、生产场所占地面积等，合理设计污水处理系统，进行废水COD等关键指标数字化监控，使ρ为标准范围值。

印刷企业结合自身实际情况，配置溶剂回收设备，对溶剂进行回收再利用。

水性油墨如具有高COD、高色度及高悬浮物等特色，可选用絮凝脱色方法，通过废水处理后废水能够到达清洗循环用水要求。

图1 绿色印刷一体化图

胶印产生的油墨污水具有色度高、COD高等特点，难以用生物化学法处理的特点，可选用光催化氧化法处理胶印油墨废水，首先对胶印油墨废水进行混凝预处理，降低油墨废水浊度，然后采用光催化氧化法降解胶印油墨废水，寻求光催化氧化法[7]处理胶印油墨废水的最优条件。

6 绿色包装印刷

绿色印刷是采用环保材料和工艺，印刷过程中产生污染少、节约资源和能源，印刷品废弃后易于回收再利用再循环、可自然降解、对生态环境影响小的一种新型印刷方式。实施绿色印刷是我国印刷业走可持续发展道路的必然选择。绿色化、数字化、智能化是印刷业未来发展方向。实施绿色印刷促进了节能减排印刷业不是污染大户，通过实施绿色印刷，采用环保材料、工艺及装备，能够持续降低印刷过程能耗和“三废”排放。

绿色印刷技术主要包括印前制版控制技术、印刷过程控制技术、包装过程控制技术，在印前制版方面，有免化学处理与免冲洗版等新技术，印刷过程控制技术采用从源头控制、工艺设备革新，使用纸袋油墨、集中供墨系统等，采取循环墨罐等方式，降低废弃物产生，包装过程控制采用数字化、智能化包装，使用环保材料作为包装用材，大大节约了包装材料的使用，同时VOCs方面也得到了控制。

7 结 语

我国印刷业同质化竞争的问题日益突出，环保问题已成为约束产业动力转换的重要因素。因此，绿色环保发展已成为行业共识。实施绿色环保印刷无疑是印刷业主动适应行业转型升级，谋求更大发展的战略，实施绿色印刷是我国印刷业走可持续发展道路的必然选择。包装印刷界要从战略的高度去认识，用全局的视野去把握发展循环经济的重要性和紧迫性，进一步增强自觉性和责任感。