包装印刷行业有机废气治理工程实例

钟彬扬

（闽西职业技术学院 生态环境学院，福建 龙岩364021）

印刷行业类型众多，大体可分为出版印刷、包装印刷和其他印刷等。包装印刷生产过程中大量使用的彩色油墨和有机溶剂，在印刷产品干燥过程中，通常会产生大量的挥发性有机物（VOCs）[1-2]。现代社会，包装无处不在，包装印刷被国家列为VOCs减排的重点行业[3]。VOCs既是形成臭氧污染的重要前体物，也是导致雾霾天气产生的重要因素之一，严重危害人体健康[4-7]。本文以龙岩市某包装印刷企业为研究对象，通过研究包装印刷VOCs的来源及排放特点，探索简单易行的处理方式。

VOCs治理技术可分为消除法和回收法两大类。消除法是通过化学或生物反应，用光、热、催化剂或微生物等将VOCs转化为水和二氧化碳。常用的消除法有燃烧法、生物法、低温等离子体法、催化氧化法和光催化法等[8-9]。回收法主要采用选择性渗透膜或选择性吸附剂等来富集和分离VOCs。回收法也叫非破坏性法，常用的方法包括吸附法、吸收法、冷凝法等[10]。

该包装印刷企业主要生产食品类包装产品，使用的油墨、胶水及溶剂等原料均为不含苯、甲苯、二甲苯的环保型材料，VOCs主要为乙酸正丙脂和乙酸乙酯。这些挥发性有机物质可被活性炭吸附净化。根据废气特点，企业从社会经济效益出发，采用“光触媒分解+活性炭吸附”的综合治理技术控制废气污染。

1.治理技术及工艺

为使废气经处理后能稳定达标排放，该企业根据所使用原料特点以及生产中产生的VOCs的成分及性质，提出“光触媒分解+活性炭吸附(脱附)”的治理工艺，其治理工艺方案流程如图1所示。

图1 废气处理工艺流程图

通过引风机把废气引进UV高能离子净化设备，利用光催化氧化法进行处理。UV光解催化的工作原理是：采用紫外线照射纳米二氧化钛催化剂，使催化剂因吸收光能产生电子和空穴对，进而生成氧化性很活泼的烃基自由基（OH-）和超氧离子自由基（O2-、0-），这些自由基能将VOCs迅速有效地分解成二氧化碳、水以及其他无害物质[11]。

剩余废气中含经UV光解催化氧化分解产生的物质以及未完全分解的VOCs，通过活性炭进行下一步的处理。活性炭吸附法方法成熟，处理方便，前期投资较低，是处理VOCs最常用的办法之一。活性炭的类型繁多，有颗粒型活性炭、纤维型活性炭、蜂窝型活性炭等，该企业采用的是蜂窝型活性炭。和普通活性炭相比，蜂窝型活性炭因独特的蜂窝结构，孔隙分布均匀、几何表面积更大，具有吸附效率高、耐磨损、抗粉尘污染能力强等优点[12]。因此，剩余尾气经过蜂窝型活性炭吸附层后，未完全分解的VOCs等将被有效吸附而得以彻底净化，最终达标排放。

2.治理运行检测结果

项目正常运行后，通过第三方检测机构对项目排放的VOCs进行监测。监测方法参照《空气与废气监测分析方法》（第4版增补版）[13]，污染物排放限值参照《印刷行业挥发性有机化合物排放标准》（DB44/815—2010）中表2的Ⅱ时段标准限值[14]。处理前后废气中VOCs检测结果见表1，废气处理率为96.88%。

表1 处理前后废气中VOCs检测结果

3.结果与讨论

（1）光触媒分解法在使用中可能由于反应时间太短，导致存在还未完全分解的有机物。在后续工艺增加活性炭吸附，可有效避免二次污染的产生。

（2）蜂窝型活性炭因其独特的结构，具有吸附效率高、耐磨损、抗粉尘污染能力强、净化效果好的优点。而且它使用寿命较长，可以减少更换的频率，提高了整套系统的稳定性。

（3）“光触媒分解+活性炭吸附”治理工艺处理效果较好，所处理过的废气能够达到《印刷行业挥发性有机化合物排放标准》（DB44/815—2010）中表2的Ⅱ时段标准限值，净化效率达96.88%以上。

（4）“光触媒分解+活性炭吸附”治理工艺方法简单，效果稳定可靠，具有良好的经济效益。