清潔生產(chǎn)在印刷行業(yè)VOCs處理中的應(yīng)用

袁　泉

（長城（天津）質(zhì)量保證中心天津300074）

清潔生產(chǎn)在印刷行業(yè)VOCs處理中的應(yīng)用

袁泉

（長城（天津）質(zhì)量保證中心天津300074）

針對印刷行業(yè)的VOCs污染問題，探討清潔生產(chǎn)在印刷業(yè)VOCs污染治理中的應(yīng)用，并以具體企業(yè)為案例進(jìn)行分析，得出清潔生產(chǎn)是解決印刷行業(yè)VOCs污染問題的重要途徑，可以實現(xiàn)企業(yè)的節(jié)能減排。

印刷行業(yè)；VOCs；清潔生產(chǎn)

隨著人們生活質(zhì)量提高，以紙、塑料和金屬為主要原料的包裝印刷行業(yè)得到了飛速發(fā)展。但與此同時，包裝印刷過程中排放的揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）也帶來重大的環(huán)境問題。

1　印刷行業(yè)VOCs現(xiàn)狀

2010年《“十二五”重點區(qū)域大氣污染聯(lián)防聯(lián)控規(guī)劃》中，將VOCs與二氧化硫、氮氧化物和煙粉塵確定為4種主要大氣污染物[1]。印刷行業(yè)排放的污染物主要就是VOCs，印刷業(yè)的VOCs污染來源主要包括印刷運(yùn)作、平版印刷的水斗液、烘干及噴粉過程等。目前在印刷過程中大量使用的溶劑型油墨，加上調(diào)墨用的稀釋劑，約有70%-80%會在印品干燥過程中揮發(fā)。

為降低VOCs的排放，印刷包裝行業(yè)及各地制定了一系列標(biāo)準(zhǔn)。2010年，廣東省專門針對包裝印刷業(yè)制定了VOCs排放標(biāo)準(zhǔn)，并于2010年10月開始實施。2013年，《大氣污染物防治行動計劃》中明確指出要推進(jìn)揮發(fā)性有機(jī)物污染的治理。在石化、有機(jī)化工、表面涂裝、包裝印刷等行業(yè)實施VOCs綜合整治。2013年，天津市出臺的《清新空氣行動方案》中明確提出到2017年，天津市要對79家石油化工、醫(yī)藥、印刷業(yè)等VOCs排放重點行業(yè)完成全面綜合治理或關(guān)停。2014年，天津市出臺了全國首個地方性VOCs綜合排放標(biāo)準(zhǔn)，對11類重點行業(yè)給出了VOCS排放濃度限值和排放速率要求，并將開展VOCs監(jiān)測和管控。2014年，天津市在進(jìn)行美麗天津一號工程200家重點企業(yè)清潔生產(chǎn)強(qiáng)制審核工作的時候，將VOCs作為審核重點，對企業(yè)進(jìn)行VOCs專項清潔生產(chǎn)審核。

2　清潔生產(chǎn)在印刷企業(yè)VOCs治理中的應(yīng)用

清潔生產(chǎn)強(qiáng)調(diào)的是一種污染預(yù)防的思想，基本理念是利用清潔的原輔材料和能源，采取清潔的生產(chǎn)過程，生產(chǎn)出清潔的產(chǎn)品[2]。因此，對印刷企業(yè)來說，要從產(chǎn)品的設(shè)計、原材料的選取、能源的利用、生產(chǎn)工藝的改進(jìn)等方面來考慮盡可能的減少揮發(fā)性有機(jī)物的排放[3]。

印刷行業(yè)從原稿到成品，一般分為印前、印中和印后三個階段，印刷過程是將多種顏色油墨分別連續(xù)按印刷但愿進(jìn)行套印的過程。油墨主要有連接料、顏料和輔料經(jīng)過研磨過濾而制成。溶劑型油墨稀釋溶劑主要是甲苯、異丙醇、二甲苯、丁醇等，也會添加一些酯類溶劑，如乙酸乙酯、乙酸丁酯等[4]。

印刷生產(chǎn)過程中的揮發(fā)性有機(jī)物主要來源于油墨、溶劑中有機(jī)成分的揮發(fā)。因此，對印刷企業(yè)而言，最先考慮的應(yīng)該是從源頭進(jìn)行控制。目前已有用水來作為溶劑的水性油墨，這種油墨是世界上公認(rèn)的環(huán)保油墨，也是目前所有印刷油墨中唯一經(jīng)過美國食品藥品管理局認(rèn)可的油墨。因此，印刷企業(yè)應(yīng)考慮在不影響產(chǎn)品品質(zhì)的情況下逐步采用水性油墨來代替溶劑型油墨，從源頭減少VOCs的揮發(fā)。對某些不可替代的溶劑，可考慮對其進(jìn)行回收利用，減少有機(jī)物的揮發(fā)，同時提高企業(yè)效益。

在干復(fù)工藝中會使用膠黏劑，目前大多采用溶劑型膠黏劑。溶劑型膠黏劑易燃、易爆、易揮發(fā)，污染相對較大。而水性膠黏劑排放的是水蒸氣，沒有異味，不污染環(huán)境。因此，印刷企業(yè)可考慮逐步用水性膠黏劑來替代溶劑型膠黏劑。

除了對原輔材料進(jìn)行改進(jìn)外，印刷企業(yè)還應(yīng)該加強(qiáng)生產(chǎn)過程的控制，提高企業(yè)管理水平和員工操作水平，定期檢修設(shè)備，及時淘汰高耗能低效率的設(shè)備，盡可能的減少VOCs的產(chǎn)生和排放。

雖然清潔生產(chǎn)強(qiáng)調(diào)的是污染物預(yù)防，但并不排除末端治理。對于生產(chǎn)過程中不可避免排放的VOCs，可通過對VOCs進(jìn)行收集處理的方式來減少排放到大氣中的有機(jī)物，對此已有比較成熟的技術(shù)。目前針對VOCs的處理技術(shù)主要有催化燃燒法、吸附法、吸收法和生物膜法等，凈化效率高，處理徹底，可根據(jù)企業(yè)的實際情況來進(jìn)行選擇[5]。

本文以某印刷企業(yè)為例來具體說明清潔生產(chǎn)在印刷業(yè)VOCs治理中的應(yīng)用。

3　某印刷企業(yè)VOCs治理實例

3.1企業(yè)概況

某企業(yè)主要從事軟性包裝材料的生產(chǎn)及相關(guān)服務(wù)，主要產(chǎn)品包括方便面外包膜、內(nèi)包膜、碗蓋、瓶標(biāo)等，生產(chǎn)規(guī)模約50萬R/S（千米），從業(yè)人數(shù)635人。

企業(yè)的產(chǎn)品定位是為食品、乳品、藥品、日化、農(nóng)化等五大行業(yè)提供軟包裝制品，擁有多套國際頂尖的設(shè)備，共有20余條生產(chǎn)線，主要包括十色印刷機(jī)、八色印刷機(jī)、無溶劑復(fù)合機(jī)等150臺先進(jìn)設(shè)備。

3.2原輔材料

企業(yè)消耗的原輔材料主要是原膜、粒料、油墨、溶劑和粘合劑。其中與VOCs相關(guān)的主要原輔材料情況如表1。

表1　與VOCs相關(guān)的原輔材料表

3.3生產(chǎn)工藝

企業(yè)的產(chǎn)品類型較多，各種類型的產(chǎn)品工藝不同，但有交叉重復(fù)之處，典型的生產(chǎn)工藝包括印刷、檢品、干復(fù)、養(yǎng)生、淋膜、分條、包裝入庫等幾個過程，具體的工藝流程圖如圖1。

圖1　典型印刷工藝流程圖

通過對生產(chǎn)工藝進(jìn)行審核分析，可以發(fā)現(xiàn)如下問題：（1）印刷工藝：顏色調(diào)配過程敞口進(jìn)行，會有溶劑的揮發(fā)；印刷過程墨槽及膠輥均外漏，會導(dǎo)致溶劑無組織揮發(fā)。（2）干復(fù)工藝和養(yǎng)生工藝：由于設(shè)備密封不嚴(yán)，容易產(chǎn)生跑冒滴漏，導(dǎo)致溶劑的揮發(fā)。（3）淋膜工藝：淋膜工藝產(chǎn)生的廢油煙氣體未經(jīng)處理直接通過屋頂排放。

3.4VOCs平衡

以2012年生產(chǎn)數(shù)據(jù)做VOCs平衡，結(jié)果如圖2。

圖2　企業(yè)2012年VOCs平衡圖（t/a）

通過VOCs物料平衡圖可以看出，企業(yè)主要的有機(jī)廢氣來源為稀釋劑，用量占到含VOCs物質(zhì)原輔料的80%以上。排放廢氣中收集處理比例較低，因此，源頭考慮企業(yè)應(yīng)從減少稀釋劑用量方面挖掘潛力；從廢棄物方面考慮，企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)廢氣監(jiān)控，增大廢氣處理比例和處理量。另外，干復(fù)工藝所用有機(jī)溶劑比較單一，考慮能否回收利用。

通過VOCs物料平衡示意圖可以看出，企業(yè)2012年全年VOCs使用量約6425.3t，除了產(chǎn)品殘留、催化燃燒分解外，向外排入大氣中的VOCs總計約3165.4t。

3.5清潔生產(chǎn)方案

通過對企業(yè)的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并針對VOCs開展VOCs平衡分析，發(fā)現(xiàn)了企業(yè)減少VOCs排放的潛力，提出相應(yīng)的清潔生產(chǎn)方案。具體方案如表2。

表2　清潔生產(chǎn)方案匯總

通過計算可以看出，通過清潔生產(chǎn)方案的實施，企業(yè)每年約可減排VOCs 2820t/a，VOCs排放量減少89.09%，清潔生產(chǎn)方案取得了良好的減排效果。

4　結(jié)語

通過對清潔生產(chǎn)在印刷行業(yè)VOCs處理中的應(yīng)用的探討，以及對具體企業(yè)進(jìn)行實例分析，可以看出清潔生產(chǎn)是印刷行業(yè)解決

VOCs污染的重要途徑。通過實行清潔生產(chǎn)，從源頭上控制污染，可以實現(xiàn)節(jié)能減排，同時提高企業(yè)的效益，即達(dá)到清潔生產(chǎn)的目的：節(jié)能、降耗、減污、增效[6]。

[1]王敏燕.探尋VOCs新標(biāo)準(zhǔn)的腳步[J].印刷工業(yè),2015,08:39-41.

[2]汪利平,于秀玲.清潔生產(chǎn)和末端治理的發(fā)展[J].中國人口·資源與環(huán)境,2010,S1:428-431.

[3]朱建梅.淺談家具制造企業(yè)VOCs的產(chǎn)生及治理[J].常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職研究,2012,04:41-43.

[4]任福亮.印刷工藝對包裝設(shè)計的影響[J].中國包裝工業(yè),2014,12: 20+22.

[5]曲茉莉.大氣中VOCs的污染現(xiàn)狀及治理技術(shù)研究進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué)與管理,2012,06:102-104.

[6]耿麗娟,王得蓉,于宏兵,等.PET塑料包裝行業(yè)清潔生產(chǎn)審核實踐.環(huán)境工程[J].2014,04:144-147.