包裝印刷行業(yè)有機(jī)廢氣治理工程實(shí)例

鐘彬揚(yáng)

（閩西職業(yè)技術(shù)學(xué)院 生態(tài)環(huán)境學(xué)院，福建 龍巖364021）

印刷行業(yè)類型眾多，大體可分為出版印刷、包裝印刷和其他印刷等。包裝印刷生產(chǎn)過(guò)程中大量使用的彩色油墨和有機(jī)溶劑，在印刷產(chǎn)品干燥過(guò)程中，通常會(huì)產(chǎn)生大量的揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）[1-2]。現(xiàn)代社會(huì)，包裝無(wú)處不在，包裝印刷被國(guó)家列為VOCs減排的重點(diǎn)行業(yè)[3]。VOCs既是形成臭氧污染的重要前體物，也是導(dǎo)致霧霾天氣產(chǎn)生的重要因素之一，嚴(yán)重危害人體健康[4-7]。本文以龍巖市某包裝印刷企業(yè)為研究對(duì)象，通過(guò)研究包裝印刷VOCs的來(lái)源及排放特點(diǎn)，探索簡(jiǎn)單易行的處理方式。

VOCs治理技術(shù)可分為消除法和回收法兩大類。消除法是通過(guò)化學(xué)或生物反應(yīng)，用光、熱、催化劑或微生物等將VOCs轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳。常用的消除法有燃燒法、生物法、低溫等離子體法、催化氧化法和光催化法等[8-9]。回收法主要采用選擇性滲透膜或選擇性吸附劑等來(lái)富集和分離VOCs。回收法也叫非破壞性法，常用的方法包括吸附法、吸收法、冷凝法等[10]。

該包裝印刷企業(yè)主要生產(chǎn)食品類包裝產(chǎn)品，使用的油墨、膠水及溶劑等原料均為不含苯、甲苯、二甲苯的環(huán)保型材料，VOCs主要為乙酸正丙脂和乙酸乙酯。這些揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)可被活性炭吸附凈化。根據(jù)廢氣特點(diǎn)，企業(yè)從社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)，采用“光觸媒分解+活性炭吸附”的綜合治理技術(shù)控制廢氣污染。

1.治理技術(shù)及工藝

為使廢氣經(jīng)處理后能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，該企業(yè)根據(jù)所使用原料特點(diǎn)以及生產(chǎn)中產(chǎn)生的VOCs的成分及性質(zhì)，提出“光觸媒分解+活性炭吸附(脫附)”的治理工藝，其治理工藝方案流程如圖1所示。

圖1 廢氣處理工藝流程圖

通過(guò)引風(fēng)機(jī)把廢氣引進(jìn)UV高能離子凈化設(shè)備，利用光催化氧化法進(jìn)行處理。UV光解催化的工作原理是：采用紫外線照射納米二氧化鈦催化劑，使催化劑因吸收光能產(chǎn)生電子和空穴對(duì)，進(jìn)而生成氧化性很活潑的烴基自由基（OH-）和超氧離子自由基（O2-、0-），這些自由基能將VOCs迅速有效地分解成二氧化碳、水以及其他無(wú)害物質(zhì)[11]。

剩余廢氣中含經(jīng)UV光解催化氧化分解產(chǎn)生的物質(zhì)以及未完全分解的VOCs，通過(guò)活性炭進(jìn)行下一步的處理。活性炭吸附法方法成熟，處理方便，前期投資較低，是處理VOCs最常用的辦法之一。活性炭的類型繁多，有顆粒型活性炭、纖維型活性炭、蜂窩型活性炭等，該企業(yè)采用的是蜂窩型活性炭。和普通活性炭相比，蜂窩型活性炭因獨(dú)特的蜂窩結(jié)構(gòu)，孔隙分布均勻、幾何表面積更大，具有吸附效率高、耐磨損、抗粉塵污染能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[12]。因此，剩余尾氣經(jīng)過(guò)蜂窩型活性炭吸附層后，未完全分解的VOCs等將被有效吸附而得以徹底凈化，最終達(dá)標(biāo)排放。

2.治理運(yùn)行檢測(cè)結(jié)果

項(xiàng)目正常運(yùn)行后，通過(guò)第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)項(xiàng)目排放的VOCs進(jìn)行監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)方法參照《空氣與廢氣監(jiān)測(cè)分析方法》（第4版增補(bǔ)版）[13]，污染物排放限值參照《印刷行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)化合物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB44/815—2010）中表2的Ⅱ時(shí)段標(biāo)準(zhǔn)限值[14]。處理前后廢氣中VOCs檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1，廢氣處理率為96.88%。

表1 處理前后廢氣中VOCs檢測(cè)結(jié)果

3.結(jié)果與討論

（1）光觸媒分解法在使用中可能由于反應(yīng)時(shí)間太短，導(dǎo)致存在還未完全分解的有機(jī)物。在后續(xù)工藝增加活性炭吸附，可有效避免二次污染的產(chǎn)生。

（2）蜂窩型活性炭因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，具有吸附效率高、耐磨損、抗粉塵污染能力強(qiáng)、凈化效果好的優(yōu)點(diǎn)。而且它使用壽命較長(zhǎng)，可以減少更換的頻率，提高了整套系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（3）“光觸媒分解+活性炭吸附”治理工藝處理效果較好，所處理過(guò)的廢氣能夠達(dá)到《印刷行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)化合物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB44/815—2010）中表2的Ⅱ時(shí)段標(biāo)準(zhǔn)限值，凈化效率達(dá)96.88%以上。

（4）“光觸媒分解+活性炭吸附”治理工藝方法簡(jiǎn)單，效果穩(wěn)定可靠，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。