印刷作为信息存储与传播的重要方式,在社会发展中具有重要作用,不仅推动社会经济稳定增长,同时促进教育文化等领域发展。但是在印刷企业生产过程中会引起大气污染问题出现,产生大量的挥发有机物(VOCs),VOCs在常温条件下以气体形式存在,是当前大气污染中治理最为困难的部分,为了全面提高大气环境质量,印刷行业必须采用科学的VOCs污染防治措施,将清洁生产理念与VOCs防治深度结合,从而实现防治模式创新升级。
1.VOCs污染概述
VOCs是指挥发性有机物,按照世界卫生组织的定义,VOCs是指在常温状态下,沸点在50摄氏度—260摄氏度范围内的各种有机化合物,在我国VOCs是指常温条件下和蒸汽压力大于70Pa、常压条件下沸点在260摄氏度以下的有机化合物。VOCs一般包括非甲烷碳氢化合物、卤代烃、含氮有机化合物、含氧有机化合物以及含硫有机化合物等多个类型,VOCs在参与大气循环的过程中,会对一定范围内的大气污染臭氧以及PM2.5具有重要影响,大部分VOCs都具有令人不适的特殊气味,具有强烈的毒性、刺激性、致畸性以及致癌性,尤其是其中的甲苯、苯以及甲醛等,会对大气环境造成很大污染,严重危害人类身体健康[1]。
2.印刷行业VOCs污染防治现状分析
在印刷行业生产过程中,会排放大量的二氧化硫、氮氧化物以及VOCs等,主要产生于烘干、调墨等工艺流程。当前我国印刷企业大都采用溶剂型油墨和溶剂型粘合剂,许多有机溶剂在成品干燥的过程中机会挥发进入空气中,为了全面降低VOCs排放,保护大气环境,国家出台多项规定文件对其生产过程中的VOCs排放进行限制,强制印刷企业采用防治手段对VOCs总排放量进行控制。印花行业排出的大量污染物,进入空气后对大气环境造成很大影响和破坏,所以印刷行业在对VOCs进行整治的过程中,需要在最短时间内消除污染问题,通过改变生产模式等,能够起到良好的效果。为了能够确保整治工作方案实施,需要加强能源结构调整,生态环境部门可以与印刷企业签订大气污染治理目标责任书,同时制定印刷企业大气污染综合考核体系,如果印刷企业对于VOCs的控制效果较差,则需要对其进行问责和处罚处理,引导企业积极参与生态环境改善工程中。
3.VOCs污染处理措施以及清洁生产理念应用分析
3.1印刷行业VOCs污染防治原则
(1)生物洗涤控制法
生物洗涤控制法是通过一套生物系统,该系统由喷淋系统、吸收系统和反应器所组成。根据相关研究表明,反应器内所配备的污泥浓度要在8000mg/L左右,进气量要小于30m³/小时,VOCs的净化效果能够达到最佳。
(2)生物滴滤控制法
将印刷生产过程中产生的VOCs通入到生物滴滤池池底,从而使VOCs被其中的微生物进行吸附降解,将保持pH在4.5—5.5左右,进气量为600mg/m3时,处理效率可在80%以上。
(3)生物过滤控制法
生物过滤空控制法是印刷生产过程中产生的VOCs通过装有填料的生物滤池底部进入,随后在VOCs上升的过程中,会与生物滤池中的微生物接触发生反应,使VOCs被进一步的吸附和降解,成为分子更小的物质,再通过排气装置将经过反应的VOCs排出。
(4)组合控制方法
在印刷行业生产过程中,因为VOCs的气体成分较为复杂,每一种元素的理化性质都有明显的不同,所以在处理VOCs时可以采用多种不同的处理方法,通过将多种控制技术组合,在相关的应用实践中VOCs效率能够超过99%,因此组合控制法具有较高的实用价值,但是受到技术和成本等因素的限制,尚处于研究阶段。
3.2清洁生产理念的应用
首先,在核心思想发面,印刷企业在开展VOCs防治时,清洁生产是最为有效的手段,如果能够在生产阶段不产生污染物,则能够最大程度降低VOCs产生总量,清洁生产理念在印刷行业中的应用,主要是采用清洁原材料和辅助材料代替传统污染物较多的材料,在生产过程中对污染物进行全面控制,从产品的设计和选择,到能源的使用和工艺以及设备改良等多个环节中,控制VOCs排放。常规的印刷生产包括印刷前准备、印刷生产以及加工等多个阶段,准备阶段需要将不同的油墨按照颜色进行排列,并根据印刷单元进行套印,最后将其磨成粉末经过过滤处理,在印刷过程中VOCs产生VOCs的主要是油墨溶剂的有机成分,所以在应用清洁生产理念时,需要从油墨溶剂源头对其进行控制,减少VOCs产生,通过采用水性油墨等产生VOCs总量较少的新型生产材料进行替代,结合相应的辅助材料,是实现清印刷行业清洁生产目标的重要方式[2]。
其次,在VOCs的防治技术方面,印刷企业必须明确VOCs的治理目标和企业自身责任,加强防治技术创新,以清洁生产理念提高防治技术水平,当前主要采用的防治方法为吸附法,将排出气体中的VOCs采用吸附过滤方式,从而能够降低整体排放量;在末端防治方面,主要采用干式复合技术;一些印刷生产中产生的废气浓度较低,VOCs成分较为复杂,则采用吸附回收工艺,不仅能够有效控制VOCs排放量,同时通过回收利用能够降低印刷生产成本。
4.清洁生产理念在VOCs防治中的实践应用
4.1基本情况
现阶段,印刷企业可以采用的VOCs防治技术手段主要包括吸附技术、生物技术、催化技术、燃烧技术以及光催化技术,不同防治技术手段的应用方式和原理不同,防治效果也存在差异,各有优缺点,比如吸附技术和燃烧技术应用成本较低,技术流程较为简单,但是防治效果较差,且会产生一定的二次污染;生物技术;催化技术等治理效果较好,不会产生二次污染,但是技术手段流程较为复杂,应用成本较高。为此,印刷企业需要根据自身产业规模、印刷技术、印刷机械设备等实际情况,综合多项因素选择最佳的防治技术手段,以清洁生产理念作为指导,对企业的VOCs防治模式进行升级改造,确保能够降低VOCs污染程度。
4.2原材料
当前印刷生产过程中,所使用的主要原材料包括油墨、粒料、溶剂以及粘合剂等。下表为与VOCs排相关的原材料简要介绍。
表1:与VOCs排相关的原材料简要介绍4.3生产工艺
不通过印刷产品所需要的工艺具有一定差异,常用的工艺包括印刷工艺、复合生产、熟化工艺以及临摹工艺。以H市某印刷企业为例,在其印刷生产过程中,不同印刷工序产生的VOCs总排放量为:(1)油墨114t,树脂固体成分22t,产生VOCs约92t,产品残留VOCs6t。(2)溶剂435t,VOCs435t,复合车间用乙酸乙酯48t,有组织收集VOCs358t,催化燃烧治理设施去除VOCs325t,排放33t。(3)粘合剂194t,固体充分135t,VOCs56t,无组织排放VOCs221t。
在印刷生产期间,溶剂通过挥发会产生有机废气,从而引起原料浪费问题出现,当前印刷企业虽然逐渐开始采用无溶剂复合机生产,但是一些印刷产品依然㕛通过溶剂型复合机加工,所会产生VOCs,临摹工艺同时也会产生一定的有机废气,其中含有大量的VOCs。
4.4VOCs防治清洁策略分析
首先,印刷企业需要建立完善的清洁生产规定,当前针对印刷清洁生活的制度主要集中在印刷生产过程,而没有注重包装印刷行业,包装印刷行业同样会产生大量的VOCs,所以需要建立完善的清洁生产规定,确定印刷行业的VOCs排放规定和责任体系。其次,需要加强监督管理,确保印刷企业履行自身的VOCs防治职责,加快印刷行业清洁生产技术服务团队构建,全面提高专业人员综合素质,为印刷企业VOCs防治提供技术支持和人才支持。第三,印刷企业必须加强绿色生产技术研发投资,并加强清洁生产配套设施建设,政府同时为印刷行业的绿色生产提供指引,从而促进清洁生产理念落实,全面推动印刷企业生产改革。最后,政府和印刷企业需要加强对绿色印刷技术研发的资金投入力度,吸收专业性人才,并健全印刷行业清洁生产考核评价体系,同时提高监督管理执行力度,通过多措并举的方式,能够全面推动印刷企业向绿色化方向发展[3]。
5.结语
综上所述,本文全面阐述了VOCs污染的基本概念,并对印刷行业当前VOCs防治工作开展现状进行分析,同时提出VOCs防治的基本原则以及清洁生产理念的有效应用方式,最后结合实践案例对清洁生产理念的实施方式进行阐明,希望能够对我国印刷行业发展起到一定的借鉴和帮助作用,不断提升印刷行业生产清洁性。
参考文献
[1]敖伊敏, 庞小平, 梁宏宇. 印刷行业VOCs研究与治理[J]. 资源节约与环保, 2019(8):1.
[2]薛鹏丽, 张佟佟, 孙晓峰. 包装印刷行业挥发性有机物控制技术评估与筛选[J]. 环境与可持续发展, 2019,000(002):213-213.
[3]钟华雯. 重点行业VOCs治理方案出台[J]. 上海化工, 2019, 44(009):1-1.