潤版液循環(huán)過濾技術(shù)減少印刷廢液排放的有效途徑

楊偉柱

由于膠印具有印刷速度快、印刷質(zhì)量相對穩(wěn)定、周期短等優(yōu)點，使其在書刊、報紙和相當(dāng)一部分商業(yè)印刷中占絕對統(tǒng)治地位。然而，膠印潤版液廢液中含有的油墨、潤版液添加劑等物質(zhì)會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，甚至給人類生活帶來安全隱患。目前，市場上較成熟的潤版液循環(huán)過濾技術(shù)可有效保持潤版液質(zhì)量穩(wěn)定，提高印刷質(zhì)量，降低印刷成本，保護(hù)環(huán)境，具有很高的應(yīng)用價值。

潤版液廢液污染問題

膠印是根據(jù)“油水不相混溶”的原理實現(xiàn)圖文的轉(zhuǎn)移。實際印刷時，為使印版的空白部分保持良好的親水性，防止油墨向空白部分?jǐn)U散，保證印版上的水墨平衡，需要使用潤版液。但由于潤版液是循環(huán)使用的，在印刷過程中，油墨、紙粉、洗版液等會混入到潤版液中，或沉淀、或浮游，長時間積蓄后會破壞潤版液質(zhì)量。印刷企業(yè)為了保證印刷質(zhì)量，一般每周更換一次潤版液。經(jīng)測算，一臺對開四色印刷機(jī)每周潤版液廢液的排放量為100kg。雖然單臺機(jī)器排放量看起來不大，但是從整個行業(yè)來看，這些廢液對環(huán)境造成的污染必須得到重視。

目前，膠印企業(yè)的潤版液廢液中主要包括以下成分：油墨、潤版液添加劑（表面活性劑，如乙二醇、丙三醇、醋酸鈉等）、酒精以及紙毛、粉塵等，其中對環(huán)境污染最大的是油墨，其次是潤版液添加劑?，F(xiàn)在膠印機(jī)上普遍采用酒精潤版系統(tǒng)，異丙醇是潤版液的添加劑之一。相對于傳統(tǒng)的水潤版系統(tǒng)來說，酒精潤版系統(tǒng)可大大減少水的用量，避免了因水過量引起的紙張變形和油墨過度乳化，從而大大提高印刷質(zhì)量。但是，異丙醇揮發(fā)產(chǎn)生的醇蒸氣有毒，會對人體造成傷害；另外，異丙醇還是一種光化學(xué)氧化劑，受陽光照射會產(chǎn)生臭氧，從而導(dǎo)致“夏季煙霧”現(xiàn)象，刺激人的眼睛和呼吸系統(tǒng)，危害人們的身體健康和植物的生長。

鑒于印刷業(yè)對環(huán)境產(chǎn)生的污染問題，歐美國家早在20世紀(jì)90年代就針對有關(guān)揮發(fā)性有機(jī)溶劑制定了法律。我國2008年8月1日起正式實施的《國家危險廢物名錄》中也明確規(guī)定，潤版液廢液屬于HW42廢有機(jī)溶劑類廢棄物，具有T毒性，屬于危險廢棄物，必須按照國家規(guī)定的危險廢棄物的處理要求交由具有危險廢棄物處理資質(zhì)的回收企業(yè)進(jìn)行處理。然而遺憾的是，我國大部分印刷企業(yè)很難達(dá)到這一環(huán)保要求。

對于潤版液廢液的處理，有條件的印刷企業(yè)會建立專門的污水處理站，將其和生活污水一同處理，而絕大部分印刷企業(yè)不進(jìn)行任何處理就直接排放了。令人欣喜的是，近年來，隨著國家和社會對環(huán)保問題的日益重視，綠色印刷正成為印刷行業(yè)努力的方向，一些綠色創(chuàng)新技術(shù)也逐漸被應(yīng)用到印刷中，以降低印刷產(chǎn)生的污染，如潤版液循環(huán)過濾技術(shù)。

詳解潤版液循環(huán)過濾技術(shù)

早在20世紀(jì)80年代日本就開始研究和應(yīng)用潤版液循環(huán)過濾技術(shù)，日本DAICM工業(yè)株式會社開發(fā)的CONET潤版液凈水系統(tǒng)在日本印刷行業(yè)得到廣泛應(yīng)用；德國海德堡近七八年在潤版液過濾系統(tǒng)方面也有不少產(chǎn)品推出。而此技術(shù)在國內(nèi)近幾年才剛剛起步，目前在廣州、深圳、上海、北京、武漢等地相繼出現(xiàn)了此類技術(shù)。相對國外動輒上百萬元的設(shè)備來說，國內(nèi)的設(shè)備價格親民許多，只有進(jìn)口設(shè)備價格的十分之一。

在潤版液循環(huán)過濾系統(tǒng)方面，各廠家的產(chǎn)品原理比較接近：通過外置獨立的一套循環(huán)過濾裝置，與印刷機(jī)水箱“并”連，對水箱中的潤版液不間斷進(jìn)行循環(huán)過濾，使?jié)櫚嬉罕３智鍧?，達(dá)到零排放、無環(huán)境污染等效果。潤版液循環(huán)過濾系統(tǒng)主要由循環(huán)回路、動力裝置、預(yù)處理系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)和自動控制單元組成，其運行流程如圖1所示。

潤版液循環(huán)過濾系統(tǒng)的核心技術(shù)是過濾材料，其主要有三類：微孔陶瓷濾芯、中空纖維超濾膜、PP棉濾芯。

1.微孔陶瓷濾芯

微孔陶瓷濾芯上布滿了孔徑為10～500μm的微孔，其配料質(zhì)量百分比為：硅藻土50%～75%、多功能健康陶瓷材料8%～20%、消失物5%～10%、黏結(jié)劑5%～15%、純堿1.5%～5%。由于其配料選用的是純天然物理材料，因此不會產(chǎn)生二次污染，可廣泛應(yīng)用于飲用水精濾、抗菌和活化處理。其還有一個強(qiáng)大的優(yōu)點是不怕堵塞，能夠適應(yīng)水質(zhì)非常惡劣的情況，正常可刷洗次數(shù)為20～28次。例如，上海維格拉印刷器材有限公司開發(fā)的EASY-CLEANER潤版液循環(huán)過濾系統(tǒng)就是以微孔陶瓷濾芯為過濾材料，該設(shè)備還采用了自動反沖洗技術(shù)，大大降低了設(shè)備使用和維護(hù)成本。

2.中空纖維超濾膜

中空纖維超濾膜是超濾膜的一種，是最早開發(fā)的高分子分離膜之一，也是超濾技術(shù)中最為成熟和先進(jìn)的一種。中空纖維外徑為0.5～2.0mm，內(nèi)徑為0.3～1.4mm，纖維管壁上布滿微孔，孔徑以能截留物質(zhì)的分子量表達(dá)，截留分子量可達(dá)幾千至幾十萬。超濾技術(shù)是一種廣泛用于水凈化、溶液分離和濃縮、從廢水中提取有用物質(zhì)以及廢水凈化再利用領(lǐng)域的高新技術(shù)，其特點是使用過程簡單、無需加熱、低壓運行、裝置占地面積小、可進(jìn)行反沖洗、節(jié)約能源。例如，上海川鼎國際貿(mào)易有限公司采用自主研發(fā)的中空纖維膜新型材料開發(fā)的潤版液過濾器，具有高效、節(jié)能、環(huán)保、自動化程度高等特點。

3.PP棉濾芯

PP棉濾芯又名熔噴式PP濾芯，是采用無毒無味的聚丙烯粒子，經(jīng)過加熱熔融、噴絲、牽引、成型而制成的管狀濾芯。根據(jù)孔徑的區(qū)別，PP棉濾芯可分為0.5μm 、1μm和5μm三種，三種PP棉濾芯也可相結(jié)合成多層式深度結(jié)構(gòu)。PP棉濾芯能有效去除所過濾液體中的各種顆粒雜質(zhì)，集粗、精濾為一體，具有流量大、耐腐蝕、耐高壓、成本低等特點，不僅在水凈化處理中可大批量使用，還因具有杰出的化學(xué)兼容性，適用于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿及有機(jī)溶劑的過濾。例如，廣州綠印家環(huán)保科技有限公司采用孔徑1μm和0.5μm多層式結(jié)構(gòu)PP棉濾芯開發(fā)的GPSTAR1000潤版液過濾器，具有價格低廉、過濾效果好、自動化控制、運行維護(hù)成本低等優(yōu)點，受到市場青睞。

采用上述三種過濾材料的潤版液循環(huán)過濾技術(shù)是目前比較成熟的技術(shù)，市場應(yīng)用廣泛，均能達(dá)到循環(huán)過濾的效果，三者的區(qū)別在于過濾材料成本不同。微孔陶瓷濾芯和中空纖維超濾膜相對PP棉濾芯來說價格貴一些，但是通過反沖洗可以在一段時間內(nèi)反復(fù)使用；而PP棉濾芯使用操作相對簡單，到達(dá)使用期限后可直接更換，且隨著工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，其價格也將越來越低。

潤版液循環(huán)過濾技術(shù)的優(yōu)點

用上述三種過濾材料設(shè)計的潤版液循環(huán)過濾系統(tǒng)的處理效果接近，具體使用效果可歸結(jié)為以下幾點。

1.保持潤版液質(zhì)量穩(wěn)定，提高印刷質(zhì)量

潤版液在循環(huán)使用過程中，會不斷有微量紙粉、灰塵、油墨等雜質(zhì)混入其中，使用時間越久，污染程度就越高，到達(dá)一定程度后就無法保證印刷質(zhì)量。通過使用循環(huán)過濾系統(tǒng)，印刷企業(yè)無需停機(jī)更換潤版液，就能保持印刷質(zhì)量穩(wěn)定。

2.降低印刷成本，提高印刷效率

從直接成本來算，按照一臺對開四色印刷機(jī)使用成本計算，安裝了潤版液循環(huán)過濾裝置后，印刷機(jī)水箱（水箱容量100kg）一般情況下無需更換潤版液，這樣，一年潤版液廢液排放次數(shù)可減少50次（不安裝潤版液循環(huán)過濾裝置的情況下，印刷機(jī)水箱需每周更換一次潤版液）；一年可節(jié)約4000張過版紙（每次更換潤版液后需使用80張過版紙進(jìn)行調(diào)機(jī)）；潤版液可長期保持清潔，印刷機(jī)可在相對較低的水位進(jìn)行運轉(zhuǎn)，節(jié)約油墨達(dá)7%以上；減少油墨和紙粉在橡皮布上的堆積，延長橡皮布的使用壽命；減少膠輥表面的“鏡面”現(xiàn)象，延長膠輥的使用壽命。

從間接成本來算，因水箱更換潤版液造成的停機(jī)擦版、擦橡皮布而產(chǎn)生的人工費、水電費、污水處理費、停機(jī)待工效率損失等也是一筆不小的費用。相比之下，設(shè)備投入和過濾材料的消耗成本是很低的。另外，筆者認(rèn)為國產(chǎn)潤版液循環(huán)過濾裝置具有極高的性價比，印刷企業(yè)可重點考慮。

3.保護(hù)環(huán)境，達(dá)到綠色印刷目標(biāo)

潤版液循環(huán)過濾裝置解決了印刷廢液處理的難題，實現(xiàn)了印刷廢液的零排放，其性能及業(yè)績在印刷行業(yè)中得到了高度認(rèn)可，符合國家環(huán)境保護(hù)方針政策，提高了印刷企業(yè)的環(huán)保形象。

當(dāng)今社會，隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，綠色無污染生產(chǎn)的呼聲越來越高。潤版液循環(huán)過濾技術(shù)不僅可以大幅降低印刷成本、提高印刷質(zhì)量，更能徹底解決潤版液污染問題，實現(xiàn)印刷廢液的零排放，具有不可估量的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保效益。