印刷行業(yè)VOCs治理的工程實例分析

代 允

（深圳市環(huán)境工程科學(xué)技術(shù)中心有限公司 廣東深圳 518000）

1 印刷行業(yè)VOCs情況概述

近年來北京、河北、西安等地的大氣污染問題“霧霾”非常突出[1]，其主要污染物為PM2.5（細(xì)顆粒物）。 PM2.5的主要來源之一就是印刷行業(yè)的揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）的排放，其在空中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生硫酸鹽、硝酸鹽及有機(jī)氣溶膠等，從而破壞大氣環(huán)境及人體健康。

印刷業(yè)的主要原材料油墨、溶劑等中含有苯、二甲苯、乙酸乙酯等揮發(fā)性有機(jī)物[2]，是一種惡臭廢氣，可通過呼吸、皮膚接觸等途徑進(jìn)入人體，使人感覺頭暈、惡心、嘔吐等癥狀，嚴(yán)重者會危及生命；另外，VOCs會造成酸霧、地面臭氧等二次污染問題，危害大氣環(huán)境及人體健康。因此VOCs被列入了我國“十二五”污染減排重點工作，VOCs的治理已迫在眉睫，研究切實可行的處理技術(shù)顯得尤為關(guān)鍵。

現(xiàn)有的VOCs處理技術(shù)主要分為去除法和回收法兩大類[1]。常用的處理方法物理法（稀釋擴(kuò)散法、掩蔽法）、燃燒法（熱力燃燒法、催化燃燒法）、吸收法（水吸收法、酸吸收法、堿吸收法）、吸附法(活性炭或分子篩)、生物處理法(生物過濾器、生物滴濾池、生物洗滌塔、離子體---催化氧化法等，但各種方法都存在各自的局限性與適用性（見表1-1）。比如：活性炭吸附法（如活性炭-催化燃燒法），通過活性炭吸附VOCs并定時對其進(jìn)行脫附處理與處置。根據(jù)現(xiàn)有幾個工程的應(yīng)用效果調(diào)查，一般活性炭的解吸需每個幾天或一兩個月就要進(jìn)行一次，而且壽命有限，吸附效率逐漸降低，處理效果不穩(wěn)定、成本高、操作較繁，而且還要考慮脫附物產(chǎn)生二次污染的問題。因此，要做好印刷行業(yè)VOCs治理需要一種克服傳統(tǒng)工藝技術(shù)缺陷又切實可行適用的處理工藝。

表1 -1 VOCs常用處理技術(shù)對比[3]

2 印刷廠VOCs治理工程實例分析

2.1 項目簡介

廣東某印刷廠主要經(jīng)營印刷業(yè)務(wù)，油墨及有機(jī)溶劑的使用在UV印刷、絲印UV、過膠膠水、膠裝膠水、皮殼膠水等中含有大量苯、甲苯、二甲苯等有機(jī)廢氣VOCs。

2.2 本項目VOCs處理工藝介紹

與傳統(tǒng)印刷業(yè)有機(jī)廢氣風(fēng)量大、濃度小的特點一樣，為適應(yīng)改印刷廠的廢氣特點，結(jié)合國內(nèi)外先進(jìn)的工藝技術(shù)，設(shè)計了“霧化噴淋+高效生物凈化器”系統(tǒng)。該工藝方案投資運行成本較低、操作簡單、處理效果穩(wěn)定。采用具有國際先進(jìn)水平的、投資少、運行費低、管理簡單、凈化效果穩(wěn)定的。

2.3 高效生物凈化器技術(shù)原理

揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）等有毒有臭味廢經(jīng)專管集中導(dǎo)入至生物過濾器（生物過濾器內(nèi)的填料在預(yù)處理時，與BD-5#菌種混合，經(jīng)培養(yǎng)使得填料上附生著大量的微生物，并形成生物膜）進(jìn)行凈化和降解廢氣中的污染物質(zhì)。該生物膜中的微生物以廢氣中的污染物為養(yǎng)料得以生長繁殖，同時又對揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)(VOC)進(jìn)行生物分解及脫臭處理，將其降解成為CO2和H2O后再排出，從而達(dá)到凈化廢氣的目的。

高效生物過濾器是廢氣生物凈化的關(guān)鍵，高效生物過濾器的關(guān)鍵是凈化器內(nèi)的生物菌種的選擇、生物填料的選擇以及、高效生物膜形成：高效菌種需要能夠理含硫化物、揮發(fā)性有機(jī)物等廢氣的生物菌種，并使培養(yǎng)出的生物膜可以自身繁殖代謝，自我更新，無需添加菌種；高效生物填需要填料表面積大，耐用，親水性好可使用5-10年以上；生物膜技術(shù)需要將微生物菌種固定在高效生物載體上，由多種菌種形成一種復(fù)合體系。

2.4 工藝流程

本項目工藝流程圖為：

有機(jī)廢氣產(chǎn)生源→集氣罩→風(fēng)管→風(fēng)機(jī)→風(fēng)管→生物過濾器凈化→排放

圖2 -2 處理工藝流程圖

2.5 主要設(shè)備參數(shù)

生物過濾器包括：箱體；箱內(nèi)支架；隔網(wǎng)已考慮防腐要求由不銹鋼制造，生物菌種和填料，噴淋頭，箱體支座，不銹鋼儲水箱，水泵、電控開關(guān)及配套水管等。本設(shè)計根據(jù)提供資料共12個排放口，排放總量為48000m3/h，共設(shè)1套有機(jī)廢氣凈化設(shè)備。設(shè)備規(guī)格：長×寬×高 =11.0×6.0×2.0（米），全套設(shè)備總重量大約為 35 噸，每平方米大約承重0.53噸。主要設(shè)備參數(shù)：①生物過濾器1套：規(guī)格11.0×6.0×2.0；②不銹鋼噴淋水泵 1 臺：DW8-50/220，功率 2.2KW；③水箱及閥門等配件1套：不銹鋼+PP水管等；④風(fēng)機(jī)起動及保護(hù)器1套：含電源線；⑤生物過濾器支承座1座：加厚槽鋼；⑥4-72-10C離心通風(fēng)機(jī)1臺：37KW含支架及防震；⑦風(fēng)管（含配套彎頭）：鍍鋅板1200×1000；⑧過濾器進(jìn)出風(fēng)口1套：鍍鋅板。

2.6 處理效果及主要優(yōu)勢

①設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、體積小、投資少，處理效率高：經(jīng)測試，項目運行穩(wěn)定后含硫惡臭物質(zhì)去除率在95%以上，其它物質(zhì)去除率85%-95%以上，廢氣排放達(dá)到國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)（惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、大氣污染物排放限值）。

②生物系統(tǒng)可根據(jù)實際情況和要求選擇集中式或分布式；選用生物菌種、填料壽命達(dá)10年以上；更新再生操作簡單。

③運行穩(wěn)定，壓損少，不易出現(xiàn)堵塞與故障；操作管理簡單，運行費用低。

④間歇工作能力強，停運后再運行，效率不受影響。生物系統(tǒng)不需配置預(yù)處理塔、生物洗滌塔或生物濾池（塔）。除收集廢氣所需的風(fēng)機(jī)外，只有抽水噴淋的小水泵的電費，用電極省。運行費用比其它廢氣凈化技術(shù)都要低得多。

結(jié)語

結(jié)合印刷企業(yè)特點，選擇高效生物凈化器，采用固定化的高效生物膜，將生物集中形成一個膜體系，可大幅度地提高VOCs處理效率高且不易被沖洗掉；該類生物膜可自身生長繁殖，不需補充菌種，每天只需定時噴淋；壓損小，不易堵塞；填料生物膜可連續(xù)使用5年以上，從而減少了二次污染及節(jié)約了運行成本。