注（吹）塑工序揮發(fā)性有機物產(chǎn)污水平分析

摘要：某企業(yè)近年開始嘗試使用再生塑料生產(chǎn)包裝容器，但目前我國塑料行業(yè)普遍采用的產(chǎn)污系數(shù)沒有明確塑料種類和工藝條件，與實際生產(chǎn)的產(chǎn)污水平存在一定差距。為了得到更貼合企業(yè)實際情況的產(chǎn)污系數(shù)，該企業(yè)委托實驗室開展塑料原料熱損失測試。結(jié)合該企業(yè)塑料原料熱損失測試結(jié)果，分析注（吹）塑工序揮發(fā)性有機物（Volatile Organic Compounds，VOCs）產(chǎn)污水平及與目前普遍采用的注（吹）塑工序VOCs產(chǎn)污系數(shù)的差距，并提出VOCs治理方案。該企業(yè)采用二級活性炭吸附裝置對注（吹）塑廢氣進行處理，廢氣處理效率達到80%，處理后的廢氣濃度可達到《合成樹脂工業(yè)污染物排放標準》（GB 31572—2015）。在日常環(huán)境影響評價中，建設單位可根據(jù)自身條件，開展更貼合企業(yè)實際情況的生產(chǎn)試驗，得到更準確的VOCs產(chǎn)污系數(shù)，為廢氣治理設施的設計、建設和運營提供準確依據(jù)。

關鍵詞：再生塑料；注（吹）塑工序；揮發(fā)性有機物（VOCs）；產(chǎn)污水平；原料熱損失測試；治理方案

中圖分類號：TQ322 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）11-0252-03

Analysis of Pollution Level of Volatile Organic Compounds in Injection （Blow） Molding Process

XIAO Jieyun

（Foshan Huansheng Ecological Environment Technology Co.， Ltd.， Foshan 528231， China）

Abstract： A certain enterprise has started to try using recycled plastics to produce packaging containers in recent years， but the pollution production coefficient commonly used in China’s plastic industry does not specify the types of plastics and process conditions， which has a certain gap with the actual production pollution level. In order to obtain a pollution production coefficient that is more in line with the actual situation of the enterprise， the company commissions a laboratory to conduct plastic raw material heat loss testing. Based on the heat loss test results of plastic raw materials in the enterprise， the pollution level of volatile organic compounds （VOCs） in the injection （blowing） molding process and the difference with the commonly used pollution coefficient of VOCs in the injection （blowing） molding process are analyzed， and the VOCs treatment plan is proposed. The enterprise adopts a secondary activated carbon adsorption device to treat injection （blowing） molding waste gas， with a waste gas treatment efficiency of 80%， and the concentration of the treated waste gas can meet the Pollutant Emission Standards for Synthetic Resin Industry （GB 31572—2015）. In daily environmental impact assessments， the construction unit can conduct production tests that are more in line with the actual situation of the enterprise based on its own conditions， obtain more accurate pollution coefficient of VOCs， and provide accurate basis for the design， construction and operation of waste gas treatment facilities.

Keywords： recycled plastics; injection （blowing） molding process; Volatile Organic Compounds （VOCs）; pollution level; raw material heat loss test; treatment plan

隨著塑料制品行業(yè)的發(fā)展，更多新原料投入使用，使得廢塑料的產(chǎn)生量大幅上升[1-3]。廢塑料在常溫下不易降解，嚴重破壞生態(tài)環(huán)境。為擔負社會責任，某企業(yè)嘗試逐步使用再生塑料作為包裝容器的生產(chǎn)原料，從而達到廢塑料再生利用的目的。目前，我國注（吹）塑行業(yè)普遍采用的揮發(fā)性有機物（Volatile Organic Compounds，VOCs）產(chǎn)污系數(shù)有3種。根據(jù)生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《排放源統(tǒng)計調(diào)查產(chǎn)排污核算方法和系數(shù)手冊》[4]，確定塑料制品業(yè)產(chǎn)污系數(shù)，塑料包裝箱及容器制造、日用塑料制品的注（吹）塑工藝VOCs產(chǎn)污系數(shù)均為2.70 kg/t產(chǎn)品。根據(jù)《廣東省塑料制品與制造業(yè)、人造石制造業(yè)、電子元件制造業(yè)揮發(fā)性有機化合物排放系數(shù)使用指南》[5]，確定塑料制品制造工序產(chǎn)污系數(shù)，VOCs產(chǎn)污系數(shù)為2.368 kg/t塑膠原料。根據(jù)《上海市工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機物排放量通用計算方法（試行）》[6]，確定塑料制品制造工序產(chǎn)污系數(shù)，塑料袋膜制品制造、塑料管材制造和射出成型制造工藝的VOCs產(chǎn)污系數(shù)分別為0.330 kg/t產(chǎn)品、0.539 kg/t產(chǎn)品和2.885 kg/t產(chǎn)品。目前，常用的注（吹）塑行業(yè)VOCs產(chǎn)污系數(shù)差異較大，而且產(chǎn)污系數(shù)沒有明確塑料種類和工藝條件，導致與實際生產(chǎn)中的VOCs產(chǎn)污水平存在一定差距。為了得到更貼合企業(yè)實際情況的產(chǎn)污系數(shù)，該企業(yè)委托實驗室開展塑料原料熱損失測試，并將測試結(jié)果與目前普遍采用的注（吹）塑工序VOCs產(chǎn)污系數(shù)進行對比，然后提出更貼合企業(yè)實際的VOCs治理方案。

1 試驗部分

1.1 材料與儀器

測試對象包括純凈高密度聚乙烯（High Density Polyethylene，HDPE）顆粒、再生HDPE顆粒、純凈聚對苯二甲酸乙二醇酯（Polyethylene Terephthalate，PET）、再生PET和純凈聚丙烯（Polypropylene，PP）。其中，再生HDPE顆粒主要成分為HDPE，含量大于99%。再生PET顆粒主要成分為PET，含量大于96%，還添加少量的增塑劑。

開展熱損失測試的實驗室由再生塑料粒供應商配套設置，并配備熱重分析儀。可參考熱重分析儀測試失重與殘留量的標準方法[7]，對塑料原料開展熱損失測試。

1.2 試驗方法

實驗室模擬該企業(yè)生產(chǎn)情況，在工藝溫度下對塑料原料進行熱損失測試。由于試驗儀器的限制，熱重分析儀最短溫度維持時間為5 min。根據(jù)塑料粒子測試流程，稱取10 g塑料粒子樣品，放入儀器后攤開，在氮氣氣氛下，按照20 ℃/min的升溫速率從室溫26 ℃左右升到195 ℃，然后恒溫保持5 min。根據(jù)塑料預成型管測試流程，稱取10 g塑料管片樣品放入儀器，然后攤開，在氮氣氣氛下，按照20 ℃/min的升溫速率從室溫26 ℃左右升到110 ℃，然后恒溫保持5 min。

2 結(jié)果與分析

2.1 塑料原料熱損失測試

該企業(yè)各塑料原料熱損失測試結(jié)果如表1所示。該企業(yè)HDPE和PP顆粒的加工溫度為180～200 ℃，熱損失測試溫度為195 ℃，加工時間不超過1 min。PET瓶加工溫度為80～120 ℃，熱損失測試溫度為110 ℃，加工時間為7 s左右?？紤]塑料與機器接觸面積的大小可能會影響測試結(jié)果，測試過程將原料攤開，增加塑料熱損失面積。由于測試溫度與該企業(yè)加工溫度相當，測試時間比實際加工時間長，因此測試結(jié)果具有適用性。

2.2 產(chǎn)污系數(shù)對比分析

該企業(yè)使用的塑料原料注（吹）塑過程產(chǎn)污系數(shù)如表2所示。數(shù)據(jù)顯示，再生PET注（吹）塑過程的VOCs產(chǎn)污系數(shù)最大，為1.682 kg/t原料，HDPE顆粒注（吹）塑過程的VOCs產(chǎn)污系數(shù)普遍較低，PP顆粒注（吹）塑過程的VOCs產(chǎn)污系數(shù)處于中等水平。結(jié)合各塑料原料加工工藝條件，HDPE與PP顆粒的加工溫度為180～200 ℃，PET瓶加工溫度為80～120 ℃：PET瓶加工溫度較低，但VOCs產(chǎn)污系數(shù)最大；HDPE顆粒和PP顆粒加工溫度一致，但產(chǎn)污系數(shù)有明顯的差距。由此可見，不同的塑料種類和工藝條件均會影響塑料注（吹）塑過程的VOCs產(chǎn)污水平。

與注（吹）塑行業(yè)普遍采用的VOCs產(chǎn)污系數(shù)相比，該企業(yè)使用的塑料原料VOCs產(chǎn)污系數(shù)普遍較低。其中，生態(tài)環(huán)境部推薦的典型塑料制品業(yè)VOCs產(chǎn)污系數(shù)約為HDPE顆粒VOCs產(chǎn)污系數(shù)的16倍，約為PET瓶VOCs產(chǎn)污系數(shù)的1.8倍，約為PP顆粒VOCs產(chǎn)污系數(shù)的3.3倍。由此可見，該企業(yè)注（吹）塑工序VOCs產(chǎn)污水平與目前普遍采用的注（吹）塑工序VOCs產(chǎn)污系數(shù)存在差距。針對測試結(jié)果，該企業(yè)提出更貼合企業(yè)實際的VOCs治理方案。

2.3 廢氣治理措施

為減少吹塑廢氣產(chǎn)生量，該企業(yè)使用亞克力板對全部注（吹）塑設備進行全封閉處理，收集風量為

35 000 m3/h，收集效率可超過95%。注（吹）塑廢氣產(chǎn)生濃度約為40 mg/m3，屬于低濃度、大風量廢氣，宜采用活性炭吸附工藝進行處理。該企業(yè)最終采用二級活性炭吸附裝置處理注（吹）塑廢氣，二級活性炭吸附裝置的設計符合《吸附法工業(yè)有機廢氣治理工程技術規(guī)范》（HJ 2026—2013）的要求[8]。根據(jù)該企業(yè)的驗收監(jiān)測數(shù)據(jù)，注（吹）塑廢氣非甲烷總烴實際產(chǎn)生濃度約為35 mg/m3，排放濃度約為7 mg/m3，二級活性炭吸附裝置對注（吹）塑廢氣的處理效率達到80%，處理后的廢氣濃度可滿足《合成樹脂工業(yè)污染物排放標準》（GB 31572—2015）[9]的限值要求。

3 結(jié)論

根據(jù)該企業(yè)塑料原料熱損失測試結(jié)果，不同的塑料種類和工藝條件均會影響塑料注（吹）塑過程的VOCs產(chǎn)污水平，而且與目前普遍采用的注（吹）塑工序VOCs產(chǎn)污系數(shù)存在一定差距。在日常環(huán)境影響評價中，建設單位可根據(jù)自身條件，開展更貼合企業(yè)實際情況的生產(chǎn)試驗，得到更準確的VOCs產(chǎn)污系數(shù)，為廢氣治理設施的設計、建設和運營提供準確依據(jù)。

參考文獻

1 董黎明，張彩麗，祁光霞，等.塑料制品行業(yè)產(chǎn)污特征及治理概況[J].環(huán)境影響評價，2020，42（5）：47-50.

2 華林香.廈門市塑料制品行業(yè)VOCs污染治理現(xiàn)狀及展望[J].皮革制作與環(huán)?？萍?，2022，3（17）：89-91.

3 趙 輝.大連市橡膠與塑料制品行業(yè)VOCs排放現(xiàn)狀及治理技術研究[J].環(huán)境科學導刊，2023，42（5）：37-41.

4 生態(tài)環(huán)境部.排放源統(tǒng)計調(diào)查產(chǎn)排污核算方法和系數(shù)手冊[EB/OL].（2021-06-09）[2024-08-19].https：//www.mee.gov.cn/xxgk2018/xxgk/xxgk01/202106/W020210624327149500026.pdf.

5 廣東省生態(tài)環(huán)境廳.廣東省塑料制品與制造業(yè)、人造石制造業(yè)、電子元件制造業(yè)揮發(fā)性有機化合物排放系數(shù)使用指南[EB/OL].（2022-06-05）[2024-08-19].https：//gdee.gd.gov.cn/attachment/0/492/492058/3955237.pdf.

6 上海市環(huán)境保護局.上海市工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機物排放量通用計算方法（試行）》[EB/OL].（2017-02-24）[2024-08-19].https：//sthj.sh.gov.cn/hbzhywpt1133/hbzhywpt1135/20170308/0024-103293.html.

7 美國國家標準協(xié)會.評定表面燃燒性能用墻面或天花板飾層的試樣制備和安裝的實施規(guī)程：ASTM E2404-2013[S].華盛頓：美國國家標準協(xié)會，2013.

8 環(huán)境保護部.吸附法工業(yè)有機廢氣治理工程技術規(guī)范：HJ2026—2013[S].北京：中國環(huán)境出版社，2013.

9 環(huán)境保護部，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.合成樹脂工業(yè)污染物排放標準：GB 31572—2015（含2024年修改單）[S].北京：中國環(huán)境出版集團，2024.