印刷行业的清洁生产与VOCs防治

摘要:VOCs是挥发性有机化合物，欧盟对其定义是指在标准大气压(101.3 kPa)下初沸点≤250℃的有机化合物。文章针对印刷行业的VOCs污染问题，分析了清洁生产在印刷行业VOCs污染防治中的应用，认为实施清洁生产是降低印刷行业VOCs污染的一项重要措施，可为企业实现节能减排目标，促进企业的可持续发展。当前人们生活水平的不断提升，带动了以纸、塑料、金属为主要基材的包装印刷行业，包装印刷行业得到了快速的发展。但是，包装印刷的过程中会产生和排放挥发性有机物，对环境造成严重的污染，影响着人类的生存环境。

关键词：VOCs；清洁生产；印刷行业

1.印刷行业VOCs防治现状

2012年，国家环保部、发改委、财政部联合发布了《重点区域大气污染防治“十二五”规划》，文件中明确将二氧化硫、氮氧化物、烟粉尘和VOCs确定为大气的四类主要污染物。印刷行业在生产过程中排放的主要大气污染物就是VOCs。印刷行业排放的VOCs主要来源于调墨、印刷、烘干、复合、设备清洗等过程。目前的印刷企业中，印刷过程中仍大部分使用溶剂型的油墨和粘合剂，大部分有机溶剂会在印品干燥的过程中进行挥发。为了减少VOCs的排放，印刷行业制定了一系列的标准，国家和地方也出台了多份指导文件。2013年，国务院印发的《大气污染物防治行动计划》中明确指出了要推进挥发性有机物污染治理，在石化、有机化工、表面涂装、包装印刷等行业实施挥发性有机物综合整治。

近年，广东省环保部门发布了印刷行业VOCs防治的多份指导文件。2010年，省环保厅发布了《广东省印刷行业挥发性有机化合物排放标准》（DB44 815-2010）；2012年，出台了《关于珠江三角洲地区严格控制工业企业挥发性有机物（VOCs）排放的意见》，意见中指出要加大石油、化工及含VOCs产品制造企业和印刷、制鞋、家具制造、汽车制造、纺织印染等行业清洁生产和污染治理力度，实施强制性清洁生产审核。2013年，发布了《广东省印刷行业挥发性有机化合物废气治理技术指南》。2014年，印发了《广东省环境保护厅关于重点行业挥发性有机化合物综合整治的实施方案（2014-2017年）》，文件中将印刷行业纳入VOCs整治的13个重点行业之中，并指出了印刷行业整治的要点。

2.清洁生产在印刷企业VOCs防治中的应用

清洁生产最核心的就是污染预防思想，清洁生产的基本理念是利用清洁型的原辅材料和清洁型的能源，在生产过程中对污染物的产生进行控制，从而生产出清洁型的产品。对印刷企业来说，清洁生产就要从产品的设计、原材料的选择、能源的利用以及生产工艺和设备上进行改良，最大限度降低挥发性有机物的产生和排放量。

印刷行业中的产品，从原料到成品，通常分为印刷前准备、印刷和印刷后加工三个阶段，在印刷工序通常会将多种不同颜色的油墨分别连续不间断的按照印刷单元进行套印。油墨主要是由连接料、颜料和辅料经过不断的研磨，最终磨成粉过滤而制成。溶剂型的油墨稀释溶剂主要是甲苯、异丙醇、二甲苯以及丁醇等等，部分稀释剂也会含一些酯类的溶剂，如乙酸乙酯、乙酸丁酯等。在印刷过程中产生的挥发性有机物的主要来源就是油墨和溶剂中有机成分挥发的物质。因此，对印刷企业来说，实施清洁生产最重要的是要从生产的源头上进行分析，以便更好的控制挥发性有机物质的产生。目前很多企业已经开始逐步使用水性油墨、大豆油墨等环保型油墨作为溶剂型油墨的替代品，使用水性胶胶黏剂替代溶剂型胶黏剂，在保证产品的质量的前提下，尽可能的将VOCs的挥发从源头上减少。对于有些暂时无法替代的溶剂，则可以考虑将这些物质进行回收再利用，减少有机物的挥发，与此同时还能为企业提升经济效益。

当然，要想实现清洁生产要做的不仅仅是对原材料的改进，企业还应该加强对生产过程的控制，如对墨桶加盖，对开式墨槽进行一定程度遮挡，减少转产清洗次数等，努力提高企业的管理水平和员工的实际操作能力，对相关的设备进行定期的检查和维修保养，及时地发现和淘汰高耗能且低效率的设备，减少VOCs的产生和排放。

虽然清洁生产注重污染物的预防，但也不能忽略污染物的末端治理。在印刷的生产过程中，通过实施一定的预防和控制措施，会减少VOCs的产生量，但仍有一定的VOCs产生，可以通过对VOCs进行收集处理的方式减少其排放量。目前针对VOCs的处理技术主要有催化燃烧法、吸附法、生物法、光催化法等，处理方法的选择可以根据企业的实际情况来确定。

文章以某印刷厂为例说明了清洁生产在印刷行业中VOCs防治的实际应用情况。

3.某印刷企业的清洁生产与VOCs防治实例

3.1企业概况

某企业主要是以软性包装材料的生产和相关的服务为主，主要生产的产品有方便面的外包装膜、内包膜、碗盖、瓶标等，设计生产规模约8000万m2。该企业的从业人数有635人。企业的产品定位是食品、乳品、日化、农化等四大行业提供软包装制品，拥有多种国际顶尖的生产设备，一共有11条印刷生产线，主要有十色印刷机、八色印刷机、无溶剂复合机等先进的生产设备。

3.2原辅材料

企业消耗的原辅材料主要是原膜、粒料、油墨、溶剂以及粘合剂等。其中和VOCs有关的主要原辅材料见表1。

表1   与VOCs相关的原辅材料表

3.3生产工艺

企业的产品类型有很多，各种产品的生产工艺也不尽相同，该企业典型的生产工艺主要有印刷、检品、复合、熟化、淋膜以及分条和包装等过程，详细的工艺流程如图1所示：

图1典型印刷工艺流程图

通过对各工序的调研和分析可发现以下问题：第一，印刷工序中，配墨敞口进行，溶剂会挥发产生有机废气并造成浪费，印刷过程墨槽和胶辊会发生油墨外漏而导致溶剂挥发；第二，复合工序目前部分产品使用无溶剂型复合机，但仍有部分产品需要使用溶剂型复合机加工，从而产生一定的VOCs废气；第三，淋膜工序也会产生一定的有机废气。

3.4VOCs平衡图

该企业根据2017年生产数据进行VOCs平衡分析，结果如图2所示：

图2企业2017年VOCs平衡图

通过VOCs物料平衡图可以了解到，该企业在2017年VOCs产生量达到了586吨，除了产品的残留和催化燃烧之外，向外排放到大气中的VOCs废气总计约为254吨。

从VOCs物料平衡图可看出以下问题：第一，该企业有机废气主要的来源是溶剂，溶剂的VOCs产生量占到了总产生量的74%，从源头考虑，企业应从减少溶剂用量上来做出努力；第二，复合工艺所用的有机溶剂是成分单一，可考虑是否可以进行回收再利用；第三，有机废气的收集处理率偏低，仍有大部分VOCs处于无组织排放状态，目前11条印刷线中只有6条线的有机废气进行了收集和处理，其余5条印刷线的废气未进行收集和治理。

3.5清洁生产方案

通过对企业的现状进行分析，并针对VOCs的输入和输出量开展VOCs平衡分析，了解到企业VOCs减排的潜力，从而提出了相应的清洁生产方案，见表2。

表2   VOCs减排的相关清洁生产方案汇总

由计算得出，通过开展清洁生产并实施清洁方案，该企业大约可以减排VOCs214t/a，VOCs的排放量减少了将近85%，由此可见各清洁生产方案取得了很好的成效，为企业的VOCs减排做出了重大的贡献，环境效益显著。

结语

文章对清洁生产在印刷行业中VOCs防治的应用情况进行了分析，并对具体的某一企业进行了详细的实例研究，从文章的研究中可以得知实施清洁生产是减少印刷行业VOCs产生和排放的一项重要措施。印刷企业通过实施清洁生产，从生产的源头上对VOCs进行了良好的控制，实现了节能减排，与此同时还提升了企业的经济效益，达到了清洁生产节能、降耗、减污、增效的主要目的。

参考文献

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