摘要：当今环境污染问题日益严重，大气污染呈现出浓度高、雾霾严重的区域性及复合性等问题。挥发性有机物（VOCs）是近地层臭氧和细颗粒物PM2.5生成的重要前体物，是导致城市灰霾和光化学烟雾的重要污染物质来源。因此，研究如何有效控制挥发性有机物（VOCs）污染，减少其引发的次生环境污染问题已经成为当前环保治理工作的重点。
关键词：印刷油墨；废气治理；技术研究
1导言
印刷有机废气因其风量大、浓度低，目前尚未研发出一种普适性好、处理效率高的治理工艺。今后的研究工作不仅需要从印刷材料、废气收集和末端治理工艺优化方面努力，也需要政府创新管理政策，实施新的行业治理模式。
2印刷行业VOGs治理技术概述
目前，我国针对挥发性有机废气的主流治理技术主要包括吸附法、吸收法、燃烧法、冷凝法、生物法、低温等离子体法、UV光催化等，有机废气的处理技术对比见表l。结合印刷企业有机废气的特点，单一的处理工艺很难达到有效治理废气的目标，一般工程设计单位会根据有机废气特征，在确保尾气达标的前提下，尽可能采用成熟可靠、处理效率高的处理工艺或者联合处理工艺，达到治理目的。
3印刷企业废气治理存在的问题
3.1印刷车间未进行气流组织设计
大部分印刷车间没有进行功能区性分区，生产线布局不合理，送排风和车间温湿度设计比较随意，不仅能耗高，而且导致印刷车间内废气无组织散发严重。
3.2设计风量过大
大部分的凹印、复合或涂布设备的排风量未经过设计计算，大幅超过印刷工艺需求，不仅造成风机能耗增加，同时也使废气排放浓度进一步降低，而废气处理设施却是以排放风量设计的，因此，增加的多余风量等同于增加了废气处理设施的投入成本和运行成本。加上一些企业印刷机组共用一台排风机，在部分机组未生产时，仍然按照满负荷的风机功率排风，由于全部印刷机的烘箱处于连通状态，导致处理风量额外增加。
3.3废气设施运行不正常
出于降低成本原因，部分印刷企业擅自闲置治理设施，或者故意使治理设施处于不正常运行状态。比如：降低低温等离子运行电压，长期不更换活性炭或者将活性炭取出晾晒后回填，不及时更换损坏的紫外灯管等违法行为。
4印刷废气治理研究现状
4.1印刷材料方面
这方面的研究集中在不同材料的VOCs散发特性和传质扩散模型，研究承印材料和油墨、清洗剂的匹配性，不同的印刷方式所使用油墨的VOCs含量，以便开发环保承印材料、油墨和清洗剂。比如：Bodalal等认为扩散系数D与VOCs分子量负相关，分离常数Ke与VOCs蒸汽压正相关；何晓辉通过测试对比发现凹印油墨（68%～80%）含量最高，UV胶印油墨（7%～12%）VOCs含量最低。溶剂型柔印油墨（50%～55%）、热固型轮转胶印油墨（31%～39%）、单张纸胶印油墨（11%～19%）VOCs含量依次降低。
4.2废气收集方面
此类文献从印刷车间气流组织、温湿度控制、风速控制以及涂布、印刷设备密闭改造方面研究提高有机废气收集效率。具体包括不同送风方式效果、内扰热源影响、气流分布特性和能耗之间的关系、温湿度独立控制等内容。马增亮研究了印刷生产有机废气扩散机理，从印品干燥前、干燥过程中、干燥完成后指出了需要控制的相关因素，为减少有机废气散发以及综合治理印刷有机废气污染提供了理论参考。
4.3末端治理方面
印刷有机废气治理应用最广泛的技术包括吸附法、热力氧化、光催化氧化、生物法等，单一的治理技术存在不同的缺陷，比如：活性炭吸附更换周期短、不耐湿度和高温（低于120℃脱附），产生大量危废；蓄热式热力氧化（RTO）设备投资成本高，运行能耗大，无需辅助燃料废气浓度>2000mg/m3；光催化对浓度大于0.03%的有机废气无法实现稳定达标排放。为降低治理成本，提高适用范围，末端治理重点研究印刷有机废气治理技术集成与创新。国内外发展出吸附浓缩-催化燃烧、吸脱附-冷凝回收等有机废气治理集成工艺。同时，国外对微生物法处理印刷废气情有独钟，生物处理技术在印刷废气治理技术中的比例达到了29%。相关研究涉及了生物过滤处理对含甲苯、二甲苯、乙酸乙酯等有机废气的去除效果、影响因素及动力学模型。国内也对这项技术进行了研究，研究主要侧重于微生物驯化，各类因素如：VOCs组成、进气浓度和速率、填料性质、填料温湿度、营养物质、pH值、微生物和氧气、表面活性剂等对有机废气净化处理效果的影响。总得来说，有机废气净化处理技术可以分成：回收法和破坏法两大类。不同有机废气处理技术在国内外市场占有率见表1。
表1国内外印刷废气治理技术占比，%
4.4机理研究和建模方面
此类研究侧重于不同有机废气处理技术内在机理，期望通过优化模型参数提高处理效率。包括低温等离子体、热等离子体、联合等离子体（CPP）光解、生物滴滤、管式生物过滤、膜生物过滤等技术处理有机废气机理、机制，以及有机废气逸散、吸收、降解过程数学模型。比如：S.Bordel等根据能量守恒和传递方程建立了简化模型，认为有机（液）相部分与用对数表示的气相之间的负线性关系；研究发现光催化处理VOCs动力学原理与简化的Langmuir-Hinshelwood模型吻合度很高，这将有利于设计相应的处理设备。但实验中苯的降解曲线与模型吻合度出现偏离，这或是催化剂受污染导致；Ling-JungHsu等[51]研究了二元VOCs在叶片填片的转轮收集床中的吸收情况，结果表明其气态质量传递系数与VOCs进口浓度呈负相关关系，并随着转轮转速、气流速度和液流速度的增加而升高。
5结语
由于VOCs的种类、性质复杂，因此在处理时也需要不同的途径。因此，在治理VOCs时，需要充分了解各种VOCs的治理技术及其有效的使用范围，尽可能达到处理的最大效应，使VOCs的废气得到有效治理，实现最佳治理效果。通过对比研究发现：HUC高效联合催化技术和吸附-脱附-沸石转轮-RTO处理技术处理挥发性有机物（VOCs）废气切实可行，排放浓度均低于国家标准限值，去除效率也能达到90%以上。以上方法对处理废气成分较复杂，废气风量较大，废气浓度较低的挥发性有机物（VOCs）废气治理提供了重要的参考依据。
参考文献：
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[4]王宗宾.石墨烯的制备及其印刷油墨的合成[D].哈尔滨工业大学，2017.
论文作者:曾德祥
论文发表刊物:《基层建设》2018年第26期
论文发表时间:2018/10/1
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