广州市印刷行业挥发性有机物排放特征研究

摘要：本文采用广州市2015年挥发性有机物排放清单中印刷行业的基础数据，对该行业VOCs排放特征进行研究。结果表明：广州市印刷行业挥发性有机物主要来源于油墨使用，占比37.4%，辅助溶剂和各类胶黏剂贡献率分别为35.2%、27.4%;平版印刷为最大贡献源，占比85.91%，平均贡献率最大的是凹版印刷，应重点监管;大量采用活性炭吸附作为处理技术，处理效率高但运维成本高，监管难度大。

关键词：挥发性有机物;印刷;排放特征;廣州市

中图分类号：X83 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）09-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.09.069

Study on characteristics of volatile organic compounds emission in Guangzhou printing industry

Deng Tuoyu

（Guangzhou Environmental Monitoring Center，Guangzhou Guangdong 510000，China）

Abstract：This paper uses the basic data of the printing industry in the 2015 Volatile Organic Compounds Inventory of Guangzhou to study the emission characteristics of VOCs in the industry. The results show that the volatile organic compounds in the printing industry in Guangzhou are mainly from ink use， accounting for 37.4%. The contribution rates of auxiliary solvents and various types of adhesives were 35.2% and 27.4%， respectively; lithography was the largest contribution source， accounting for 85.91%， the largest contribution rate was gravure printing， which should be supervised; a large number of activated carbon adsorption was used as processing technology. The processing efficiency is high， but the operation and maintenance cost is high， and the supervision is difficult.

Key words：Volatile organic compounds;Printing;Emission characteristics;Guangzhou City

挥发性有机物（volatile organic compounds，VOCs）在大气环境中是O3和二次有机气溶胶的重要前体物，可在光照条件下与NOX发生光化学反应生成O3及其他光化学氧化物;同时，部分VOCs种类具有较强的毒性，危害人们的身体健康。随着我国经济的高速发展，部分经济发达地区时有光化学烟雾事件发生，VOCs污染也越来越受到人们的重视。印刷行业作为VOCs排放的重要一源，研究其排放特征，对提升监管效率，有效减少排放，具有重要意义。

1 材料与方法

采用2015年广州市VOCs排放清单印刷行业中各企业的基础物料及工艺信息，通过统计分类，结合污染产生量分配情况，对该行业的排放特征进行研究。

2 结果与讨论

2.1 原辅料分析

油墨、辅助溶剂和胶黏剂的使用是印刷行业内VOCs三大来源。图1为2015年广州市印刷行业原辅料贡献占比。其中油墨的贡献率最大，为37.4%，是第一大源，主要原因是由于该行业油墨使用量远远超过辅助溶剂和胶黏剂的使用量。辅助溶剂和胶黏剂分别占35.2%和27.4%。从整体来看，三大源的分布较为平均，都应进行重点监管。

从减排的角度分析，一般企业为了保证利润，难以将产能缩减，所以应尽可能选用低VOCs含量的原辅材料，在成本允许的情况下适当改善工艺水平，提高油墨附着效率，降低油墨、溶剂和胶黏剂的使用量。原辅材料应储存于密封容器或密闭工作间内以减少VOCs的无组织排放。同时，原辅材料从容器、储罐、桶及管道系统中进行进出料等操作过程必须需采取措施以使VOCs的挥发达到最小。通过在日常生产中对原辅材料配比的调试，在不改变产品质量的情况下寻找最佳的配比，从而减少原辅材料的用量。另外，为了方便企业自身和监管方能够有效了解企业的污染产生情况，原辅材料的相关信息必须被有效记录，包括：名称、采购时间、数量、种类、挥发性有机物含量百分比及使用量等。

2.2 工艺过程分析

根据2015年广州市VOCs排放清单所统计的信息，广州市印刷行业主要工艺类型包括：平版印刷、凸版印刷、凹版印刷、柔版印刷及孔版印刷。表1为各工艺印刷机数量及贡献率占比。对各工艺原辅料贡献情况进行独立分析，结果见图2。

结合以上数据，可见广州目前使用最为广泛的印刷工艺为平版印刷，排放贡献率也最大，达到85.91%。平版印刷所使用的油墨包括溶剂型油墨、植物大豆油墨，UV固化油墨和水性油墨，其中溶剂型油墨挥发性有机物含量较高，是平版印刷企业主要的VOCs排放源。此外，平版印刷在生产过程中使用的有机溶剂型洗车水及润版等有机溶剂，VOCs含量较高，也是重要的排放源之一。值得注意的是，从单个企业来看，尤其是大量中小型企业，平版印刷工艺油墨的贡献率远达不到40.9%，一般为10%-20%，而少数几家体量巨大的印刷企业，在大量使用油墨的情况下，辅助溶剂、胶黏剂的使用量却极少，使得整个行业辅助溶剂、胶黏剂贡献占比被压缩，而这一特性也影响到了图1中行业的原辅料贡献占比情况。分析原因为：（1）该类企业生产工艺较为先进，只须添加少量有机溶剂即可保证印刷效果;（2）该类企业产品特性决定了不需要大量使用胶黏剂;（3）清单采用发放调查表的形式获取企业信息，企业人员填表准确度存在不确定性。

凸版印刷机数量虽然占到7.6%，但排放贡献率仅占2.9%，目前虽仍有一定数量的企业使用凸版印刷，但规模较小，主要用于纸盒、纸箱印花，故其排放贡献率比较小且主要贡献来自胶黏剂的使用。

由表1可知，凹版印刷为行业内平均贡献率最高的工艺，这是由于该工艺广泛应用于包装和特殊产品印刷领域，适用于薄膜、复合材料及纸张等介质，通常使用低粘度，高VOCs含量的油墨，使用时往往需配合大量辅助溶剂，后期产品的制作中还需大量使用胶黏剂，印制过程产生大量的VOCs，且成分复杂，值得在监管工作中引起重视。柔版、孔版印刷虽然都有一定数量，但排放量较低，主要贡献源均为辅助溶剂。

在生产设备无法更新的情况下，企业应尽可能采用管道进行转移辅助溶剂，在磨辊等设备清洗过程中，应对清洗废水进行收集，尽可能减少VOCs排放。废弃的油墨桶、有机溶剂容器桶或胶水桶在移交专门的回收处理机构前，应封盖保存。调墨、印刷、烘干、洗车、胶黏剂调配和复合等工艺线应尽可能设置于密闭工作间内，集中排风并导入VOCs控制设备进行处理;若无法设置密闭工作间，VOCs排放工段应尽可能设置集风罩、排风管道组成的排气系统。

2.3 废气处理技术选择

图3为广州市印刷企业对处理技术的选择情况，可见被选择最多的处理技术为活性炭吸附，占比73.8%，也是目前最广泛使用的VOCs回收法。活性炭吸附对印刷行业产生的异丙醇、醋酸乙酯和甲苯有较好的吸附效果。该方法所用设备初期投入约为15万元左右，较为低廉，对中小型企业具备较强吸引力，但由于活性炭本身吸附量有限，需要定期更换，企业废气浓度越高，更换周期越短，这会导致运行费用相对较高，同时产生大量固废需要处理，进一步提升企业成本。对于监管部门，采用此技术的企业需要更严格的监督管理，以保证活性炭能够及时更换，无形中也增加了监管难度。

11.0%的企业采用光催化氧化+活性炭吸附的组合技术。光催化氧化技术具有占地小，操作方便及运行费用低廉等特点，但存在催化剂易失活、催化剂难以固定，且催化剂固定后催化效率降低等缺点，一般不单独使用，所以单独使用该技术的企业仅占1.4%。

采用活性炭吸附+催化燃烧和直接燃烧技术的企业分别占3.3%和2.9%。燃烧技术适用于成分复杂、高浓度的VOCs气体，具有效率高、处理彻底等优点，但高昂的投入及相对苛刻的运维管理要求让很多中小企业望而却步。

处理技术的选择应当结合企业产污特征及设施投入成本综合考虑。以上处理技术都具备较高的理论处理效率，而不善的运维完全有可能使处理设施沦为摆设。笔者认为，企业有必要建立处理设施运维台账，详细记录运行时间、工况、能耗、用料、换料、购料及废料处理情况，方便管理者随时调阅。有效提升监督效能，才能保证处理设施始终处于良好的技术状态。

3 总结

（1）广州市印刷行业挥发性有机物主要来源于油墨使用，占比37.4%，辅助溶剂和各类胶黏剂贡献率分别为35.2%、27.4%。（2）从工艺类型上看，平版印刷为最大贡献源，占比85.91%;平均贡献率最大的是凹版印刷，产生的挥发性有机物量大且成分复杂，除了使用高VOCs含量的油墨，辅助溶剂和胶黏剂的用量也较高，应重点监管。（3）从处理技术上看，广州市印刷行业大量采用活性炭吸附作为处理技术，处理效率高但运维成本高，监管难度大，应建立清晰的企业运行台账方便管理。处理技術的选择应当结合企业产污量及设施投入成本综合考虑。

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收稿日期：2019-03-12

作者简介：邓拓宇（1988-），男，汉族，硕士研究生，环境监测工程师，研究方向为环境监测。