2010年廣東省頒布實(shí)施了《印刷行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)化合物排放標(biāo)準(zhǔn)》，從該標(biāo)準(zhǔn)中對印刷的定義（印刷：使用印版或其他方式將原稿上的圖文信息轉(zhuǎn)移到承印物上的工藝過程，包括出版物印刷、包裝裝潢印刷、其他印刷品印刷和排版、制版、印后加工四大類。）來講，軟包裝印刷及復(fù)合工序的揮發(fā)性溶劑排放要求適用于該標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。揮發(fā)性有機(jī)化合物（volatile organic compounds）是指在101325Pa 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，任何沸點(diǎn)低于或等于250℃ 的有機(jī)化合物，簡稱VOCs。 

    一、軟包裝行業(yè)的有機(jī)溶劑排放現(xiàn)狀 

    我國軟包裝印刷復(fù)合行業(yè)一直以來都處于高排放、高污染的粗放式狀況。凹印是我國軟包裝印刷最主要的印刷方式，在印刷過程中使用的溶劑型油墨含有60%～70%的揮發(fā)性組分，加上調(diào)整油墨粘度所需的稀釋劑，在油墨干燥時(shí)油墨所散發(fā)的揮發(fā)性組分占總量的75%～90%，會(huì)排放大量含有苯、甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、丁酮、乙醇等揮發(fā)性有機(jī)化合物；溶劑型膠黏劑的干式復(fù)合過程，出會(huì)排放占涂布濕量55%～75%的醋酸乙酯。我國具有一定規(guī)模軟包裝彩印企業(yè)有近8000 家，然而只有極少數(shù)企業(yè)對有機(jī)廢氣進(jìn)行了凈化處理，一般企業(yè)都是強(qiáng)制通風(fēng)而直接排放到大氣中。據(jù)粗略估算，僅廣東省印刷企業(yè)每年向大氣中排放的揮發(fā)性有機(jī)化合物就在400萬噸以上，這是一個(gè)驚人的數(shù)字。這些排放到大氣中的VOCs，一方面會(huì)造成嚴(yán)重的大氣光化合污染，引起溫室效應(yīng)，造成極大的環(huán)境危害，使農(nóng)作物減產(chǎn)，通過呼吸進(jìn)入人體內(nèi)，對人體的肝臟和神經(jīng)系統(tǒng)造成損害，危害企業(yè)生產(chǎn)工人及周圍人群的健康；另一方面導(dǎo)致?lián)]發(fā)性有機(jī)化合物原料的極大浪費(fèi)。具有針對性的印刷行業(yè)有機(jī)化合物排放標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，有利于控制和減少軟包裝行業(yè)對生態(tài)環(huán)境的破壞，促進(jìn)軟包裝行業(yè)向低碳化方向發(fā)展。 

    二、印刷復(fù)合的排放估算及相關(guān)指標(biāo) 

    1、印刷復(fù)合過程排放估算 

    ①凹版印刷過程的排放量 

    溶劑揮發(fā)量＝（K/G-K）×V×B(g/min)，其中K－油墨干量（g/m2）；G－固含量（%）；V－工作速度（m/min）；B－基材寬度（mm）。              

    ②干式復(fù)合過程的排放量 

    高速溶劑型膠黏劑干式復(fù)合機(jī)的溶劑排放量為：73.6+64.1＝137.7kg/h，溶劑排放濃度：1#烘箱＝73.6×1000/（60×60）＝20.444g/m3=20444mg/m3，2#烘箱＝64.1×1000/（45×60）＝23.740g/m3=23740mg/m3。        

    2、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 

    ①大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn) 

    GB16297-1996規(guī)定1997年1 月1日起設(shè)立的污染源中苯類、甲醇、非甲烷總烴的排放標(biāo)準(zhǔn)，

    標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：新污染源的排氣筒一般不應(yīng)低于15m。若新污染源的排氣筒必須低于15m時(shí)，其排放速率標(biāo)準(zhǔn)值按表中的外推計(jì)算結(jié)果再嚴(yán)格50%執(zhí)行。軟包裝企業(yè)的排氣筒一般均低于15m，因而實(shí)際的指標(biāo)要比表中嚴(yán)格得多。 

    碳?xì)浠衔锸莾H由碳和氫兩種元素組成的有機(jī)化合物稱為碳?xì)浠衔?，又叫烴。醋酸乙酯（C4H8O2）、醋酸丁酯（C6H12O）、丁酮又稱甲乙酮（CH3CH2COC H3）、乙醇（CH3CH2OH）等溶劑不屬于烴類，GB16297-1996沒有明確規(guī)定現(xiàn)階段軟包裝印刷復(fù)合常用溶劑的排放限量指標(biāo)。 

    關(guān)于苯類溶劑的排放限量，也是隨著GB/T10004－2008“苯類不檢出”要求的實(shí)施，軟包裝凹印油墨行業(yè)才全面正式進(jìn)入了無苯化時(shí)期，相對于GB16297－1996的規(guī)定遲滯了十年以上。而現(xiàn)在有些醇溶性膠黏劑使用甲醇作為其稀釋溶劑也是不符合GB16297要求的。 

    ②廣東省印刷行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)化合物排放標(biāo)準(zhǔn) 

    標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了軟包裝柔印使用的印刷油墨VOCs含量限值（為處于即用狀態(tài)以每升油墨所含多少克VOCs計(jì)算），見表2。     

    標(biāo)準(zhǔn)中沒有凹印油墨的VOCs含量限值，因?yàn)檐洶b凹印現(xiàn)在使用的還是溶劑型油墨，處于使用狀態(tài)的凹印油墨，其中75%～88%均是有機(jī)溶劑，使用溶劑的量不是評(píng)價(jià)凹印油墨的質(zhì)量指標(biāo)。 

    另外，在HJ/T 371－2007中，對水基凹印油墨的VOCs含量要求為≤30%，水基柔印油墨的VOCs含量要求為≤10%。水性油墨中通常也會(huì)含有一小部分溶劑，以改善對承印物的潤濕性和樹脂型黏合劑的可溶解性，并非完全解決了對空氣的污染問題，所以對油墨中的VOC含量進(jìn)行了限制。隨著聚合物化學(xué)和油墨配制技術(shù)的進(jìn)展，國外已經(jīng)使得柔性版水性油墨可以完全不含有機(jī)溶劑。 

    標(biāo)準(zhǔn)中還明確規(guī)定了軟包裝企業(yè)排氣筒VOCs排放限值（見表3）、無組織排放監(jiān)控點(diǎn)VOCs濃度限值（見表4）?，F(xiàn)有源自2010年11月1日起至2012年12月31日止執(zhí)行第Ⅰ時(shí)段限值，自2013年1月1日起執(zhí)行第Ⅱ時(shí)段限值；新源（2010年11月1日起環(huán)境影響評(píng)價(jià)文件通過審批的新建、改建、擴(kuò)建污染源）自2010年11月1日起執(zhí)行第Ⅱ時(shí)段限值。 

    標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了：排氣筒高度一般不應(yīng)低于15m，不能達(dá)到該要求的排氣筒，其排放速率限值按表3所列對應(yīng)排放速率限值的外推法計(jì)算結(jié)果的50%執(zhí)行。 

    和GB16297-1996進(jìn)行對比可知： 

    A、兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中均對苯類的排放作了明確的規(guī)定，而且廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)的要求總體上要嚴(yán)格得多，反映了軟包裝無苯化技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。 

    B、廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步規(guī)定了印刷過程中總VOCs排放指標(biāo)，在軟包裝印刷中的常用溶劑（如醋酸乙酯、丁酮、乙醇、醋酸丁酯等）的排放提供了具體的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)，可見廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)是更適合于軟包裝行業(yè)VOCs的專業(yè)性標(biāo)準(zhǔn)。 

    C、標(biāo)準(zhǔn)中對印刷的定義包含了印后加工過程，因而軟包裝復(fù)合、涂布過程的VOCs排放適用于該標(biāo)準(zhǔn)。 

    ③生產(chǎn)環(huán)境溶劑濃度 

    生產(chǎn)環(huán)境的有機(jī)溶劑濃度直接危害工人的身心健康，GBZ2－2002規(guī)定了工作場所空氣中有毒物質(zhì)容許濃度，部分溶劑的容許濃度見表5。      

    減少降低生產(chǎn)車間環(huán)境中有機(jī)溶劑的濃度應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 

    A、生產(chǎn)現(xiàn)場備用的油墨、粘膠劑、有機(jī)溶劑等應(yīng)密閉存放，以減少溶劑揮發(fā)。印刷涂布設(shè)備采用封閉式上墨涂膠系統(tǒng)將大大減少墨/膠盤中溶劑揮發(fā)對生產(chǎn)環(huán)境的污染。 

    B、設(shè)備的進(jìn)排風(fēng)量應(yīng)調(diào)節(jié)合理，盡量保持一定的負(fù)壓，熱風(fēng)不漏出，避免烘箱中高溶劑濃度廢氣對生產(chǎn)環(huán)境的污染。 

    C、車間環(huán)境應(yīng)有良好的通風(fēng)設(shè)施。 

    三、軟包裝行業(yè)的應(yīng)對措施 

    圖1中估算的高速凹印機(jī)烘箱排出的溶劑濃度為8158.9mg/m3、溶劑排放量為105.25kg/h。圖2中估算的高速溶劑型膠黏劑干式復(fù)合機(jī)的溶劑排放量為：137.7kg/h，溶劑排放濃度：1#烘箱=20444mg/m3，2#烘箱=23740mg/m3。 

    對比表3中的排放限值，可以看出：采用溶劑型油墨、膠黏劑的軟包裝生產(chǎn)企業(yè)，如果沒有安裝VOCS處理設(shè)施是不可能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的排放限值的。軟包裝企業(yè)的應(yīng)對措施，一是采用非揮發(fā)性有機(jī)溶劑的清潔化生產(chǎn)作工藝，二是安裝VOCS處理設(shè)施。 

    1.軟包裝的清潔化生產(chǎn)工藝 

    軟包裝的印刷方式中，主要還是凹版印刷，其使用的無苯油墨仍是溶劑型油墨，凹版油墨的水性化仍然是一個(gè)比較前沿的技術(shù)課題。在凹印版滾筒上水性油墨與溶劑型油墨的釋放機(jī)理是十分不同的，采用水性油墨替換溶劑型油墨就要求調(diào)節(jié)滾筒的制造（淺版化），以及對印刷所用的油墨和塑料薄膜進(jìn)行改性處理。水性油墨在柔性版印刷中比凹版印刷中得到了更快的應(yīng)用與發(fā)展，它們始終用于紙張印刷，常常也用于薄膜和復(fù)合材料的印刷。隨著油墨制造技術(shù)的提高，以及環(huán)保要求減少或去除油墨中的揮發(fā)性有機(jī)溶劑，水性油墨將得到越來越廣泛的應(yīng)用與普及。 

    傳統(tǒng)的溶劑型膠黏劑干法復(fù)合工藝伴隨著大量的有機(jī)溶劑排放（主要是醋酯乙酯及乙醇），近年推廣的水性膠（單組份和雙組份）干法復(fù)合技術(shù)在一定程度上緩減了溶劑型膠黏劑的環(huán)保壓力，但由于水性膠在功能上的局限性，其只在干燥輕包裝的復(fù)合結(jié)構(gòu)上得到了推廣應(yīng)用，不能全面取代溶劑型膠黏劑。一些企業(yè)限于設(shè)備的干燥能力、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜訂單量小等因素，對水性膠的應(yīng)用沒有足夠的熱情。 

    現(xiàn)階段正在推廣普及的無溶劑復(fù)合技術(shù)是今后取代傳統(tǒng)溶劑型干法復(fù)合的理想工藝，由于膠黏劑不含有機(jī)溶劑，因而無VOCs排放揮發(fā)的危害，是一種理想的清潔化生產(chǎn)技術(shù)。無溶劑復(fù)合技術(shù)在國外已取得了成功的應(yīng)用。另外，擠出復(fù)合、共擠復(fù)合也是值得軟包裝行業(yè)大力推廣的清潔化復(fù)合技術(shù)。 

    2. VOCS處理技術(shù) 

    目前，軟包裝的印刷復(fù)合工藝還不可能做到完全“無溶劑化”，因此對有機(jī)廢氣抽風(fēng)后集中處理是落實(shí)當(dāng)前環(huán)保政策的需要。有機(jī)廢氣處理技術(shù)主要有：熱力氧化法、吸附法、等離子體氧化分解法以及膜分離法等，這些方法概括起來分為二大類，一類是將揮發(fā)性有機(jī)物分離回收；另一類是使揮發(fā)性有機(jī)物無選擇地分解為CO2和H2O。 

    ①熱力氧化法 

    熱力氧化法包括直接焚燒、催化燃燒和蓄熱式氧化3種方法。催化燃燒法工藝原理：廢氣經(jīng)管道由風(fēng)機(jī)送入熱交換器，廢氣加熱到催化燃燒所需要的起燃溫度，通過催化劑床層，在催化劑作用下使有機(jī)廢氣發(fā)生無焰燃燒，氧化分解為CO2和H20，同時(shí)釋放大量熱能，達(dá)到去除廢氣中有害物質(zhì)的方法。其實(shí)質(zhì)是高溫環(huán)境下活性氧參與深度氧化而分解有機(jī)污染物，使其轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。催化劑的作用是降低活化能，表面具有吸附作用，在催化燃燒過程中，使反應(yīng)物分子富集于表面，加快反應(yīng)速度。由于催化劑的存在，催化燃燒的起燃溫度約為250～300℃，能耗遠(yuǎn)比直接燃燒法低。 

    ②吸附法  

    有機(jī)廢氣吸附法凈化處理的關(guān)鍵是吸附劑和吸附工藝設(shè)備的配置，利用吸附劑(粒狀活性碳、活性碳纖維、沸石和分子篩等)固體表面的吸附能力，使廢氣與大表面的多孔性固體物質(zhì)相接觸，廢氣中的污染物被吸附在固體表面上，使其與氣體混合物分離，達(dá)到凈化目的。此方法適用于中、低濃度有機(jī)廢氣治理，但能與活性碳發(fā)生反應(yīng)的VOCs和大分子高沸點(diǎn)的有機(jī)物，不宜采用該法回收處理。 

    ③等離子氧化分解法 

    等離子氧化分解法是利用高能電子射線激活、電離、裂解廢氣中各組分，使廢氣達(dá)標(biāo)排放。該方法適用于低濃度的有機(jī)廢氣治理，結(jié)構(gòu)和方法簡易、管理方便，設(shè)備投資低、運(yùn)行成本低，但不能回收溶劑。 

    ④膜分離法 

    膜分離法是一種高效的廢氣凈化分離方法，根據(jù)有機(jī)蒸汽混合體中各組分在壓力的推動(dòng)下透過膜的傳遞速率不同，而實(shí)現(xiàn)分離的過程，其核心部分是膜元件，為保證工藝過程順利進(jìn)行，膜的進(jìn)料側(cè)壓力要高于滲透后物流側(cè)的壓力。膜分離操作溫度為室溫，物質(zhì)不易發(fā)生相變化，具有節(jié)能、高效的特點(diǎn)。