2021-4-10 | 環境污染論文
一、膠印的環境污染問題
1.印刷過程中潤版液及油墨對環境的污染
相對于傳統的水潤版液來說,這種潤版方式可大大減少水的用量,又避免因水過量引起的紙張變形和油墨乳化,從而大大提高印刷效率。但是,由于異丙醇揮發后產生的醇蒸氣有毒,會對人體健康造成一定危害。目前印刷行業中廣泛使用的還是溶劑型油墨,它所用的溶劑主要是芳香烴類、酯類、酮類、醚類等有機溶劑,這些溶劑大都具有毒性,會污染所包裝的物品,且具有揮發性,污染環境并影響工人的身體健康,有機溶劑易燃、易爆,還存在生產安全隱患。
2.印刷過程中飛墨所帶來的污染
油墨不但在印刷過程中污染環境,危害身體健康,在印刷產品上的殘留物還會繼續污染環境,這些有機殘留物及所含的鉛、汞、鉻等有害物質還會危害印刷品使用者的身體健康。長期以來,飛墨現象一直困擾著整個印刷過程。印刷機在高速運轉時,墨輥間的墨膜被分裂、拉長,產生斷片,在表面張力的作用下,這些斷片收縮,形成眾多球狀的細小墨滴散落到空氣中,即所謂的飛墨現象。飛墨既是高速印刷過程中危害性極大的常見印刷故障,也是造成環境污染的原因。飛墨給印刷過程帶來的較大危害性有:
⑴對環境造成污染油墨飛散到空氣、機器設備、墻面等,輕者會影響環境的整潔、美觀,重者還會引發安全事故。
⑵對產品質量造成不良影響油墨飛散到印刷品上,會使印刷品表面產生一定程度的臟污,嚴重時會導致印刷品報廢。
⑶對人的身體健康造成不良影響目前油墨中普遍采用有機顏料、有機溶劑及添加劑,這些原材料中不少含有重金屬成分。這些有害物質會通過飛墨吸附到工人的皮膚表面,被吸入呼吸道,對操作人員的健康造成不良影響。
3.印刷過程中與油墨有關的輔料帶來的污染
目前,膠印離不開油墨,也少不了各種輔助材料。
⑴不可回收再利用材料,如橡皮布、膠紙帶、噴粉,可建立保養程序、使用程序、廢料集中回收收集裝置程序。
⑵可回收再利用的材料,如膠片、定影液和顯影液、印版、潤滑油、膠黏劑、裝幀材料,可建立回收系統,讓專業公司收集回收。汽、煤油作為一種有機溶劑,適用于很多行業,雖然絕大部分印刷企業逐步用清洗劑替代,但由于其價格低廉仍被大量使用。以印刷業比較發達的上海為例,還是有印刷企業或多或少地在使用汽、煤油作為清洗劑。質量合格的清洗劑與汽、煤油相比,清洗效果好,安全性能高,并且對人體及環境的污染危害小,但是價格比較高。但清洗劑也并非完美無缺的。首先,大部分合格清洗劑的閃點在40℃以上,最高的在200℃左右,但它仍屬于易燃物,如果操作不當,會存在爆炸可能。其次,溶解在清洗劑中的油墨等物質對人體及周圍環境造成的危害還是不容忽視的。
二、針對膠印中環境污染的處理
1.減少含有異丙醇類潤版液的使用
異丙醇是一種光化學氧化劑,受陽光照射會產生臭氧,從而出現所謂的“夏季煙霧”現象。光化學煙霧會刺激人的眼睛和呼吸系統,危害人的身體健康和植物生長。因此,異丙醇是一種對環境、植物、人體均有害的化學品,在印刷中減少其用量或不用是一種必然的趨勢。2.改進印刷裝置
⑴改進烘干裝置的控制系統
現在許多新型烘干裝置可直接測量承印物表面的溫度,而不像以前烘干裝置測量的是烘箱內的空氣溫度,這樣可以對承印物表面的溫度變化及時作出反應,調整風速和熱量,進而節省能源。
⑵循環使用熱風
在熱風出口處安裝熱交換器,對抽入的冷空氣進行預熱,這樣可以達到節能的目的。
⑶使用低溫烘干系統
這使得UV固化系統的使用效率大大提高,可使印張表面溫度降至40℃以下,干燥氣體用量減少一半,不僅減少了烘干能量的消耗,還降低了成本,而且避免了高溫干燥引起的印刷質量問題。⑷采用印刷品在線質量檢測系統及時發現廢品及時調整,采用色彩管理系統,提高印刷品質量,減少廢品。⑸各種預置和自動調整如油墨預置與快速調整和自動控制,紙張規格預置和相關機構聯動調整,紙張運動風量預置和優化,滾筒壓力預置和遙控調整,同步自動換版、印版位置自動識別和預套準系統等各種預置同步進行。
3.對印刷過程中產生危害的處理措施
⑴粉塵
印刷車間里,印刷過程中產生的紙毛以及其他物質形成的顆粒進入人體呼吸道后,根據其物理性狀,在呼吸道各部位通過截留、撞擊、沉降、彌散等方式沉積、貯留,大部分進入呼吸道的可被清除,小部分經長期積累,會對人體產生不同程度的影響。粉塵的防護措施:加強工藝改革,消除塵源或強化工藝自動化、機械化和密閉化水平;加強崗位局部的密閉、通風、除塵凈化措施,盡量使設備處于負壓狀態運行,防止粉塵外逸;定期監測作業環境中有害物質的濃度,保證濃度范圍符合相關衛生標準;確保車間有足夠的新風量補充,并對通風系統定期檢修、調試和維護保養,確保其有效運轉。
⑵噪聲
膠印機車間人員長期接觸噪聲后,會有頭痛、頭暈、耳鳴、心悸、睡眠障礙等癥狀出現。應對噪聲污染的措施有:合理規劃和設計廠區、廠房,將有噪聲源的設施盡量設置在廠區邊緣,并設立相應的隔離帶;將產生噪聲的設備盡量布置在廠房的下層及車間邊上,盡量減少對車間其他崗位的影響;在車間墻裙以上部位及吊頂、立柱上均放置吸聲材料,有效降低車間噪聲強度;操作人員佩戴護耳器,并定期檢查。
⑶廢水排放
膠印車間在清洗印版和橡皮布時,會產生少量潤版液和清洗劑廢液,廢液中的主要成分是異丙醇和油墨等,應委托具有危險廢棄物經營許可證的公司處置。
三.綠色印刷實踐和經驗
1.節能
上海世光印務有限公司選用T5節能燈管取代市場上普遍使用的T8燈管。照明用電測試的結果顯示,在相似的照明度下每支燈管的用電能耗降低了6W,此類T5燈管的節能效用達到30%以上。此外,在生產廠房內用95W的T5節能球型燈代替常用的250W鹵素燈,輪轉膠印車間采用發光二極管燈管代替T8燈管。這些措施使公司節約大量電費。
2.降耗減排
世光印務安裝使用卷筒紙分切設備,按各類印刷品幅面需要在生產前分切上機,避免市場上采購的常規紙張產生大小不一的邊角料,不僅為公司減少了物料成本,而且支持了森林環保事業。公司在生產過程中,輪轉及單張紙印刷機均使用低揮發性環保油墨。從2006年起,公司用環保清洗劑代替汽、煤油清洗墨輥;采用中央真空泵系統,減少單機使用的獨立真空泵。
3.潤版液的改進
為減少表面張力,確保印版表面水膜的質量,目前膠印機普遍采用醇類潤版液。世光印務在已安裝的4臺海德堡和3臺輪轉機組上全部采用免醇潤版液印刷工藝。采用這一工藝后,每年異丙醇的使用量大幅度減少,達到環保和節約的效果,但是這種代替品也帶來一些新的問題。
⑴免醇潤版液在水路系統傳遞過程中,對水路的穩定性和輥間壓力、膠輥表面狀況都有一定要求。這些要求主要是基于免醇潤版液的黏度比醇類潤版液的低,因此在橡膠輥上傳遞的水膜相對比較薄,在輥間壓力不平、膠輥表面破損或膠輥同心度不夠的情況下,免醇潤版液的傳遞就會出現不足或版面起臟。
⑵免醇潤版液揮發太慢,不利于機器降溫。
⑶免醇潤版液的消毒效果比醇類潤版液的差,印刷品干燥慢。
4.印刷飛墨環節的設備改造
為了減少印刷過程中的飛墨現象及印刷車間的空氣污染,在廢氣產生部位安裝排風罩,將產生的廢氣用排風系統排到專門的處理系統中,收集印刷過程中的揮發性有機化合物,應用活性炭纖維吸附有機廢氣回收凈化裝置,進行廢氣的回收與治理。據華測環境檢測站統計,該設備的改進使印刷車間廢氣的去除率達80%以上,甲苯去除率達95%以上,機器設備整潔、美觀。
5.曬版車間的設備改造
針對印前制片過程中的主要污染物,制訂相應的降耗減排措施:化學廢料、廢紙回收統一由供應商或合格的承包商定期回收;使用計算機直接制版技術可減少軟片輸出、顯影、定影和曬版等步驟,大大減少含銀、苯等的廢液排放。
6.膠印車間的廢水排放
選用環保油墨、免醇潤版液,但是膠印車間在清洗印版和橡皮布時,還會產生極少量的潤版液和清洗劑廢液,如果和生活污水一起排放還是達不到綠色環保的要求。考慮到生活污水可生化性好的特點,重新改造污水處理池,采用低能耗、低運行費用、低基礎建設費用、占地面積小、操作管理穩定方便的處理工藝——接觸氧化污水排放工藝。該工藝的原理如下:
⑴通過預處理沉淀的生產廢水與調節池內的生活污水一起進入水解酸化池。在池內的反應分為兩個階段:第一階段為水解酸化階段,通過水解池中的細菌將復雜的大分子、不溶性有機物在細胞外酶的作用下分解為小分子和溶解性有機物,然后滲入細胞體內,分解產生揮發性有機酸、醇、醛等,經過這一階段的反應,廢水的可生化性大大提高,以利于后續的生化處理;第二階段為產氫產乙酸階段,該階段在產氫產乙酸細菌的作用下,將第一階段產生的各種有機酸分解轉化成乙酸和H2,有時還會形成CO2。
⑵從水解酸化池進入接觸氧化池,利用羅茨風機提供好氧微生物賴以生存的溶解氧,以保證池內的好氧微生物正常生長。
⑶接觸氧化池的生物膜生長到一定厚度時,內層的微生物吸收不到氧分,厭氧微生物大量繁殖,逐漸轉變為優勢菌群,這些厭氧微生物將廢水中的有機物分解,產生氣體,使生物膜脫落。這些脫落的生物膜隨著水流一同排至豎流沉淀池進行泥水分離,沉至泥斗的生化污泥的一部分作為回流污泥經污泥泵回流至水解酸化池和接觸氧化池,以補充接觸氧化池和水解酸化池的微生物濃度;另一部分則作為剩余污泥排至污泥池。污泥池里的污泥定期由環衛部門處理。
⑷豎流沉淀池的清水達標后排放流入下水管網。經上海市浦東新區環保部門檢測,處理后的廢水達到DB31/199-1997《上海市污水綜合排放標準》要求。印刷如同衣、食、住、行,是現代生活必不可少的,在整個國民經濟和社會文化發展中發揮了不可替代的作用。隨著環保要求的提高和人們環保意識的增強,大力研制、開發環保型印刷材料,改進印刷工藝,發展和推廣環保印刷工藝,已經成為21世紀研究的首要課題。目前,我國印刷業在環保科技方面與發達國家相比仍存在較大的差距。因此,我國應加大對印刷環保產品和印刷工藝研究開發的投入,搞好科技推廣工作。
作者:葉輝 單位:上海世光印務有限公司