黃貞嵐，桂雙林，江成，龔媛媛

(江西省科學(xué)院，江西南昌 330096)

塑料廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及日常生活中，隨著塑料的大量使用，廢塑料產(chǎn)生量亦隨之大增，廢棄在環(huán)境中的塑料形成“白色污染”。目前廢塑料的處置方法主要有焚燒回收能量、填埋處理、回收再生利用和化學(xué)熱解回收等，廢塑料回收再生利用符合資源循環(huán)利用和生態(tài)文明建設(shè)理念，應(yīng)積極推廣。在廢塑料再生利用生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)化合物（Volatile Organic Compounds，VOCs），會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，VOCs是形成細(xì)顆粒物（PM2.5）和臭氧（O3）的重要前體物，對(duì)氣候變化也有影響，是環(huán)境空氣質(zhì)量重要的影響因子之一[1]。

VOCs治理技術(shù)很多，但有些企業(yè)沒有根據(jù)VOCs成分和濃度的差異來選擇治理方案，即使選擇了高效治理技術(shù)，也未取得理想的治污效果；有些企業(yè)治理設(shè)施簡(jiǎn)易或治理工藝單一，治理效果也達(dá)不到要求；有些企業(yè)作坊式加工，生產(chǎn)工藝落后，缺乏監(jiān)管，VOCs不處理就直接排放[2]。針對(duì)這些問題，本文提出了廢塑料再生利用過程企業(yè)VOCs綜合治理方案。

1 VOCs產(chǎn)生環(huán)節(jié)及成分分析

1.1 廢塑料成分

每個(gè)企業(yè)回收的廢塑料來自不同的地方，廢塑料成分也不一樣，廢塑料的成分主要為聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物（ABS）、聚氯乙烯（PVC）和聚丙烯（PP）等。

1.2 VOCs產(chǎn)生環(huán)節(jié)

廢塑料再生利用生產(chǎn)流程大致相似，都有熱熔和擠出工序，以廢塑料造粒生產(chǎn)[2]為例，對(duì)廢塑料造粒生產(chǎn)工藝流程（圖1）中VOCs產(chǎn)生環(huán)節(jié)進(jìn)行介紹。

圖1 廢塑料造粒生產(chǎn)工藝流程圖

（1）濕式破碎、清洗：將回收的廢塑料送入破碎機(jī)進(jìn)行破碎，破碎采用濕式作業(yè)，可以減少粉塵的產(chǎn)生；把破碎后的原料送入清洗機(jī)中清洗，清洗原料表面附著的灰塵、泥沙等，清洗過程不使用清洗劑；此過程產(chǎn)生廢水和噪聲，清洗廢水排入污水處理廠處理。

（2）甩干脫水：清洗后的原料送至脫水機(jī)，將塑料片上的水分甩干；此過程產(chǎn)生廢水和噪聲，脫水產(chǎn)生的廢水排入污水處理廠。

（3）造粒：將甩干塑料送入造粒設(shè)備加熱，采用電加熱，不同的塑料加熱溫度不同，加熱溫度控制在150～240 ℃，此溫度范圍低于塑料的分解溫度；將塑料碎片加熱至熔融狀態(tài)，再由擠出機(jī)擠出，熔融物料在壓力作用下經(jīng)過網(wǎng)篩過濾；過濾后的熔融物料通過?？诤蟪蓷l狀，浸沒在冷卻水槽中進(jìn)行冷卻（溫度控制在30～35 ℃），最終形成塑料條；塑料條料由切粒機(jī)進(jìn)行切粒加工，形成長(zhǎng)0.5～1.0 cm的塑料粒子；此過程產(chǎn)生廢氣VOCs、邊角料、廢網(wǎng)篩與噪聲。

廢塑料造粒生產(chǎn)工藝中，VOCs產(chǎn)生環(huán)節(jié)主要是熱熔和擠出工序。

1.3 VOCs成分分析

不同廢塑料的熱熔溫度和熱分解溫度不同，PE、PP、ABS和PS造粒熱熔控溫分別為150～220 ℃、170～240 ℃、217～237 ℃和150～220 ℃，PE、PP、ABS和PS熱分解溫度分別為320 ℃、350 ℃、250 ℃和300 ℃。造粒過程分為輸送段、熔融段、均化段，輸送段溫度控制在接近塑料熔點(diǎn)溫度，熔融段溫度控制在略高于塑料熔點(diǎn)溫度，均化段溫度控制在略高于熔融段溫度，擠出機(jī)機(jī)筒各段溫度均遠(yuǎn)低于塑料分解溫度，確保塑料原料不分解、不碳化、不改變特性。但在加熱時(shí)，由于局部過熱和原料中殘存少量未聚合的單體，PE、PP、PS和ABS廢塑料在熱熔、擠出過程中分別有少量的乙烯、丙烯、苯乙烯、烯烴和苯乙烯等單體有機(jī)物揮發(fā)至空氣中，統(tǒng)稱為VOCs，并有少量惡臭氣體產(chǎn)生。

2 廢塑料再生利用企業(yè)VOCs綜合治理方案

廢塑料再生利用企業(yè)VOCs綜合治理方案主要包括企業(yè)入園管理、廢塑料的來源控制、先進(jìn)生產(chǎn)工藝采用、VOCs的有效治理及企業(yè)和園區(qū)的環(huán)境管理等。

2.1 企業(yè)入園管理

有些廢塑料加工企業(yè)在集散地作坊式生產(chǎn)，產(chǎn)生的VOCs不處理直接排放，造成環(huán)境污染，各地相關(guān)部門為了整治廢塑料加工企業(yè)，要求企業(yè)進(jìn)入工業(yè)園區(qū)，由園區(qū)統(tǒng)一監(jiān)管，禁止小、散、污的作坊式塑料加工單元入園，園區(qū)管委會(huì)是廢塑料生產(chǎn)企業(yè)管理主體，也是園區(qū)污染防治的責(zé)任人。

2.2 廢塑料來源的控制

企業(yè)必須控制廢塑料的來源，禁止回收含有危險(xiǎn)廢物、農(nóng)藥類、醫(yī)藥類等廢舊塑料包裝袋及進(jìn)口的廢塑料，對(duì)廢塑料來源進(jìn)行記錄備案。

2.3 采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝

廢塑料再生利用生產(chǎn)工藝朝著智能化、模塊化、自動(dòng)化發(fā)展，通過采用全密閉、連續(xù)化、自動(dòng)化等生產(chǎn)技術(shù)及高效的工藝與設(shè)備等，可以減少生產(chǎn)過程中VOCs的無組織排放。如塑料造粒選擇節(jié)能熔融造粒技術(shù)，熱熔和擠出工序?qū)嵭忻荛]操作，熱熔溫度低于廢塑料的分解溫度，熔融造粒過程中不使用有毒有害的添加劑或助劑；含鹵素廢塑料采用低溫熔融造粒工藝，使用自動(dòng)出渣設(shè)備或可重復(fù)利用的濾芯替代普通濾網(wǎng)，減少?gòu)U濾網(wǎng)產(chǎn)生[3]。

2.4 VOCs治理措施

2.4.1 廢氣的收集

廢氣的收集效果直接影響VOCs排放量，運(yùn)行良好的廢氣收集系統(tǒng)可以減少VOCs無組織排放。根據(jù)廢塑料造粒VOCs產(chǎn)生環(huán)節(jié)分析，VOCs主要是在熱熔和擠出工序產(chǎn)生，要求對(duì)熱熔工段實(shí)行密閉操作，在螺桿擠出機(jī)出料口上方設(shè)置集氣罩，集氣罩設(shè)置應(yīng)符合《排風(fēng)罩的分類及技術(shù)條件》（GB/T 16758—2008）規(guī)定，廢氣收集效率應(yīng)大于90%，收集的廢氣進(jìn)入廢氣處理設(shè)施[3]。

2.4.2 廢氣中VOCs處理措施

廢氣VOCs的處理是控制VOCs排放量的關(guān)鍵步驟，VOCs處理技術(shù)很多，企業(yè)應(yīng)采用多種技術(shù)組合工藝治理廢氣，根據(jù)廢氣成分和濃度差異選擇適宜的VOCs治理技術(shù)。低濃度、大風(fēng)量的廢氣宜采用活性炭吸附、光催化氧化、等離子—光催化復(fù)合法等技術(shù)；高濃度廢氣應(yīng)先進(jìn)行溶劑回收，難以回收的，宜采用高溫焚燒、催化燃燒等技術(shù)[3]；低濃度廢氣也可采用生物法處理[4]。

從廢塑料造粒生產(chǎn)工藝分析，廢氣污染物成分主要是乙烯、丙烯、苯乙烯、烯烴和苯乙烯等有機(jī)物，廢塑料造粒產(chǎn)生的VOCs濃度較低，風(fēng)量較大，應(yīng)采用多種技術(shù)的組合工藝，如可以選用活性炭多級(jí)串聯(lián)吸附處理工藝并定期更換活性炭，廢舊活性炭應(yīng)再生或按要求處置；對(duì)于廢塑料加工產(chǎn)生的惡臭異味采用低溫等離子、光催化等技術(shù)進(jìn)行處理；廢棄濾網(wǎng)、熔融殘?jiān)占幚恚辉跓o燃燒設(shè)備和煙氣凈化裝置的條件下用焚燒方式處理塑料擠出機(jī)過濾網(wǎng)片[4]。

2.5 加強(qiáng)環(huán)境管理

企業(yè)對(duì)VOCs的處理需要全面管控，實(shí)施精細(xì)化管理。回收的塑料要有詳細(xì)的回收、運(yùn)輸、貯存、分選、改性、造粒、制品等相關(guān)生產(chǎn)記錄；建立完善的污染防治制度，環(huán)保設(shè)施運(yùn)行管理由專職人員負(fù)責(zé)，并定期維護(hù)環(huán)境保護(hù)設(shè)施；按要求建立完整的廢水處理、廢氣治理、固體廢物處置等環(huán)境保護(hù)相關(guān)記錄；合理設(shè)置點(diǎn)位、規(guī)范采樣方式、選取代表性的監(jiān)測(cè)時(shí)段，在廢氣排氣筒設(shè)置永久采樣和監(jiān)測(cè)的采樣口、采樣監(jiān)測(cè)平臺(tái)，在廢氣排放口設(shè)立VOCs在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)，按要求配備VOCs自動(dòng)監(jiān)控設(shè)施，并與屬地生態(tài)環(huán)境部門聯(lián)網(wǎng)[5]。

園區(qū)管委會(huì)應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)控管理，可靈活采用現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)、走航監(jiān)測(cè)、網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)等手段，在VOCs排放集中的工業(yè)園區(qū)和產(chǎn)業(yè)集群區(qū)域設(shè)置有效的監(jiān)測(cè)溯源與預(yù)警網(wǎng)點(diǎn)和設(shè)施。

3 結(jié)語

廢塑料造粒VOCs產(chǎn)生環(huán)節(jié)主要是熱熔和擠出工序，VOCs主要成分是乙烯、丙烯和苯乙烯等有機(jī)物。本文提出了企業(yè)入園管理、廢塑料來源控制、采用先進(jìn)生產(chǎn)工藝、加強(qiáng)VOCs治理、強(qiáng)化企業(yè)和園區(qū)的環(huán)境管理等VOCs綜合治理方案，旨在有效減少VOCs排放，為廢塑料再生利用企業(yè)和工業(yè)園提供一定參考。