印刷厂废水处理案例

印刷废水概述、来源、处理案例及难点解析

一、印刷废水介绍

印刷废水是印刷工业生产过程中产生的工业废水，具有污染物成分复杂、色度高、有机物浓度高、可生化性差等特点。其主要污染物包括油墨、颜料、染料、有机溶剂（如醇类、酯类、苯类）、表面活性剂、重金属（如铜、锌、铬）及各类添加剂（如分散剂、固化剂）等。废水的 COD（化学需氧量）通常在 1000-10000mg/L 之间，色度可达 500-5000 倍，部分凹印或柔印废水还可能含有难降解的高分子有机物及毒性物质，若未经处理直接排放，会对水体生态和人体健康造成严重危害。

二、印刷废水的主要来源

印刷废水的产生贯穿于印刷生产的各个环节，根据工艺阶段可分为以下几类：

1. 印前工序废水

   • 制版过程：如 CTP 制版、凹版制版时的显影、冲版废水，含有感光剂、显影剂、重金属离子（如铬）。
   • 印版清洗：制版后清洗印版产生的废水，含有油墨残留及清洗剂。

2. 印刷工序废水

   • 设备清洗：印刷机换版、换色时清洗墨辊、印版产生的废水，含有大量油墨颗粒、有机溶剂。
   • 油墨调配：调配油墨时清洗容器、工具产生的废水，有机物浓度高，色度深。
   • 润版液废水：胶印过程中使用的润版液（含醇类、表面活性剂）更换时产生的废水，COD 较高。

3. 印后工序废水

   • 覆膜 / 上光清洗：覆膜或上光工艺后清洗设备产生的废水，含有树脂、溶剂。
   • 废水处理副产物：如污泥脱水液，含有悬浮物及浓缩的污染物。

4. 不同印刷工艺的差异

   • 凹版印刷：使用溶剂型油墨，废水含苯、酯类等有机溶剂，毒性强，COD 极高。
   • 胶版印刷：以水基油墨为主，废水含润版液、少量油墨，有机物浓度相对较低，但色度高。
   • 柔版 / 丝网印刷：废水含水性油墨、溶剂型油墨混合污染物，成分复杂。

三、印刷废水处理典型案例

案例 1：某大型包装印刷企业废水处理工程（中国，2022 年）

• 废水水质：COD=8000-10000mg/L，色度 = 3000 倍，SS=500mg/L，含溶剂型油墨及少量重金属。
• 处理工艺：
  1. 预处理：调节池 + 混凝沉淀（投加 PAC/PAM）+ 气浮，去除悬浮物及部分有机物，COD 降至 4000mg/L 左右。
  2. 生化处理：UASB（厌氧反应器）+ 接触氧化池，利用厌氧微生物降解大分子有机物，COD 降至 1000mg/L 以下。
  3. 深度处理：臭氧氧化 + MBR（膜生物反应器），进一步去除色度及难降解有机物，COD 降至 50mg/L 以下，色度＜50 倍。
• 处理效果：出水达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准，回用于设备清洗，回用率达 70%。

案例 2：某凹印企业废水处理改造项目（德国，2021 年）

• 废水特点：含苯系物、酯类溶剂，COD=12000mg/L，毒性强，可生化性差（B/C＜0.2）。
• 处理工艺：
  1. 预处理：蒸馏回收有机溶剂（回收率＞90%）+ 高级氧化（UV/H₂O₂），分解毒性物质，B/C 提升至 0.35。
  2. 生化处理：A/O（厌氧 - 好氧）工艺 + 生物膜法，COD 降至 300mg/L。
  3. 深度处理：活性炭吸附 + 反渗透（RO），出水 COD＜10mg/L，达到欧盟《工业废水排放标准》，部分回用。
• 技术亮点：通过溶剂回收降低处理负荷，结合高级氧化改善可生化性，实现高难度废水的资源化利用。

四、印刷废水处理难点分析

1. 污染物成分复杂，难降解物质多

   • 油墨中的高分子树脂（如丙烯酸树脂、聚氨酯）、有机颜料及溶剂型有机物（如苯、甲苯）具有较强的抗生物降解性，常规生化处理难以去除。
   • 部分添加剂（如交联剂、防腐剂）含有重金属或毒性基团，对微生物具有抑制作用。

2. 色度去除难度大

   • 有机颜料、染料分子结构稳定（如偶氮、蒽醌类），常规混凝沉淀对色度去除率仅 30%-50%，需结合高级氧化（如臭氧、芬顿）或吸附（活性炭、树脂）才能有效脱色。

3. 水质水量波动剧烈

   • 印刷生产换版、换色频繁，废水排放量及污染物浓度（如 COD、pH）在不同时段差异显著（波动幅度可达 50%-100%），导致处理系统稳定性不足，需设置大容量调节池及自适应控制系统。

4. 毒性物质对生化系统的冲击

   • 溶剂型油墨中的苯系物、甲醛等对微生物具有毒性，当浓度超过阈值（如苯＞50mg/L）时，会导致厌氧或好氧菌群失活，需通过预处理（如气浮、吸附）预先去除毒性物质。

5. 处理成本高，技术集成要求高

   • 高浓度印刷废水通常需要 “预处理 + 生化 + 深度处理” 组合工艺，设备投资大（如 MBR、RO 膜组件成本高），且运行能耗（如臭氧氧化、曝气）及药剂费用（PAC、PAM）占比高，中小型企业难以承担。

6. 新兴油墨技术带来的新挑战

   • 紫外光固化（UV）油墨、水性油墨的广泛应用虽减少了有机溶剂排放，但 UV 油墨中的预聚物、光引发剂仍属于难降解有机物，水性油墨的表面活性剂（如烷基苯磺酸盐）会增加废水泡沫及 COD 负荷。

五、未来发展方向

针对印刷废水处理难点，未来技术趋势包括：

• 源头减排：推广水性油墨、无醇润版液，减少有毒污染物产生；优化清洗工艺，采用逆流清洗或溶剂回收技术降低废水量。
• 高效预处理技术：开发新型催化氧化（如非均相催化臭氧）、电化学氧化等技术，提升难降解有机物的去除效率。
• 智能化处理系统：通过在线监测（COD、pH、毒性指标）与自动化控制，实现处理工艺的动态调节，提高系统抗冲击能力。
• 资源化利用：通过膜分离、蒸发结晶等技术实现废水回用或污染物（如油墨树脂、溶剂）的回收再利用，降低处理成本。

印刷废水处理需结合行业特点，从工艺优化、技术创新及管理提升多维度突破，以实现环保达标与经济可行性的平衡。