一、塑料厂废水、废气、粉尘的来源行业及特点与危害概述
(一)废水来源行业及特点与危害
废水主要来自以“塑料加工与再生”为核心的几类行业:
塑料再生与清洗行业
典型企业:废塑料清洗造粒厂、废旧塑料回收企业。
主要产污环节:废塑料的破碎、清洗、分选、造粒前的水洗工序,以及生产设备清洗水、地面冲洗水。
特点:悬浮物(塑料碎片、标签、泥沙)极高;COD、BOD浓度偏高;往往含油类或少量助剂(如稳定剂、润滑剂等);水量波动大、间歇性强。sohu.com+1
塑料成型与制品行业
典型企业:注塑厂、吹膜厂、挤出管材/型材厂、发泡制品厂等。
主要产污环节:模具冷却水、设备冷却水、冷却塔排污、车间清洗水、少量喷漆/印刷废水(如有涂装)。
特点:有机物以可溶性或乳化油为主,COD中等;悬浮物主要是少量塑料粉末;水温偏高;可能有少量助剂、颜料等。sohu.com
含电镀/印刷/涂装工艺的塑料制品企业
典型企业:电镀塑料件厂、塑料表面喷涂/印刷企业。
主要产污环节:电镀前处理、电镀槽液更换、喷漆室水帘废水、印刷辊清洗水等。
特点:含重金属(Cu、Ni、Cr等)、氰化物、络合剂、高浓度有机溶剂等;有毒性和环境累积风险;pH和盐分波动大。sohu.com
总体危害方面:
对水环境:高COD、高悬浮物会直接耗氧,导致水体缺氧、发黑发臭;重金属与部分有毒有机物可通过生物富集,长期影响水生态。
对人体健康:若直接或间接进入饮用水源,重金属和部分有机污染物具有慢性毒性(肝肾损害、致癌风险等)。
对企业:排放不达标将面临环保处罚、停产整顿,并影响周边居民关系和企业形象。
(二)废气来源行业及特点与危害
废气主要来自以下几个塑料相关行业:
塑料成型行业
典型企业:注塑、吹塑、挤塑、吹膜、发泡等企业。
主要产污环节:树脂加热熔融、塑化、挤出和成型过程中释放的热分解气体和未反应单体。
特点:以VOCs为主,常见成分包括非甲烷总烃、苯系物(苯、甲苯、二甲苯)、醛类、酮类、酯类等;温度较高(50–90℃甚至更高);伴有明显刺激性气味。dgwchb.com+1
塑料造粒与再生行业
典型企业:废塑料回收造粒厂、塑料颗粒生产企业。
主要产污环节:废塑料预热、熔融挤出、造粒和冷却阶段,热分解与添加剂挥发。
特点:VOCs种类复杂且波动大;常含有氯、硫等元素的塑料会释放氯化氢、硫化氢、氯乙烯等酸性或高毒性气体;臭味强烈,环境敏感度高。sohu.com+1
塑料表面处理行业
典型企业:塑料喷涂、印刷、热转印、胶黏剂涂布企业。
主要产污环节:涂料/油墨中的溶剂挥发、固化炉排放等。
特点:有机溶剂浓度高,含酯类、酮类、芳香烃等;温度中等;气量大、浓度波动大,易形成“低浓度、大风量”特征。co188.com+1
总体危害方面:
对大气:VOCs是臭氧和PM2.5的前体物之一,是形成光化学烟雾的重要贡献因子;部分组分(如苯、氯乙烯)具有致癌性。
对人体:长期吸入可引发头晕、恶心、呼吸道刺激、肝肾功能损伤,严重时致癌或致畸。
对企业:异味投诉频发,环保督察和在线监测日益严格,高浓度VOCs存在安全风险(闪火点低、易燃易爆)。
(三)粉尘来源行业及特点与危害
粉尘主要来自以下塑料生产环节:
塑料原料处理与破碎行业
典型企业:塑料破碎厂、粉料配制厂、再生塑料破碎车间。
主要产污环节:塑料块、片材的机械破碎、粉碎、筛分、输送和投料过程。
特点:颗粒粒径范围宽,从微米级到几毫米不等;多数是可燃性高分子粉尘,部分(如PVC、含卤塑料)在高温下还释放有毒烟气;易发生二次扬尘。sohu.com+1
塑料制品成型与后处理行业
典型企业:注塑、挤出、管材切割、打磨、抛光企业。
主要产污环节:机头飞边切割、打磨、修边、抛光和开孔等工序。
特点:细小塑料粉尘和玻纤/矿物填料粉尘并存;部分工序伴有高温或火花,增加燃爆风险;粉尘可能带有一定静电,吸附力强。sohu.com
含填充材料或色母粒企业
典型企业:PVC地板、管材、钙塑板材企业等。
主要产污环节:粉料(碳酸钙、滑石粉、钛白粉等)的称量、混合、输送、挤出投料。
特点:粉尘中同时含塑料颗粒和高比例无机粉体,可吸入粉尘比例高;粉尘浓度高,车间能见度差;无机粉尘长期吸入可引起尘肺等呼吸系统疾病。xinlin66.com
总体危害方面:
对健康:长期吸入塑料粉尘及无机填料粉尘,可引起尘肺、慢性支气管炎、哮喘等职业病;含氯、含重金属成分的粉尘更具毒性。
对安全:大量可燃粉尘在一定浓度下遇点火源可发生燃爆,事故风险高。
对环境:粉尘外逸导致厂区及周边扬尘污染,影响空气质量与居民生活。
二、塑料厂废水、废气、粉尘治理难点与针对性解决方案概述
(一)废水治理难点与解决方案概述
难点方面:
废水成分复杂,含有难降解有机物(如添加剂、增塑剂、部分高分子低聚物),可生化性一般。
再生塑料清洗废水悬浮物极高、泥沙和塑料碎片多,易堵塞管道和设备。
水量与水质波动大,间歇生产导致冲击负荷严重。
含重金属或络合剂的废水需要先破络、沉淀再生化,工艺链长。
在工程实践中,通常采用“预处理—生化处理—深度处理”的组合工艺:
预处理环节
通过格栅/筛网拦截大块杂物;设置调节池进行水量水质均衡;高悬浮物废水一般先采用气浮或混凝沉淀,去除悬浮物和部分有机物,减轻后续生化负荷。sohu.com+1
生化处理环节
针对中等浓度可生化有机物,多采用厌氧(水解酸化)+ 好氧(接触氧化、A/O工艺、SBR、MBR等)组合:
厌氧段将大分子有机物断链,提高可生化性,同时回收部分沼气;
好氧段利用好氧微生物进一步降解有机物,去除COD、BOD和部分氨氮。wendoc.com+1
深度处理与回用环节
对于再生塑料清洗等要求回用率高的场景,会在生化出水后进一步采用混凝沉淀、砂滤、活性炭吸附,以及超滤、纳滤等膜处理,提高出水水质,使回用率达到70%–80%以上,减少外排。部分项目采用“气浮-厌氧-好氧”工艺,回用率达到80%以上,效果稳定。xuehi.cn
针对含重金属或电镀废水,则需先加碱调节pH并投加重金属捕集剂,经混凝沉淀去除大部分金属离子后,再进入常规生化或深度处理。
(二)废气治理难点与解决方案概述
难点方面:
成分复杂且波动大,不同树脂与添加剂组合导致废气组分多变。
PVC等含卤塑料废气含氯化氢等酸性气体,具有强腐蚀性。
注塑、吹塑等工序产生的废气多为“低浓度、大风量”,直接燃烧能耗高。
臭味问题突出,单纯一种技术往往难以同时解决VOCs和异味。
行业较为成熟的技术路线是“收集—预处理—主体净化—深度净化与排放控制”:
废气收集与预处理
在注塑机机头、挤出机口模、造粒机出料口等位置设置密闭集气罩,尽量减少无组织排放;管道设计中控制风速并预留检修口。对含油雾和颗粒物的废气,先通过旋风除尘器、油雾分离器、初效过滤器等去除大颗粒油滴和粉尘,延长后续设备寿命。sohu.com+1
主体净化技术选择
根据废气浓度、成分和排放要求,选择不同技术或组合:
催化燃烧(RCO)和蓄热式热氧化(RTO):通过催化剂或高温(约800℃)将VOCs彻底氧化为CO₂和水,净化率高且可回收热能,但一次性投资和运行能耗相对较高。
“活性炭吸附+催化燃烧/RCO”的组合,既保证处理效率又延长活性炭寿命,适合排放要求严、排放量大的项目。sohu.com+2
冷凝回收+吸附/燃烧:先通过冷凝回收高浓度有机溶剂,再进入吸附或燃烧处理,既减轻污染又带来资源收益。
生物过滤/生物滴滤:利用微生物降解VOCs和臭味物质,运行成本低,但需要稳定温湿度和适宜营养条件,维护要求较高。xinlin66.com
活性炭吸附:投资小、运行简单,但需定期更换或再生,适合间歇生产的中小企业。
UV光解/光催化氧化:利用高能紫外线和催化剂将有机物氧化分解,同时有一定除臭效果,但单级效率有限,多作为预处理或深度净化单元。dgwchb.com+1
对低浓度、中小风量、异味明显:
对中低浓度、大风量且对能耗敏感:
对中高浓度废气,特别是可回收溶剂的场合:
对高浓度、稳定性要求高的废气:
深度净化与排放控制
针对强臭味项目,可在主体净化后增加生物除臭、活性炭或光催化单元进行“把关”,并配备在线VOCs监测、温度与压差报警,确保长期稳定达标。
(三)粉尘治理难点与解决方案概述
难点方面:
塑料粉尘多为可燃性,存在燃爆风险,需要考虑防爆设计。
粉尘粒径范围宽、细粉比例高,对过滤设备效率和清灰机制要求高。
废旧塑料破碎过程粉尘常带有油污或纤维,易堵塞布袋或滤筒。
部分工位(如投料、混合)产生瞬时高浓度粉尘,捕集难度大。
总体治理思路是“源头密闭—高效捕集—安全除尘—合规排放/回用”:
源头密闭与局部排风
将破碎机、粉碎机、混合机、挤出机投料口等产尘设备尽可能密闭,并在关键点设置高效集气罩和局部排风,控制负压,避免粉尘外溢。sohu.com+1
高效除尘设备选择
常见方案包括:
旋风+布袋/滤筒组合:旋风除尘器先分离粗颗粒,布袋或滤筒进一步捕集细微粉尘,总除尘效率可达95%–99%,适合多数塑料加工车间。
脉冲布袋除尘器:通过脉冲反吹清灰,适用于高浓度、连续产尘场合;布袋材质可针对含油或含卤粉尘做防油、防水、防腐蚀处理。
滤筒除尘器:占地小、过滤面积大,适合车间空间有限、细粉比例高的场景。sohu.com+1
湿法抑尘与防爆措施
对塑料破碎等纤维或易燃粉尘,可在出料口设置水雾喷淋或湿式除尘系统,降低粉尘浓度并减少燃爆风险。对于易燃易爆粉尘,除尘系统需采用防爆风机、防爆电气和泄爆/隔爆设计,如设置泄爆片、火花探测与熄灭装置等。xinlin66.com
合规排放与回用
处理后废气通过达标排气筒高度排放,有条件的项目可将净化后的空气回送车间,实现节能。部分企业结合喷淋、除雾和活性炭吸附,同步去除粉尘和VOCs,实现“一机多用”。sohu.com+1
三、典型案例分析(两个经典项目,全方位文字说明)
下面选取两个具有代表性的工程案例:一个是废塑料清洗废水处理项目,以体现废水处理和回用;另一个是塑料注塑车间VOCs与粉尘综合治理项目,以体现废气+粉尘一体化解决方案。
(一)案例一:某废塑料清洗造粒厂废水处理与回用项目
项目基本情况
项目位于华南地区,是一家从事PET瓶、PE薄膜等废塑料回收与造粒的企业。生产流程主要包括:分选—破碎—热清洗—漂洗—脱水—挤出造粒。其中清洗与漂洗环节产生大量废水,日均废水量约100立方米。废水中含有大量悬浮塑料碎片、标签纸屑、泥土砂石,以及少量油污和添加剂,COD为1500–2500mg/L,悬浮物高达2000–4000mg/L。当地环保要求废水排放达到《污水综合排放标准》一级标准,同时鼓励企业提高回用率,减少外排。
废水处理工艺流程概述
该项目采用“格栅+调节+混凝气浮+水解酸化+接触氧化+二沉+砂滤+活性炭吸附”的组合工艺,核心思路是先通过物化手段去除高浓度悬浮物和部分COD,再通过生化进一步降解有机物,最后进行深度处理以满足回用和排放要求。
预处理阶段:
进水先经过粗细两道格栅,截留大块塑料片、标签和杂物,防止堵塞后续管道与泵。之后进入调节池,通过曝气搅拌均质均量,对水量与水质波动起到缓冲作用。调节池出水进入混凝反应池,投加聚合氯化铝(PAC)和少量聚丙烯酰胺(PAM),形成较大絮体。
物化处理阶段:
混凝反应后进入气浮池(DAF),溶气水在减压条件下释放大量微气泡,微气泡与絮体粘附上浮,形成浮渣被刮渣机连续去除。对废塑料清洗废水,气浮可高效去除比重接近水的塑料碎片和悬浮物,悬浮物去除率可达90%左右,COD去除率约40%–50%。xuehi.cn
生化处理阶段:
气浮出水先进入水解酸化池,利用兼性厌氧菌将大分子有机物水解为小分子有机物,提高可生化性。随后进入生物接触氧化池,池内悬挂弹性立体填料,形成生物膜,通过鼓风曝气维持好氧环境,微生物在填料表面降解有机物。通过控制合理的水力停留时间和曝气强度,该单元对COD、BOD的去除率可稳定在80%以上,同时去除部分氨氮。wendoc.com+1
深度处理与回用:
生化出水经二沉池进行泥水分离,上清液进入砂滤池,进一步去除细小悬浮物和胶体颗粒;随后进入活性炭吸附塔,去除残留的难降解有机物和色度。最终出水大部分回用于清洗工序,少量达标排放。实际运行中,该系统的回用率可达到80%以上,废水综合处理效果显著。xuehi.cn
主要处理设备优点说明
格栅与调节池
格栅有效拦截大块杂质,避免泵体和管道堵塞;调节池均质均量,大大降低后续物化和生化单元的冲击负荷,提高系统稳定性。
混凝气浮装置
对于比重接近1的塑料碎片和细小悬浮物,气浮比沉淀具有更高去除效率;气浮出水SS较低,可显著延长后续生化填料和滤料的寿命;气浮产生的浮渣可集中脱水后处置,便于管理。
水解酸化池
提升废水的可生化性,使部分难降解有机物转化为易生物降解的小分子,为后续好氧处理创造良好条件;兼具部分脱氮作用,减轻好氧池负担。
生物接触氧化池
生物膜法抗冲击负荷能力强,对水质水量变化适应性好;填料比表面积大,微生物浓度高,处理效率高且污泥产量相对较低;运行操作简单,自动化程度高。
砂滤与活性炭塔
砂滤池作为“最后一道防线”,进一步去除细微悬浮物,保护活性炭;活性炭塔对残留有机物和色度有很强的吸附能力,使出水水质稳定满足回用和排放要求;设备运行维护较为方便,通过定期反冲洗和更换炭即可维持稳定运行。
最终处理效果与企业效益
环保达标与风险降低
经过上述工艺处理后,出水COD、BOD、悬浮物、氨氮等指标稳定达到甚至优于国家和地方排放标准,回用段满足生产用水水质要求。企业基本实现了“少外排、高回用”的目标,降低了环保风险,减少了因排放不达标可能引发的罚款与停产风险。
资源节约与成本节约
废水回用率提高到80%以上,大幅降低了新鲜水取水量和自来水费用,同时减少了废水处理药剂和污泥处置成本。由于系统运行稳定,污泥产量和药剂消耗均可控,使得单位水处理成本明显低于单纯外排方案。
企业形象与社会效益
项目实施后,企业顺利通过当地环保部门验收,获得了“清洁生产示范企业”等荣誉称号,周边居民对水环境问题的投诉显著减少。良好的环保表现也增强了下游客户对企业的信任,有利于拓展再生塑料产品的市场份额。
(二)案例二:某塑料注塑车间废气与粉尘综合治理项目
项目基本情况
项目位于华东地区,为一家大型塑料制品公司,拥有数十台大型注塑机,主要生产家电外壳、汽车内饰件和日用塑料制品。生产过程中在机头和开模区域产生含VOCs的有机废气,主要成分为非甲烷总烃、苯系物及少量醛酮类有机物,伴随一定塑料粉尘和油雾;此外,后处理修边、打磨工序产生塑料粉尘。车间废气总风量约10000–15000立方米/小时,VOCs浓度属中低水平,但存在明显刺激性气味,粉尘浓度也较高,员工和周边居民投诉较多。
废气与粉尘处理工艺流程概述
项目采用“集中收集—初效过滤—高低压静电除油除烟—活性炭吸附/脱附—催化燃烧”的组合工艺,兼顾除尘、除油、除味和VOCs深度处理。
废气收集系统
在每台注塑机的模具上方设置密闭式集气罩,并通过耐高温软管与主风管连接,确保加热和开模时产生的废气和挥发物能被有效抽走;打磨、修边工位设置局部除尘罩和风管,与同一套废气净化系统相连接,实现废气与粉尘的一体收集。
预处理与除尘除油
收集后的废气首先进入初效过滤器,拦截较大颗粒和部分粉尘;然后进入高低压板式静电除油除烟装置,利用高压电场使油雾颗粒和细小粉尘荷电并在极板上沉积,有效去除大部分油雾和烟尘颗粒,减轻后续活性炭和催化燃烧单元的负荷,并防止堵塞。szyunlan.com
活性炭吸附与脱附
经过预处理的气体进入活性炭吸附塔,利用蜂窝活性炭的多孔结构吸附VOCs和剩余异味成分。活性炭塔设计为多段抽屉式,风速分布均匀,阻力较低,便于更换。当吸附接近饱和时,系统自动切换到另一塔进行吸附,饱和塔进入脱附再生流程,通过热风将吸附在活性炭上的高浓度VOCs解吸出来,形成高浓度小风量废气。dgwchb.com+1
催化燃烧(RCO)单元
来自活性炭脱附的高浓度废气被引入催化燃烧器,在贵金属催化剂作用下,在相对较低的温度(约300–400℃)下被氧化分解为CO₂和水蒸气,同时释放大量热量,通过换热器对进入催化燃烧的冷空气进行预热,以降低能耗。经过催化燃烧净化后的气体温度较高,可进一步通过热交换回收能量,最终达标排放。sohu.com+1
主要处理设备优点说明
集气罩与风管系统
合理设计的集气罩和风管使捕集效率达到90%以上,减少了车间无组织排放;软管连接适应注塑机移动和模具更换,维护方便;耐高温、耐腐蚀材料延长了系统寿命。
高低压静电除油除烟装置
对油雾和细小粉尘捕集效率高,运行阻力低,能耗相对较低;与传统的喷淋塔或布袋相比,没有二次废水处理问题,特别适合注塑废气中含油、烟尘的场景;设备采用模块化设计,便于清洗和维护。
蜂窝活性炭吸附塔
蜂窝活性炭具有发达孔隙结构,吸附容量大,且气流阻力比颗粒炭小,可降低风机能耗;抽屉式设计使更换活性炭更加快捷;配合自动切换和脱附控制系统,可实现连续稳定运行,减少人工操作。
催化燃烧装置(RCO)
在较低温度下实现VOCs的彻底氧化,分解效率可达95%以上;热回收率高,显著降低运行能耗;系统配备温度、压力和火焰检测等安全联锁,可靠性高;与单纯活性炭吸附相比,大大减少了危险废活性炭的产生量,降低二次污染。
最终处理效果与企业效益
环境与职业健康改善
项目投运后,车间内VOCs浓度和粉尘浓度显著下降,员工职业健康得到明显改善;厂界异味明显减轻,周边居民投诉大幅减少,监测数据显示废气排放满足国家和地方相关标准要求。
运行成本与经济效益
通过活性炭吸附与催化燃烧的组合,活性炭更换周期大大延长,危废处置成本显著降低;催化燃烧过程产生的热量可部分回用于加热新风或车间供暖,降低燃气或电耗。综合测算,单位废气处理成本低于传统单一活性炭吸附工艺,长期运行经济效益明显。
管理提升与示范效应
该项目建立了完善的在线监测与控制系统,可实时显示VOCs浓度、温度、压差等关键参数,异常情况自动报警,提高了企业环保管理的信息化水平。企业借此通过了清洁生产审核和ISO 14001环境管理体系认证,成为当地塑料行业VOCs治理的标杆项目,在招商引资和品牌形象上获得加分。
四、小结
通过对塑料厂废水、废气、粉尘的来源行业、特点危害、治理难点与典型技术的分析,以及两个经典工程案例的详细拆解,可以看出:
废水方面,废塑料清洗废水治理的关键在于“先除悬浮物、再生化降解、最后深度回用”,气浮-厌氧-好氧工艺在这一类项目中表现出良好的适应性和经济性。
废气方面,注塑、造粒、表面处理等行业需根据VOCs浓度、成分和臭味情况选择合理的组合工艺,“静电除油+活性炭吸附+催化燃烧”等组合可以在兼顾成本和排放标准的前提下实现长期稳定达标。
粉尘方面,通过密闭收集、高效除尘和必要的湿法抑尘与防爆设计,可以有效控制车间粉尘浓度和燃爆风险,改善作业环境。
对于企业来说,科学设计废水、废气、粉尘的综合治理方案,不仅能确保环保合规、降低罚款和停产风险,还可以通过废水回用和热能回收实现显著的节能与成本节约,同时提升企业形象和市场竞争优势。
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