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塑料造粒行业作为资源再生利用的关键环节,在环境保护日益受到重视的今天,其产生的废水、废气和粉尘治理成为了企业生存与发展的核心议题。以下将详细阐述塑料造粒厂污染物的来源、特点、危害,分析处理难点与解决方案,并通过两个经典案例进行深度解析。

一、 塑料造粒厂废水废气粉尘的来源、特点与危害

1. 来源行业

塑料造粒厂的污染物主要来源于废旧塑料回收再生行业。具体细分包括:

废塑料清洗与破碎行业:主要针对生活废旧塑料(如矿泉水瓶、油桶、塑料袋)及工业废旧塑料(如废膜、废编织袋)的预处理过程。

塑料改性与挤出行业:在塑料颗粒的熔融、挤出、造粒成型过程中产生的排放。

混合废旧塑料分拣行业:在处理成分复杂、种类繁多的混合废料时产生的多源污染物。

2. 特点与危害

(1)废水

来源与特点:主要来源于废塑料的清洗工序(去除标签、泥沙、油污)。其特点是有机物含量(COD)较高,悬浮物(SS)极大,含有大量泥沙、塑料碎片以及少量的油脂、洗涤剂残留。如果是清洗含有油污的废塑料(如机油壶、化工桶),废水中还会含有石油类物质,pH值波动较大。

危害:若直接排放,会消耗水体溶解氧,导致水体富营养化,产生恶臭,严重影响水生生物生存。其中的重金属和有毒添加剂会通过食物链富集,最终危害人类健康。

(2)废气

来源与特点:来源于塑料熔融挤出过程。不同塑料在高温下会释放出不同的有机气体,统称为挥发性有机物。其特点是成分复杂,通常含有非甲烷总烃、苯乙烯、甲苯、氯化氢等刺激性或有毒气体,且伴有明显的“塑料味”或焦糊味。废气通常具有温度高、湿度大、且含有一定颗粒物的特性。

危害:VOCs是形成臭氧(O3)和细颗粒物(PM2.5)污染的重要前体物,对区域大气环境质量影响严重。长期吸入会对人体的呼吸系统、神经系统造成损伤,甚至致癌。某些含氯塑料(如PVC)燃烧或高温裂解还会产生二恶英等剧毒物质。

(3)粉尘

来源与特点:来源于废塑料的粉碎、混合、输送和投料过程。其特点是粒径小、密度低,由于塑料摩擦易产生静电,导致粉尘吸附在设备或墙壁上。某些工程塑料粉尘还可能具有易燃易爆的特性。

危害:高浓度的粉尘可导致尘肺病。若在密闭空间内浓度达到爆炸极限,遇火星极易引发粉尘爆炸事故。此外,粉尘散落在厂区会影响能见度,造成二次扬尘污染。

二、 塑料造粒厂废水、废气、粉尘处理难点及针对性解决方案

1. 处理难点

废水方面:水质水量波动大,冲击负荷强;含油废水中油水乳化严重,难以通过简单的沉淀分离;塑料碎片容易堵塞管道和泵体。

废气方面:废气成分随原料种类变化极大,单一工艺难以适应所有工况;废气中含有一定量的焦油状粘性物质,容易堵塞活性炭孔隙或催化床层;废气温度较高,需要先降温处理。

粉尘方面:由于粉尘细且带有静电,普通布袋容易产生“糊袋”现象;粉碎车间通常为开放式或半开放式,收集难度大,无组织排放控制难。

2. 针对性解决方案

(1)废水处理解决方案
针对含油和悬浮物高的特点,通常采用“物理+生化”组合工艺。

预处理:采用格栅拦截大颗粒,再经气浮机(DAF)去除乳化油和细小悬浮物,必要时投加破乳剂和混凝剂。

生化处理:采用厌氧(如UASB)+好氧(如接触氧化或SBR)工艺,降解水中的溶解性有机物。

深度处理:对于要求回用的企业,后续增加多介质过滤和超滤/反渗透(RO)系统,实现产水回用,零排放。

(2)废气处理解决方案
针对成分复杂、有粘性的特点,采用“冷凝+喷淋+吸附/焚烧”的组合工艺。

降温除油:废气经集气罩收集后,首先进入冷凝器或旋流塔降温,并去除部分大颗粒油雾和粉尘,防止堵塞后续设备。

核心净化

低浓度方案:采用“UV光氧催化+活性炭吸附”,利用紫外线光裂解恶臭气体分子,再用活性炭吸附残留有机物,成本低廉。

高浓度方案:采用“RTO(蓄热式热氧化)”或“RCO(蓄热式催化燃烧)”,在高温下将有机物彻底分解为二氧化碳和水,净化效率高。

(3)粉尘处理解决方案
针对细粉和静电问题,采用高效的脉冲除尘技术。

收集系统:在粉碎机进料口和出料口设置密闭集气罩。

除尘设备:选用脉冲袋式除尘器滤筒除尘器。针对易燃易爆粉尘(如PP、PE粉),需选用防静电滤料,并配备泄爆片和火花探测熄灭装置。

三、 塑料造粒厂废水、废气、粉尘处理案例详解

案例一:某大型再生PET(聚酯)瓶片清洗加工厂

1. 案例相关情况
该企业主要从事废旧矿泉水瓶、可乐瓶的回收清洗与加工,日处理废料100吨。在生产过程中,产生大量含有标签纸屑、胶水、泥沙及少量残留糖分的清洗废水,以及破碎工序产生的PET粉尘和少量异味。由于原料来源复杂,废水SS极高,且COD波动大,曾是当地环保部门的重点监管对象。

2. 处理工艺

废水处理工艺流程
原水 -> 格栅井 -> 调节池 -> 混凝反应池 -> 涡凹气浮机 -> A2/O生化池(厌氧-缺氧-好氧) -> 二沉池 -> 多介质过滤器 -> 消毒池 -> 达标排放/回用。

粉尘处理工艺流程
粉碎机粉尘 -> 密闭集气罩 -> 管道 -> 脉冲反吹滤筒除尘器 -> 15米排气筒排放。

3. 对应的处理设备优点说明

涡凹气浮机:相较于传统的溶气气浮,该设备无需压力容器和空压机,能耗低,且对SS去除率极高,特别适合去除废水中细小的塑料碎屑和轻质标签纸。

A2/O生化池:通过厌氧、缺氧、好氧的交替环境,具备同步脱氮除磷的功能,耐冲击负荷能力强,能适应PET清洗水水质波动大的特点。

滤筒除尘器:采用了折叠式滤筒,过滤面积是同体积布袋除尘器的数倍,体积小巧,占用空间少,非常适合PET粉尘这种干燥、细微的颗粒物收集。

4. 最终处理效果
经过处理后,出水COD稳定在80mg/L以下,SS低于30mg/L,水质清澈,达到《污水综合排放标准》一级标准,其中60%的处理水回用于清洗工序,大幅降低了自来水消耗。车间粉尘排放浓度低于10mg/m³,工作环境显著改善。

5. 给企业带来的效益

环境效益:彻底解决了废水外排导致的河流污染问题,消除了厂区粉尘飞扬现象,通过了环保部门的验收。

经济效益:通过中水回用,每年节约水费约20万元;回收的PET粉尘和沉淀池的塑料渣经干燥后可作为低等级原料出售,变废为宝。

社会效益:树立了再生资源行业的绿色标杆,提升了企业形象,避免了因环保违规导致的停产整顿风险。

案例二:某混合塑料(PE/PP/ABS)造粒及改性加工厂

1. 案例相关情况
该工厂主营工业废塑料的造粒改性,原料包括PE膜、PP破碎料及ABS工程塑料。由于原料种类杂,且在高温熔融挤出过程中添加了偶联剂、润滑剂等助剂,产生的废气成分复杂,含有大量的非甲烷总烃、刺激性异味及一定量的烟气。该工厂曾因废气扰民被多次投诉。

2. 处理工艺

废气处理工艺流程
挤出机口 -> 集气罩(带风帘) -> 主管道 -> 一级水喷淋塔(降温+除油) -> 二级干式过滤器(除雾) -> 三级活性炭吸附脱附+催化燃烧装置(CO) -> 达标排放。

粉尘处理工艺流程
混料机/投料口 -> 通风管道 -> 旋风除尘器(预除尘) -> 防爆脉冲布袋除尘器 -> 排放。

3. 对应的处理设备优点说明

水喷淋塔:作为预处理单元,不仅能有效降低高温废气温度(从200℃降至60℃左右),还能洗去废气中水溶性的成分和部分焦油状液滴,保护后续的催化燃烧设备和活性炭不被堵塞。

活性炭吸附脱附+催化燃烧(CO):这是该系统的核心。活性炭具有高比表面积,能将有机废气浓缩吸附。当吸附饱和后,利用热空气进行脱附,脱附出的高浓度小风量有机气体进入催化燃烧床,在300℃左右催化剂作用下无焰燃烧,最终转化为无害的CO2和H2O。该设备运行阻力小,净化效率高达97%以上。

防爆脉冲布袋除尘器:针对ABS和PP粉尘可能存在的静电爆炸风险,设备本体采用了防静电滤袋,并配置了泄爆门和重力防爆装置,确保在高粉尘浓度下的运行安全。

4. 最终处理效果
治理后,非甲烷总烃排放浓度低于40mg/m³,臭气浓度(无量纲)低于500,完全满足《挥发性有机物排放标准》中的严格限值。车间内部无明显异味,厂界周边异味投诉归零。

5. 给企业带来的效益

合规效益:解决了困扰企业多年的异味扰民投诉,使企业能够合法合规连续生产,不再面临被关停的风险。

运行效益:催化燃烧(CO)设备启动快,且燃烧产生的热能可回用于脱附过程,相比直接热氧化(RTO)节省了约30%-40%的天然气能耗,运行成本可控。

安全效益:防爆除尘系统的投入使用,消除了粉尘爆炸的重大安全隐患,保障了员工的生命财产安全,降低了企业的安全管理压力。

综上所述,塑料造粒厂的污染治理并非单一技术的应用,而是需要根据具体的原料性质、生产工艺和排放标准,进行科学系统的组合设计。通过上述案例可以看出,投入适宜的环保设施,不仅是法律的要求,更是企业实现降本增效、可持续发展的必由之路。