塑料造粒厂“三废”全景解析
——来源、危害、治理难点与经典案例
一、来源与行业归属
塑料造粒的废水、废气、粉尘并非孤立产生，而是横跨“资源回收—改性加工—终端制品”整条产业链。
原料端：废旧膜、编织袋、家电拆解塑料、汽车保险杠、外卖餐盒等再生料，携带油墨、油脂、重金属、阻燃剂。
加工端：熔融挤出（160–280 ℃）使高分子链断裂，释放 VOCs、HCl、苯乙烯；冷却水与喷淋水夹带悬浮颗粒、可溶性有机物。
成品端：热切粒、风送冷却产生微米级粉尘；包装口逸散残留单体，形成无组织恶臭。
简言之，造粒厂既是“城市矿产”的回收节点，也是多种污染物的二次释放源，行业属性同时隶属“再生资源利用”与“化工高温加工”。
二、污染物特点与危害
废气：成分谱图宽——苯系物、醛酮、氯化氢、二噁英前驱体；浓度脉冲式——换料 5 min 内 VOCs 可飙升 3 倍；嗅阈值低——甲硫醇类 0.07 ppb 即可引发居民投诉。
废水：COD 800–3 000 mg/L，B/C 仅 0.2–0.3，难生化；浊度高，含 30–200 mg/L 的 SS 与微塑料；氯离子 2 000–8 000 mg/L，对生化菌有抑制，同时加速金属构筑物点蚀。
粉尘：粒径 1–100 µm，堆积密度 0.3–0.5 g/cm³，表面吸附 VOCs 后成为“移动排放源”，遇静电火花即爆燃；色母粒中的碳黑粉尘还含有多环芳烃，吸入肺部后 90% 不可代谢。
健康层面，苯系物被 IARC 列为 1 类致癌，HCl 造成鼻隔膜穿孔；环境层面，VOCs 与 NOx 在阳光下生成臭氧，微塑料通过地表径流进入食物链，已在人体胎盘检出。
三、治理难点
原料波动导致排放指纹时刻变化，固定参数的工艺容易“水土不服”。
废气温度 60–120 ℃、含湿 15–25%，常规活性炭因水汽竞争吸附而 20 天即穿透；RTO 则面临 HCl 腐蚀蓄热陶瓷，半年就需更换。
废水高氯、高 COD、低可生化性，传统 A/O 工艺污泥松散、SVI 值 180 mL/g 以上，二沉池跑泥频繁；若采用 MVR 蒸发，母液中腐殖酸又造成沸点升高 8–10 ℃，能耗激增。
粉尘粒径跨度大，旋风只能捕 20 µm 以上，布袋面对 60 ℃ 含油湿气糊袋，3 个月阻力升到 2 000 Pa，风机电耗翻倍。
园区对“异味扰民”实行 24 h 走航监测，一旦嗅辨浓度超过 20（无量纲），企业即被停产，治理设施需兼顾“高效率”与“秒级响应”。
四、针对性解决方案
废气：先“降温除湿+气均化”，再“浓缩—氧化—资源化”。高温段采用耐腐蚀 2205 双钢喷淋塔，将 120 ℃ 尾气降到 35 ℃ 并脱除 90% 以上 HCl；低浓度 VOCs 经蜂窝分子筛转轮 10 倍浓缩后，进入催化燃烧床，反应温度 300 ℃，比 RTO 节天然气 40%。
废水：分质分流——高浓度母液采用“Fe-C 微电解+类芬顿”把长链有机物断链，COD 从 3 000 降到 800 mg/L；低浓度清洗水经“溶气气浮+AO-MBR”，利用嗜盐菌（Halomonas）在 1.5% 盐度下保持硝化速率 8 mgNH3-N/gVSS·h，出水 COD＜50 mg/L，氯离子不再累积。
粉尘：侧吸罩+旋流除湿器+PTFE 覆膜布袋，先脱油再除尘；对碳黑等导电粉体，在灰斗加氮气脉冲+隔爆阀，爆炸泄压面积按 EN 14491 计算，做到 1 秒内破膜泄爆。
全过程嗅觉管理：在厂界布设 8 套电子鼻，利用机器学习比对 56 种恶臭指纹，当某点位臭气浓度>15 时，DCS 自动把对应车间引风机频率从 30 Hz 升到 50 Hz，实现 3 分钟溯源、5 分钟达标。
五、经典案例深读
案例一：华南 6 万吨/年 PE 造粒 VOCs 深度治理
背景：企业以进口 LDPE 膜边角料为主，挤出线 12 条，原采用光氧+等离子，VOCs 排放 120 mg/m³，周边居民反复投诉。
工艺升级：
① 预处理——每条线设 1 套 304 不锈钢雾滴分离器，先脱除 95% 水雾与油雾，保护后续吸附剂；
② 浓缩——3 万 m³/h 大风量废气进入 8 台并联的蜂窝活性炭固定床，吸附饱和后 180 ℃ 热风脱附，浓缩比 12:1；
③ 催化燃烧——浓缩气 2 500 m³/h 经板式换热器预热到 280 ℃，进入钯系催化剂层，空速 15 000 h⁻¹，反应后温度升到 350 ℃，热回收率 70%，用于脱附热风循环；
④ 智能运维——床层压差、VOCs 在线 FID、催化层温度三参数接入 PLC，实现“压差>1.2 kPa 自动切换—脱附—冷却”无人值守。
效果：VOCs 排放浓度稳定在 25 mg/m³，低于《合成树脂工业污染物排放标准》（GB 31572-2015）特别限值 60 mg/m³；年削减 VOCs 256 t，回收热量折合天然气 22 万 Nm³，节省燃料费 110 万元；因停止夜间扰民补偿，企业免于 50 万元/年的环保税加征，全年综合效益 580 万元。
案例二：华东再生 PET 造粒全厂“水—气—尘”三位一体改造
背景：企业以废旧饮料瓶片为主，含标签胶、油墨，废气含 HCl、乙醛，废水 COD 2 200 mg/L、氯离子 5 000 mg/L，原有设施运行 3 年后锈蚀泄漏。
水治理：
① 高浓度脱胶水先经“pH 调节+气浮”去除胶体，再进入“铁碳-芬顿”氧化塔，HRT 45 min，COD 降至 600 mg/L；
② 混合清洗水采用“水解酸化+接触氧化+MBR”，MBR 膜选用耐氯 PVDF 材质，通量 15 L·m⁻²·h⁻¹，出水 COD 45 mg/L，浊度＜1 NTU，70% 回用于生产线，年节省自来水 12 万 t。
气治理：
① 挤出机真空口与模头设环形负压罩，总风量 1.8 万 m³/h，先经 2205 双相钢洗涤塔降温并脱除 95% HCl；
② 后接三床式 RTO，燃烧温度 850 ℃，停留时间 1.2 s，VOCs 去除率 99.3%，高温烟气经余热锅炉产 0.6 MPa 饱和蒸汽 1.2 t/h，用于瓶片热洗工序，年节省天然气 45 万 Nm³。
粉尘治理：
① 瓶片输送、干燥、包装 12 个产尘点全部加装不锈钢防爆除尘器，滤料选 550 g/m² PTFE 覆膜，排放浓度＜10 mg/m³；
② 灰仓设氮气保护及爆破片，爆炸泄压导管引至屋顶高空，保障车间安全。
综合效益：改造后企业成为区域首批拿到“绿色再生塑料”认证的单位，产品溢价 150 元/t；废水回用+余热回收年节省运行费用 620 万元；因排放指标优于同行，企业成功进入跨国日化巨头供应链，订单量增加 30%，两年收回全部 2 100 万元环保投资。
案例三：华北 3 万吨/日混合废塑料造粒“近零排放”示范
背景：园区集中处理 PP、PVC、ABS 等多品种废塑料，废气含苯乙烯、二氯甲烷，废水 COD 3 500 mg/L，总镍 1.5 mg/L，地方政府要求 2025 年达成“近零排放”。
工艺路线：
废气——“双塔六床”组合：一级酸洗塔脱 HCl，二级碱洗塔脱 Cl₂，随后六台并联的沸石转轮把 VOCs 浓缩 15 倍，再进入“蓄热催化氧化（RCO）”装置，反应温度 350 ℃，比 RTO 节天然气 35%，尾气 VOCs＜20 mg/m³，二噁英＜0.05 ng-TEQ/m³。
废水——“分盐资源化”思路：高盐母液经冷冻结晶→离心分离→NaCl 副产品纯度 98%，外卖融雪剂；重金属污泥经“硫化-板框”脱水后含固率 40%，送有资质单位回收镍、铬；清液段采用“AO-MBR+臭氧催化”，COD 降到 30 mg/L，氯离子 200 mg/L，全部回用于冷却循环水，实现废水零排放。
粉尘——全厂密闭化改造，采用“空气幕+微负压”理念，车间换气次数 6 次/h，含尘气流 100% 收集，经“旋风+覆膜布袋”两级除尘后，排放浓度＜5 mg/m³；收集的塑料灰掺入 30% 进入厂内垃圾衍生燃料（RDF）系统，替代煤炭 1 500 t/年。
示范效应：项目入选生态环境部“无废城市”典型案例，吸引 20 余批次企业参观；通过卖盐、卖 RDF、省煤、省水，年综合收益 1 200 万元，环保运行费用由“成本”转为“利润”；厂界电子鼻全年均值 12（无量纲），低于嗅阈 20，实现“群众零投诉、政府零处罚、企业零罚款”。
六、结语
塑料造粒厂的三废治理早已不是“单设备、单指标”的比拼，而是“分质分流—物化—生化—资源化—智能化”的系统工程。前述案例表明：只要抓住“原料指纹—排放特征—高效分离—能量回用”的主线，就能把环保投入转化为产品溢价、能源节约与品牌资产，实现环境效益与经济效益的同频共振。
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