塑料注塑厂废水、废气、粉尘的来源、特点、危害及治理难点与解决方案
一、污染源的行业分布与特性
塑料注塑厂的废水、废气、粉尘贯穿于塑料全产业链，涵盖原料合成、改性加工、制品生产及废旧塑料回收等环节。
废水：主要来自树脂聚合反应冷却水、设备清洗水、印刷清洗废水及废气洗涤水。例如，聚乙烯（PE）造粒厂的冷却塔排污水含少量增塑剂和悬浮物，废旧塑料清洗废水则含有高浓度COD（可达3000mg/L）和重金属（如Cd、Pb）。
废气：高温熔融（挤出、注塑、吹塑）、添加剂混炼及表面处理（喷涂、印刷）是主要排放源。典型污染物包括苯系物（苯、甲苯、二甲苯）、酯类（乙酸乙酯）、氯化氢（PVC加工）及二噁英（焚烧过程）。
粉尘：原料输送（如聚氯乙烯粉体）、配料混合（碳酸钙填料）及废旧塑料破碎环节易产生粉尘，其特点是质轻、易静电吸附，部分含可燃挥发分（爆炸下限低至30g/m³）。
二、治理难点与针对性解决方案
废水治理难点：
水质波动大：原料类型（如粗料含杂质多）导致COD浓度波动范围达500-2000mg/L。
难降解有机物多：增塑剂、稳定剂等疏水性物质可生化性差。
重金属抑制微生物活性：含Cd、Pb废水需预处理去除。
解决方案：采用“分质收集+物化预处理+生化主体+深度氧化”组合工艺。例如，高含砂废水先经斜板沉淀回收砂砾，综合废水通过“混凝沉淀+水解酸化+接触氧化+活性炭过滤”处理，确保出水COD≤30mg/L。
废气治理难点：
浓度波动大：注塑废气浓度低（50-150mg/m³）但气量大（30万m³/h），喷涂废气则浓度高（3000-5000mg/m³）但气量小。
含氯组分腐蚀设备：PVC加工废气中的HCl需耐腐蚀管道（如玻璃钢）。
无组织逸散占比高：70%以上废气来自移动源或敞开面。
解决方案：
低浓度废气：采用“沸石转轮浓缩+蓄热式燃烧（RTO）”工艺，将风量浓缩10-20倍后高温分解（820℃），热回收效率达95%。
含氯废气：前端增设碱洗塔（NaOH溶液）吸收HCl，燃烧温度控制在850℃以上并保证2秒停留时间，彻底分解二噁英。
无组织排放：生产线整体加罩封闭，热流由侧吸罩汇入主管，收集效率≥95%。
粉尘治理难点：
纤维状粉尘易堵塞滤料：如PVC粉尘需防“架桥”现象。
含油含湿粉尘易糊袋：需同步去除VOCs。
爆炸风险：部分粉尘含可燃挥发分（MEC低至30g/m³）。
解决方案：
干燥无机粉尘：采用覆膜长袋脉冲除尘器，表面覆PTFE膜实现5mg/m³近零排放。
含油含湿粉尘：使用“水幕抑尘+湿式文丘里+除雾+活性炭吸附”组合工艺，既防燃爆又同步去除VOCs。
高噪高粉尘环境：引入“双层密闭+负压输送+喷淋塔+除雾+低温等离子”工艺，粉尘≤10mg/m³、臭气浓度≤600无量纲。
三、经典案例解析
案例一：华南5万吨/年PE造粒厂VOCs深度治理
背景：企业拥有12条大型单螺杆挤出线，熔融段VOCs初始浓度650mg/m³，含苯系物及烯烃，周边居民投诉强烈。
工艺与设备：
收集系统：生产线整体加罩封闭，热流由侧吸罩汇入主管。
预处理：耐温布袋除尘器去除粒径≥1μm的塑料烟炱，保护后续转轮。
浓缩单元：疏水分子筛转轮（吸附区面风速2m/s、脱附温度200℃）将风量从12万m³/h减至6000m³/h，浓度提升至6500mg/m³。
燃烧单元：三室RTO燃烧温度820℃，高温烟气经陶瓷蓄热体回收95%热能，用于预热脱附气，系统额外配置SCR低温脱硝模块，确保NOx≤50mg/m³。
效果与效益：
VOCs排放浓度稳定在18mg/m³，远低于60mg/m³地方限值。
年削减有机溶剂约280吨，回收热能折标煤1100吨，节省天然气费260万元。
厂界臭气浓度下降90%，居民投诉归零。
系统运行18个月后，设备无显著腐蚀，催化剂活性下降<5%，RTO陶瓷床完好率100%，实现长周期稳定运行。
案例二：某大型注塑企业废气治理项目
背景：企业拥有60多台大型注塑机，主要原料为ABS、PP、PC等工程塑料，废气主要成分为苯乙烯、甲苯、二甲苯及小分子醛酮类物质，气量大（30万m³/h）、浓度低（50-150mg/m³）、温度较高（50-70℃），周边居民投诉不断。
工艺与设备：
预处理：管道过滤器粗滤大颗粒物，油烟分离板去除焦油、粉尘。
浓缩单元：沸石转轮将废气浓度提高10-15倍。
燃烧单元：RTO装置高温分解浓缩废气，维持自燃以降低燃料消耗。
效果与效益：
非甲烷总烃排放浓度稳定在10mg/m³以下，去除效率超过98%，车间及厂界异味完全消除。
项目运行能耗比直接燃烧法降低约60%，年运行费用节约150万元以上。
该案例表明，对于大型注塑企业的低浓度大风量废气，浓缩+RTO组合工艺是技术经济性俱佳的选择。
案例三：某PVC发泡板材厂废气治理项目
背景：生产过程中产生的废气含有大量氯化氢、增塑剂挥发物和PVC分解产物，具有强腐蚀性和刺激性气味，原有简易碱洗塔处理效果不佳，设备腐蚀严重，周边居民投诉频繁。
工艺与设备：
一级碱洗：空塔喷淋去除大部分氯化氢。
二级碱洗：填料塔进一步提高酸性气体去除率。
除雾单元：高效除雾器去除夹带液滴。
吸附单元：活性炭吸附塔去除有机污染物，整套系统采用PPH材质制作，具有优良的耐腐蚀性能。
效果与效益：
设备运行稳定，未再出现严重腐蚀问题，周边环境明显改善，居民投诉为零。
此案例说明，对于含氯塑料加工废气，必须优先考虑防腐设计，并根据污染物特性选择适当的组合工艺。
四、综合效益分析
通过“分质收集、逐级削减、资源回收、智能管控”四位一体治理模式，塑料注塑厂可实现环境效益与经济效益的双赢：
环境效益：VOCs、粉尘排放浓度优于国家及地方标准，有效控制光化学烟雾、酸雨及职业病风险。
经济效益：热能回收（如RTO系统热效率>95%）、水资源循环（如废水处理回用率>90%）及危废减量（如废活性炭产生量减少50%）显著降低运行成本。
社会效益：企业通过绿色认证提升品牌形象，获得环保补贴及税收优惠，增强市场竞争力。
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