用于润版液过滤循环系统的过滤材料应用现状分析

　　润版液在印刷过程中，由于受到纸张、油墨以及外界因素的影响，质量会下降，甚至失效。润版液受污染后，常用的处理方法是定期＂排污换新＂，然而受污染的润版液中含有大量异丙醇、油墨浮油、纸粉、纸屑等杂质，如果直接排放废液会对环境造成污染。随着国家对印刷企业污水排放标准的提高以及人们环保意识的加强，润版液过滤循环系统应运而生。该系统的核心是过滤材料，为此，本文将对润版液过滤循环系统的过滤材料进行研究分析，希望能够为相关技术人员提供一定的参考。
　　微孔陶瓷
　　微孔陶瓷是一种新型的无机非金属过滤材料，以石英砂、氧化铝、碳化硅或莫来石为骨料，掺和一定量的黏合剂、成孔剂后经过高温烧制而成，其孔径一般为微米级或亚微米级，具有吸附性、透气性、耐腐蚀性、环境相容性和生物相容性，可广泛应用于气体和液体的过滤。
　　上海维格拉印刷器材有限公司研制开发了以微孔陶瓷为过滤材料的润版液过滤循环系统。润版液滤液通过微孔陶瓷时，其中的油墨、纸粉和纸屑等杂质被阻截在过滤介质表面或内部，这一过程结合了吸附、表面过滤和深层过滤，且以深层过滤为主。
　　其中，吸附过程主要以物理吸附为主，微孔陶瓷发达的微孔结构使其具有巨大的表面积和表面能，能够吸附润版液滤液中的微小杂质。表面过滤主要发生在过滤介质的表面，对于包裹着纸屑、纸粉的大油墨浮油颗粒起到筛滤作用，大于微孔陶瓷孔径的颗粒被截留。被截留的包裹着纸屑、纸粉的油墨浮油颗粒在过滤介质表面产生架桥现象，形成一层滤膜，该滤膜可以起到初步过滤的作用，防止杂质进入内部将微孔堵塞，从而可以减少微孔陶瓷的清洁维护次数，延长其使用寿命。深层过滤发生在过滤介质的内部，粒径小于微孔陶瓷孔径的油墨浮油颗粒在过滤过程中进入到过滤介质的一定深度，并被截留在介质的深层而与润版液滤液分离。
　　PP棉滤芯
　　PP棉滤芯是一种采用无毒无味的聚丙烯粒子，经过加热熔融、喷丝、牵引、成型而制成的管状滤芯，具有体积小、过滤面积大、精度高、无污染、安装和更换方便等特点。
　　广州绿印家环保科技有限公司联合广州轻工职业技术学院开发的润版液过滤循环系统，采用PP棉滤芯作为过滤装置的核心滤芯，过滤装置使用二级过滤方式，一级采用孔径为1μm的PP棉滤芯作为前置过滤器，主要去除粒径较粗的颗粒；二级采用8根孔径为0.5μm的柱状PP棉滤芯，去除粒径较小的颗粒。整个过滤桶采用全密闭结构，过滤水由上端流入，自下端流出，实现对被污染润版液的过滤处理。据了解，该产品过滤效率较高，滤芯耐用度可达3个月左右。
　　石英砂
　　石英砂是石英石经破碎加工而成的石英颗粒，是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，其主要矿物成分是SiO2，可作为水处理过滤材料使用。
　　世界胶印机巨头德国海德堡公司研发生产的FilterStar Compact过滤系统就采用了石英砂作为过滤材料。润版液从水箱中泵入过滤系统，并通过石英砂过滤层。被污染的润版液在很高的压力下与石英砂过滤晶体充分混合，5μm大小以下的纸粉、纸毛和油墨杂质被吸附在石英砂晶体上，从而实现杂质与润版液的分离。FilterStar Compact过滤系统为单级过滤，主要用于中小幅面印刷机。海德堡公司建议用户将使用4 6个月的石英砂过滤层送回生产厂家进行处理，重新填充滤芯。
　　活性炭
　　活性炭是一种由含碳材料制成的外观呈黑色、内部孔隙结构发达、表面积大、吸附能力强的微晶质碳素材料。作为一种常用的吸附剂、催化剂或催化剂载体，活性炭被广泛应用于人们日常生活中的各个领域。
　　活性炭的吸附原理是：在其颗粒表面形成一层平衡的表面浓度，将有机物质杂质吸附到活性炭颗粒内。活性炭使用初期吸附效果很好，但长时间使用后，活性炭的吸附能力会不同程度地减弱，吸附效果也随之下降。如果水箱中水质混浊，水中有机物含量高，活性炭很快就会丧失过滤功能。所以，活性炭应定期清洗或更换。
　　另外，活性炭颗粒的大小对吸附能力也有影响。一般来说，活性炭颗粒越小，过滤面积就越大，吸附能力就越好。所以，粉末状的活性炭总面积最大，吸附效果最佳，但粉末状的活性炭很容易随水流入水箱中，难以控制，因此很少被采用。颗粒状的活性炭因颗粒成型不易流动，水中有机物等杂质在活性炭过滤层中也不易阻塞，其吸附能力强，携带更换方便。
　　压缩活性炭是从改变活性炭特性的角度出发而研制的新型活性炭，其炭粒之间可形成具有特定孔隙分布的立体交错网状结构，比表面积大，不但能发挥活性炭的吸附作用，而且可将粒径大于孔隙尺寸的物质截留，受到极大关注。有关调研表明，压缩活性炭的吸附功能对过滤后润版液的参数影响较大。
　　中空纤维超滤膜
　　中空纤维超滤膜是超滤膜的一种，是一种最为先进成熟的膜元件，可广泛应用于大分子物质的分离、浓缩和提纯。其在水处理应用中效果极为显著，截污能力极强，出水的水质能够完全达到国家限制的排放标准。
　　上海川鼎国际贸易有限公司采用自主研发的以中空纤维超滤膜为基础的膜生物反应器（MBR）开发了润版液过滤循环装置，在国内取得了极大反响。该循环过滤系统的工艺流程主要为：待过滤的润版液由印刷机水箱进入预处理器完成初步过滤，将大颗粒杂质过滤，然后进入中空纤维式MBR膜过滤器完成精滤，再进入贮水槽中，贮水槽通过输出管与印刷机水箱连接形成循环，润版液最终回到水箱完成过滤循环。
　　预处理器是一种纤维过滤器，其采用的材料是孔径大小为0.1μm的废纤维膜丝，主要对润版液废液进行初步过滤，除去混合在润版液中的油墨浮油、纸粉、纸屑等大颗粒物质。
　　中空纤维式MBR膜过滤器中的过滤材料主要由两部分构成，一部分是由废碎生物膜丝以及无纺布碎片黏结成的蜂窝状结构的填料球，填料球上附着的大量微生物是除污的主力军，在曝气机构的作用下，具有较强的抗冲击负荷能力；另一部分是膜生物反应器中的生物膜材料，该生物膜材料为多组裸体膜丝束柱，浸没在膜生物反应净化池中，通过曝气机构喷出的压力来提供过滤液的过滤动力。
　　随着＂清洁生产、节能减排＂环保理念的不断深化，胶印机润版液过滤循环技术得到越来越高的重视。润版液过滤净化的特点在于过滤材料只针对油墨、纸粉、纸屑、细菌等杂质进行去除，而保留润版液原有的有效成分，使润版液的pH值、表面张力等指标满足印刷要求。需要注意的是，过滤材料往往需要与具体的过滤工艺和过滤系统形成有机组合，才能达到最佳的净化效果，使过滤材料的寿命更长，降低过滤系统的维护成本。