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      人造板生產廢水與廢氣污染治理解決方案


      分析人造板生產排放的主要污染物的特點,總結國內外人造板行業治理污染的先進技術,提出廢水治理、氣治理的系統解決方案,及提高降污效率、減少降污成本的基本思路。

      我國政府已將“十三五”時期生態環境質量總體改善列為全面建成小康社會的目標要求之一,并于2015年修改了《環境保護法》,出臺了《水污染防治計劃》和《大氣污染防治計劃》,發布了生產過程控制的系列標準與法規。

      改革開放30多年來,我國人造板行業蓬勃發展,成為林業支柱產業之一。但是,人造板生產加工過程中排放揮發性有機物(VolatileorganiccompoundsVOCs)、廢水等污染物治理,是我國人造板企業必須面臨和重視的重要問題。環境保護部發布的《環境保護綜合目錄》(2015年版)明確提出,只有符合GB/Tl17182009《中密度纖維板》的中纖維板產品,符合GB185802001《室內裝飾裝修材料人造板及其制品中甲醛釋放限量》中甲醛釋放限量E1標準及HJ5712010《環境標志產品技術要求人造板及其制品》的刨花板和膠合板產品,才可不再列入“高污染、高環境風險”產品名錄。污染治理已成為企業的現實需要和生存根本。

      為了應對日益嚴峻的環保壓力,筆者著眼于人造板行業污染及其治理技術現狀,提出系統解決方案以及低成本的技術路徑,以期為我國人造板企業提高治污效率、降低治污成本提供參考。

      1人造板生產主要排放污染物特點

      人造板生產排放污染物的種類、數量及其組成,取決于使用原料、生產規模、生產工藝和管理水平等。不同的板種由于加工方式不同,會產生不同程度、不同性質的污染物(1)。本文著重討論廢水和氣污染的治理問題。

      1.1廢水


      在纖維板、刨花板、膠合板的生產過程中,均不同程度地產生廢水。膠合板生產中的原木蒸煮廢水主要含有有機物,屬于難生化處理廢水?;刨花板生產中的廢水主要來源于制膠脫水過程,含有部分甲醛;中密度纖維板生產過程中產生的廢水量大,且水質情況復雜(2)

      由表2可知,纖維板生產廢水主要產生于水洗和熱磨工序,水質成分類似于制漿造紙工藝中的化學機械漿廢水,其中含有纖維素、半纖維素、糖類、樹脂類、單寧、果膠質及大量的泥砂、樹皮等,不僅具有較高的CODC(采用重鉻酸鉀K2Cr207作為氧化劑測定的化學耗氧量)BOD5(BiochemicalOxygenDemand5曰生物需氧量)SS(SuspendedSolids,水中懸浮物),同時具有很高的色度和濁度。

      另外,還有制膠車間沖洗設備的廢水、來自熱能中心的鍋爐廢水以及生活污水。

      1.2廢氣

      膠合板生產中的廢氣污染,主要來自單板干燥機排放的廢氣,還有涂膠和熱壓過程中產生的甲醛等有害氣體,以及砂光工序散發的粉塵等污染物質。干燥1m單板排放的廢氣中,含有4.6g固體顆粒及250g碳氫化物,其釋放量與單板樹種有密切關系,干燥針葉樹材排放碳氫化合物的數量較闊葉樹材多。碳氫化合物中有萜類、半萜類與水蒸氣混合的廢氣,其突出的危害是光化學煙霧。

      在刨花板生產中,由于廣泛使用脲醛樹脂膠等醛類樹脂膠,在施膠、板坯熱壓、毛板冷卻和鋸邊過程中,均會逸出游離甲醛;在刨花制備、干燥、板材砂光等工序,會產生粉塵;此外,在刨花干燥過程中產生大量的干燥尾氣,亦含有一定量的VOC、顆粒物等。

      目前纖維板主要采用干法生產工藝,在纖維干燥工段排放大量的尾氣,VOC、顆粒物等是主要污染物。每m。干燥尾氣中含有粉塵200600mg、甲醛50mg、酚類20mg、有機碳20-50mg、氣溶膠200800mgt;在熱壓、冷卻過程,散發游離甲醛等氣體;在木片削片、篩選、成型等工段,還會產生一定程度的粉塵污染。

      2人造板生產廢水和廢氣污染治理技術

      2.1廢水治理技術

      目前,國內主要采用傳統的物化+生化污水處理工藝,如AO(厭氧一好氧)工藝和ABRSBR(厭氧一活性污泥)工藝等,實際運行效果并不理想。有些企業將處理的廢水作為水洗木片的回用水使用,但回用水對水洗廢水的水質沖擊較大,影響后續水處理系統,特別是生化處理系統,因此大部分廢水仍然排放。

      國外的廢水排放指標要求更嚴格,一般會在傳統的生化處理后,再增加多級過濾、微濾以及反滲透等深度處理工藝,以進一步凈化廢水。國外非常重視纖維板廢水“零排放”工藝的研發與應用,主要采用物化處理方式,處理后的水可以回用到工藝過程或鍋爐給水。

      4)污水處理工藝優化技術,主要是通過對污水廠運行狀況進行診斷與評價,前期獲取大量運行數據,利用系統控制理論建立模型,并利用模型確定工藝運行參數最佳值,提出工藝運行方案,協助并指導決議。

      5)工藝質量保障技術,主要是針對有回用水要求的客戶,根據出水水質特點,制定相應的人造板工藝系統解決方案,保障人造板生產工藝和產品質量的穩定。

      3.2.2廢氣治理

      為了滿足更嚴格的排放標準要求,廢氣治理常常需要多種技術組合應用。如纖維板干燥尾氣的處理,需要組合重力分離、洗滌、靜電除塵以及水處理等技術。圖2所示為德國某公司的纖維板尾氣處理系統,采用洗滌和濕法靜電除塵等多種技術。

      3.3生化治理污染新技術

      利用微生物作用的生化技術具有投資少、處理效率高、運行成本低、無二次污染等優點,得到越來越廣泛的應用。

      利用微生物處理污水的過程,是在污水處理裝置這一小型人工生態系統內,利用不同生理、生化功能微生物間的協同作用,進行的一種物質循環過程。微生物雖體積小,但繁殖力驚人、表面積大,能不斷與周圍環境快速進行物質交換。而污水具備微生物生長繁殖的條件,因而微生物能從污水中獲取養分,同時降解和利用有害物質,從而使污水得到凈化。

      生物法凈化有機廢氣,是利用微生物以有機物為生長碳源和能源,而將其氧化、降解為無毒、無害的有機物的方法。生物法降解技術的理論基礎是將氣體中VOCs經過氣液傳質過程,進入生物膜中或微生物體內,在好氧條件下,被微生物降解為二氧化碳、水和細胞質等。

      微生物對外界環境很敏感,抗逆性較差,很容易受到各種不良環境的影響;微生物的結構簡單,缺乏免疫監控系統,容易變異。另外,由于微生物的遺傳穩定性差,使得菌種培育相對容易,可通過育種,可大幅度提高菌種的生產性能。

      針對人造板行業的污染物,重點研究方向:

      1)通過篩選、馴化,獲得針對特定污染源的優勢菌種,探索采用基因工程技術構建超級菌的方法,以提升固有微生物菌落對工藝波動的適應能力,及對某些特定成分的降解能力,達到提高效率的目的;

      2)加強微生物工程技術的應用研究,并與現有的物理一化學方法組合,形成成套的系統解決方案,實現從實驗室走向工業化的真正產業化應用。

      4結語

      人造板行業污染治理問題任重而道遠,需要各層面的共同努力,發揮企業的技術創新主體作用,柔腸寸斷環境治理公司、污染排放企業與科研院所、高校組建產學研技術創新聯盟,聯合攻關研發前瞻技術、示范推廣減排和清潔生產先進技術,以實現人造板污染物低成本高標準處理,將環境影響降低至最低目標。

       

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