人造板生產廢水與廢氣污染治理解決方案

    摘要：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、廢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(Volatileorganiccompounds，VOCs)、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/Tl1718—2009《中密度纖維板》的中纖維板產品，符合GB18580—2001《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(表1)。本文著重討論廢水和廢氣污染的治理問題。

    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(表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(BiochemicalOxygenDemand，5曰生物需氧量)及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200～600mg、甲醛50mg、酚類20mg、有機碳20-50mg、氣溶膠200～800mgt;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ABR—SBR(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比較佳值，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，將環境影響降低至比較低目標