人造板生产废水与废气污染治理解决方案

    摘要：分析人造板生产排放的主要污染物的特点,总结国内外人造板行业治理污染的先进技术,提出废水治理、废气治理的系统解决方案,及提高降污效率、减少降污成本的基本思路。      我国政府已将“十三五”时期生态环境质量总体改善列为全面建成小康社会的目标要求之一，并于2015年修改了《环境保护法》，出台了《水污染防治计划》和《大气污染防治计划》，发布了生产过程控制的系列标准与法规。

    改革开放30多年来，我国人造板行业蓬勃发展，成为林业支柱产业之一。但是，人造板生产加工过程中排放挥发性有机物(Volatileorganiccompounds，VOCs)、废水等污染物治理，是我国人造板企业必须面临和重视的重要问题。环境保护部发布的《环境保护综合目录》(2015年版)明确提出，只有符合GB/Tl1718—2009《中密度纤维板》的中纤维板产品，符合GB18580—2001《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》中甲醛释放限量E1标准及HJ5712010《环境标志产品技术要求人造板及其制品》的刨花板和胶合板产品，才可不再列入“高污染、高环境风险”产品名录。污染治理已成为企业的现实需要和生存根本。
    为了应对日益严峻的环保压力，笔者着眼于人造板行业污染及其治理技术现状，提出系统解决方案以及低成本的技术路径，以期为我国人造板企业提高治污效率、降低治污成本提供参考。

    1人造板生产主要排放污染物特点

    人造板生产排放污染物的种类、数量及其组成，取决于使用原料、生产规模、生产工艺和管理水平等。不同的板种由于加工方式不同，会产生不同程度、不同性质的污染物(表1)。本文着重讨论废水和废气污染的治理问题。

    1.1废水

    在纤维板、刨花板、胶合板的生产过程中，均不同程度地产生废水。胶合板生产中的原木蒸煮废水主要含有有机物，属于难生化处理废水⋯;刨花板生产中的废水主要来源于制胶脱水过程，含有部分甲醛;中密度纤维板生产过程中产生的废水量大，且水质情况复杂(表2)。

    由表2可知，纤维板生产废水主要产生于水洗和热磨工序，水质成分类似于制浆造纸工艺中的化学机械浆废水，其中含有纤维素、半纤维素、糖类、树脂类、单宁、果胶质及大量的泥砂、树皮等，不仅具有较高的CODC(采用重铬酸钾K2Cr207作为氧化剂测定的化学耗氧量)、BOD5(BiochemicalOxygenDemand，5曰生物需氧量)及SS(SuspendedSolids，水中悬浮物)，同时具有很高的色度和浊度。

    另外，还有制胶车间冲洗设备的废水、来自热能中心的锅炉废水以及生活污水。

    1.2废气

    胶合板生产中的废气污染，主要来自单板干燥机排放的废气，还有涂胶和热压过程中产生的甲醛等有害气体，以及砂光工序散发的粉尘等污染物质。干燥1m单板排放的废气中，含有4.6g固体颗粒及250g碳氢化物，其释放量与单板树种有密切关系，干燥针叶树材排放碳氢化合物的数量较阔叶树材多。碳氢化合物中有萜类、半萜类与水蒸气混合的废气，其突出的危害是光化学烟雾。

    在刨花板生产中，由于广泛使用脲醛树脂胶等醛类树脂胶，在施胶、板坯热压、毛板冷却和锯边过程中，均会逸出游离甲醛;在刨花制备、干燥、板材砂光等工序，会产生粉尘;此外，在刨花干燥过程中产生大量的干燥尾气，亦含有一定量的VOC、颗粒物等。

    目前纤维板主要采用干法生产工艺，在纤维干燥工段排放大量的尾气，VOC、颗粒物等是主要污染物。每m。干燥尾气中含有粉尘200～600mg、甲醛50mg、酚类20mg、有机碳20-50mg、气溶胶200～800mgt;在热压、冷却过程，散发游离甲醛等气体;在木片削片、筛选、成型等工段，还会产生一定程度的粉尘污染。

    2人造板生产废水和废气污染治理技术

    2.1废水治理技术

    目前，国内主要采用传统的物化+生化污水处理工艺，如AO(厌氧一好氧)工艺和ABR—SBR(厌氧一活性污泥)工艺等，实际运行效果并不理想。有些企业将处理的废水作为水洗木片的回用水使用，但回用水对水洗废水的水质冲击较大，影响后续水处理系统，特别是生化处理系统，因此大部分废水仍然排放。

     国外的废水排放指标要求更严格，一般会在传统的生化处理后，再增加多级过滤、微滤以及反渗透等深度处理工艺，以进一步净化废水。国外非常重视纤维板废水“零排放”工艺的研发与应用，主要采用物化处理方式，处理后的水可以回用到工艺过程或锅炉给水。

     4)污水处理工艺优化技术，主要是通过对污水厂运行状况进行诊断与评价，前期获取大量运行数据，利用系统控制理论建立模型，并利用模型确定工艺运行参数比较佳值，提出工艺运行方案，协助并指导决议。

    5)工艺质量保障技术，主要是针对有回用水要求的客户，根据出水水质特点，制定相应的人造板工艺系统解决方案，保障人造板生产工艺和产品质量的稳定。

    3.2.2废气治理

    为了满足更严格的排放标准要求，废气治理常常需要多种技术组合应用。如纤维板干燥尾气的处理，需要组合重力分离、洗涤、静电除尘以及水处理等技术。图2所示为德国某公司的纤维板尾气处理系统，采用洗涤和湿法静电除尘等多种技术。

    3.3生化治理污染新技术

    利用微生物作用的生化技术具有投资少、处理效率高、运行成本低、无二次污染等优点，得到越来越广泛的应用。

    利用微生物处理污水的过程，是在污水处理装置这一小型人工生态系统内，利用不同生理、生化功能微生物间的协同作用，进行的一种物质循环过程。微生物虽体积小，但繁殖力惊人、表面积大，能不断与周围环境快速进行物质交换。而污水具备微生物生长繁殖的条件，因而微生物能从污水中获取养分，同时降解和利用有害物质，从而使污水得到净化。

    生物法净化有机废气，是利用微生物以有机物为生长碳源和能源，而将其氧化、降解为无毒、无害的有机物的方法。生物法降解技术的理论基础是将气体中VOCs经过气液传质过程，进入生物膜中或微生物体内，在好氧条件下，被微生物降解为二氧化碳、水和细胞质等。

    微生物对外界环境很敏感，抗逆性较差，很容易受到各种不良环境的影响;微生物的结构简单，缺乏免疫监控系统，容易变异。另外，由于微生物的遗传稳定性差，使得菌种培育相对容易，可通过育种，可大幅度提高菌种的生产性能。

    针对人造板行业的污染物，重点研究方向：

    1)通过筛选、驯化，获得针对特定污染源的优势菌种，探索采用基因工程技术构建超级菌的方法，以提升固有微生物菌落对工艺波动的适应能力，及对某些特定成分的降解能力，达到提高效率的目的;

    2)加强微生物工程技术的应用研究，并与现有的物理一化学方法组合，形成成套的系统解决方案，实现从实验室走向工业化的真正产业化应用。

    4结语

    人造板行业污染治理问题任重而道远，需要各层面的共同努力，发挥企业的技术创新主体作用，柔肠寸断环境治理公司、污染排放企业与科研院所、高校组建产学研技术创新联盟，联合攻关研发前瞻技术、示范推广减排和清洁生产先进技术，以实现人造板污染物低成本高标准处理，将环境影响降低至比较低目标