装饰木业企业清洁生产研究

1、装饰木业企业清洁生产研究 （福建农林大学材料工程学院 福州 350002） 摘 要： 对以重组装饰材产品为主的装饰木业企业的清洁生产优化与主要污染源工业废水的处理技术进行探析，提出实行生态优先原则和建立专业工业区的主要清洁生产途径。在比较借鉴木材染色废水与印染废水水质、处理工艺，剖析大型重组装饰材企业废水处理实践的基础上，提出重组装饰材企业工业废水处理宜采用多种工艺组合的三级处理工艺和深度处理技术相结合的方案。 关键词 装饰木业 清洁生产 重组装饰材 染色废水 处理技术 Study on the Cleaning Production of the Enterprises of Decorat

2、ive Lumber WANG Chuan-yao,YANG Wen-bin,CHEN Gang (College of Materials engineering,Fujian agricultural and Forestry University,Fuzhou,350002) Abstract: Seek ways to Cleaning Production and probe into Industrial wastewater treatment technology applied in the enterprises for Manufacturing reconstitute

3、d decorative. Put forward a proposal of primary ways to cleaning production, build specialization of industrial area and carry out principle of eco-precedence. Through analyses on similarity and characteristics of water qualities, treatment techniques, and economic indices applied in wood dyeing was

4、tewater treatment, raised of three-step wastewater treatment technology is considered to be suitable for disposal of wastewater from Reconstituted decorative lumber factories。 Key words: the enterprises of decorative Lumber, Manufacturing Reconstituted Decorative , Cleaning Production , Dyed wastewa

5、ter, Treatment technology. 1. 引子 国内以生产重组装饰材为主产品的装饰木业企业，如维德集团（江苏），于1997年在苏州建成年产6万m3的现代化重组装饰材生产线与清洁生产工艺1，开发成功30多个系列500多个品种，仅2001年全年销售量就达到45000 m3，产品不仅可替代同类进口产品，而且远销东南亚各国。其特点是注重清洁生产，代表这一朝阳企业的主导方向。 重组装饰材是一种以速生普通树种木材为原料，经旋切（或刨切）成单板，再按电脑设计的纹理和图案配色、配坯、层积模压胶合而成的具有仿珍贵木材纹理、色泽的装饰板方材。其木方可以像实木一样锯切加工成地板、线条、门窗，也可以

6、刨切加工成特定图案的装饰薄木，再加工成饰面板。产品优越的加工性能极大地拓宽了在建筑、家具、装修、装饰等行业的用途，已成为越来越走俏的利润较高的装饰产品。 因而，也刺激中、小装饰木业企业驱动纷纷上马，其中掺杂了许多对清洁生产不重视或不具备清洁生产条件的厂家：主要是对木材染色废水缺少必备的处理设施和有效的处理工艺，以及对生产过程产生的粉尘、废气、噪音未处理或处理不当，对“少废” 生产与废料再循环利用不够重视等。由于重组装饰材采用现代科技工业化规模生产，缩短了产品的开发 _ *本课题为国家自然科学资金项目（30371134）资助和福建省科技厅重点资助项目（2004N073） 第一作者王传耀（1948

7、.11-），男，福州人，副教授 主研材料科学与技术、环境工程。 周期, 其染色车间的规模也接近印染企业，因此，伴随产生的主要污染源工业废水处理问题，以及其他污染问题已不容再忽视，应将其提上林业环境工程议程，认真研究适用清洁生产技术，促使其按循环经济发展思路2健康成长。 2. 装饰木业实现清洁生产的优化工艺探讨 2.1 强调保持环境的正常功能，实行生态优先原则 装饰木业清洁生产应强调保持环境的正常功能，首先实行生态优先原则。应双重并重： 一要严格选择绿色原料、绿色胶粘剂和绿色涂料等直接原料和辅助原料，通过材料生态设计的方法，利用材料环境友好加工及制备技术，用无毒材料代替有毒材料，从源头控制或减少

8、有害物料的投放。为此应强调利用原料中的所有成分，推行清洁生产工艺，使用清洁生产设备，注重开发先进材料与先进生产工艺流程，以实现物料自循环。 如化工合成环保型胶粘剂或涂料，可采用提高合成效率选择性，不排放或少排放有害物质的清洁工艺；或采用使用洁净反应物、催化剂或不易挥发的无害溶剂清洁工艺。水溶性均相综合催化剂具有反应条件缓和、活性高和选择性好的优点，还具有使产品和催化剂分为两相，易分离，避免了催化剂因高温蒸馏引起的失活，用水作溶剂既安全便宜，又避免了有机溶剂对环境的污染。以水为介质的两相催化体系从节约原料、降低能源以及开发新的清洁工艺看，具有广阔发展前景。 同时最大可能地利用资源与能源的潜能，实

9、现最少的物耗与能耗。这就必须改革高耗的旧工艺，不断寻求节能降耗技术创新。如大型综合生产体或专业工业区域可采用集中供汽供热；使用燃煤锅炉要实现清洁燃烧，推广循环流化床燃烧技术等节能措施；提倡使用高效的热油炉和利用废弃碎物料、麦秸秆、烟草秆等替代物燃烧。现有生产企业，在今后相当长的时期，还要产生相当数量的各种废物，但应建立生态危机感，推行“少废生产方法”，使有害物质的排放不超过允许的环境卫生强制性标准。 二要实施未排放到环境以前的再循环利用技术，特别是木材染色等工业废水处理与回收利用技术，应杜绝装饰木业的主要污染源未经处理的工业废水的直接排放。此外，对不得不排放污染物的某些工艺过程，应采取尽量减少

10、环境污染的控制技术。如胶合过程产生的废气，通过降低胶料有害物质含量与通风机排放措施予以解决；以及对已造成污染的生产过程而采取的环境补救和修复技术，如绿化、空气净化等，来提高企业生产过程的环境质量和提高产品的环境质量标准。从长远无废生产的角度看，现今采用的各种有害物质的最高允许浓度或最高允许排放量的环境质量标准，将逐步被各种物质的最高允许生态浓度或生态负荷的环境质量新准则所取代。 2.2强调最合理地综合利用原料资源，建立专业工业区 建立专业工业区，指可实现无废区域或产业集群式生产综合体协作区域，不等同于工业园区，其特征是形成原料资源的闭路循环。要从建设项目的设计抓起，采用资源合理利用型无污染或少

11、污染的清洁生产技术，坚持生产与治污工程同步建设；应遵循循环经济理论，对一个企业来说，强调最合理地综合利用原料资源，就是要实行清洁生产，做到废物最少化、资源化、无害化，生产环境友好的产品3。 大型生产综合体企业容易实现“少废”生产，向无废生产迈进。如某大型木业集团集原木采伐、造材、锯材、胶合板制造到薄木、木方、木线、地板木、复合地板木生产为一体。在其工业城区内就有数家大中型加工厂，完成数百道加工工序，一家上游企业除生产直销商品外，副产品和下脚料可供下游企业进行深加工，或供新产品开发利用，以大幅度提高木材利用率。这在产品单一的小型加工企业内就很难办到。小型企业集群可建立生产综合体协作区域，如锯材厂

12、、人造板厂和综合利用型加工厂协作配套，经多道加工实现一条龙协作生产，连锯末、树皮，木粉尘都可以得到充分利用。 2.3 重点解决装饰木业工业废水处理问题 木业企业生产的主要污染源是工业废水，因此要把工业废水处理作为清洁生产的重点。 2.3.1木业企业废水处理的一般方法 传统木业企业处理废水工艺多采用一级处理方法，即采用物理方法，主要通过格栅拦截、沉淀等手段去除废水中大块悬浮物和砂粒等物质。这一处理工艺已无法适应装饰木业工业废水中大量有机物的去除。近年来，也有采用二级处理方法，即采用生化方法，主要通过微生物的生命运动等手段来去除废水中的悬浮性，溶解性有机物以及氮、磷等营养盐。由于各企业规模不同、生

13、产工艺不同，废水治理工艺的选择也有较大差别。 以单纯人造板加工为主的木材加工企业，主要工业废水为制胶废水和施胶废水，其常用的处理工艺有吸附法、生物滤池法和活性污泥法等。而国外采用较多的是活性污泥法。采用吸附法、生物滤池法和活性污泥法均需要一定的设备或设施，而我国木材工业的制胶车间较分散，每个车间的废水处理量不多，而且现在很多工厂都使用不脱水胶，使废水的量更少。为减少处理费用，许多企业将废水浓缩后作化工生产的原料或掺入煤中燃烧，使废水中有害有机物质在高温下氧化分解成水、二氧化碳等无害物质排入大气，也可达到处理目的。 对于以生产重组装饰材为主的装饰木业的废水处理，就不能照搬较简单的一、二级处理方法

14、。 2.3.2 染色废水处理方法比较借鉴 大型木业企业重组装饰材产品采用单板漂白、染色处理，其工业废水主要来源自染色废水，还有漂白废水、少量制胶与涂胶废水，其成份由高固体含量的染料、助剂、丹宁、木质素及木酸等组成，具有废水浓度高、色度高、粘度较高的特点。 从某大型木业企业所提供的处理前水样分析结果来看，该企业染色废水浓度很高，CODCr为700013500mg/L，5为3000mg/L，SS为500mg/L,色度也很高，为800012500（稀释倍数）,而且有一定的粘度。与其最相近的废水水质是同样以染色废水为主的印染企业，但也有差异。如福建正兴染色厂生产废水水质为CODCr 1200mg/L，

15、5 300mg/L，SS 350mg/L,色度400倍，可见木材染色废水是一种比印染废水更难处理的工业废水。 印染废水处理历史较久，方法较多，且不断创新，值得借鉴。其方法多数是以生化处理为主体的生化-物化组合法4。近期，印染废水处理成功案例多采用“物化预处理-二、三级生化处理-再物化处理”组合工艺并与深度处理相结合的方案。有代表性的是福建正兴染色厂和江阴市某印染厂等采用的废水处理工艺。 1）福建正兴染色厂印染废水处理工艺5 采用“水解酸化-生物接触氧化-混凝沉淀-（氧化）-生物炭吸附”三级组合优化工艺，工艺流程见图1。处理废水量为3500m3/d，废水水质如上述，工艺特点：主选“生化-化学法”

16、+生物炭吸附法。一级水解酸化池产生厌氧、兼氧菌分解有机物，提高5/Cr值，降低色度，利于后续生化处理。二级生化主处理，含生物接触氧化池（内布立体弹性生物填料，采用穿空管曝气搅拌）+混凝沉淀池，化学反应池+气浮池（用气浮池比用累絮沉淀池，可减少污泥量50%）。三级采用生物炭吸附法把关以优化工艺，总去除率：色度97.5%，Cr92.5%，593.3%，SS89%，达到GB4287-92国家纺织染整工业污染物排放标准一级排放标准。 图1正兴染色厂印染废水处理工艺 图2江阴某印染废水处理工艺流程 2）江阴市某印染厂采用的废水处理工艺6，见图2，处理废水水量为3000m3/d，废水水质CODCr为200

17、03000mg/L，5为600700mg/L，SS为300500mg/L,色度为5001000。工艺特点：物化系统1，采用混凝反应池与沉淀池，调PH值并加混凝剂，以去除悬浮物、胶体与部分色度；三级生化系统，采用一级厌氧反应池水解、酸化处理，加两极好氧生化处理（第一级使用活性污泥曝气池，第二级使用生物接触氧化池），提高处理效率；物化再处理系统2，采用斜管沉淀池与脱色池（此时才加高效脱色絮凝剂可减少用药量），出水达到（GB4287-92）纺织染整工业水污染物排放一级标准。 2.3.3某大型木业企业废水处理工艺实践 笔者有幸参与某大型木业企业废水处理工艺实践。该项目处理工业废水量900 m3/d。在

18、分析比选的基础上，初选“物化预处理+二极生化+物化再处理”三级处理工艺，经实验室小试，出水达到排放标准。但应用常规组合工艺对付难降解的高浓度废水，投入的药剂量大，费用较高。经优化组合深度处理办法，选用“物化预处理+三级电化学主处理+物化-生化再处理”的三级优化处理工艺1，达到一次性投资节省，投入药剂量少，费用大幅度降低，出水又达到GB8978-96二级排放标准。该处理工艺流程 图见图3，废水处理指标见表1。 表1 某大型重组装饰材企业废水处理指标 图3工艺流程简图 注：1.处理前废水水质指标； 2.经三级沉淀处理后水质指标；3. GB8978-96二级标准。 1）该工艺特点： 一级物化混凝与电

19、化学预处理 先采用由原水与高效脱色剂混合进行化学混凝，通过脱色剂与染料中活性基团及羧基、磺酸基等阴离子基团产生化学物理作用，有效脱去有机物并脱色，以去除CODcr与5、矿物油等污染物；沉淀后的水经过预电解槽用电化学方法预处理，再去除部分CODcr与5，利于后续的电解氧化处理。 二级电化学法处理 经一级处理后，调PH值、沉淀，进入电解氧化槽，与染料中大量的活性基团及羧基、磺酸基等阴离子基团进一步产生氧化还原作用，对绝大多数的CODcr、色度进行了有效脱除。 三级处理用催化电解槽电化学方法+二次混凝沉淀的物化-生化方法深化处理。对剩余少量用普通电解法难降解的有机磷、氮等营养性物质，进一步进入催化电

20、解槽电解。当采用铁、铝阳极和电解槽内电压超过水的分解电压时，可同时产生凝聚、吸附、携带胶体粒子或浮化油很强的电子凝聚作用和电子浮上作用，以有效去除难降解有机物；再经二次混凝沉淀池的活性污泥生化作用和混凝沉淀作用，达到处理水直接排放或回用的国家二级排放标准。 2）处理工艺机理分析 本工艺广泛采用了电解氧化还原法与电解凝聚法和浮上法7，可以一次性去除多种污染物：含各种粒子状态的污染物，各种无机和有机的耗氧物质如有色物质、氨、酚、油等，各种有害微生物；特别是电解凝聚法和浮上法，对难降解的有机物处理效果好。并具有电解装置紧凑占地小、一次投资较省，药剂用量少、废液量少，易于实现自动化、可适应较大幅度的水

21、量和水质变化的冲击等优点；但也具有电耗和阳极材料消耗大，电极易钝化的缺点8。 为挖掘本工艺潜力，改善出水质量，还可考虑增加活性炭吸附、生物活性炭（BAC）法等深度处理技术等优化工艺。其中，颗粒活性炭（GAC）吸附是完善常规处理工艺以去除水中有机污染物的成熟有效的方法之一；而生物活性炭形成的生物膜BAC,具有氧化降解微生物和促使活性炭生物吸附能力恢复再生的双重作用，因而比单独采用活性炭吸附更具有完成生物硝化的作用，并达到减少运行费用，提高水溶性有机物的去除率的目的9-10。而且操作过程简化，运行费用大幅度降低，由于不需更换与再生活性炭，其工艺运行成本仅在0.24元/t左右11。 3结论与建议 1

22、）装饰木业清洁生产应强调保持环境的正常功能，首先实行生态优先原则。一要严格选择绿色原料，充分利用原料中的所有成分，推行清洁生产工艺，使用清洁生产设备。应实现物料自循环，注重开发先进材料与先进生产工艺流程。同时最大可能地利用资源与能源的潜能，实现最少的物耗与能耗，推行“少废生产方法”，使有害物质的排放不超过允许的环境卫生强制性标准。二要杜绝装饰木业的主要污染源未经处理的工业废水的直接排放。尽量减少控制不得不排放的污染物。 2）强调最合理地综合利用原料资源，要建立专业工业区以实现无废区域或生产综合体协作，形成物质的闭路循环。从建设项目的设计抓起，采用资源合理利用型无污染或少污染的清洁生产技术，应遵

23、循循环经济理论，实行清洁生产，做到废物最少化、资源化、无害化，生产环境友好的产品。 3）要重点解决装饰木业工业废水处理问题。建议重组装饰材企业应针对其工业废水的特点，注重治污投入，宜采用多个处理技术组合的三级处理工艺与深度处理工艺相结合的方案。推荐采用上述某大型木业企业废水处理的“物化预处理+三级电化学主处理+物化-生化再处理”的三级优化处理工艺外，还可借鉴采用“物化-生化预处理+二级生化处理-再物化处理”三级处理工艺。具体工艺的选用应根据废水的水质、水量、回用情况，可用占地面积大小等，充分考虑技术适用性和技术经济指标的合理性，对处理工艺组合的技术效果和经济性要进行比选优化，使项目具有可行性、可操作性，必要时应进行前期试验工作。 对于小型木材染色企业，这部分投入占据成本比重很大，势必造成在同行业中降低利润水平与市场竞争力。这种状况就跟小型造纸厂一样：无力治污必造成严重污染。出路只有一条：不能建立并运行达标的木材染色废水处理项目的必须下马；并要实行严格的产业准入制，如在开发区项目中实行准入门槛制度12 ，限制小型木材染色企