论工厂设计中的环境保护问题

论工厂设计中的环境保护问题

摘要

随着科学技术水平的发展和人民生活水平的提高，环境污染也在增加，特别是在发展中国家。环境污染问题越来越成为世界各个国家的共同课题之一。在现代人造板研究领域中，环境和环境保护是重要的内容之一，工厂设计中环境保护是每家企业都要考虑的内容。人们目前已经认识到工业污染给人类带来的恶果，并且从实践中深深地体会到，发展人造板工业不能以牺牲环境为代价。所以我们国家也在强调“节能减排”，任何部门、任何企业都要考虑环境保护这一深刻问题。

关键词：环境保护 人造板工业 工厂设计 环境污染

环境污染（environment pollution）是指人类直接或间接地向环境排放超过其自净能力的物质或能量，从而使环境的质量降低，对人类的生存与发展、生态系统和财产造成不利影响的现象。随着科学技术水平的发展和人民生活水平的提高，环境污染也在增加，特别是在发展中国家。环境污染问题越来越成为世界各个国家的共同课题之一。环境污染会给生态系统造成直接的破坏和影响，比如：沙漠化、森林破坏，也会给生态系统和人类社会造成间接的危害，有时这种间接的环境效应的危害比当时造成的直接危害更大，也更难消除。例如，温室效应、酸雨和臭氧层破坏就是由大气污染衍生出的环境效应。当然，环境污染的最直接、最容易被人所感受的后果是使人类环境的质量下降，影响人类的生活质量、身体健康和生产活动。环境污染包括：水污染、大气污染、噪声污染、放射性污染等，所以企业生产和工厂设计都必须考虑环境保护这一重要环节。

1、环境污染的危害

1.1 环境污染对人的危害

我们都知道，人需要呼吸空气以维持生命。一个成年人每天呼吸大约2万多次，吸入空气达15～20立方米。因此，被污染了的空气对人体健康有直接的影响。大气污染物对人体的危害是多方面的，主要表现是呼吸道疾病与生理机能障碍，以及眼鼻等粘膜组织受到刺激而患病。即使大气中污染物浓度不高，但人体成年累月呼吸这种污染了的空气，也会引起慢性支气管炎、支气管哮喘、肺气肿及肺癌等疾病。大量研究资料表明，环境污染是导致癌症发生的一个极其重要的原因，依靠全社会的力量，采取综合措施、有效地治理环境污染，是癌症综合预

防措施的重要组成部分。

1.2 环境污染对植物的危害

大气污染物，尤其是二氧化硫、氟化物等对植物的危害是十分严重的。当污染物浓度很高时，会对植物产生急性危害，使植物叶表面产生伤斑，或者直接使叶枯萎脱落；当污染物浓度不高时，会对植物产生慢性危害，使植物叶片褪绿，或者表面上看不见什么危害症状，但植物的生理机能已受到了影响，造成植物产量下降，品质变坏。

1.3 环境污染对天气和气候的影响

大气污染物对天气和气候的影响是十分显著的，可以从以下几个方面加以说明：

1.3.1 减少到达地面的太阳辐射量：从工厂、发电站、汽车、家庭取暖设备向大气中排放的大量烟尘微粒，使空气变得非常浑浊，遮挡了阳光，使得到达地面的太阳辐射量减少。据观测统计，在大工业城市烟雾不散的日子里，太阳光太阳光直接照射到地面的量比没有烟雾的日子减少近40%。大气污染严重的城市，天天如此，就会导致人和动植物因缺乏阳光而生长发育不好。

1.3.2 增加大气降水量：从大工业城市排出来的微粒，其中有很多具有水气凝结核的作用。因此，当大气中有其他一些降水条件与之配合的时候，就会出现降水天气。在大工业城市的下风地区，降水量更多。

1.3.3 下酸雨：有时候，从天空落下的雨水中含有硫酸。这种酸雨是大气中的污染物二氧化硫经过氧化形成硫酸，随自然界的降水下落形成的。硫酸雨能使大片森林和农作物毁坏，能使纸品、纺织品、皮革制品等腐蚀破碎，能使金属的防锈涂料变质而降低保护作用，还会腐蚀、污染建筑物。

1.3.4 增高大气温度：在大工业城市上空，由于有大量废热排放到空中，因此，近地面空气的温度比四周郊区要高一些。这种现象在气象学中称做“热岛效应”。

1.3.5 对全球气候的影响：近年来，人们逐渐注意到大气污染对全球气候变化的影响问题。经过研究，人们认为在有可能引起气候变化的各种大气污染物质中，二氧化碳具有重大的作用。从地球上无数烟囱和其他种种废气管道排放到大气中的大量二氧化碳，约有50%留在大气里。二氧化碳能吸收来自地面的长波辐射，使近地面层空气温度增高，这叫做“温室效应”。

2、工厂环境污染的来源

人造板生产的产品种类繁多，由于加工方式不同，在大多数产品的生产过程中，都会产生不同程度、不同性质的污染物，如空气污染、水污染、废渣污染及噪声污染等环境污染，有的甚至造成生态环境的严重破坏。因此，人造板生产排放的污染物种类、数量及其组成取决于其使用的原料、生产规模、生产工艺和生

产的管理状况等。人造板生产过程产生的污染主要有以下五个方面：

2.1 固体废弃物。这主要包括林地残材、加工厂废料、旧建筑物拆除木材、新建筑物施工废材、废包装等。木材从森林采伐、运输直到木材加工都会产生固体废弃物。这些废弃物大多可以再利用，如树皮一般用于制造肥料、生产树皮人造板或作为燃料；废料水解、干馏液化制取化学产品；废木材可以利用，废弃物具有生物降解性，最后还可以燃烧掉。其中，纤维板生产过程所产生的固废主要包括：储木厂作业中产生的剩余物、纤维板齐边废料、纤维板加工废料、粉碎产生的剩余物如大颗粒粉尘等。

2.2 水污染。主要是人造板的工艺水污染，一般木材工业废水含有木材可溶物、胶黏剂、酚类、甲醛和防腐剂、废油等。纤维板生产过程所产生的水污染主要包括：悬浮物和胶体有机物。废水BOD 和COD 均较高，溶解物主要有单糖、半纤维素单宁、甲醛等有毒物质，悬浮物是细小纤维和树皮等。另外，在染色工艺中如地板基材染色等，染料种类较多，其污染物含量较高且为有毒物质。

2.3 大气污染。人造板工业中大量使用脲醛、酚醛和三聚氰胺甲醛树脂，作为胶黏剂及浸渍材料。制造过程中加压、堆放和使用会使大量游离甲醛挥发，污染室内和大气环境。近年来采用低游离甲醛胶黏剂及水乳剂涂料、静电喷涂使大气污染情况有所改善。纤维板生产过程所产生的大气污染主要包括：木材切片、粉碎过程产生的粉尘纤维，气流干燥及气流成型时溢出的细小纤维和废气，纤维加工、干燥时大量细小纤维、木粉飞扬，以及板坯热压过程中挥发出游离甲醛等有毒气体。另外，在人造板装饰过程，如浸渍装饰纸等，也会产生有机溶剂弥散对空气的污染和造成人身体健康的伤害等。

2.4 噪声污染。纤维板生产过程产生噪声的污染源主要包括：削片机、热磨机、热压机和双圆锯裁边机等设备，其次是集材机、装卸机、长网成型机、空气压缩机、鼓风机等设备在工作的过程中所产生的噪音。

2.5 甲醛问题。目前，我国人造板用胶粘剂主要以“三醛”胶为主，即脲醛树脂胶，酚醛树脂胶和三聚氰胺甲醛树脂胶，占整个木材及人造板工业用胶粘剂的90％以上。脲醛胶在制胶和压板过程中，以及用脲醛胶制成的人造板在其长期使用过程中会持续大量释放游离甲醛。我国胶粘剂生产大多依附于人造板生产企业，由人造板生产企业自产自用。因此，生产规模大多偏小，各自为政，很难把胶粘剂的生产和质量问题作为人造板工业发展的至关重要的问题来对待；为保证人造板产品的质量，只能盲目增加施胶量；不但增加了成本，而且游离甲醛释放量居高不下。结果是，70％以上的企业生产的产品甲醛释放量为40～60mg/100g板之间，有的甚至达到100mg/100g板，远远超过新标准。这是木材工业生产过程中人们最为关注的污染问题。

针对上述人造板工厂生产过程中存在的环境污染问题，我们在设计时特别要

注意在环保方面下功夫，着重从整体上应采取的安全和环境保护防范措施。

3、工厂设计中的环境保护措施

推广节能技术和环保技术，努力降低设备的能耗，减少、消除人造板工业对环境的污染，是目前我国人造板设备制造企业要做的一项重要工作。从技术及生产流程上，存在以下几种趋势：

3.1 研究开发和大力推广节能型设备及技术，通过对诸如节能型风机、椭圆管矩形翅片散热器、真空喷蒸加热热压、高频加热热压、高温导热油加热技术、废料（如砂光粉）燃烧技术以及二次能源利用技术等的应用。

3.2 研究和大力推广废水处理技术以及用水封闭循环技术，改善人造板湿法生产和木片水洗对环境的影响，严格规定人造板生产企业的废水排放指标。

3.3 推广高效集尘、除尘装置，严格控制人造板在生产过程中备料、干燥、锯切、砂光等工段的粉尘排放量，减少空气中游离粉尘的排放。

3.4 严格限制切削设备、锯切设备、风机和泵的噪音，将成套人造板设备的噪音控制在标准的范围内，向国际水平靠拢。

3.5 生产所用原料要符合绿色要求，对人体有害的甲醛等化工原料尽量使用无毒代用品和吸附技术。通过使用引进先进工艺技术，尽量少用甲醛，不用卤化物溶液、芳香族碳氢化合物、铅镉铬等。

3.6 产品设计以改善生活环境为宗旨，即产品不仅不损害人体健康，同时具有多种功能，如防火、阻燃、抗菌、防霉、隔热、消磁、抗静电等。产品可循环或回收使用，对污染环境的废弃物燃烧处理。

3.7 在国内人造板行业中最主要的清洁生产技术就是解决甲醛问题。对甲醛问题采取的降低游离甲醛含量的一些技术措施[1]：

3.7.1应用低摩尔比的脲醛树脂胶。国外人造板用脲醛树脂胶摩尔比多在

1.2～1.4范围内，有的甚至降低到了1.05。这样可以有效的减少游离甲醛的残存和释放。

3.7.2 应用改性的脲醛树脂胶。例如加入适量的亚硫酸盐纸浆废液，加入淀粉、三聚氰胺等。用三聚氰胺改性的脲醛树脂胶兼有防水和低毒双重功效。

3.7.3 加入甲醛捕捉剂。在脲醛树脂胶中添加能与甲醛作用的化学药品，作为捕捉剂，可以有效地减少游离甲醛的释放，方法简单，效果明显，且对板的物理力学性能不产生副作用。

3.7.4 适当控制施胶量。这样不仅节约能源，而且能有效地减少甲醛的使用和污染。

3.7.5 调整热压工艺参数。如热压温度、热压时间、含水率等对甲醛释放量影响较大的工艺参数。这样以便甲醛在生产的过程中便大部分挥发出去了。

3.7.6 使用环保型阻燃胶。

3.7.7 通过后期处理降低甲醛散发量。包括涂料涂饰、贴装饰材料、真空处理、热后处理等，化学后续处理方法较多，如氨处理、硫氧化物处理、喷洒尿素溶液法、封闭法亚硫酸盐处理等降低甲醛散发量。

3.7.8 对新胶种的研究开发。主要集中在：传统胶粘剂的改性；非甲醛系低毒、无毒新胶种的开发；从再生资源中提取胶黏剂等。

3.7.9 开发无胶或无醛胶胶合工艺。

结束语

目前人们已经认识到工业污染给人类带来的恶果，1970年4月22日美国斯坦福大学倡导了2000万人参加的保护人类生存环境集会。1989年，联合国环境规划署工业与环境中心制订了“清洁生产计划”，要求在全球范围内推进清洁生产。1990年联合国人类环境会议上确定了每年的4月22日为地球环境保护纪念日。我国的环境保护工作始于20世纪70年代初，1973年全国环保工作会议批转了32字环保方针，并将环保内容写入“宪法”；1983年第二次全国环保会议确定了“环境保护是我国一项基本国策”；1989年对1979年颁布的环保法《试行》本进行修改后，正式颁布了《中华人民共和国环境保护法》。我国政府十分重视公害和污染防治，已颁布了海洋法、水污染防治法、大气污染防治法、噪音污染防治法、固体废物污染防治法。对保护和改善环境也颁布实施了森林法、草原法、土地法、矿产资源法、水资源法、防沙法、治沙法等法律法规[2]。我们既要生存也要发展，但我们不可以牺牲生存来谋求发展，所以我们在发展的同时要保护环境，走可持续发展道路。

参考文献

[1]刁海林. 人造板工厂设计概论[M].广西大学，2009:170-203.

[2]郭恒发, 张义, 朱晓东, 丁皓天, 任传勇, 鞠海涛. 浅谈清洁生产与企业效益[J].林产工业，2007:45-48.