人造板生產廢水及處理工藝研究

彭鵬祥

（湖南省農林工業勘察設計研究總院，湖南 長沙 410000）

0 引言

隨著社會經濟的快速發展，我國人造板產業也得到了飛速發展，目前我國已成為全球人造板生產和消費的國際貿易第一大國，2020 年我國人造板產量已達到3.11 億m3。我國人造板的主要品種有膠合板、纖維板和刨花板，三者約占我國人造板總量的90%以上[1]。因生產工藝路線長，各板種在生產過程中均會產生一定量的廢水，若處理不當，易造成嚴重的環境污染問題[2]。隨著我國環保督查的不斷嚴格，人造板廢水已成為環保部門和設計院共同關注的熱點問題。本文通過對人造板的廢水產生節點、廢水量和污染物成分這三個方面進行分析后，針對人造板廢水的特點，總結出了目前最成熟常見的廢水處理工藝路線。

1 人造板廢水產生節點及廢水量分析

1.1 膠合板廢水產生節點及廢水量分析

膠合板廢水產生節點主要為單板旋切冷凝廢水和制膠及調施膠廢水。

（1）單板旋切冷凝廢水：是為了使木材（主要是硬闊葉材）達到合適旋切溫度和含水率要求，需對木材進行噴蒸處理，因而會產生少量的冷凝廢水。因噴蒸溫度僅需80～90℃，溫度低，冷凝廢水中木材分解物和溶出物少，主要為少量的懸浮物和有機物等[3]。目前我國生產膠合板的主要原料為楊木和桉木，密度小，材質軟，可不進行噴蒸直接旋切，因此我國絕大多數膠合板生產企業無單板旋切冷凝廢水。

（2）制膠及調施膠廢水：是企業在制膠和調膠過程中，清洗設備產生的廢水，廢水量少。

綜上所述，因產生的廢水量少，膠合板企業一般采用將廢水摻入燃料送入鍋爐燃燒的方式進行處理，從而避免了上廢水處理設備。

1.2 纖維板廢水產生節點及廢水量分析

纖維板按工藝順序產生的廢水節點包括原料堆場初期雨水、木片清洗廢水、木塞螺旋擠出廢水、制膠及調施膠廢水和干燥尾氣處理廢水。

（1）原料堆場初期雨水。根據《人造板工程環境保護設計規范》（GB/T 50887—2013）要求，原料堆場在下雨前30min 形成的雨水應收集送入污水處理站集中處理，30min 后雨水應根據污染物含量是否超標而確定是否繼續送污水站處理[4]。原料堆場初期雨水量跟堆場面積和地區降雨量等因素有關。以南寧市某年產30 萬m3纖維板企業為例，按照纖維板設計規范要求[5]，原料堆場面積不宜小于15d，以此計算出原料堆場最小面積為17500m2，以降雨量均集中在降雨前3h 內估算，原料堆場的初期雨水量（前30min）=所在地區年平均降雨量（1304mm）×產留系數（0.9）×匯水面積（17500）×30/180=3423m3，平均每天約為11m3。

（2）木片清洗廢水。不管是自制木片還是外購木片，都會夾雜泥沙、碎石和金屬等異物，若不剔除，將影響后續設備的正常運行，嚴重時還會造成停機事故。雖大部分木片清洗水可重復利用，但為保證清洗效果，仍需外排少量廢水。

（3）木塞螺旋擠出廢水。木塞螺旋擠出水量與木片含水率、蒸汽表壓和木塞螺旋轉速等因素有關。據有關企業統計，當木片含水率為40%，木塞螺旋擠出廢水量約為0.25～0.3m3/t（絕干木片重）；若采用水洗和預蒸煮工藝，木塞螺旋擠出廢水可高達到0.6m3/t（絕干木片重）。

（4）制膠及調施膠廢水。纖維板制膠采用不脫水工藝，因此制膠及調施膠廢水僅為設備清洗水，廢水量少。

（5）干燥尾氣處理廢水。受環保要求，干燥尾氣處理設備已成為纖維板生產必不可少的部分。目前對干燥尾氣最常用的水霧處理和濕靜電處理方式，均會產生一定量的廢水。因纖維板采用先施膠后干燥的生產工藝，因此干燥尾氣處理廢水中含有部分甲醛。

綜上所述，以南寧地區年產30 萬m3纖維板項目為例，各節點產生的廢水量統計如表1 所示。

表1 南寧地區年產30 萬m3 纖維板廢水量統計 單位：m3/d

1.3 刨花板廢水產生節點及廢水量分析

刨花板按工藝順序產生廢水的節點包括原料堆場初期雨水、干燥尾氣處理廢水和制膠及調施膠廢水。

（1）原料堆場初期雨水。采用與纖維板類似計算方法，但因刨花板單位產品所需的木材量少，所需原料堆場面積也較小[6]。以南寧某年產30 萬m3刨花板企業為例，計算出原料最小堆積面積為15300m2，因此年初期雨水總量約為2993m3，平均每天約10m3。

（2）干燥尾氣處理廢水。同產能下刨花板外排干燥尾氣僅為纖維板生產線的50%左右，因此處理干燥尾氣產生的廢水也較少。刨花板采用先干燥后施膠工藝，因而干燥尾氣處理廢水中不含甲醛。

（3）制膠和調試膠廢水。刨花板制膠采用脫水工藝，但脫水產生廢水可送回甲醛生產企業回用。因此刨花板制膠和調試膠廢水也僅為設備沖洗水，廢水量少。

綜上所述，以南寧地區年產30 萬m3刨花板項目為例，各節點產生的廢水量統計如表2 所示。

表2 南寧地區年產30 萬m3 刨花板項目廢水量統計 單位：m3/d

2 人造板廢水污染物成分分析

人造板廢水是一類含有大量懸浮物（如泥沙、樹皮、碎皮、纖維木粉等）以及木材抽出物如纖維素、木質素、樹脂類化合物的高濃度有機廢水。因常采用含醛類膠水作為產品用膠，導致部分廢水中含有甲醛等有毒物質。纖維板和刨花板項目各節點產生廢水的污染物成分如表3 所示。

表3 纖維板和刨花板各節點廢水中主要污染物成分統計 單位：mg/L

3 人造板廢水處理工藝研究

針對人造板廢水為高濃度有機廢水的特點，生化處理是目前人造板廢水最常見處理方法。但由于部分廢水中含有甲醛，而甲醛能與微生物體內蛋白質、DNA和RNA 反應而抑制其活性或導致其死亡，因此高濃度含甲醛廢水需預處理去除甲醛后，才能混入其他不含甲醛廢水中一并處理。目前最常用的人造板廢水處理工藝路線如圖1 所示，某人造板企業廢水處理站效果如圖2 所示。

圖1 最常用的人造板廢水處理工藝路線

圖2 某人造板企業廢水處理站效果

含甲醛廢水先由調節池收集，經絮凝反應去除懸浮物和少量有機物后，先經芬頓微電解法去除部分甲醛，再利用強氧化劑完全去除甲醛，經沉淀后送入處理不含甲醛廢水的曝氣調節池。處理甲醛工藝除上述芬頓法外，還有生物處理、濕式氧化法、二氧化氯氧化法、石灰法、吹脫法和脲醛縮合法等方法，但綜合甲醛去除率、投資成本和運行費用等因素，芬頓法是目前去除人造板廢水中甲醛性價比最高的方法。

不含甲醛廢水由格柵井去除較大懸浮物后，和去除甲醛后廢水一并送入曝氣調節池，曝氣調節池主要作用是調節水量和均化水質氣。先由氣浮池去除懸浮物和少量有機物，再由水解酸化池將大分子有機物降解成小分子有機物后，送入中間池暫存。之后經微生物厭氧處理和好氧處理后，送入沉淀池進行固液分離，通過以上處理后出水可達到《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）二級標準，出水可排入市政污水管網。如廠區周圍無市政污水管網，則需進一步深度處理，處理后出水能達到《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）一級標準[7]。

以某年產30 萬m3纖維板項目為例，參考前文論述確定污水處理站的處理能力為600m3/d，其中含甲醛廢水為60m3/d，依照上述人造板廢水處理工藝，污水處理站各項經濟技術指標如表4 所示，按出水標準為一級標準設計，污水處理站總投資約1000 萬元（含土建、設備和安裝費），占地面積約1500m2，處理每立方米廢水的運行費用約6 元。

表4 年產30 萬m3 纖維板污水處理站經濟技術指標

4 結語

（1）膠合板廢水產生節點主要為單板旋切冷凝廢水和制膠及調施膠廢水，因量少，可通過摻入鍋爐燃料進行處理；纖維板產生廢水節點包括原料堆場初期雨水、木片清洗廢水、木塞螺旋擠出廢水、制膠及調施膠廢水和干燥尾氣處理廢水；刨花板產生廢水節點包括原料堆場初期雨水、干燥尾氣處理廢水和制膠及調施膠廢水。

（2）人造板廢水是一類含有大量懸浮物以及木材抽出物如纖維素、木質素、樹脂類化合物的高濃度有機廢水，采用生化處理是目前人造板項目最常用處理方法。

（3）因甲醛對微生物毒害效果，人造板廢水的工藝處理需區分為含甲醛廢水和不含甲醛廢水。經預處理去除含甲醛廢水中甲醛后，才能和不含甲醛廢水一并進行后續生化處理。

（4）以某年產30 萬m3纖維板項目為例，日處理廢水量為600m3，出水標準為一級時，廢水處理站總投資額約1000 萬元，占地約1500m2，運行費用約6～10 元/m3廢水。