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浸胶纸(覆模纸、三聚氰胺浸胶纸等)行业污染现状及治理方式探究

2022-04-29郝永刚

科技创新与应用 2022年10期
关键词:胶粘剂废气甲醛

郝永刚

(山东省临沂生态环境监测中心,山东 临沂 276000)

1 浸胶纸行业及其应用

浸渍纸生产中常用的添加剂有固化剂、渗透剂、脱模剂、消泡剂、防尘及防静电添加剂等。浸胶是浸渍纸的核心部分,通常使用调制过的氨基树脂(脲醛树脂、三聚氰胺树脂)、酚醛树脂,单独或者混合使用(浸牛皮纸用到酚醛树脂),要求使树脂充分渗透进入浸渍的原纸中间,并准确控制浸入的胶量。浸胶纸生产过程中会产生含甲醛、氨(氨基树脂胶浸渍纸)和酚类(酚醛树脂胶浸渍纸)废气;浸渍生产线因产品更迭,受到工艺不同,需要对旧槽树脂进行更换并清洗,在此过程会产生一定量的浸胶废水,同时还有一些洗胶废水等,该类废水浓度高,氨氮、甲醛含量高,需要对这部分废水进行处理。

浸胶纸行业目前主要应用于2个领域,一个是三聚氰胺浸胶纸主要应用于家装板材,另一个是覆模纸(采用酚醛胶、氨基树脂胶联合使用)主要应用于建筑模板。浸胶纸根据其使用的场景不同,对于胶粘剂的性能要求也不尽相同,相对来讲,家装用浸胶纸生产过程中的污染物排放量要小于建筑模板用纸的量。

(1)制作工艺:制胶→配胶(加入固化剂、脱模剂、渗透剂、除尘剂等)→第一次浸渍(三聚氰胺甲醛树脂和脲醛树脂混合)→第一次干燥→第二次浸渍(三聚氰胺甲醛树脂,耐磨层)→第二次干燥→冷却裁剪。

(2)浸胶量:每张纸规格1.22 m*2.44 m(360~400 g/张)。

2 行业产生的污染物分析

根据生产工艺,产污环节主要有制胶过程产生的甲醛及氨,浸胶及烘干工序产生的甲醛、氨及酚类和生产设备定期清洗过程产生的废水。污染物主要有氨氮及甲醛、化学需氧量,浸渍生产线因产品更迭,工艺不同,需要对旧槽树脂进行更换并清洗,在此过程会产生一定量的浸胶废水,同时还有一些洗胶水桶的废水等,该类废水浓度高,CODcr高达50 000 mg/L,氨氮高达20 000 mg/L,甲醛含量高达20 000 mg/L,天然气加热炉产生的二氧化硫及氮氧化物(由于工艺加热温度在140℃左右,通过前期监测氮氧化物折算后为40 mg/m3左右,二氧化硫在检出限以下或者未检出),废气中甲醛目前的排放浓度在10~55 mg/m3左右(甲醛的采样监测采用乙酰丙酮分光光度法,根据部分企业的监测报告,发现浓度变化范围大跟监测时的烟温有关,有的企业在进行监测时采取降低烟温的方式规避超标问题,正常排放时烟温应不低于80℃,对应的甲醛排放浓度应该在34~60 mg/m3间(检测数据见表1-表3),鉴于很多的企业都是采用的光催化氧化和低温等离子等处理设备,运行中会产生臭氧,采样中未对臭氧进行去除,监测过程中未考虑环保设备产生的臭氧对采样监测准确度的影响,如果采样过程去除臭氧后,估计浓度会有所提高)。固体废物为生产过程中做废的不合格的胶粘剂、生产过程中洒落的胶粘剂及沾有胶粘剂的废纸或者塑料等。本次重点关注生产过程中产生的废气及废水及污染治理方案。

表1 浸渍生产线废气检测数据

表2 浸渍生产二次浸渍和剪纸输送废气检测数据

表3 浸渍烘干生产线废气检测数据

3 浸渍纸行业存在的问题及治理现状

(1)生产装备落后,物料存储、输送等环节不符合环境管理、清洁生产促进法、工作场所有毒有害物质环境卫生防控要求,大多是敞开式的。不利于污染物的收集。废气收集效率差,车间甲醛异味较大,对部分企业的车间甲醛进行监测,环境甲醛浓度高的能达到2 mg/m3,远远超出《工作场所有毒有害因素接触限值化学因素》和《室内空气质量标准》等标准限值要求;国家产业政策名录要求符合《大气污染防治法》《职业健康防治法》。很多企业落实《挥发性有机物无组织排放标准的要求》落实集气罩最远距离风速不得低于0.3 m/s的规定。国标GB37822—2019中废气收集系统要求废气收集系统排风罩(集气罩)的设置应符合GB/T 16758的规定。采用外部排风罩的,应按GB/T 16758、AQ/T 4274-2016规定的方法测量控制风速,测量点应选取在距排风罩开口面最远处的VOCs无组织排放位置,控制风速不应低于0.3 m/s(行业相关规范有具体规定的,按相关规定执行)。废气收集系统的输送管道应密闭。物料存储、输送,工艺过程,排放口收集等方面都存在明显缺陷。浸胶池属于开放式,胶粘剂混胶、输送等环节都未实现密闭,无组织排放问题突出;烘干窑炉密闭密封不严,存在跑冒滴漏问题。

(2)治理方式不能满足环境管理要求;治理方式选择不合理(比如水喷淋废水的处理、催化燃烧容易堵塞活性炭蜂窝、光催化灯管和催化剂及过滤棉容易被糊死失去作用,在烟温很高的情况下活性炭能不能吸附?活性污泥法)。各种治理方式的优劣性:

根据挥发性有机物实用手册。活性炭在温度低于40℃,吸附性好;高于40℃或者湿度高于70%,吸附效果差。而且甲醛属于易聚合污染物,活性炭吸附热脱附不适用于含颗粒物、油雾的废气,所以对于浸胶纸,制胶行业不适用。

根据《活性污泥对甲醛废水的净化性能》环境工程学报第9期第2卷(2008年9月),活性污泥对甲醛的净化性能对pH、水温和曝气时间等有一定的要求,在一定的pH、水温条件下净化作用明显,对于低浓度甲醛去除率优于高浓度甲醛去除率。

根据《臭氧/紫外联合降解甲醛的实验研究》环境工程学报第3期第3卷(2009年3月),紫外单独作用时对甲醛降解几乎没有作用,单独臭氧对甲醛的降解作用最大能达到23%。在O3/UV联合作用下,随着臭氧浓度的升高,降解效率大大提高,最高可达63%左右。湿度增大降解率提升,风量增大降解率降低。

(3)管理部门查什么,企业就治什么,查大气污染就治气,查水污染就治水,往往是按下葫芦起来瓢,没有形成一个治理体系,既浪费了钱又没有解决实际污染问题。

(4)标准执行问题。甲醛作为一种特殊的挥发性有机物,国家地方没有浸胶纸行业执行标准,地方性的挥发性有机物标准在印刷、表面涂装和工业炉窑等行业对于广义的VOCS有标准,但是对于行业特征污染物的甲醛有组织排放的标准缺失,地方在污染物排放标准上仍然执行《大气污染物综合排放标准》,但是《合成树脂工业污染污染物排放标准》《石油化学工业污染物排放标准》《涂料、油墨及胶粘剂工业大气污染物排放标准》等标准适用范围包括胶粘剂(合成树脂)工业建设项目、也包括以合成树脂为原料,采用混合、共混和改性等工艺,通过挤出、注射、压制、压延和发泡等方法生产合成树脂制品的工业,结合《有毒有害大气污染物名录》,甲醛属于有毒有害大气污染物,笔者认为应该执行《合成树脂工业污染物排放标准》,但是在具体的行政执法过程中存在争议,建议地方政府尽快出台行业标准,规范统一行业管理和执法。

(5)监管部门之间缺乏合力,生态环境部门负责企业排污口和厂界,卫生、安全部门负责车间内部,这就造成部门之间的推诿扯皮,有时企业为了减少排污口的污染物,会降低污染物收集的效率,导致污染物收集率不符合要求,以此来达到达标排放的要求,应对环保部门的检查。当安全、卫生部门检查时,又会采取措施加强通风,导致厂界无组织超标的问题。

(6)行业清洁生产水平低。根据《清洁生产促进法》等相关法律规定,生产、使用、排放有毒有害污染物的排污单位,应加大清洁生产推广力度,对使用有毒有害化学物质进行生产或者在生产过程中排放有毒有害化学物质的企业,实施强制性清洁生产审核,全面推进清洁生产改造或清洁化改造,企业应采取便于公众知晓的方式公布使用有毒有害原料的名称、数量、用途,以及排放有毒有害化学物质的名称、浓度和数量等相关信息。排放有毒有害水污染物、有毒有害大气污染物等重点管控新污染物的企业事业单位和其他生产经营者,按照《水污染防治法》《大气污染防治法》等相关法律法规要求,对排污(放)口及其周边环境开展定期环境监测,评估环境风险,定期排查整治环境安全隐患,公开新污染物信息,采取有效措施防范环境风险。土壤污染重点监管单位,应当严格控制有毒有害物质排放,建立土壤污染隐患排查制度,保证持续有效防止有毒有害物质渗漏、流失、扬散。但目前该项规定落实不到位。

4 治理建议

(1)加强自动化设备研发,从源头降低污染物对职业工人的伤害,环境保护的目的就是以人为本,保护人民群众身体健康,首先要保护劳动者的人身安全,再就是对周围环境的危害。国家在生产装备的制造环节充分考虑装备的绿色生产水平,对于不能满足环保要求的生产装备不予上市,已经上市的责令厂家对装备进行提升改造,确保涉挥发性有机物环节能够做到物料泄露易于收集处理,减少物料投放、运输、生产时的逸散、逃逸,从工艺装备上提升污染治理水平。

(2)安全、环保部门应加强协作治理(安全部门要求通风确保车间达标,环保要求密闭收集处理)

(3)在该行业加强清洁生产审核。根据《清洁生产促进法》等相关法律规定,生产、使用、排放有毒有害污染物的排污单位应加大清洁生产推广力度,对使用有毒有害化学物质进行生产或者在生产过程中排放有毒有害化学物质的企业,实施强制性清洁生产审核,全面推进清洁生产改造或清洁化改造,企业应采取便于公众知晓的方式公布使用有毒有害原料的名称、数量和用途,以及排放有毒有害化学物质的名称、浓度和数量等相关信息。

(4)提升污染防治水平,采取水气联合治理的措施来治理行业污染,避免单纯的治理大气忽略治理废水的问题,因为企业的废水基本都是间歇排放的,不易监管。可以利用甲醛、氨等极易溶于水的特性,对废气中排放的氨、甲醛采用水吸收后与洗胶废水协同处理的方式进行综合治理。(甲醛治理目前采用光氧催化、低温等离子、催化燃耗和水吸收等措施,各自存在不同的优势及弊端)。现在的光氧设备都很短小,根据风速计算废气与臭氧接触时间也就0.2 s左右,到底能有多大作用无法计算。催化燃烧、光催化氧化也存在一个问题就是很多的胶粘剂在加热挥发时产生的粘性物质会将活性炭(灯管)堵死,时间长了风阻变大,而且废气温度普遍超过80℃(通过监测数据看,温度高的能达到120℃左右,温度低的也在50℃左右),活性炭吸附性有待确定,根据催化燃烧的工艺要求,温度不得超过40℃,不符合要求,废气相当于是直排了。

(5)建议有关部门明确该行业污染物排放标准限值要求,给基层执法部门提供执法依据。

(6)提高科技创新能力,研发推广低污染低毒胶粘剂。使用甲醛含量低的、不易挥发的胶粘剂从源头控制。

(7)管理方面,可以加强信息化监管系统监管力度,加强对泄露的监测,最大限度减少废气无组织排放,保障工人身心健康。

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