Расчёт способов очистки сточных вод, образующихся на деревообрабатывающем предприятии при производстве древесных плит

    5.2. Гидрофобные и упрочняющие добавки для производства древесноволокнистых плит.

    Гидрофобные добавки. Древесноволокнистые плиты, как и другие листовые материалы на древесной основе, имеют пористую структуру и могут поглощать влагу либо из воздуха, либо при погружении их в воду. При проникновении влаги плиты подвергаются короблению, что ухудшает их эксплуатационные свойства. Чтобы придать плитам формоустойчивость в условиях изменяющейся влажности, при их изготовлении применяют гидрофобные (водоотталкивающие) вещества, которые, расплавляясь, закрывают поры и тем самым препятствуют проникновению влаги в плиты.

    К гидрофобным веществам относятся  продукты нефтепереработки (нефтяной парафин) и нефтяные остатки (дистиллятный гач, церезин и церезиновая композиция).

    Парафин — смесь твердых насыщенных (предельных) углеводородов, представляющая собой бесцветную воскоподобную массу. Парафин не имеет запаха, нерастворим в воде, но растворим в бензине, бензоле и других органических растворителях; температура плавления его находится в интервале 50-52°С.

    Дистиллятный  гач, широко применяемый в производстве плит, представляет собой смесь твердых нефтяных парафиновых углеводородов с содержанием масел от 2 до 15%. Гач — невзрывоопасный горючий материал; температура самовоспламенения более 350°С; температура плавления 51-54°С.

    Церезин и церезиновая композиция — восковые продукты, состоящие из высокомолекулярных насыщенных углеводородов и имеющие более высокую температуру плавления, чем парафин. Эти добавки применяют ограниченно.

    Гидрофобные добавки вводят в древесноволокнистую  массу в виде специально приготовленных и разбавленных горячей водой щелочных эмульсий. В качестве вспомогательных веществ для получения эмульсий применяют лигносульфонаты технические, едкий натр, аммиак и некоторые другие.

    После перемешивания с древесноволокнистой  массой эмульсии осаждаются на древесных волокнах водными растворами осадителей, в качестве которых применяют серную кислоту или сернокислый алюминий.

    Упрочняющие добавки. Чтобы обеспечить   предусмотренные  ГОСТ 4598—86 прочностные показатели   древесноволокнистых плит в условиях переработки сырья с содержанием древесины лиственных пород более 30%, в древесноволокнистую массу, состоящую из укороченных волокон, вводят упрочняющие добавки.

    Фенолоформальдегидные     жидкие      смолы — растворимые в воде однородные  прозрачные жидкости от красновато-коричневого   до темно-вишневого цвета с содержанием сухого остатка от 38 до 52% и свободного фенола 0,05-0,1%.

    Черный  технический альбумин — это белковый клей, который получают из сыворотки крови животных путем быстрого испарения влаги. Альбумин содержит более 70% водорастворимых веществ. Рабочие растворы альбумина    приготовляют, используя формалин или известь.

    При производстве плит мокрым способом упрочняющие  добавки осаждаются на волокнах водными  растворами: альбуминовый клей - серной кислоты и сернокислого алюминия, фенолоформальдегидная смола — только серной кислоты.

    При производстве плит сухим способом используют фенолоформальдегидную смолу, которой проклеивают древесные волокна.

    Пропитывающие составы (сырое талловое масло, пектол, нефтяной гидрофобизатор) применяют при производстве древесноволокнистых сверхтвердых плит мокрым способом. Эти добавки при количественном расходе около 10% к массе абсолютно сухих плит после соответствующей тепловой обработки плит образуют на их поверхностях защитные пленки, значительно улучшающие прочность и водостойкость плит. 

    5.3. Материалы для отделки древесных плит.

    Отделку древесноволокнистых плит осуществляют как в процессе их производства, так и методами облагораживания поверхности готовых плит; древесностружечные плиты отделывают только после их прессования. Отделку древесных плит производят путем окрашивания их поверхности, нанесения рисунков, имитирующих ценные породы древесины, и эмалей, для чего применяют химические материалы, обусловленные технологическими процессами.

    При окрашивании, применяемом при производстве древесноволокнистых плит мокрым способом, используют водные растворы органических красителей для дерева или красителей «Тоноксил-6», придающие готовым плитам темно-коричневый цвет.

      Красители, относящиеся к классу азокрасителей, представляют собой однородный порошок темно-коричневого цвета, трудногорючий,  взрывобезопасный,  хорошо  растворяющийся  в воде температурой 50... 70°С.    Водные   растворы    красителей 3%-ной концентрации наносят на древесноволокнистый ковер с помощью центробежной форсунки методом гидравлического напыления под давлением до 0,4 МПа. Расход   красителей   до 3 г/м² плит. При последующем прессовании плит в горячем прессе красители придают лицевой поверхности плит темно-коричневый цвет независимо от породного состава исходного древесного сырья.

    Перед имитационной отделкой поверхности  плит шлифуют, очищают от пыли и опилок, а затем выравнивают шпатлевкой, которую наносят в два слоя вальцовым способом. При шпатлевании применяют шпатлевки, для увлажнения вальцов — стирол, а для промывки оборудования — этилацетат.

    Выбор шпатлевок, поставляемых в готовом  для потребления виде, зависит от их цвета, поскольку при соответствии расцветки шпаклевочного слоя фону имитируемой породы древесины фоновую грунтовку можно не применять.

    Для формирования необходимого фона под имитируемую древесину применяют фоновые грунтовки.

    Для печатания текстуры на загрунтованной поверхности плит используют краски глубокой печати ГДПИ и ГДПН, а также некоторые импортные печатные краски.

    Отделанную  поверхность древесноволокнистых плит защищают путем нанесения нитроцеллюлозного лака. 
 

    6. Защита окружающей среды.

    Производство  ДСтП дает большую возможность лесозаготовительной  промышленности утилизировать отходы, прежде уничтожаемые сжиганием. Такая утилизация имеет огромное значение в деле защиты окружающей среды и одновременно дает прибавку к начальной стоимости. Однако несмотря на то, что эти производственные комплексы намного чище, чем лесопильные заводы прошлого, проблемы защиты окружающей среды остаются и здесь. Главные источники загрязнения на заводах плит: паровое и силовое хозяйство; открытые хранилища частиц, которыми ветер, может засорить окружающую территорию, загрязнить землю и поверхность выщелачивающимися из частиц экстрактами, содержащимися в древесине; выброс газа из сушилок для измельченной массы, особенно из сушилок без теплообменников; летучие пары и пыль от смесителей; пыль, разлетающаяся из циклонов, служащих для транспортировки шлифовальной пыли или других мелких частиц испарения формальдегида от прессов для горячего прессования и т. д.

    К защите окружающей среды относится  борьба с шумом, который присущ работающему оборудованию для измельчения древесины, топкам сушилок, вентиляторам и насосам высокого давления, шлифовальным и пильным станкам. Что касается другого оборудования с высоким уровнем шума, то его необходимо либо модернизировать, либо заключить в звукоизолирующие кабины, либо перейти к совершенно другому типу оборудования, удовлетворяющему требованиям по уменьшению шума.

    Решение перечисленных проблем, которые, несмотря на совершенствование производства, во многих случаях не получали должного внимания, вызовет увеличение основной стоимости завода не менее чем на 30%.Возрастает также стоимость обслуживания и производства.

    Загрязнение воды. Источником загрязненной воды служит, например, мытье емкостей и линий от связующего и парафина. Совместно с чисткой смесителей оно дает  определенное количество  загрязненной  воды. Если цех покрытия плит входит в состав завода, имеется некоторое количество загрязненной воды (к тому же нагретой) и от этой части производства.

    Загрязнение воздуха. На заводах плит возникает два вида загрязнения воздуха — пылью и выбросом газа.

    Загрязнение воздуха пылью заключается в  присутствии в нем взвешенных частиц и выпадении их из воздуха. Так как производство базируется на утилизации грубых и тонких древесных отходов с интенсивным использованием пневматических транспортных систем, возникает рассеивание частиц. Источники этого рассеивания в соответствии с природой возникновения и видом сопутствующих им проблем можно разделить на три категории: сгорание, перевозка и хранилища, циклоны. При сгорании проблему составляют дым и мельчайшие частицы, выпадающие или остающиеся в воздухе во взвешенном состоянии на большой площади. Подобные проблемы создают котельные, костры, ямы для сжигания. Некоторые виды топок, так же как костры или ямы для сжигания, почти полностью защищены. Существуют более сложные системы с применением бездымных топок. При перевозках и при нахождении в хранилищах вредное воздействие создается сдуванием частиц. Для устранения этого явления используют крытые машины и склады.

    Главными  источниками загрязнения на заводе остаются циклоны, которые много лет используются с оборудованием для производства частиц, сушилками, сепараторами, шлифовальными станками и другим технологическим оборудованием и создают неприятности; связанные с выпадением частиц. Очень тонкие частицы запыляют воздух в округе. Обычно наибольшее рассеивание имеют циклоны, связанные со шлифовальными станками или сушилками и оборудованием для сухих и измельченных тонких частиц.

    Контроль  рассеивания от циклонов — одна из наиболее трудноразрешимых проблем. Циклоны должны иметь последующие очистительные устройства воздуха от пыли. На большом заводе необходимо иметь много пылеуловителей, чтобы обеспечить вторичную очистку воздуха. Собранную во время этой очистки тонкую пыль можно направить в топку сушилки или котельной. Имеется несколько конструкций пылеуловителей, в которых для сбора пыли используются войлочные или тканые закрытые фильтрующие натуральные и синтетические материалы (мешки). Пылеуловитель должен иметь достаточную производительность. Наибольшей производительности требуют шлифовальные станки. Устройства, эксплуатируемые на других участках технологического процесса, будут перерабатывать   намного   меньшие   объемы   воздуха.   Отношение   объема   воздуха площади (м³/м² площади) будет колебаться от 5:1 до 10-12:1 в зависимости от вида операций и физических характеристик транспортируемых частиц и типа коллектора. При очистке мешков возникают трудности, связанные с присутствием в древесине смолы и летучих веществ, накапливающихся на фильтрующем материале.

    Имеются и другие средства, исключающие или снижающие степень загрязнения воздуха. Это механические конвейеры, замкнутые пневматические системы и транспортировка высоким давлением.

    Загрязнение воздуха выбросами газа происходит в основном от сушилок. Техническая сушилка соединяет в себе высокую производительность в относительно небольшом пространстве и в пределах довольно жестких ограничений. Одновременно могут возникать, нежелательные излучения, которые классифицируются как взвешенные в воздухе частицы (обычно невидимые) и жидкие частицы, или голубой туман, конденсирующегося гидрокарбоната, обычно очень заметные. Последние явления обычно—результат перегрузки сушилок при излишних температурах сушки, вызывающих выделение летучих гидрокарбоната, которые при разгрузке конденсируются в окружающем воздухе. При работе большинства сушилок используются большие объемы воздуха для транспортировки разноразмерного материала с последующей пневматической разгрузкой его в циклон. Высокая скорость потока через циклон приводит к образованию мелкоразмерного легкорассеиваемого материала.

     Имеется несколько методов очистки, применимых для борьбы с излучениями из сушилок. Среди них водная очистка, послегорение (со шлифовальной пылью или в природном газе), дополнительная сушильная способность, сгорание в котельной. Они используются для похожих твердых и жидких взвешенных излучений и в других отраслях промышленности.

    В производстве плит возможны следующие  методы очистки загрязненной воды — отстаивание, выпаривание и сжигание. Техника отстаивания сточных вод — наилучший вариант в настоящее время, поскольку в сухом процессе производства плит отработавшей воды получается относительно небольшое количество.

    Для наиболее полной очистки сточных  вод, рекомендуется применение электрохимических методов. 

7.Электрохимические методы очистки воды.

     В последнее время привлекают внимание многих исследователей электрохимические  очистки сточных вод благодаря  высокой эффективности, компактности установок, сравнительной простате автоматизации их работы. В ряде случаев применение электрохимических методов несвязанно с использованием реагентов, не сопровождается увеличением солевого состава очищенных сточных вод, образованием осадков, позволяет значительно упростить технологические схемы очистки и эксплуатацию производственных установок. В силу указанных преимуществ электрохимическая очистка является прогрессивным направлением в технологии обезвреживания сточных вод.