家具制造业清洁生产技术

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我国的家具主要分布在华南、华东、华北和东北等地区，尤以广东省最为集中，共有5万多家家具，从业人员500多万。中国的家具制造业这几年发展相当迅速，2002年全国家具产值达到1650亿元，已成为世界第二大家具出口国[1]。但我国的家具以中小企业居多，生产工艺水平、生产效率普遍较低，而且中小家具制造企业生产会带来一系列环境污染问题，如挥发性有机、粉尘排放影响到区域内空气质量，废漆料、废胶粘剂等危险未经无害化处置排放对水体、土壤产生污染，家具生产垃圾乱占河道，随处焚烧等等。因此家具制造企业已成为当地的一个重要污染源，造成当地环境很大的压力。另外，家具生产过程中产生的挥发性有机、木粉尘等污染对企业生产工人的也会产生不良的影响。

　　是基于污染预防的一种战略措施，中小企业实施越来越受到重视。通过节约和原材料，减缓对人类、环境和生产安全的风险，通过提高生产技术和生产工艺以全面提高经济效益。主要方法包括：原材料的取代、生产工艺的改进、生产设备的更新、产品的重新设计等[2]。许多清洁生产的技术为持续提高原材料的使用效率和设备档次、减少生产成本、提高产品质量、降低处理费用等提供了可能性，中小企业可从清洁生产中得到更多的益处。在中小家具企业推行清洁生产，不仅可以减少环境污染、保护工人身体、增强企业竞争力、突破国际贸易壁垒，也是中小企业解决自身环境问题的首选和实现家具制造业可持续发展的一条有效的途径。为确保中小家具企业顺利实施清洁生产，开展家具企业清洁生产技术的研究工作显得尤为紧迫。从国内情况来看，在化工、食品、啤酒、电镀等清洁生产试点和实施方案的报告较多，而对家具的清洁生产技术应用的研究报道较少，家具行业实施清洁生产缺少必要的技术支持。本文在分析家具企业生产工艺流程的基础上，研究提出了一些家具企业的清洁生产技术。 　　1 家具制造企业生产流程分析 表1   家具制造企业原料输入和产生情况

 

  生产工序 原辅材料输入 空气排放 固体废物 ① 干燥         干燥窑/烘干箱 原木材 水蒸汽和一些用于预处理木材的化学物质     锅炉 木屑、废木板等 烟尘 炉灰 ② 机加工         锯床/刨床/铣床/钻床 板材 木粉尘/含胶木粉尘 刨花、锯末、木屑、边角板料、木粉   打磨/砂磨机 机加工后的木板材 木粉尘 木粉 ③ 胶粘         贴纸 机加工后的板材、粘合剂、树脂、家具纸 有机溶剂挥发（含异丁基、酮、甲苯、二甲苯等） 残留的粘合剂、裁剪下来的废家具纸   贴板 机加工后的板材、粘合剂、树脂、板 有机溶剂挥发（含异丁基、酮、甲苯、二甲苯等） 残留的粘合剂、裁剪下来的废板 ④ 上漆         底漆   加工中的板材、各类漆料、固化剂、溶剂 有机溶剂挥发 残留的失效溶剂、漆料等   打砂 加工中的板材 混合类粉尘（木、胶、树脂、漆等） 混合类粉尘（木、胶、树脂、漆等）   面漆 上底漆后的板材、各类漆料、固化剂、溶剂 有机溶剂挥发、过度喷漆产生的漆雾 残留的失效溶剂、漆料等 ⑤ 清洗         喷枪、喷头清洗 各类有机溶剂（丙酮、甲苯、甲醇、酒精等） 有机溶剂挥发 清洗下来的残液  

 

　　家具制造的生产工艺流程，根据所要制造的家具种类、要求、档次的高低而不尽相同。根据对浙江省玉环县250多家的家具企业调查情况分析，实木类家具约占60%，其余为复合板家具和少量铁制家具等。本文主要讨论木制家具，其生产工艺流程主要包括原木材的干燥、机械锯、裁、刨加工、砂纸打磨、压机成型、胶粘油漆纸或薄板、上底漆、修补打磨、面漆、安装等。家具制造主要生产流程中原辅材料输入和废物产生情况分析见表1。 　　2 中小家具制造企业清洁生产技术分析 　　2.1 原材料替代和管理 　　原材料的替代是清洁生产首先要考虑的问题，只有从源头上加强控制和管理，减少有毒有害原料的种类和使用量，清洁生产技术在整个产品的生产周期的改进和控制作用才能起到事半功倍的效果。在对家具板材进行喷漆的过程中，会有大量有机溶剂挥发物（VOCs）排放到空气中产生空气污染和对操作工人的身体健康产生潜在危害。因此使用无溶剂、少溶剂的涂料，或使用含较少VOC成份的漆料，对减少VOC的排放量非常重要。可替代的涂料漆材料包括：水性涂料漆、紫外线固化涂料、聚亚安脂涂料、聚酯涂料等[3]。在胶粘剂的选择上,选用无甲醛或低游离甲醛含量的环保型胶粘剂，使用中加入甲醛捕捉剂，可减少甲醛释放量。 　　要加强对原材料的使用管理,如停止作业后，要确保剩余的漆、溶剂、固化剂等密封保存，以防VOC挥发。从整个产品的设计上要充分考虑木板等原材料的选择,要减少种类,也就是说在一套家具的制造中使用的木料种类越少越好,这样有利于生产过程中产生的废料，并能大大提高利用率。 　　2.2 改进喷涂设备和技术 　　有针对性地改进喷涂技术和设备，可以大大减少污染物排放量，减少处理污染物的投资和费用，另一方面还可以提高产品质量和生产效率。以较少的投资获得最大的经济效益和环境效益。如对喷漆房进行设计改进，现有的喷漆加工房的大量含漆雾和VOC的空气基本上都经排风扇直接排出，对外界环境产生污染影响比较明显。通过改进喷漆房的设计，安装空气循环系统，含有漆雾和VOC的空气可以被喷射器循环利用，减少喷漆排放到外界环境的量，这样做投资成本低但VOC的控制效果较好。另外采用地下排风吸雾装置的喷漆房,空气由上向下流动,喷漆时产生的气味和漆雾随强大的气流经地下通道流出,经水雾净化处理后排走,可送往过滤,循环使用。这种喷漆房的改进最大的好处是对操作工人健康的保护效果，使操作工人免受油漆气味的毒害。
 
　　在喷漆工艺技术的改进方面，采用高流量低压喷漆系统（HVLP），即在低压条件下利用高流量气体进行喷涂，可取得较好的喷涂效果，同时由于采用低压喷涂可减少过量喷涂产生的浪费，从而减少油漆消耗和VOC排放量。美国加州HENREDON家具企业采用了HVLP喷漆系统后,提高了产品的质量,但生产能力并没有下降,原料漆用量则减少了13%～15%, VOC的排放量大大减少,设备改造的投资也因为原料的节约而得以在3个半月的时间里就得到。紫外线固化喷漆技术在一些平板较多的家具油漆加工中应用较多，但其操作复杂、要求较高。密封无气自动喷涂系统以及静电喷涂系统都能有效控制或减少喷漆废气的排放，具有较高的环境效益。 　　2.3 合理控制危险废物  　　家具制造过程产生的危险废物有油漆残料、漆渣和废弃的溶剂等。安全的危险废物处置需要专门的处置设备，在一般的中小企业里或当地区域内很难有专门处置这些危险废物的企业或设备。由于这些危险废物被当作一般的工业垃圾丢弃，对环境的污染危害相当大。因此对这些危险废物进行合理的控制，以减少或回收这些废物，使得排入环境量最少化是清洁生产所要关注和期待的。 　　在喷漆过程中，有35%～60%的漆是在喷漆过程中过度浪费掉的，其过度消费的程度视喷漆的技术水平、喷件的形状、人工喷漆或自动喷漆的不同而有较大的区别。而这部分进入环境的漆料则是家具厂产生的最主要的危险固废。在喷漆作业中设立漆雾回收屏，过度喷出的喷雾可被回收屏捕获，并可用特殊的刀片刮下来存放在箱子里，不需要更多的程序即可被重新回用起来，如箱式排风吸雾装置、墙式干漆雾吸排装置等新型的净化喷漆房就能有效地控制油漆危险固废的排放。同时在喷漆过程中要规范喷枪的使用操作技术，提高自动化程度，使喷漆废物产生量最小化[4]。 　　减少溶剂危险废物的措施，首先要确保溶剂容器尽可能密封，以增长溶剂的使用期和减少溶剂挥发到空气环境中的量。其次，制定油漆作业的程序，尽可能减少每日油漆颜色的更换，从而减少清洗喷枪和喷头的次数和溶剂用量，减少废溶剂的产生量。通过减少清洗时间以提高生产效率并减少在油漆和溶剂上的费用。第三可考虑利用蒸馏设备对用过的溶剂进行蒸馏回收。加热溶剂至沸点，使溶剂蒸发出来，冷却后可回收作为洁净的产品再次使用。蒸馏后剩余的残留物可作为危险固废再作处置，但数量已剩不多。一般的蒸馏沸点在40~200 ℃，真空蒸馏可在140~250℃。对于易燃溶剂，蒸馏设备还必须安装防爆安全设施。事实上回收溶剂的费用比购买新的溶剂要节省很多。 　　2.4  木废料污染预防 　　木料废物主要是一些不能被重新利用的木材，包括木粉、刨花、锯屑和木板片、板头以及各种形状的纤维板等。产生木废料最大的地方是低效率的不经济的锯板和切削以及不适当的存贮操作，一个中等规模的家具厂各类机械加工设备每小时产生的废料总量约有285~890 kg[5]。大量的家具木废料由于不能被及时搬运或处置掉，不仅占用宝贵的生产场地，有的甚至占用河道水体，有的还被随处焚烧，造成大气环境污染。如何对木废料进行最终处置一直是个难题，因此考虑对木废料的污染预防对策就显得相当重要了。第一要合理定购木板材等原料。要根据产品设计、适度生产量的需要来订购最合理的板材原料，避免不符合产品需要而造成板材的浪费，避免过度订购，减少库存。如有可能，要及时向木材供应商退回没用的、损坏了的、废弃了的木材料，以减少木废料存放和处理的费用。 　　其次是要提高对木材板原材料的加工技术和效率。要训练工人进行有效而经济的木头切割，不断提高机加工的技术水平，这样做不仅可以减少废料的产生量，而且还能通过减少原材料的消耗量来获得不薄的经济效益。有必要重新考虑根据板材的条件合理设计产品，避免易产生废料的切割。另外在工厂里指定一个切料中心区，那些可能有用的切下来的板料就能很容易地被回收贮存以作后用。这些措施对于大多数中小家具企业来说都是很容易做到的，而且无需额外投资。 　　最后是要对木废料进行综合利用。首先要对所有的木废料进行筛选，有用的废料应该很容易被筛选出来重新利用到生产线上。对于没有生产价值的废料，可把这部分中能作为燃料用的木废料分离出来，要注意避免使用了胶水粘接的复合板材，以防燃烧过程形成有害气体排放。可以用锯屑、刨花和木板头等作为锅炉、炉窑的起火燃料或用作干燥窑的燃料。把木废料供应锅炉使用是目前比较普遍的做法，虽然燃烧时产生的热值比用燃煤低许多，但由于煤价较高，而使用家具厂的木废料只需付车费、人工装运费即可，在不影响锅炉使用要求的前提下，可大大降低成本。特别是在大吨位的锅炉上的使用上，尤其经济合算，而且大吨位的锅炉基本上都带有除尘装置，对于燃烧木废料产生的一些有害气体也有一定的去除效果。 　　3  结  论 　　（1）在家具制造生产流程中喷漆作业时会产生大量的挥发性有机化合物，包括漆雾和废有机溶剂等危险废物，机加工过程中则会产生大量的木废料等。这些污染物会对周围环境造成一定程度的污染。 　　（2）实施清洁生产是中小家具企业解决自身环境问题的首选，也是实现家具制造业可持续发展的一条最佳途径。提高家具制造企业的清洁生产技术是关键因素。 　　（3）中小家具企业的清洁生产技术应以少投入、高效益为原则，实施原材料的替代和管理，从源头上减少家具制造业的污染影响，起到事半功倍的作用。而喷涂技术和设备的改进措施则是家具制造业清洁生产技术的一个重点，可有效控制危险废物的产生和排放。而一些生产管理上的措施则对减少危险废物和木废料的产生具有较好的效果。