Строительство, ремонт, интерьер

Древесные плиты – технология и экология

Научно-технический прогресс в мировом масштабе сопровождается возрастающей угрозой экологической катастрофы. Глобальные проблемы связаны с необходимостью ограничения рождаемости, чтобы численность населения соответствовала несущей емкости биосферы, а также с ограничением радиоактивных, химических и других загрязнений, экспоненциальный рост которых изменяет климат планеты, вызывает спад биоразнообразия, разрушает генетический аппарат и приводит к мутации высших организмов. Загрязняется Мировой океан, исчерпываются сырьевые ресурсы.

Разрушительное антропогенное влияние прослеживается в той или иной мере в любой сфере деятельности. Не является исключением и производство древесных плит: вырубаются с нарушением расчетной лесосеки леса, загрязняется воздушный бассейн, сбрасываются плохо очищенные технологические воды. Однако использованию древесных плит нет разумной альтернативы, и их производство будет расширяться.

Для гармоничного развития природы и общества как обязательного условия существования человечества используют понятие экологического императива - безапелляционного требования, вытекающего из понимания места человека как биологического вида в биосфере и диктующего стереотипы поведения и принципы деятельности. С этих позиций сделаем несколько замечаний, относящихся как к производству древесных плит, так и к условиям их службы в изделиях.

Примером несоблюдения экологического императива может служить узел горячего прессования древесностружечных плит (ДСП) на отечественных линиях. Парогазовая смесь из прессуемого материала, представляющая собой низкомолекулярные продукты отверждения карбамидоформальдегидной смолы и термогидролитического распада древесины, улавливается вытяжным зонтом и выбрасывается в окружающую среду. В составе смеси - формальдегид, метанол, уксусная и муравьиная кислоты, другие органические продукты. Их содержание нормируется непосредственно в околопрессовой зоне, а на высоте не регистрируется, степень нагрузки на окружающую среду не оценивается.

Относительно охраны водного бассейна можно упомянуть мокрый способ производства древесноволокнистых плит, которые в мебельном производстве иногда называют оргалитом. Сокращая количество оборотной воды, в которой накапливаются продукты термогидролитических превращений древесины и экстрактивные вещества, технологи улучшают качество водопользования: отбирают эти продукты с последующей очисткой воды и утилизацией твердой фазы. Но энергетические затраты на последующую сушку и сжигание продуктов не могут быть компенсированы получаемым теплом. В нашей стране новые заводы по изготовлению плит мокрым способом не строятся и не проектируются.

Вырубка лесов снижает их основную экологическую функцию, состоящую в депонировании углерода и генерации кислорода. Леса России депонируют ежегодно почти 30 млрд. т углерода. Но значительные территории, оцениваемые в сотни тыс. км кв., покрыты перестойными и низкосортными лесами, а также включают участки, пораженные вредителями и болезнями леса и занятые гарями, в результате чего леса не выполняют свою функцию и не получают экономически выгодного использования. Вовлечение их в хозяйственный оборот привело бы к более рациональному функционированию лесопромышленного комплекса в целом и создало бы предпосылки к экологически необходимому процессу обновления леса.

Отметим, что биомасса дерева не используется полностью и на уровне заготовки и вывозки древесины. Лесосечные отходы вовлекаются в производство древесных плит на отечественных предприятиях крайне не достаточно, тогда как "всеядность" производства ДСП открывает здесь широкие перспективы. В частности, в лесозаготовительной промышленности в больших количествах накапливается дровяная древесина. Местное население использует ее как топливо, но лишь частично. Дрова оставлять в лесу нельзя, а реализовать их некуда. Надо найти организационную возможность включить их в производство древесных плит.

Все это определяет экологический императив: в законодательном порядке ограничить использование технологий неполной заготовки и переработки лесных ресурсов, а в ближайшем будущем вообще запретить, несмотря на экономическое противоречие, поскольку затраты не только не оправдываются, но и штрафные санкции не побуждают к изменениям технологии. Возможность выполнения этого императива в древесноплитном производстве очевидна.

Интенсификация древесноплитного производства привела к увеличению единичной мощности технологических линий, их ресурсо - и энергоемкости. Если первая линия ДСП в Подрезково (Москва) вышла на проектную мощность в 25 тыс. м куб. в год всего лишь 40 лет назад, то сегодня вводятся в действие производства на базе прессов, выпускающие ДСП по 500 и более тыс. м куб. в год. Стало очевидным, что чем более мощные потоки вещества, энергии и информации при этом перерабатываются, тем большую опасность они представляют для природы и самого человека. Отсюда вытекает экологический императив на ограничение гигантомании. Даже использование самых совершенных технологических процессов и аппаратов не может гарантировать экологически безопасного уровня загрязняющих веществ, поступающих в окружающую среду. А повышение эффективности очистки прямо пропорционально приложенной энергии, производство которой, в свою очередь, связано с использованием природных ресурсов (мазута, каменного угля и др.) и загрязнением природной среды, но уже в другом месте.

В нашей стране для изготовления древесных плит используется карбамидоформальдегидное связующее. Главным токсическим соединением в нем является формальдегид (СН2О) - как свободный, так и образующийся при отверждении связующего. По данным различных исследований, общее выделение СН2О при горячем прессовании составляет 10...40 мг на 100 г плиты. Это значит, что при годовом производстве ДСП в России около 4 млн. м куб. в атмосферу поступает порядка 700 т СН2О. При ПДК 0,01 мг/м куб. объем воздуха, загрязненного СН2О на границе предельно допустимой концентрации, составит 7-1013 м3, что при высоте зоны загрязнения 500 м соответствует площади около 130 тыс. км?. (Таким образом, можно определить параметры загрязнения воздуха конкретным предприятием или рассчитать допустимую концентрацию для древесноплитных производств в конкретном регионе).

Отметим приблизительность такого расчета, имеющего целью заострить внимание на проблеме формальдегида. Но следует учесть, что в готовой продукции также содержится СН2О: в плитах класса эмиссии Е1 - до 8 мг/100 г, Е2 - 8...30. В нашей стране основной объем ДСП идет на производство мебели. Аналогичный расчет, исходя из 3 млн. м куб. ДСП, использованных в мебели в 2005 г., выявляет потенциальную опасность СН2О, состоящую в возможном загрязнении 5,2-1013 м куб. интегрального объема жилища. Получается, что в жилищах общей площадью 1,7-1013 м кв. присутствует предельно допустимый источник СН2О.

Если мебель устанавливается на меньшей площади, то норматив 0,01 мг/м куб. для воздуха на содержание СН2О окажется превышенным. Объем среднегодового жилищного строительства в РФ составляет всего лишь 5-Ю7 м кв. Тогда, при допущении, что вся изготовленная мебель устанавливается только на вновь построенной жилплощади, превышение концентрации СН2О окажется в тысячу раз больше ПДК.

В действительности такое допущение неверно: мебель используется и на ранее построенных площадях, и в служебных, и общественных помещениях.Необходимо заметить, что из облицованных ДСП миграция формальдегида происходит значительно медленнее и что любое помещение как-то вентилируется, - тогда СН2О переходит в окружающий воздух, но могут возникать и застойные зоны. Интегральное содержание СН2О в окружающей среде с неизбежностью увеличивается. В связи с этим переход на плиты с эмиссией формальдегида класса Е1, а лучше Е0, является настоятельной необходимостью и будет введен законодательно в ближайшее время.

Следующий экологический императив связан с переходом на малоотходные, ресурсосберегающие технологии, минимально воздействующие на природную среду. Безотходные технологии в принципе неосуществимы, как противоречащие второму началу термодинамики. В обиходе технологии называют безотходными, имея в виду отсутствие материальных отходов или зацикленность технологического процесса. Но потери всегда неизбежны - либо материальные, либо энергии, либо информации.

Экологический императив требует также отказа от технологии с очисткой отходов "на конце трубы". Для очистки нужна энергия, а ее производство, как уже отмечалось, требует природных ресурсов и сопровождается загрязнением среды. Необходимы технологии с сокращением отходов в источнике образования. В частности, сокращения содержания СН2О в карбамидоформальдегидных связующих и древесных плитах достигают благодаря использованию маломольных смол. Однако при этом уменьшается доля гидроксиметильных групп в смоле, ухудшаются адгезионные свойства и когезионная прочность. Для снижения уровня эмиссии формальдегида из плит в КФС вводят меламин, добавляют различные акцепторы СН2О. Изменяют надмолекулярную структуру КФ-полимера.

С экологической позиции эти решения являются паллиативом и в принципе не исключают техногенную нагрузку на природную среду, поскольку самопроизвольное усвоение ею завершивших свой жизненный цикл материалов отсутствует. Повторное использование отслуживших свой срок древесных плит (рециклинг) лишь отдаляет задачу. Если древесный компонент плит еще мог бы подвергнуться естественному разложению, то процессы биологического разрушения синтетических компонентов не изучены.

В последнее время появились технические предложения, направленные на повышение экологической доброкачественности производства ДСП. Для примера можно назвать энергетическую установку компании Metso Panelboard, включенную в технологическую схему производства ДСП и рассмотренную в книге. В эту установку подаются и сжигаются летучие продукты от горячего пресса в составе воздуха для сжигания топлива, отработанная вода, кора после окорки, древесные отходы (не включенные в производственный процесс), технологическая и шлифовальная пыль. Газовоздушная смесь из сушильного барабана проходит электрофильтр, твердая фаза также может использоваться как топливо. Отдельно (вне производственного цикла) используется зола. Этот малоотходный, материально и энергетически сбалансированный процесс продиктован как экологическими, так и экономическими соображениями.

Относительно ДВП мокрого способа производства в Польше выработано решение об утилизации сухих веществ, отбираемых из оборотных вод. Сухому остатку после сушки и сжигания найдено коммерчески выгодное применение, что обеспечило безубыточное функционирование технологических линий, а спрос за рубежом на "экологически" чистые ДВП, изготовляемые без КФС, гарантировал экспорт продукции.

В заключение отметим, что учет аспектов прикладной экологии, контуры которой мы лишь обозначили, должен стать и в ближайшее время с неизбежностью станет критерием успешного функционирования древесноплитной отрасли, оттеснив экономический фактор "невидимой руки рынка" на второй план.

Рейтинг: 
0
Оценок пока нет

Случайное

Дефекты паркета: выступающие следы клея
Под финишным покрытием просматриваются следы клея, просочившегося между паркетными планками. Не выдержана необходимая длительность технологического перерыва между укладкой паркета на клей и шлифовкой и нанесением финишного покрытия. Для большинства паркетных клеев этот перерыв на отверждение клея должен составлять 5-7 суток, и может потребоваться его увеличение при пониженной температуре воздуха или пола или повышенной влажности. Нанесение защитного покрытия препятствует выходу воды или другого растворителя из клея, клей долго не твердеет и в т...

Опрос

Есть ли у вас баня?
Да, есть
29%
Нет, но хочу построить
57%
Нет
14%
Всего голосов: 7