纤维板生产车间作业环境及室外尾气TSP-南京林业大学毕业设计（范文）

第一篇：纤维板生产车间作业环境及室外尾气TSP-南京林业大学毕业设计（范文）

纤维板生产车间作业环境及室外尾气TSP、PMxx的调查研究

颗粒物污染是大气中最重要的污染物之一,可吸入颗粒物的污染和危害越来越引起人们的重视。近年来，我国木材加工企业的快速发展为市场和人民生活提供了丰富的木质产品，但也给我们的生产和生活环境带来了严重的污染。各种木材加工企业,如人造板厂、家具厂、地板厂等,无论厂区室内室外，空气中都悬浮着大量的粉尘，当微粒直径小于10 μm 的木质粉尘散发在空气中,不仅有发生火灾、爆炸等事故的隐患,而且严重污染环境,危害劳动者的身心健康。因此,粉尘污染一直被认为是木材加工的三大公害之一，随着环保意识的增强,木粉尘污染已成为木材加工企业不可忽视的问题。

1研究背景及意义

1.1中密度纤维板发展概况及趋势

纤维板是以植物纤维为主要原料，经过纤维分离、纤维处理、干燥、成型、热压等工序制成的产品。它具有结构细密、质地均匀、表面光洁、容重适中、强度高、耐水性和隔音绝热、不易变形等优点，而且还能进行曲面铣型和雕刻, 尤为适合各种机械加工和进行表面装饰。被广泛应用于家具、建筑、车辆、船舶等领域。在人造板产品中，纤维板同胶合板、刨花板等板材的主要区别是构成板材的基本单元不同，构成胶合板的基本单元是单板，构成刨花板的基本单元是刨花，构成纤维板的基本单元是纤维。

我国的中密度纤维板（MDF）生产工业始于20世纪80年代，当时主要依赖进口设备，先后引进了美国、瑞典，德国的成套设备；20 世纪90 年代是我国中密度纤维板生产能力快速增长的时期，实现了从主要依靠天然林资源到依靠人工林资源的重大转变；进入21 世纪我国已成为全球中密度纤维板生产量最大的国家。2001 年我国有中密度纤维板生产线286 条，总设计生产能力达到824 万m3，而到2008年，我国共有中密度纤维板生产线666 条，总设计生产能力达到3045 万m3，远远高于美国的401.9 万m3 以及德国的393.8 万m3，是名副其实的世界中密度纤维板第一生产大国。总结经验，纵观其发展过程，主要是依靠科技进步，促进了中密度纤维板生产能力的发展。对其生产工艺的研究，将会进一步推动企业清洁化生产，具有重要的现实意义。

我国中密度纤维板未来的发展趋势：

⑴原料供应将加快向人工速生丰产林以及废弃木料和非木质原料的转变。

⑵生产线向大型化自动化发展, 但中小型生产线仍有一定的生存空间。

⑶市场竞争加剧, 市场进入整合期。

⑷节能和环保将成为制约中密度纤维板生产企业发展的一个重要环节[2]。

[1] 1 1.2大气污染

环境污染与人类社会的发展息息相关，人类的发展史也是人类不断改造环境、利用环境资源的历史。随着社会经济的迅猛发展，人口的急剧增多，大气环境也日趋恶化，一些有害气体的排放，不仅影响到局部地区的大气环境的污染，并且会使全球范围内的大气的成分发生改变。

世界卫生组织和联合国环境组织发表的一份报告说：“空气污染已成为全世界城市居民生活中一个无法逃避的现实。”如果人类生活在污染十分严重的空气里，那就将在几分钟内全部死亡。工业文明和城市发展，在为人类创造巨大财富的同时，也把数十亿吨计的废气和废物排入大气之中，人类赖以生存的大气圈却变成了空中垃圾站。因此，大气中的有害气体和污染物达到一定浓度时，就会给人类和环境带来巨大灾难。

木材加工企业产生的木粉尘以木粉、木屑为主，还含有少量碳氢化合物和游离的二氧化硅。对生产及人体活动伤害最大的就是细颗粒物，其中，总悬浮颗粒物（Total Suspended Particles）（以下简称TSP）是指悬浮在空气中,空气动力学当量直径≤100微米的颗粒物；颗粒物PMxx(Inhalable Particles)是指存在于周围空气中的、具有很宽粒径分布的液体或固体的分散粒子。可吸入颗粒物的污染和危害越来越引起人们的重视。从健康角度出发，世界各国都制定了PM10的环境质量标准，自从美国颁布PM2.5的新标准以来,很多国家都在研究制定一个合适的PM2.5环境质量标准的问题。

近年来，随着城市工业的发展，大气污染日益严重，空气质量进一步恶化。工业生产对大气的污染有气态污染物和颗粒物等。木材工业是以木材、竹材等为主要原料的工业体系,包括胶合板工业、刨花板工业、纤维板工业、制材工业、家具工业、木材干燥工业等，每一个工业部门在生产过程中都会产生大量的废气与粉尘。随着近代木材加工行业的发展和国家出台的一系列控制污染排放的标准以及法律法规的制定，企业对环境保护问题也越来越重视，许多的企业加大投资，通过优化生产工艺和有效的尾气排放，创造了一个良好的生产环境并取得长远的经济效益。本文立足国内人造板企业现状,就纤维板生产车间作业环境及室外尾气TSP、PMxx的污染程度几个方面加以调查性研究。

2国内外对木质粉尘控制现状

2.1 国外对木质粉尘TSP及PMxx的控制

木制品生产、加工过程中产生及散发大量的木粉尘,污染了作业环境,危害工人的身体健康,长期暴露在粉尘场所或环境中,易生皮肤病、哮喘病、鼻堵塞、鼻癌、肺癌等。美国、德国、英国、法国等国家医疗组织和机构及国际癌症研究机构均证实和宣布了木质粉尘可引起癌症[3—4]。美国在这方面做出的成果要多一些。在美国,对木粉尘职业接触的极限值也有一段很长的认识和判定历史。在20世纪70年代和80年代美国职业安全健康管理局(OSHA)制定其允许木粉尘的接触极限值(OEL)为15 mg/m3。80年代末OSHA发现有必要设定一个更严格的OEL(比如硬木粉尘1mg/m3)，但是许多工厂设备的整改耗资太多,以致OSHA于1989年对所有的木粉尘设定一个为5mg/m3的职业接触极限值，但“西部红雪松”(其OEL为2.5 mg/m3)除外。美国政府工业卫生学家会议(ACGIH)将硬木归类为致癌物质,软木归类为非致癌物质,对于硬木，其OEL设为1mg/m3,软木设为5mg/m3，这个值比OSHA的值更严格[5]。

从20世纪80年代中期开始德国已经将橡木和山毛榉粉尘列为致癌物质,也为工作场所空气中允许的木粉尘的浓度颁布了技术标准浓度(TRK)。从1993年以来，对所有的设备和所有的木材类型的木粉尘有一个统一的TRK值2mg/m3(总尘),但对那些按照目前的技术水平即使是经过改建也不能维持这个浓度值的设备例外,对这些设备确定一个为5mg/m3(总尘)的TRK值[6]。

其它欧美及亚洲国家、澳大利亚等鉴于木粉尘对健康的潜在影响,各国纷纷提出了木粉尘的有害警戒浓度:芬兰、英国和荷兰限定为5.0mg/m3；法国为3.0mg/m3；德国、丹麦和瑞典限定为2.0mg/m3[7]。

2.2 国内对木质粉尘TSP及PMxx的控制

环境污染所造成的巨大危害引起国家和政府的高度重视，对于粉尘污染控制，我国现已有大气污染排放和室内空气环境质量两个方面的规定，即控制大气中粉尘排放总量和限制车间空气中的粉尘浓度。1996年国家环境保护局根据《中华人民共和国大气污染防治法》的有关规定，在原有《工业“三废”排放标准》废气部分和大气污染排放标准的基础上，发布了国家强制性标准《大气污染物综合排放标准》GB16297--1996。根据现行的《大气污染物综合排放标准》中颗粒物的定义，木粉属于SiO2含量低于10%的其他颗粒物。该标准对木粉作为污染源的大气颗粒污染物排放限制作了明确的规定，以控制木材工业粉尘的排放总量和排放浓度。

从保护从业人员的健康角度出发，新的《工业企业设计卫生标准》GBZ1—2002和《工作场所有害因素职业接触限值》GBZ2—2002中规定了车间空气中容许的粉尘卫生标准。对于木质粉尘，各类木材加工车间内作业区的粉尘平均容许质量浓度应低于3mg/m3，短时间接触容许质量浓度应低于5mg/m3。我国工业企业设计卫生标准规定:车间空气中木粉尘浓度不得超过10mg/m3,该标准已大大超过发达国家限定值,然而,实际生产中有相当一部分企业的粉尘浓度在10～40 mg/m3 ,根据工位不同而有所变化[8—9]。像家具厂生产车间内56%的作业位置超过该标准规定[16],其中带锯机、铣床、开榫机、砂光机等作业位置超标尤其严重, 对操作工人的呼吸道、皮肤和眼睛等器官会造成很大的危害。

虽然我国在粉尘的处理和技术与设备的利用并不落后于国外，但各地实际生产过程中粉尘的处理和利用状况很不理想，许多企业环境指标严重超标，生产环境十分恶劣，严重地影响了职工的身体健康和周边环境。原因不在技术水平和设备质量上，而在思想意识和法制观念上，许多企业除尘设备投入不足，因陋就简，再加上管理不到位，维护不及时，而造成粉尘浓度超标。

3研究内容、意义及创新点

3.1研究的内容

通过对学者们所做研究的学习了解，发现对于木材加工企业生产过程中的颗粒污染物的研究还是很深入的，但是主要是针对颗粒物的危害研究及降低措施，对生产车间并没有系统的研究，颗粒物对人体和环境的危害已引起大家的普遍关注，虽然学者们对如何降低粉尘污染进行了研究，但是在实际的生产过程中，车间的作业场所以及室外尾气的排放对环境污染现象依然存在，大部分企业对尾气的无组织排放，既污染了大气，又对工人的身体健康存在一定的危害。因此，笔者希望以国内外学者所做的理论研究为基础，以中密度纤维板生产为例，采用理论分析和实验相结合的方法，对其作业场所和室外尾气排放进行定量分析，根据分析结果，采用相应的治理方法进行研究。

本课题将完成以下研究内容：

1、资料收集与调查研究，对纤维板生产作业场所及车间外作充分的调查研究。

2、通过实验测定纤维板生产车间及排放到大气当中的纤维粉尘的浓度。根据测试数据，对照国家相应的“标注”，评价作业场所、粉尘污染排放浓度。

3、对TSP测定中“滤膜”粉尘颗粒显微镜下进行粒度统计，得出粒度分布情况。

4、对粉尘室内外污染现状（如超标），提出治理和控制措施。

3.2研究的意义

通过以上研究内容，实现对中密度纤维板生产过程中粉尘排放的治理性研究，通过实验论证，对其他类型的人造板生产中粉尘污染的治理具有重要参考意义：

（1）通过作业场所粉尘采样分析，可以评价其浓度是否符合工作场所有害因素主要接触限值，从而提高工人对粉尘危害的意识，更好地保障身体健康。

（2）通过对排气筒尾气的采样分析，可以评价其排放浓度是否符合大气污染排放标准，从而督促企业优化工艺参数，生产出更环保的产品，创造良好的生产环境。3.3研究的创新点

目前业内对木材济公企业产生的粉尘对作业环境、室外大气污染的程度等现状尚无系统的研究，更何况社会公众对PM10、PM2.5的污染更加关注，现今环境污染所造成的巨大危害引起国家和政府的高度重视，从保护从业人员的健康角度出发，为了提高资源利用效率，减少和避免污染物的产生，保护和改善环境，保障人体健康，促进经济与社会的发展，粉尘的治理为废料综合利用提供了有力的条件，通过对作业环境和室外大气的污染的治理，消除或减少其危害，为企业节约成本或创造新的利润。

4.粉尘采集与分析方法

4.1 TSP浓度分析方法与原理

（1）滤膜称重法

采用粉尘采样器以一定的总流量采集空气中粒径小于100μm的可吸入颗粒物,被截留在已恒重的滤膜上,然后根据采样前、后滤膜重量之差及采样标况体积, 计算TSP质量浓度。采样前后滤膜需要在干燥塔中干燥24小时, 保证相对湿度与空白膜的相对湿度差不超过5%,称量滤膜至恒重。为确保实验结果的准确,TSP大流量采样器用通过传递校准用的孔板流量计进行校准。

4.2 PMxx粒度分析方法与原理

采用激光粒度分析仪，利用激光散射法测粒技术测得与待测颗粒有相同的光学性质并有最近的光散射特性的球形颗粒（组合）的直径（分布）。

4.3 测试结果及分析

5研究中可能出现的难点及解决办法

5.1课题研究的方法与技术

（1）研究方法

针对企业生产工艺流程，采用滤膜称重法以及光散射法，采集生产车间作业场所和室外尾气排放的粉尘，对其进行浓度以及粒度分布分析，并将实验结果与国家相关标准进行对比，分析并提出合理解决方案。（2）检测内容、使用仪器及评价方法 采样点、采样时间、采气量的选择,根据《工作场所有害物质检测方法》之规定进行采样，粉尘浓度检测使用ETF-30D型粉尘采样器和P_5L2C型数字粉尘仪,采用滤膜称重法和光散射法，检测结果的卫生学评价根据《工作场所有害因素主要接触限值》GBZ2-2002 进行；粉尘粒径分布采用 LS-pop(8A)型激光粒度仪。

5.2可能遇到的问题

（1）采样时间和采集气体量的选择，采样时间太短有可能使采集的粉尘没有代表性。

（2）湿度和粉尘浓度对采样体积的影响。如果空气中的湿度过大,空气中的饱和水蒸气就会在粉尘粒子周围形成一层很薄的水膜。在纤维板生产过程中所形成的粉尘大部分是由植物纤维构成,遇水后产生微小的膨胀,使滤膜的通过性能明显降低,从而影响测试结果的准确性。

（3）粒度分析时在样品进样时由于循环进样器的循环速度太高，以致产生强烈的漩涡，空气被卷进液体或由两种液体混合而成的悬浮液在循环进样器内循环时可能产生气泡，影响实验的准确性。

5.3相应的解决方法

（1）采样时间按照国家标准（GB16297—1996）采样15min，流量为15L/min~40L/min，本实验准备分别采样一小时和两小时，通过成分分析结果，确定合适的采样时间；

（2）尽量选择在适宜温度与湿度的时间去进行粉尘采集；

（3）采用低档运行；含发泡剂的分散剂只能在静态样品池中使用。

6进度安排

2012.2.16-2.28 布置任务、收集资料、方案拟定 2012.3.1—3.15完成“开题报告”、“文献综述”

2012.3.15—4.15利用实验仪器实地测定木材加工企业作业场所及车间外粉尘的浓度及粒度

2012.4.15—5.20前 针对实验数据进行分析，完成毕业设计论文初稿 2012.5.26补充与修改，完成论文并修订，准备答辩提纲

7参考文献

[1]齐英杰，吴勃生，徐扬．我国中密度纤维板生产能力发展概况[J]．林业机械与木工设备，2009，37（8）：4-6 2肖小兵，胡广斌，我国中密度纤维板生产发展趋势（J）.人造板通讯，2004（1）：6-7 [3] Blot.W.J.,ChowW.H.,ets..Wood Dust and Nasal Cancer Risk:A Review of the Evidence fromNorth America [ J ].J.OCCUP.ENV ION.MED,1997 ,39(2): 148～156 [4] Silvia Helena Aria Bahia,ets..Cancer and Wood2related Occupational Exposure in the Amazon Region of Brazil[J].Environmental Research,2005(99):132～140 [5]The Cutting Edge, Safety News: Focus on Wood Dust Courtesty of American Furniture Manufacturers January, 2004 [6]Haber,B.H..Aneuploidogene Holzinhaltsstoffe als mögliche Ätiologische Faktoren bei der Kanzerogenese durch Holzstaub.Kaiser slautern[ D] : Diss.Universiät der Kaiserslautern,1997 [7]Codes,Standards,&Regulations.Wood Dust Limits[J].Forest Product Journal,1997,47(5):8 [8]王立波,邵佳玉,李为等.某实木家具制造加工企业职业病危害检测与分析[J].职业与健康,2005, 21(10): 1461～1462 [9]那斌.木地板厂的粉尘控制研究[J].江苏林业科技,2002,29(2): 24～26 Association,AFMA[EB],http://

www.xiexiebang.com/cuttingedge/ce0104pg7.cfm,