造纸行业的清洁生产技术与措施分析_胡健

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推行清洁生产的必要性
推行清洁生产就是摒弃高消耗、高投入的资源型生产模式，
用最少的环境代价获取最大的环境需求和发展 1" 2 。 造纸行业的清 洁生产就是立足预防污染的生产过程控制， 着眼生产全过程污染 物的最小化， 改变过于偏重末端治理的传统观念， 使用于末端治 理的人力、物力和财力向污染预防的生产全过程控制逐渐转移， 实现各类型资源的优化投入结构， 使造纸行业与环境实现持续协 调发展。 鉴于我国造纸行业的生产工艺、 技术现状和行业特点， 在
负荷下降 -’$ 以上， 分离木质素后废水可与中段水混合处理。 !" #" ! 中段废水处理 制浆中段废水以及分离木质素后的剩余废水含有较多的 固体悬浮物和其他有机溶出物， 特别是漂白废水具有较大的毒 性， 直接排放将严重影响水体的生态环境。中段废水的处理技 术很多， 但高效而运行费用低的却有限。国外用物化与生化相 结合的方法完全可以实现废水的达标排放。 对于浓度较高的中 段废水主要用物理、 机械和物理化学的方法去除大部分悬浮物 及一部分有机物。方法有格栅、 筛滤、 重力沉淀、 凝聚 45 中和、 沉淀、 加压气浮和澄清过滤等； 然后用生物化学方法去除废水 中的大部分溶解性有机物， 其常用方法有活性污泥法、 生物滤 池、 生物转盘、 接触氧化、 氧化塘、 生物流化床和 674&89 法等好 氧生物技术及厌氧塘、 厌氧接触法、 厌氧滤池及厌氧流 :;<=、 化床等厌氧生物技术； 更多的时候采用厌氧生物法与好氧生物 ! !" !
表: 工序废水特征 及污染指标 吨纸产生量 : $ <= ./0.3 : 7 ,> : ? 8 4/05 : 7 ,> : ? 8 @@ : 7 ,> : ? 8 主要成分 环境危害性 制浆造纸废水的特点 白 水 %## 9 %5# ; 9’ %5# 9 5## 5# 9 %5# "## 9 6## 细纤维、 草纸添加剂 污染较小、 毒性较低
仅次于美、 日两国， 位居世界第三位。高速的发展带来 "### 万 $， 了严重的环境污染问题。据 %&&’ 年统计， 全国制浆造纸工业年 位于化学工业和钢铁工业之后， 约占全 排废水量为 () * + %#&,"， 国工业废水排放总量的 %%- ， 其中 ./0 排放总量为 "(%) * 万 $， 为全国第一污染行业
木材化机 向。自 6# 年代初国际第一条化机浆生产线投产以来， 浆生产有了很大的发展，随后非木材化机浆 7 如蔗渣化机浆等 8 “红麻秆化机浆及其 也相继出现。 从 &# 年开始， 国家立项组织了 “八・五” 配抄新闻纸研究” 的 攻关。 华南理工大学建立了全国第 一套化机浆中试系统，并会同有关单位不仅解决了红麻秆化机 浆的生产技术，更主要的是研制了同时适用于其他非木材化机 浆生产的关键设备—— — 压力磨浆机和关键配件—— — 磨片，为麦 草化浆的开发创造了良好的条件。化学机械制浆原料利用率高 与传统碱法相比较， 制浆废液有 达 ’#- 7 碱法制浆仅为 *#- 8 ， 机污染负荷下降 ’#- ， 比碱法制浆配套碱回收系统还低 %#- 。 () #) * 无污染高中浓漂白 无污染高中浓漂白技术主要是选用环境友好的漂白剂， 降 低排出废水的环境危害性。 发达国家新建漂白浆厂一律配套无 污染漂白系统， 逐步淘汰传统含氯漂白工艺。预计工业发达国 家不久将禁止造纸业采用含氯法漂白。 我国纸浆漂白一直沿用 传统的含氯漂白剂， 漂白过程生成的有机氯化物、 二恶英等是 有致癌作用的毒性物质， 目前仍没有有效的方法使之分解。采 用无污染氧 ! 臭氧 ! 过氧化氢漂白能从本质上改变漂白废水 对环境的污染， 消除废水的毒性， 废水还可用于黑液提取和洗 浆工段中。无污染漂白 $ 浆成本比含氯漂白浆高 %## 元左右， 但 $ 浆漂白用水量比含氯漂白降低 ’# 9 %##," ，按 %) # 元 : ," 的中段废水处理运行费及其成本价， 漂白总成本基本持平。 () #) ( 生产过程高中浓技术 目前我国造纸业制浆造纸全过程基本在低浆浓 7 含浆 "-
工序废水 黑 液 中段废水 ’ 9 %( 5# 9 (## %# 9 %* 6 9& ;#### 9 &#### %(## 9 %"## %’### 9 "#### *## 9 %### A 5### 5## 9 %5## 木质素、 半纤维素、 木质素、 半纤维素、 色素、 戊糖类、 酚、 色素、 戊糖类、 酚、 残碱 7 (- 9 "- 8 氯源自文库物 污染特别严重、 耗 污染严重、 耗氧、 有 氧、 耗酸、 有毒性 致癌可能性
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清洁生产
造纸行业的清洁生产技术与措施分析
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胡
摘 要
健
吴海珍
李友明
韦朝海
(3 。 黑液分离木质素后， 污染 要是在形成高附加值方面去研究开发 2#，
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法相结合。而对排水要求高如达到工业回用或深度处理的水 平， 则在经上述方法处理后用活性炭吸附、 反渗透和超滤膜分 离技术等去除绝大部分残余物质。 !" #" % 废纸回收配抄 尽管我国已认识到废纸回收的经济和环境意义，然而回收 率仅达 1’$ 左右， 而发达国家废纸回收率高达 .’$ 。我国回收 废纸大部分用于生产纸板及其他低档用纸，原因是草类纤维纸 可回用性差， 传统的废纸处理工艺使纤维强度性能损失严重。 加 强废纸回收后的贮存管理， 分类回用， 中浓碎浆疏解以及合理的 工艺是提高废纸回用效率的关键。所以， 削减制浆能力， 回用废 纸配抄中档文化用纸是有可能和有前途的污染削减措施之一。
参考文献 0 韦朝海 > 任源 ? 淮河流域酿造业生产与环境污染的损益分析 2 @ 3 ? 食品与发酵工业 > 0//,> 1# + ( % A .# " .1 张玮 ? 造纸废水污染现状与治理技术的综述 2 @ 3 ? 轻工环保 > 0//-> 0/ + 1 % A 1- " *0 * # 席德立编著 ? 清洁生产 2 B 3 ? 重庆 A 重庆大学出版社 > 0//( 孙月华 > 刘月娥 > 李志娟等 ? 实现造纸黑液资源化利用的改性剂选 择 2 @ 3 ? 轻工环保 > 0//-> 0/ + 1 % A 0 " * ( 刘峥 > 潘长春 ? 造纸黑液的综合利用 ! 黑液木质素粘胶剂的研制 2 @ 3 ? 轻工环保 > 0//-> 0/ + 1 % A # " !
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造纸行业清洁生产途径
革新工艺， 降污减废 少污染高得率化学机械法制浆 化学机械制浆是近年来国际制浆清洁生产的主要发展方
。造纸废水产生与生产过程的各个工序
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有关， 总的来说可以分为黑液、 中段废水与白水三类， 其成分、 产 制浆造纸行业的主要污染源 生量及水质特征列于表 % 中。可见， 是化学浆的蒸煮黑液，所产生的 ./0.3、4/05 占制浆全过程的 或者选用新型的制浆工 &#- 以上。对黑液进行处理或综合利用， 艺减少黑液产生量是造纸行业可持续发展的根本所在。
环境保护 !""#・#
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清洁生产
许多厂家， 特别是小厂， 清水经一次使用后即排 " #$ % 下进行， 放， 不仅可 & 纸用水量高达 #’’ " (’’)* 之多。开发中高浓技术， 以减少用水量， 降低输送及其它生产过程能耗， 而且还可以提高 纸浆质量， 是造纸工业节能降耗高质的有效途径。 高中浓技术关 键在于设备 + 如纸浆流态化设备， 洗涤和输送设备， 混合设备， 打 浆设备等 % 开发， 这是造纸业必须长期进行努力的目标。高中浓 技术的实施可以使造纸业的用水量减少一半甚至更低，既节约 水资源， 又减排废水量。因此， 这是清洁生产的一个重要环节。 !" # !" #" $ 污染治理与废物利用 提高草浆黑液碱回收率 碱法造纸厂 ,’$ 的污染负荷来源于制浆黑液，碱回收是 黑液污染治理的基本手段， 是日产 (’& 以上草浆厂污染治理的 根本出路。目前，我国的草浆黑液碱回收系统黑液提取率在 高硅含量给黑液蒸发和燃烧带来了一系列问题， 致 -($ 以下， 使碱回收率在 .($ 以下， 且运行费用高。因此， 提高草浆黑液 提 取率 和 草 浆 黑 液 除 硅 仍 是完 善 草 浆 黑 液 碱 回 收 技术 的 关 键。 第一， 利用先进的草浆黑液提取技术和装备， 使黑液提取率 如日产 (’& 草浆黑液提取率提高 0($ 后， 碱回 达到 /’$ 以上。 收系统一年可多回收碱 -’’& 以上， 扣除工程投入后， 每年可净 污染负 增收入 -’ 万元。当黑液提取率由 -’$ 增加到 /’$ 时， 并由此降低中段废水 1-$ 的处理负荷。第二， 开 荷下降 (’$ ， 发微生物除硅技术和装备， 使黑液除硅率达 /($ 以上。 通过微 生 物除 硅 可 大 大 改 善 碱 回 收系 统 的 运 行 操 作 ， 预计 可 节 省 *’$ 以上蒸发黑液用的蒸汽消耗。 !" #" # 木质素高效分离与综合利用 日产 *’& 以下的草浆厂采用碱回收技术是不现实的， 而充分分 离木质素并寻找综合利用途径是这类厂家污染治理的一条出路。 黑液酸析分离木质素已日趋成熟， 目前所必要的是完善木质素分 离设备的性能， 并使之系列化以适应不同的分离规模。 此外， 还要积 极开发和扩大木质素的利用途径， 作为化工原料及其他产品的添 加剂。 造纸黑液综合利用的产品较多， 除了回收烧碱外， 尚有塔罗 油、 脂肪酸、 松节油、 再生石灰、 提取木素生产胶粘剂、 减水剂等， 主
关键词
造纸
清洁生产
污染治理 一段较长的时间内， 要想实现工艺根本改进及废水处理的重大突 破仍然是相当困难的， 而应该着眼于减少废液、 废水的产生量及 废物综合利用的清洁生产措施上， 相当一部分企业应立足于现有 基础和条件进行末端治理和废物开发利用的有效方法。
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造纸行业的污染现状分析
造纸行业是我国的一个支柱产业，目前的年总产量超过
! 华南理工大学， 广州
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分析了我国造纸行业的污染现状， 提出了推行清洁生产是造纸行业可持续发展的必要条件。 然后从革新工艺与降污 减废以及污染治理与废物利用两个方面系统阐明了推行造纸行业清洁生产的技术、 措施及其环境经济效益， 归纳了 推行清洁生产的政策与管理方法， 旨在对造纸业发展及实施污染治理工程技术有借鉴作用。
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推行清洁生产的政策导向
+ 0 % 清洁生产是企业完善自身生产过程合理化的一种行为方
案， 是企业通过工艺改造、 创新与配套， 提高管理水平以实现生产过 程有序化、 合理化， 能量综合优化利用， 从而实现企业废物最小化的 目标， 这是符合国情的， 政府应当大力扶持， 在资金贷款上给予优惠。 + 1 % 应该从行业的高度来看待清洁生产。制定造纸业集中 制浆、 分散造纸的行业结构调整方针， 逐步关停小型纸浆厂， 增 扩建 *’’’’& 以上的大、 中型制浆厂， 以便合理投资， 集中、 有效 地治污。此外， 建立造纸林基地， 发展速生材造纸， 改变我国非 木材纤维造纸比重大质量难以上去的局面， 提高我国造纸业整 体水平， 以较低的代价取得清洁生产的环境经济效益。 + * % 推行清洁生产的动力来源于企业内部，领导重视，干 部、 技术人员、 工人共同参与至关重要。 国家应当有计划地组织 企业领导学习清洁生产的基本知识， 要求他们掌握推行清洁生 产的知识原则。企业内部应该普及推行清洁生产教育， 做到家 喻户晓， 严格执行目标考核制度， 建立明确的目标， 如日能耗、 日排放量、 吨产品能耗、 吨产品排放量、 原材料转化率、 综合利 用率等等， 建立统计制度， 发现问题及时解决。 + # % 末端处理应当建立在厂际间、 行业间综合利用的基础 上， 建设综合污水处理设施时要敢于突破行业垄断， 选用革新 替代工艺或新型技术， 力求能量效益综合优化。造纸行业是我 国水体的主要污染源， 建议国家有关部门对污染治理给予一定 的政策倾斜， 如减少建设废水处理设施的征地费和适当减收运 行电费等， 以使各厂家能因厂制宜、 因地制宜采取相应的清洁 生产措施， 努力降低污染， 从而实现可持续发展。