重视制浆造纸厂固体废物的处理

前言在制浆造纸生产过程中，会产生各种各样的固体废物（即废渣），其数量庞大，且高度集中，如处置不当，任意排放，亦可危及人类环境。

有的厂虽然用汽车运至堆埋点，但只管倾倒，堆埋场没有很好设计和管理，造成二次污染。

有时在排水口附近的灰泥堆积过多，冲决堤坝，大量灰泥瞬间排入水源，造成水源污染，甚至酿成灾害。

造纸工业外排的固体废物包括：1）备料车间的树皮、木屑、蔗髓和草末等；2）造纸车间的纤维、细小纤维和填料等；3）碱回收车间的白泥、绿泥；4）动力锅炉的灰渣；5）废水处理系统的污泥。

在国外制浆造纸厂的固体废物中，以废水处理系统的污泥所占比例最大。

我国制浆造纸厂的固体废物历来以前4项为主，它们相对较易处理，但如不重视，亦会对环境造成很大危害。

随着我国废水处理系统的普及，废水处理污泥所占的比例大大增加，而且废水处理污泥的体积大，浓度低，处理难度更大。

因此加强对固体废物特别是污泥的处理，应该提到环境治理的重要议事日程上来。

固体废物的来源及基本处理方法2.1备料废渣木浆厂的备料废渣主要是树皮和木屑。

国外95%以上都用作树皮锅炉的燃料。

国内木浆厂以前很少有用树皮锅炉的，松木等大多已在林区剥皮，厂内树皮量不多，有的厂将树皮作为燃料出售给本厂职工或附近居民。

但有的厂贪图方便，将部分树皮直接冲入地沟，造成很大的水体污染。

目前国内大型浆厂已开始使用树皮锅炉，用来燃烧树皮和木屑。

国内草浆厂的备料废渣大多为草屑和灰土。

据估计，目前我国麦草备料的固体废物每年约有70～100万t 。

一般采取定点焚烧来处理，既浪费人力物力，又严重污染环境。

近年来国内开发了麦草废料锅炉来处理这类废渣，效果较好，已在山东、河南等草浆纸厂推广。

蔗渣浆厂的蔗髓是在蔗渣备料中需除去的固体废物。

目前我国蔗渣浆纸厂每年约有10余万t 的蔗髓副产物，基本上都在浆厂或糖厂的煤粉炉中烧掉，不造成污染。

2.2造纸车间的纤维、细小纤维和填料造纸车间所产生的包括助剂、填料和细小纤维在内的废料，均随白水一起排出。

在白水回收工作搞得好的大中型纸厂，多数都可以回用，所以这类废物的排放数量一般很少。

但也有些小纸厂的造纸废料，随同废水直接排入江河，造成很大污染，必须注意做好废料回用。

2.3碱回收白泥和绿泥一般木浆厂碱回收系统的白泥都是在石灰窑作者简介：曹邦威先生（1932－），教授级高级工程师，曾任广西柳江纸厂副厂长、广西原轻工厅副厅长兼总工程师、广西造纸学会理事长、中国造纸学会理事兼学术委员会委员等。

在国内造纸刊物上发表过约60多篇论文，由中国轻工业出版社出版过9本译著和专著（包括《长网纸机抄造》、《最新碱法制浆技术》、《最新纸机抄造工艺》、《制浆造纸工程大全》、《新纸张涂布与特种纸》、《纸张颜料涂布与表面施胶》、《制浆造纸专业英语》、《制浆造纸工业的环境治理》以及《纸和纸板的后加工》）。

重视制浆造纸厂固体废物的处理●曹邦威摘要：介绍国内外制浆造纸企业固体废物的来源及基本处理方法。

关键词：制浆造纸企业；固体废物；生物质燃料；焚烧；填埋中图分类号：X793文献标识码：A 文章编号：1001-6309(2009)07-0047-05图1处置污泥的各个阶段中煅烧成石灰，再回到生产过程中加以利用，因此不构成废物。

但在非木材纤维制浆中，黑液中硅含量很高，高含硅量易导致黑液蒸发器传热表面结垢，堵塞严重时甚至被迫停机，影响整个碱回收系统的正常运行。

高含硅量黑液，黏度也高，给黑液的输送和浓缩造成困难。

如白泥煅烧后回用，会使系统内硅含量逐渐增加，造成所谓“硅干扰”。

为避免硅干扰，草浆厂一般都不设石灰窑回收石灰。

不少工厂将白泥拉去厂外进行填埋。

有的厂则将其直接排入江河，对环境造成污染。

目前国内有的草浆厂利用白泥制造轻质碳酸钙用作抄纸的填料；也有的厂用于生产水泥等建筑材料，广西一家蔗渣浆厂每天碱回收车间生产的50～60t 白泥，全部用于立窑水泥的生产，可代替部分石灰石，效果很好。

为使草浆白泥能通过石灰窑煅烧全部回收利用，国内对黑液除硅技术进行了很多研究工作，但尚未见有商业运行。

印度克拉拉邦的Hindustan 蔗渣浆纸厂利用烟道气将黑液中的硅沉积下来，沉积的高含硅废渣，据称可售给水泥厂作为原料。

20世纪90年代初，笔者在印度考察时曾实地看过，但除硅后的黑液，需重新加碱提高pH 值来恢复其残碱含量，增加了成本，不知至今是否仍在坚持。

碱回收苛化还要产出不少绿泥，数量约每吨浆10kg ，通常拿去填地。

2.4动力锅炉灰渣锅炉灰渣包括粉煤灰和炉渣，主要是从制浆造纸厂动力锅炉排出的，其数量和特征取决于所用燃料和燃烧技术。

我国多数煤的灰分含量较高，一般煤燃烧留下的灰渣含量约占用煤量的20%～35%，其中80%～90%为粉煤灰，10%为炉渣。

粉煤灰一般可用作水泥、制砖的原料。

炉渣可用作水泥厂的生料，也是制砖厂的较好原料。

1992年芬兰制浆造纸工业产生的灰渣总量为255000t ，绝大多数用作填地，约60000t 用作林业肥料。

我国的动力锅炉以煤作为主要燃料，灰渣数量肯定要比芬兰多得多，但现在还没有这方面的统计数字。

有的厂为减轻出灰劳动和出灰时粉尘飞扬影响工人健康，采取湿法出灰，将排出的灰浆送去灰浆池。

但这样做，灰浆池的废水最后必然要排入水体，造成水体污染，因此并不可取。

正确的做法应该实行密闭式的干出灰，然后用密闭运输车送往存放点或加以综合利用。

2.5废水处理污泥制浆造纸厂的废水在废水处理系统进行机械澄清处理时生成一级污泥，进行生物处理时生成生物污泥。

还有在处理涂布废水时生成化学污泥和在处理废纸脱墨废水时生成脱墨污泥等。

一级污泥的体积在很大程度上与所生产的浆纸产品有关。

造纸先进国家一级污泥总量约为浆纸总产量的2％。

生物污泥量根据所用的处理方法为每吨浆10～20kg 。

脱墨污泥量通常为每吨再生纸约产生200kg 污泥。

下面重点介绍废水污泥处理的具体做法。

废水污泥的焚烧处置3.1焚烧前处理制浆造纸过程排出的废水含有许多不同的物质，所生成污泥的组成亦各不相同。

纤维性污泥含有纤维和纤维碎片、树皮、填料和石、砂等。

生物污泥主要由死的和活的微生物细胞所组成。

化学和脱墨污泥则含有用絮凝剂形成的絮凝块。

废水污泥的浓度很低，体积庞大，必须通过脱水、干燥和焚烧后才能送去填地或综合利用。

图1显示污泥处理的各个阶段和所用的各种方案。

大型污泥处理装置最常用的方法是污泥浓缩、在带式过滤机（见图2）上机械脱水和最后在树皮锅炉中焚烧污泥，必要时进行污泥干燥以提高焚烧效率。

重力浓缩（沉降）法可使污泥的固形物含量从0.3%左右提高到2%～3%；根据所用压榨机形式，压榨后的固形物含量为25%~45%。

3.2污泥的焚烧焚烧是污泥常用的最终处置方法，它可破坏全部有机物，杀死一切病原体，最大限度地减少污泥体积和将污泥还原成无机物形式，有利于填埋和降低填埋费用。

被焚烧污泥的干固形物含量一般为20％～40％。

含较低固形物的污泥如与备料废物混合，有助于提高其使用热值。

国外制浆造纸工业的污泥几乎都是与备料的固体废物（树皮、木屑等）一起焚烧的。

污泥与树皮等废物混合时，要注意确保最终的混合料尽可能地均匀，以便最大限度地减少有害气体的排放。

因为污泥的热值较低或甚至没有热值，在焚烧污泥时一般都需要使用某种辅助燃料。

混合污泥一般在流化床或带炉条的树皮锅炉中焚烧。

国外已实现利用浆厂的碱回收炉来焚烧生物污泥。

当打算用回收炉焚烧污泥时，必须考虑到焚烧污泥对炉膛燃烧过程可能有的破坏作用。

污泥可能会严重损害燃烧状况并使加热面堆积污垢。

后果是蒸汽产量下降，还可能产生腐蚀问题。

带炉条的树皮锅炉，燃烧效率要低于流化床树皮锅炉，这主要是因为炉条炉燃烧不稳定且难于管理，燃烧条件更难于控制。

流化床树皮锅炉燃烧有良好的热传递和空气与燃料的彻底混合。

因此，燃烧条件要比在炉条炉膛中好得多，有害烟气排放也较少。

在燃烧含氯污泥（主要由漂白废水带来）时，发现有时会释放出极微量的二恶英。

在正常条件下，老厂排出的二恶英低于1ng ·m -3。

而欧洲规定的限制值为0.1ng ·m -3，所以较难达到要求。

研究表明，通过将石灰、硫或氨水加入到燃料中，可减少二恶英的排放量。

合适的工艺条件（燃烧温度大于850℃以及充分的燃烧时间）亦有利于减少二恶英的排放。

污泥经焚烧后，体积可大大减小，一般可直接送去填埋或综合利用。

４污泥和其他固体废物的填埋处置污泥焚烧所获得的热量虽然不多，但从节省填埋费用和减少二次污染的角度看，还是切实可行的。

再者，空闲场地现在也已变得更为昂贵和更难于寻找。

但如厂址附近有足够场地可供利用，经过脱水后的污泥和其他固体废物也可直接送去填埋，这样可省去一道污泥焚烧工序，降低基建和管理费用。

因此，填埋法仍不失为处理制浆造纸工业固体废物的重要方法，但必须注意要做好填埋场的设计和管理工作。

污泥填埋前，一般都要用压榨过滤机进行脱水，以便在填埋前获得尽可能高的干固形物含量。

当计划和建设填埋场时必须考虑下面几个问题：该区域的环境适宜性，该区域的地质状况，地下水情况，从填埋场流出污水对环境的影响，所需设备和其他设施，与连续使用填埋场有关的因素，污泥的成分和体积等。

在设计填埋场以前，必须采取各种预防措施以保证不会对周围环境造成损害或危险。

图3是填埋场管理的断面图。

图2带式压榨过滤机图3填埋场的断面图填埋场废物存放层有好几种做法。

通常存放层的深度1～1.5m，上铺一薄层砾石或泥土。

只有在先前存放的污泥层已被压实和所含水分已沥滤掉后，才可加上新的污泥层。

填埋场堆满后，就应该进行绿化。

污泥的所有沥滤水和填埋场排出的径流水应该收集起来，送到一个适当的处理站。

填埋场沥滤出来的水量一般很小，但这种水的浓度可能很高。

径流水量可能很大，但只要场地的填埋和覆盖工作做得好，这种水的浓度一般是很低的。

但总的来说，径流水和沥滤水的污染危险仍不能忽视，在填埋场地设计和施工时必须给予足够重视。

已经发现，径流水和沥滤水含有10～40g COD·L-1和一定量的重金属（其中Cr0.1~0.5mg·L-1，Cd＜0.05mg·L-1，Pb＜2mg·L-1）。

径流水和沥滤水在处理前可集中在一个池子中，定期从池子里取样分析以进行监控。

在设计填埋场时，最好能收集填埋场排出的气体。

然后将这些气体烧掉，或者排空（如果没有臭味或其他问题）。

芬兰一家造纸厂已建成了专门处置活性污泥处理系统污泥的填埋场。

其污泥在带式过滤压榨机中脱水到20％～30％左右干固形物。

由于污泥比较稀，为使污泥更浓些，不时要用装载机把污泥铲到以前的污泥层上，这样可将污泥层堆至3～5m厚。

国外固体废物的其他处理法5.1作为土壤改良剂从制浆造纸工业排出的污泥和灰渣，其中的一个用途是作为土壤改良剂。