废纸再生利用技术绪论

③废纸回收过程中没有进行严格的分拣，造成 不同种类、不同等级的废纸混等、混级。使造 纸厂很难做到生产不同的产品采用不同种类的 废纸，影响了废纸再生浆的质量，增加了成本； 同时使废纸生产流程的能力得不到正常的发挥。 ④废纸收购商在废纸的贮存、保管过程中，很 少有废纸仓库，一般是露天堆放，容易造成废 纸因受到日晒雨淋而质量下降，损失增加。 一般情况下，废纸经露天堆存一个月以上，要 损失5％；堆存两个月以上，要损失约8％。由 于堆存、保管不善而造成的损失，收购商一般 要转嫁给造纸厂。



1.3世界对再生纤维的使用情况 1990年全世界的废纸回用率为30％，而2000年 已上升至45％。预计将提高至50～60％。


世界各国均将进一步扩大废纸的回收再利用， 并以此作为解决造纸工业纤维来源的重要途径。 （据称2006年:美国二次纤维使用率达到60%多， 中国是54%。不知用什么方法统计的。） 图1-1给出了近30年世界造纸各种原料比例的变 化趋势。再生纤维的使用已经大大提高了其在 纸和纸板中的比例，从而取代了机械浆和未漂 KP（硫酸盐）木浆。



该法优点： ①少用或不用化学药品，降低成本，减轻废 水污染； ②对高光泽油墨去除率高，脱墨效果好； ③DIP的耐破因子、裂断长、伸长率、白度 等指标有明显提高，而撕裂因子却不会有任 何减少。 （3）附聚法脱墨 附聚法脱墨虽然也是化学处理结合机械作用 而使油墨与纤维分离，但与传统方法不同。





一般硫酸盐法制浆和碱法草浆废液的BOD5负 荷分别为350～400kg/t浆和300～350kg/t浆， 回收纸浆废液的BOD5仅为20～30kg/t浆； 漂白稻草浆废液的CODcr负荷为938kg/t浆， 回收纸废水的CODcr仅为62kg/t浆。
废纸脱墨浆的污染负荷比化学浆有大幅度降低， 废水治理难度及投资减小，为达标排放创造了 条件。 回收利用废纸本身也是治理废纸对环境的社会 公害。



随着回收技术的提高、新设备的出现和脱墨技 术的更新，可以采用l00％的回收旧报纸生产 再生新闻纸。 充分利用再生纤维，获得良好的经济效益和社 会效益，主要体现如下。 (1) 节约造纸纤维原料 再生纤维造纸的原料成本比木浆少30～50％。 生产1t本色化学浆需4m3多的木材，生产1t漂白 化学浆需5m3的木材，而生产1t纸或纸板仅需 1.3t废纸。 从这个角度计算It废纸可代替3～4m3的木材， 因此再生纤维资源被认为是“城市森林”。


(3)节约能源
回收纸的纤维曾经打过浆，加工成浆所需的能 源消耗较低，主要是减少了蒸煮工序，节约了 烧碱等化学药品的消耗。 再生纤维抄纸只需经过轻微打浆，甚至有些可 以不经过打浆直接抄纸。



(4)减轻污染
利用废纸制浆，由于避免了蒸煮生料，因此没 有黑液的产生，大大减轻了污染负荷。 废纸制浆的耗水量仅为50m3/t浆，是其他原料 制浆的1/4～1/2，所以排出的废水量很小。 脱墨废渣经高浓离心机可浓缩到30～40％的半 干状态，可以掺入煤中送入动力锅炉焚烧。 此外回收纸制浆基本上没有大气污染，废水污 染负荷也大大减轻。






（1）酶法脱墨 传统废纸脱墨是采用化学法，需要大量碱、硅 酸钠和工业皂等，主要原理是纸上的油墨在强 碱和分散剂的作用下被乳化而得到分离。 随着印刷技术的高速发展，废纸种类发生了很 大的变化，激光和复印废纸所占的比例越来越 多；此外印刷油墨配方也在不断改变，给废纸 的脱墨带来了很多困难。 许多工厂只好通过加强机械打碎的方法，使大 颗粒油墨破碎成小的，然后通过浮选除去。增 加机械作用势必增加能耗，并在一定程度上降 低了纤维平均长度和损害成纸强度。另外还会 使浆的打浆度提高，不利于成形脱水。

（3）净化筛选


进一步除去小而重的杂质。一般由除渣器和筛 浆机完成，是废纸处理的关键步骤。除渣是利 用杂质与纤维相对密度不同的原理将废纸浆中 的杂质除去；筛选是利用杂质与纤维形状、尺 寸不同的原理将废纸浆中与纤维相对密度接近 的杂质除去。 (4)浮选和洗涤
可以采用浮选设备，利用上浮原理使油墨与纤 维分离；也可以采用洗涤的方法或洗涤与浮选 相结合的方法使油墨与纤维分离。


④废纸制浆好处很多。它不仅能提高产品质量， 还可降低建设投资和生产成本。 ⑤废纸制浆造纸有利于环境保护。 ⑥国内新建的大型制浆造纸企业产能不断增加。 据资料统计，2000～2004年新增年产量大于5万 吨的箱板纸生产线就有33条，总量预计为420 万吨。还有新闻纸、生活用纸的建设项目投产。 同时，从国外引进40多套大型废纸处理生产线， 年总处理量为500万吨以上，还有数量众多的 中小型废纸处理生产线，今后中国废纸用量还 将进一步扩大。
不仅使再生纤维制浆生产流程简化，大大节 省设备投资，而且还可节约电力、燃料和化 学药品，使生产成本大为下降。


再生纤维虽然是造纸的好原料，但回收纸中 的各种杂物对制浆造纸极其有害，许多杂物 的去除又不容易，所以回收纸的再生面临着 许多困难。 如何经济有效地将回收纸中众多杂物除掉， 是回收处理的重大课题。 1.2 再生纤维的价值 再生纤维不仅可用于生产低级包装纸、纸板， 也可以配抄书写纸、涂布纸、卫生纸等中档 纸和纸板。






(2)节约投资 据资料介绍，150～200t/d的磨木浆生产线与同 等规模的回收废纸脱墨浆生产线，二者的投资 比例大致为1：0.88。建设一条日产30～50t的回 收纸脱墨浆生产线，投资估计350～400万元 （不计土建）；同等规模的带三段漂白的漂白 化学浆生产线，其投资约为1200万元（不计土 建）。 全部采用国外引进设备，一套日产75 t浆的回 收纸生产线的全部投资为1500万元人民币。而 建成同等规模的化学浆生产线，采用国产设备 的投资也需3000万元人民币。
表1-2列出了2000年12个国家和地区废纸的回收 率、利用率和进出口量。其中：

图1-2给出了世界各地区回收纸消费的发展趋势。 由此可以看出回收纤维的消费在亚洲增长最快， 其增长率甚至高过了纸和纸板产量的增速。




1.4 我国回收纸的利用情况 据中国造纸协会的统计资料，2002年全国纸及 纸板生产量3780万吨，较2001年的3200万吨增 长了18. 13％；消费量4332万吨，较2001年增长 了17. 62％，人均消费量为33kg。 2002年全国消耗的纸浆为3470万吨，其中木浆 占21％，非木浆占32％，再生纤维占47％。再 生纤维中有66. 3％是国内回收的废纸再生，33. 7％为进口废纸。 2002年进口各类废纸达687. 26万吨。 可以看出我国造纸工业的发展，很大程度依赖 于再生纤维，特别是从国外进口废纸。


气泡的体积增大实际上有个临界状态，在这个状 态下，它可以从超声波中吸收最大能量，并迅速 增大，继而爆破。

当这些气泡爆破或破裂时（在几乎不到lμs的 时间内），它内部的温度可以达到5500℃。 由于体积很小，这种热消失得非常快，在任 何时间内，液体仍保持与环境接近一致的温 度。 破裂的气泡将能量传递给它附近的介质，比 如二次纤维，这个能量产生以下两种作用： 使油墨粒子松弛，并从纤维表面移开； 使油墨粒子自行碎解。


（5）分散

废纸处理过程中的除渣、筛选、浮选槽、洗浆 机等不可能百分之百地将废纸浆中的杂质全部 除去，根据废纸的特点，现代废纸制Biblioteka Baidu系统一 般考虑安排良好的分散系统，包括冷分散和热 分散系统。可进一步促进纤维与油墨的分离和 油墨的碎解，减少残余油墨对纸张质量的影响。 （6）漂白

大多数废纸脱墨浆，脱墨后纸浆白度较原纸白 度降低，需要进行废纸浆的漂白。


组成回收纸的主要成分是纤维素和半纤维素， 其次是由于加工和使用而带人的杂物。 杂物多种多样，包括油墨、蜡类、树脂浸渍 物、塑料薄膜、金属薄膜、合成树脂、热熔 物、胶勃剂、各种无机填料、涂料以及装订 书钉、油污、泥沙等。


回收纸的组成虽然比较复杂，但比使用原始 植物纤维制浆造纸要简便容易得多。




与传统的化学法脱墨相比：可以降低能耗，减轻 环境污染，脱墨效率高于化学脱墨；所得的酶脱 墨浆物理强度好，白度高，尘埃度低，残余油墨 量少，滤水性能好。 实验室研究和工业化规模试验已证实酶法脱墨是 一种效果好、经济可行的废纸脱墨方法。 关于酶法脱墨的机理，目前还不完全清楚。与纤 维组成、油墨种类、印刷方式有关；而且酶处理 可降低油墨颗粒的尺寸，通过选择性地改变酶的 组成、用量、反应时间、添加剂及pH值，可更 有效地把较大的、片状的、结合牢固的油墨粒子 变成较小的、非片状的粒子。 一般来讲，酶脱墨废水的COD要比化学脱墨废 水低约20～30%。
废纸再生利用技术
造纸专业课件
第1章 绪论


1.1 回收纸与再生纤维 废纸在英语中叫“Wastepaper”。 废纸原料也叫做二次纤维(Second Fiber)或再生 纤维（Recycled Fiber）。 废纸作为造纸原料与原始的植物纤维原料相比， 应算是半成品原料，一般不含果胶、树脂、溶 剂抽出物、灰分等植物原料及天然所固有的有 机物和无机物杂质。

1.7 回收纸再生的脱墨技术发展趋势

废纸品种范围的日益扩大，回用数量增加之快 使收集到的废纸质量日趋低下，而社会的进步 又要求使用低品质的废纸生产高品质的纸张；
现代化印刷技术的高速发展及与此相适应的各 种新型油墨如紫外光固化油墨、激光打印油墨 和静电复印油墨、水性印刷油墨等，在组成和 性质上与传统油墨有了较大的差别， 所有这些，要求和迫使人们在废纸处理技术上 不断改进、创新和提高。国内外在此方面进行 了大量研究，已有许多新的进展。


(2)超声波法脱墨 超声波就是频率大于16 kHz的声波。它在脱墨和 提高纸张性能（抗张强度，耐破度，伸长率）方 面都取得了令人满意的效果。 超声波法脱墨机理是基于物质分子将会在声波传 播方向上发生纵向振动。如果这种作用发生在液 体中，形成直径约为0.1～0.2mm的细小气泡。当 气泡受到超声波的作用时，使气泡大小发生波动 或平均直径增大。






它不是碎解、分散油墨，使其尺寸变小，而是 将油墨颗粒聚集成400μm以上、密度较大的球 形颗粒，增大其尺寸和相对密度，然后通过离 心清洗结合筛选的方法除去。 在疏解分离纤维时，加入约1％（对纤维）的 附聚剂（一种能分散于水中的碳氢油），使被 剥离的油墨聚集成粒径为1～10 mm的颗粒。 过程的温度和pH值对该法去除油墨的效果影 响较小，并且处理时间较短，一般不超过 15min，不需添加其他化学品去皂化和分散油 墨。该法油墨的去除率可达95～97％。但是， 高度施胶及阳离子淀粉的存在将严重影响其脱 除油墨的效果。

1.5 我国目前利用废纸资源存在的问题

①废纸回收率低，回收量少，影响了再生资源 的充分利用。
②废纸的回收还没有形成产业化，没有统一的 质量标准，没有标准执行的监督协调机构，导 致废纸收购质量低、价格高，同时也影响到废 纸的分类、分级、分等。由于废纸在买、卖过 程中没有按准确的质量标准分类、分级，一方 面造成造纸厂在废纸使用中处理困难，制造出 的废纸浆质量波动；另一方面废纸经营商为牟 取暴利，充假掺杂，进一步给用户造成了经济 损失、消耗上升。




1.6 废纸再生制浆的基本程序 （l）废纸碎解 目的是离解废纸，并将体积大的杂质、重杂质 与纤维有效分离。碎解设备应该最大限度地保 持纤维的原有强度并能把附着在纤维上的杂质 有效地分离出来。在处理脱墨废纸时，还需在 碎解设备中加人一定量的脱墨剂和其他化学药 品、通汽加热等。 （2）疏解 为了不过多地损伤纤维和降低纤维强度，为了 降低动力消耗，有时在流程中采用疏解机等疏 解设备来完成纤维的后续碎解。常用的疏解机 有纤维分离机、圆盘磨浆机、高频疏解机等。



中国废纸利用快速增长的主要原因及存在问题 如下： ①国家产业政策调整，大力投资发展造纸工业， 提倡扩大废纸制浆造纸。 ②国内出版、包装业蓬勃发展，对纸、纸板的 需求不断增长，原生纸浆供应不足，必须用废 纸来满足市场需求。 ③中国森林资源非常匾乏。造纸的主要原料木 材供应不足，国产木浆产量在200万吨左右，需 要进口木浆和废纸补充。植树造林虽已得到国 家领导和有关部门重视，速生材最快也要5～6 年，还要涉及资金、土地、水资源、政策等问 题，如要大面积砍伐，最快也要到2010年以后。