制浆造纸工业白水封闭循环

7 与 S 5 纸机用废纸生产新闻纸，年产量在 ;4 万 # 以 ;］ 上， 但 全 厂 清 水 用 量 只 有 5T; F5 U # 纸 ［ ； 芬 兰 Q/#D$K 纸 厂 利 用 自 制 和 V/)*$ W")J%"/F" VA’ ,XQ, 浆 生 产 杂志纸（ 年产 59 万 #） 和高级文化用纸（ 年产 54 万 #） 。 5 该厂生产 7# 未涂布纸大约用清水 :T74 F ， 其 7<<< 年 5［ 9］ 的目标是降到 YT6 F ； 美国 7<<Y 年 : 月扩建完成的 芯 层 为 [ZZ ， 面 层 为 Z/+$) 纸 板 厂 以 744M 废 纸 （
摘
要：论述了制浆造纸工业白水封闭循环的发展现状和趋势，并就白水封闭循环的方案、对生产的
影响和可采取的相应措施进行了讨论。 关键词：封闭循环；白水回用；生化处理；过滤 在水资源日益珍贵的今天，作为用水大户的制浆 造纸工业的用水状况一直被关注着。随着制浆造纸工 业的快速发展，如何合理地利用和保护水资源已成为 一个热门话题。制浆造纸生产线的用水量很大程度上 取决于作为浆料载体的白水的封闭循环状况。本文将 就白水封闭循环方面的问题进行初步探讨。
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减小白水封闭循环不良后果的应对措施 虽然白水封闭循环给生产带来了许多不利影响，
但通过合适手段可尽量降低这些负面影响，这就需要 进行经济分析和比较：若节水带来的收益可补偿白水 处理的费用， 则白水封闭循环就值得实施。 由于环保的 趋势是随着时间的推移，排放物指标会控制得越来越 严格， 而且水资源的成本肯定也是越来越高， 因此从长 远角度来讲，白水封闭循环在制浆造纸工业中有着很 好的实用前景。
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混合废水经外部处理后回用于生产系统 制浆造纸生产线排出的多余白水和废水是企业废
水的主要组成部分。 此种废水里含有大量悬浮物、 有机
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Hale Waihona Puke 白水封闭循环的途径和方法 内部回用 在系统内部进行封闭循环是效率最高的方法。因
物、 化学药剂和填料等。 因此需经过彻底处理后才能外 排或回用。基于水资源成本、 排污费用、 排污要求和回 用白水的处理费用等诸方面的综合考虑，现在很多纸 厂对废水回用的兴趣越来越大。 对于用水要求不高的生产系统， 如生产瓦楞纸、 包装 纸、 纸板的纸机和抄制无漂浆的纸机， 废水经过适当处理 后可部分或全部回用。中山联合鸿兴造纸有限公司以废 纸为原料生产瓦楞纸和箱纸板，其纸机废水先经过占生 筛、 圆网浓缩机和斜网等设备过滤， 再经气浮、 絮凝沉淀
污泥压滤机
图7
典型的白水外部处理流程图
用过程中不断有纸浆纤维和化学药剂排到白水中而得 不到彻底应用。在白水处理过程中若不能除去增加的 部分物质， 白水浓度会越来越高， 直至达到某一个平衡 点。 此时白水中悬浮物、 有机物和含盐量等各项指标会 比白水封闭前高很多，纸页质量和生产运行会受到较 大影响。 目前， 白水封闭循环对纸页质量和生产系统的 影响的评价只停留在部分试验和运行数据总结的基础 上， 尚缺乏系统的、 完整的理论依据和对比试验。
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年 产 +’ 万 # 花 岗 石 纹 挂 面 纸 板 ， 清水用量为 ()* ） + + 吨成品清水用量为 +23 / 。而 4553 年扩建 ,-.. / 0 1， 完成的 ("67"%89: 纸板厂以 4..;)<< 为原料 年 产 45 -］ 万 # 挂面纸板， 吨成品用水量仅为 42= /+ ［ 。我国造纸 工业现行国家标准限制的清水用量仍在吨产品 4.. /+ 以上， 更不用说大量尚没达标的中小纸厂。 该项指标和 国外相比有着数量级的差距。 可见， 国内纸厂在白水封 闭循环方面有很大的挖掘潜力。
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白水 原料 废水 格 栅 外运 渣 槽 沉淀池 集水池 浆
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和铝离子等增加较多，从而会影响系统的留着率和泡 沫控制； 细菌数量的增加会导致腐浆障碍， 并缩短纸机
纸机 清水池 气 浮 污泥槽 生化处理 脱盐设备 过 滤 排放
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制浆造纸工业白水封闭循环
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刘俊超（ ="- >-%?@$( ） 广州造纸有限公司， 广州， 9742:7 （ A-$%&B@(- ,$./) =#+1 ， A-$%&B@(-， 9742:7）
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O"D?@$)&/ ）是指系统补充的清水加原料中水分等于蒸
发汽化水、 成品中水分和筛渣（ 及污泥） 中水分的总和， 它是白水封闭循环的最高层次。 一般认为， 白水封闭循环会降低产品的经济效益 和竞争力，但事实上白水封闭循环后减少的纤维、 热 能、填料损失和清水消耗可补偿白水封闭循环系统的 设备投资和运转费用， 同时也提高了企业的环保形象。
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外废纸生产包装用纸，对水质要求不高，其废水经沉淀
5］ 池、 格栅机、 回收斜筛和絮凝沉淀后回用于生产系统［ 。
若回用于用水要求较高的生产线，则需精心设计 废水处理系统， 以确保回用水质量。 制浆造纸废水成分 复杂， 为满足排放和回用要求， 废水处理系统需有多级 处理设施。一般，大颗粒杂质用格栅、沉淀池、滤网 （ 机） 、 气浮池去除。 生化处理法是除去废水中有机物最 有效的方法。经过生物处理后的废水基本可达到排放 标准，但如果要代替清水回用于某些用水要求较高的 生产线则还需进一步处理。因为其中的悬浮物、 细菌、 盐分可能会对制浆造纸生产线的某些设备造成堵塞和 腐蚀， 在某些部位产生腐浆， 并影响到纸页质量和生产 运行。后续除去悬浮物的方法主要靠过滤。常用设备 有多介质过滤机、 微过滤器和超滤器等。 抑制细菌数量 最简单的方法是使用杀菌剂。降低含盐量的方法有电 渗析、反渗透等。但这类设备的投资和运行费用都很 高， 在国内制浆造纸工业尚无先例。 反渗透也有降低细 菌数量的作用， 但为了降低反渗透的运行成本， 一般在 反渗透进水中加入杀菌剂以抑制细菌数量。图 4 为一 个典型的白水外部处理流程图。
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白水封闭循环的概念和造纸工业用水状况 有研究者将白水封闭循环分为等级，以白水回用
品
种
7<67 年 54T:4 Y4T744 :4T7:4 794T244 744T794 294T544
7<<Y 年 2T74 YT72 9T74 :T79 74T79 74T79 74T24
率的多少表示系统的封闭程度。 744M的白水回用则称 为系统全封闭。也有人将吨纸耗用清水的多少作为划 分系统开放与封闭的标准。 吨纸用水量超过 21:9 F5 的
,］ 稀释等 ［ 。广州造纸有限公司有多条制浆生产线和多
台纸机。 以前纸机多余白水虽然也送制浆工段利用， 但 由于没有经过统筹规划，一些系统没有足够的储备和 平衡能力， 白水不能保证均衡、 稳定地供给， 致使一些
国际造纸 第 ’’ 卷 第’期
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白水封闭循环带来的不良后果 采用白水封闭后， 外排废水明显减少， 且在循环使 ・E, ・
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纸页性能的改变 由于浆种、 纸种和生产条件不同， 白水封闭循环对
纸页性能的影响很难有一个统一的评价标准。一般认 为， 封闭循环后， 白水中含盐量、 悬浮物和溶解固形物 含量等都升高了许多，总体上会对纸页质量产生不良 的影响。据文献报道， 白水封闭循环后， 湿纸页强度和 抗张强度都有一定程度的降低，从而导致纸机断头增 多， 运行性能降低。 国外有研究人员就白水封闭循环对 纸页的影响进行了研究。 结果表明， 对普通印刷纸物理 和光学性能来讲，白水中含盐量为 ;444 =& > ? 时一般 没有明显影响， 含盐量超过 24444 =& > ? 后（ 此值达到 白水 744@ 封闭循环的水平） ， 主要指标略有降低。对 纸板和包装纸来讲，阳离子物质和铝离子的增加反而 对纸板耐破度有正面影响，油类物质的增加会使纸页 物理强度大大降低，细小纤维的增加对滤水性能有不 良影响。
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级文化用纸） 湿部白水经过弧形筛、 多盘过滤器后的浊 滤液，再用弧形筛和超滤处理后代替清水用于纸机内 淀粉和皂土稀释、 网部和压榨部低压喷水、 回流至清滤 液槽等。
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直接回用或处理后再回用 根据白水水质情况，纸机多余白水可直接回用或
经物化处理后回用于制浆或其他生产线。废纸制浆生 产线中的碎浆机可直接使用纸机排出的白水，不需增 加任何水处理设施即可实现循环使用。如广西南糖制 浆造纸厂的白水依次经网筛、 絮凝和硬度处理、 沉淀后 回用于生产系统。 制浆车间则用于浆料的洗涤， 碱回收 用作蒸发冷却和苛化洗涤，抄纸车间用于浆料洗涤和
7］ 视为开放系统， 低于 21:9 F5 的视为全封闭系统 ［ 。因
挂面纸板、 瓦楞芯纸 新闻纸 不含机械浆高级纸 多层纸板 超级压光纸 薄页纸 低定量涂布纸
此， 将“ 白水封闭循环” 定义为“ 白水按一定比例回用” 更加准确一些， 而不完全指绝对封闭。“ 零排放” （ N/)( 近 年 投 产 的 德 国 ,P=Q 造 纸 公 司 R*#F$%% 纸 厂
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A］ 5 F U #纸 =>?= 年、 =>>@ 年国外纸厂清水用量变化情况 ［
增加白水处理设备可能会使生产成本提高，因此白水 封闭循环要权衡利弊， 掌握适“ 度” ， 应尽量降低对生产
2］ 系统和产品质量的影响， 投资也要合理 ［ 。
近 54 年来， 国外造纸工业清水用量一直呈大幅下 降的趋势， 如表 7 所示。
3］ 后回用于生产系统［ 。莲花山造纸有限公司主要用国内
为这样可节省系统外处理所需大量管线、 池槽和泵类， 并可使系统更紧凑， 管理更方便。 在满足生产系统用水 要求的前提下，多余白水经过物化处理后应尽量回用 于制浆系统和纸机本身。 在传统造纸过程中， 纸机浓白 水是直接用于浆料稀释和浓度调节。纸机浓白水也可 用多盘回收机处理， 既可回收浆料， 排出的清液也可根 据水质的不同分别用于不同的场合； 稀白水可经气浮、 微过滤器或超滤处理后在系统内代替清水使用，如用 于喷淋、 溶药稀释、 补充到清水系统中等。在脱墨生产 线中， 盘式过滤机、 双网压滤机、 真空浓缩机和重力脱 水洗涤机等设备排出的白水一般经过气浮或其他设备 处理后直接回用于系统本身进行浆料稀释、设备冲洗 和溶药稀释等。 芬兰 (9#>$?@9A8$ B"A7%"9/" 纸厂 + 纸机 （ 生产高
用水单位对使用这些白水心存疑虑。后来经过充分论 证和调研后， 设计了一个浆 D 纸白水平衡系统， 将各纸 机经过气浮或多盘过滤机处理后的多余白水收集起 来， 再分送各制浆生产线。该系统的核心是 ’ 个 4... 并有补充清水的措 /+ 的白水池。由于白水池容积大， 施， 因此白水供应有了可靠的保证。
74］ 的清洗周期和增加清洗次数 ［ ； 厌氧菌数量的增加将
制浆
导致腐浆变臭， 并可能产生有毒气体（ 和易爆气体 A2B） （ 及使纤维降解等； 表面改性物质组分的增加 A2， CA;） 易导致泡沫， 使湿部系统失衡， 并影响到白水输送和贮 存。系统的腐蚀和堵塞也会产生许多生产隐患。由于 白水封闭减少了热能流失，会使流浆箱出口浆液温度 偏高， 从而出现水雾。