造紙行業(yè)工藝與污染物排放特征簡介

文海翔，楊　凱，朱書平（湖南省環(huán)境監(jiān)測中心站，湖南　長沙　410000）

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造紙行業(yè)工藝與污染物排放特征簡介

文海翔，楊凱，朱書平（湖南省環(huán)境監(jiān)測中心站，湖南長沙410000）

我國經(jīng)濟高速增長背后，是粗放式經(jīng)濟發(fā)展帶來的高資源消耗和環(huán)境污染。從北京的PM2.5到山東濰坊的地下水污染事件，環(huán)境污染已經(jīng)真真切切地進(jìn)入了公眾的視野，有報告指出，造紙屬于高污染、高消耗的行業(yè)，本文就此介紹造紙行業(yè)工藝、污染物排放特征及其治理措施，以期能夠找到解決造紙業(yè)污染的的方法。

造紙；工藝；污染；排放特征

1　造紙行業(yè)發(fā)展情況簡介

1.1世界造紙工業(yè)的發(fā)展特點

近年來，造紙企業(yè)立足在節(jié)能降耗、保護環(huán)境、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高經(jīng)濟效益等方面，加大力度朝著高效率、高質(zhì)量、高效益、低消耗、低排放的現(xiàn)代化大工業(yè)方向持續(xù)發(fā)展，呈現(xiàn)出企業(yè)規(guī)模化、技術(shù)集成化、產(chǎn)品多樣化、功能化、生產(chǎn)清潔化、資源節(jié)約化、林紙一體化和產(chǎn)業(yè)全球化發(fā)展的突出特點。

1.2我國造紙工業(yè)面臨的形式

我國造紙工業(yè)面臨資源短缺和環(huán)保約束力增強兩個形式，其應(yīng)遵循科學(xué)發(fā)展和循環(huán)經(jīng)濟的原則，創(chuàng)新發(fā)展模式，提高發(fā)展質(zhì)量，把“節(jié)水、節(jié)能、降耗、減污、增效”作為主攻目標(biāo)。

1.3行業(yè)準(zhǔn)入政策

造紙產(chǎn)業(yè)發(fā)展要實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟，突出起始規(guī)模。新建、擴建制漿項目單條生產(chǎn)線起始規(guī)模要求達(dá)到：化學(xué)木漿年產(chǎn)30 萬t、化學(xué)機械木漿年產(chǎn)10萬t、化學(xué)竹漿年產(chǎn)10萬t、非木漿年產(chǎn)5萬t；新建、擴建造紙項目單條生產(chǎn)線起始規(guī)模要求達(dá)到：新聞紙年產(chǎn)30萬t、文化用紙年產(chǎn)10萬t、箱紙板和白紙板年產(chǎn)30萬t、其他紙板項目年產(chǎn)10萬t。薄頁紙、特種紙及紙板項目以及現(xiàn)有生產(chǎn)線的改造不受規(guī)模準(zhǔn)入條件限制。

2　造紙行業(yè)的基本工藝介紹

2.1制漿紙廠的基本組成

基本組成：由主體工程、輔助工程和公用工程及環(huán)保工程。

主體工程主要包括備料、化漿、漿板車間；

輔助工程主要有熱電廠（站）、化學(xué)廠、蘆葦堆場、及其他輔助工程如漿板庫、綜合倉庫、成品庫、化學(xué)品倉庫、化驗室、機修車間、生活區(qū)等；

公用工程主要包括給排水工程、供配電工程、空壓站等；

環(huán)保工程主要堿回收車間、廢水處理站、白水回用系統(tǒng)、廢氣凈化工程、固體廢物處置（灰場、渣場）以及噪聲控制等。

2.2紙漿的分類

紙漿分類：按漿的原料來源可分為木漿、非木漿和廢紙漿。

木漿：指以針葉木或闊葉木為原料，以化學(xué)的或機械的或兩者兼有的方法所制得的紙漿。

非木漿：指以禾本科莖桿纖維類（稻草、麥草、蘆葦、甘蔗渣、竹子等）、韌皮纖維類（麻類和棉干皮、桑皮、構(gòu)皮等皮層纖維類）、葉部纖維類（龍須草、劍麻等）和種毛纖維類（棉纖維）為原料，以化學(xué)的或機械的或兩者兼有的方法所制得的紙漿。

廢紙漿：指以回收的廢紙及廢紙板為原料制得的紙漿。

2.3主要原輔材料及動力消耗

2.3.1造紙生產(chǎn)的原料

主要是纖維性原材料，包括木材類纖維（樹皮、木屑、枝丫、木材、毛竹等），禾草類纖維（麥草、稻草、甘蔗渣、蘆葦、秸稈等）、廢物類纖維（廢布頭、棉花和各類廢紙等）以及商品木漿。

2.3.2制漿過程用的化工原料及藥品

在造紙生產(chǎn)過程中，根據(jù)制漿方法的不同，還要使用一些化工原料和藥品，如硫化鈉、燒堿、螯合劑、漂白劑等。

2.3.3造紙過程使用的化工原料及藥品

填料、膠料等化工品、涂料松香、聚脂網(wǎng)。

2.3.4能耗和物耗

1t化學(xué)漿需供應(yīng)7t左右蒸汽（折耗原煤1.5t）。再生漿需供應(yīng)0.2～0.3t蒸汽（折原煤0.5t）。

一般生產(chǎn)1t草漿需要2.2t禾草，生產(chǎn)1t紙漿需要4t蔗渣，生產(chǎn)1t竹漿需要5t鮮竹，生產(chǎn)1t化學(xué)木漿需要2.5t木材，生產(chǎn)1t機械木漿需要2.6t木材，生產(chǎn)1t再生漿需1.2～1.4t廢紙。

1t堿法化學(xué)漿需消耗燒堿300kg。

2.4生產(chǎn)工藝

2.4.1制漿工藝

（1）漂白化學(xué)葦漿

本車間以蘆葦為原料。

蒸煮工段選用橫管連續(xù)蒸煮器，濕法備料后的葦片，經(jīng)過預(yù)汽蒸、高壓蒸汽加熱、冷噴放、洗滌、氧堿反應(yīng)塔反應(yīng)、封閉篩選、D0段漂白（二氧化氯）、洗滌、EO段預(yù)反應(yīng)、EO段漂白（氧氣）、D1段預(yù)反應(yīng)、D1段漂白（二氧化氯），漂白反應(yīng)完全后再經(jīng)真空洗漿機洗滌后送貯漿塔。

（2）化木漿

本車間以原木為原料。

干法備料后的竹木片，經(jīng)過高壓蒸汽加熱蒸煮、冷噴放、洗滌、篩選、C-E-H漂白（即第一段為氯化，第二段為堿處理，第三段為次氯酸鹽漂白）。漂白反應(yīng)完全后再經(jīng)真空洗漿機洗滌后送貯漿塔。

（3）廢紙漿

以廢紙漿為原料制漿。

2.4.2漂白工藝

漂白工藝的主要種類：

（1）傳統(tǒng)的C-E-H三段漂：即次氯酸鹽漂白。

（2）無元素氯漂白（簡稱ECF漂白）：是指以二氧化氯替代元素氯作為漂白劑的漂白技術(shù)。

（3）全無氯漂白（簡稱TCF漂白）：是指整個漂白過程要采用任何含氯化物的漂白技術(shù)，漂白劑主要是過氧化氫及臭氧等。

3　污染物排放特點及其治理措施

3.1廢水排放情況

3.1.1制漿蒸煮黑液

本工程制漿工藝采用化學(xué)制漿，產(chǎn)生的蒸煮黑液含有大量的化學(xué)原料（堿）及高濃度的耗氧物質(zhì)COD、BOD等。該部分黑液進(jìn)入堿回收系統(tǒng)進(jìn)行處理。

堿法蒸煮廢液稱黑液，65%為有機物，主要是木素（40%）和碳水化合物的降解產(chǎn)物。黑液COD濃度5000～40000mg/L，COD產(chǎn)生量在1300kg/t漿，主要是纖維素、木質(zhì)素、果膠、樹脂等，還含大量殘堿，BOD≥5萬mg/L，pH值≥13，SS≥1500mg/ L。一般每生產(chǎn)1t化學(xué)漿，產(chǎn)生10～11m3稀黑液，濃縮后得到1.2～1.5t黑液固形物。

3.1.2制漿中段污水

本工程制漿中段污水來源于制漿工藝的洗、選、漂工段，主要含纖維懸浮的SS、有機耗氧物COD、BOD等。該部分污水進(jìn)入污水處理站處理后外排。

污水處理工藝：目前采用三級處理。

圖1　

3.1.3造紙廢水

造紙過程的廢水主要來自于打漿、紙機前篩選和抄造等工序。這部分廢水常稱為“白水”，目前主要有兩種處理方式：

（1）淺層氣浮處理后回用。

（2）多園盤過濾處理后回用。

造紙白水工藝多采用白水回收系統(tǒng) （超效淺層氣浮）處理，處理后的白水大部分回用于造紙及制漿生產(chǎn)系統(tǒng)，僅少量外排。

3.2污染治理技術(shù)

制漿造紙廢水的特點是廢水排放量大，COD、BOD高、色度嚴(yán)重，廢水中纖維懸浮物多，而且含二價硫和帶色，并有硫醇類惡臭氣味。

3.2.1污染治理方法

基本處理方法包括物理法、物理化學(xué)法、生物法、生態(tài)法及聯(lián)合法等。

物理法包括氣浮法、沉淀法等。

物理化學(xué)法包括混凝法、化學(xué)氧化法、電化學(xué)法等。

生物法包括好氧法、厭氧法、酶處理法等。

生態(tài)法主要是指人工濕地處理技術(shù)。

造紙行業(yè)廢水處理方法較多，各種方法都存在著不同程度的技術(shù)問題，因此，實際應(yīng)用中采用單一技術(shù)難以達(dá)到理想的處理效果，只有通過聯(lián)合法，才能做到經(jīng)濟性和實用性的統(tǒng)一。

3.2.2節(jié)約用水，降低單位產(chǎn)品（漿）基準(zhǔn)排水量

節(jié)約用水，白水回收，一水多次重復(fù)使用；提高蒸煮黑液提取率，采用二氧化氯或氧堿法漂白，或過氧化氫漂白，以減少廢水中氯化木素、氯酚等毒性物的排放，污冷凝水采用汽提法凈化后回用。

3.3廢氣排放情況

廢氣源主要有堿回收爐及備料粉塵等。

表1　沅江某紙廠堿回收廢氣排放情況

3.4固體廢棄物，噪聲以及臭氣排放情況

主要有備料車間的樹皮、木屑、葦屑；制漿、漿板車間的漿渣；堿回收車間苛化工段的綠泥、白泥（回收）；污水廠污泥等。噪聲源主要為漿廠、電廠、化工廠的工業(yè)噪聲（六）特征污染物排放。

硫酸鹽法制漿過程產(chǎn)生的氣體排入大氣形成獨特的硫酸鹽漿廠的氣味。主要的臭氣成分為H2S、甲硫醇、二甲硫醇和二甲二硫醚，統(tǒng)稱為總還原硫（TRS），其量以H2S的相當(dāng)量表示。

污染源主要有蒸煮系統(tǒng)、蒸發(fā)站、堿回收爐、石灰窯。

TRS物質(zhì)的去除：TRS物質(zhì)具有酸性、可燃性特點，因此它們可通過堿液洗滌、燃燒來處理。

3.5漂白廢水中有機氯化物排放

紙漿漂白廢水的特征：

（1）漂白廢水中CODcr、BOD5負(fù)荷較大。主要是因為漂白廢水中含有大量的溶解有機物，它們在水中消耗大量的氧，降低水中的溶解氧，危及魚類及其他水生生物的生存。

（2）色度較高，尤其是E段廢水。

（3）毒性強，漂白摩水中含有毒性很強的物質(zhì)，主要為氯代有機物，它們對水生等均都有強毒性。

3.6二噁英

二噁英（拼音：èr è yīnɡ，英文：Dioxin）全稱分別是多氯二苯并二噁英polychlorinated dibenzo-p-dioxin簡稱PCDDs）和多氯二苯并呋喃polychlorinated dibenzofuran（簡稱PCDFs）。常以微小的顆粒存在于大氣、土壤和水中，主要的污染源是化工冶金工業(yè)、垃圾焚燒、造紙以及生產(chǎn)殺蟲劑等產(chǎn)業(yè)。

4　結(jié)語

從2011年7月1日起，現(xiàn)有、新建制漿造紙企業(yè)執(zhí)行GB3544-2008表2標(biāo)準(zhǔn)。新的標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)格，監(jiān)測指標(biāo)更科學(xué)（AOX和二噁英相當(dāng)于廢水一類污染物，在車間排放口監(jiān)測），并增加了氨氮、總氮、總磷等指標(biāo)。并且對污染物排放總量要求更嚴(yán)：單位產(chǎn)品（漿）基準(zhǔn)排水量大幅降低，要求企業(yè)提高生產(chǎn)環(huán)節(jié)的廢水回用率。將造紙廠的生產(chǎn)污染對于環(huán)境的影響降到了最低。

［1］傅金祥，劉聰慧，張榮新，等.一種造紙行業(yè)水污染治理工藝調(diào)控方法（CN103592845A）［P］.2014.

［2］姜熹.造紙廠的水氣污染分析［D］.華南理工大學(xué)，2009.

［3］沈蘭.造紙廢水治理工藝的生命周期分析［D］.蘇州科技學(xué)院，2010.

［4］張 波，霍太英.造紙行業(yè)結(jié)構(gòu)性污染治理的啟迪［J］.環(huán)境保護，2005 （9）：60～63.

朱書平（1972-），女，高級工程師，碩士，主要從事環(huán)境監(jiān)測工作。

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A

2095-2066（2016）12-0003-02

2016-3-20

文海翔（1978-），男，工程師，碩士，主要從事環(huán)境監(jiān)測工作。

楊 凱（1969-），男，工程師，本科，主要從事環(huán)境監(jiān)測工作。