制漿造紙工業(yè)環(huán)保基本概念_第1頁
制漿造紙工業(yè)環(huán)?;靖拍頮第2頁
制漿造紙工業(yè)環(huán)?;靖拍頮第3頁
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文檔簡介

關(guān)于制漿造紙工業(yè)環(huán)保基本概念第1頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三

造紙產(chǎn)業(yè)是與國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展關(guān)系密切的重要基礎(chǔ)原材料產(chǎn)業(yè),同時(shí)也是文化載體和生活必需品工業(yè)。紙及紙板的消費(fèi)水平是一個(gè)國家現(xiàn)代化和文明程度的標(biāo)志。產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度強(qiáng),市場(chǎng)容量大,是拉動(dòng)林業(yè)、農(nóng)業(yè)、印刷、包裝、機(jī)械制造等產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要力量?,F(xiàn)代造紙工業(yè)具有資金、技術(shù)密集、低化石能源,低二氧化碳排放、規(guī)模效益顯著的特點(diǎn)。目前中國已成為世界造紙工業(yè)生產(chǎn)、消費(fèi)和貿(mào)易大國。但面臨著“資源、環(huán)境、結(jié)構(gòu)”三大發(fā)展制約瓶頸,必須加大調(diào)整結(jié)構(gòu),發(fā)展中特色的現(xiàn)代造紙產(chǎn)業(yè)。第2頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三概述(1)造紙工業(yè)污染物的來源污染物發(fā)生量恒算的概念主要紙漿品種的原料、備料-成漿的工藝、對(duì)應(yīng)的漿紙品種、得率、污染物來源成份及發(fā)生量、治理方法(機(jī)械漿、化學(xué)機(jī)械漿、化學(xué)漿、廢紙漿)紙的品種、抄紙的工藝、添加劑、污染物來源成份及發(fā)生量、治理方法涂布及污染物來源成份及發(fā)生量、治理方法第3頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三概述(2)上述的不同廢水的概念、廢水的濃度、治理方法回顧總結(jié)計(jì)算實(shí)例國內(nèi)行業(yè)的總體概念和排放現(xiàn)狀現(xiàn)行的政策生產(chǎn)流程中的減排技術(shù)舉例產(chǎn)排污系數(shù)的使用問題第4頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三第一部分

造紙行業(yè)污染物

的來源第5頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三制漿造紙工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的主要污染物1、制漿過程:制漿過程中提取纖維細(xì)胞后剩余的木質(zhì)素、蒸煮和漂白過程溶解的糖類等有機(jī)物、植物預(yù)處理和生物處理中產(chǎn)生廢渣和污泥,洗滌篩選過程流失的植物殘余物和纖維細(xì)胞等。2、廢紙制漿:廢紙回收處理過程中產(chǎn)生的廢渣、脫除的油墨有機(jī)物和合成有機(jī)物、溶出的淀粉等糖類、流失的細(xì)小纖維細(xì)胞等。3、造紙過程:備漿和抄紙中自篩選、脫水、損紙回用過程流失的細(xì)小纖維、化學(xué)助劑等。制漿造紙工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的主要污染物表現(xiàn)為BOD、COD、氨氮、揮發(fā)酚、懸浮物、二惡英等。第6頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三制漿造紙行業(yè)污染物的來源造紙的纖維原料是從植物中提煉游離出的具有纖維素細(xì)胞壁的細(xì)胞植物的細(xì)胞壁由被木素粘合在一起的纖維素和半纖維素組成第7頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三植物原料的成分

纖維素

碳水化合物半纖維素

主要組分

淀粉、果膠和一些多糖

木素:芳香族化合物造紙植物纖維原料

溶劑抽出物:芳香族化合物(酚類)

、萜烯類(松節(jié)油)、少量組分脂肪酸、脂肪與蠟、醇類無機(jī)物:灰份第8頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三木素木素和其降解物是COD污染物發(fā)生量主要來源之一定義:由苯丙烷結(jié)構(gòu)單元通過C-C鍵和醚鍵連接而成的具有三度空間結(jié)構(gòu)的高分子聚合物,分子量未知。不同原料木素結(jié)構(gòu)是不相同的,同一原料不同產(chǎn)地木素結(jié)構(gòu)不同,同一原料不同部位木素的結(jié)構(gòu)不同。木素主要存在于纖維的胞間層和細(xì)胞壁中,起到粘結(jié)纖維的作用。化學(xué)制漿的實(shí)質(zhì)就是將部分木素暫時(shí)性溶解,過濾出不溶于水的纖維細(xì)胞。所以,木素含量↑,蒸煮難度↑化學(xué)藥品消耗量↑,污染物發(fā)生量↑。不同品種紙張生產(chǎn)中紙漿中木素含量不同:高級(jí)復(fù)印紙<水泥袋紙及瓦楞紙等<新聞紙第9頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三半纖維素半纖維素是COD污染物的主要來源之一定義:①由兩種或兩種以上單糖基組成的不均一聚糖;②大多數(shù)帶有支鏈;③主鏈糖基有:木糖,葡萄糖,甘露糖;側(cè)鏈糖基有:木糖,葡萄糖,半乳糖,阿拉伯糖,葡萄糖醛酸等。半纖維素在水中易吸水潤脹,有利于打漿。在一般制漿過程中半纖維素應(yīng)盡量保留以提高紙漿得率。但是在制造人造纖維及纖維素衍生物(纖維素酯和纖維素醚等)時(shí)半纖維素應(yīng)盡量除去,否則影響產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。

第10頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三其他少量成分污染物COD的來源之一1.樹脂、脂肪和蠟(有機(jī)溶劑抽出物)針葉木:樹脂酸、萜烯類化合物(松節(jié)油)、脂肪酸和不皂化物。含量為4%左右。闊葉木:酯化的脂肪酸、中性物(萜、萜醇、萜醛等混合物)、少量松香酸。含量為1%以下。草類:脂肪和蠟。含量在3~6%。2.灰分

灰分:植物纖維原料燃燒和灰化后的物質(zhì)稱為灰分。存在部位:胞間層果膠質(zhì)中的金屬離子帶來的,果膠質(zhì)是灰分的載體。木材灰分含量少,在1%以下,主要成分:鈣、鉀、鎂。草類灰分含量較高,2%以上。麥草6-9%,稻草高達(dá)15%,主要成分是二氧化硅。主要存在于植物的葉、穗、節(jié)部位。第11頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三流失的細(xì)小纖維和輔料污染物COD的來源之一

在制漿、洗漿、漂白、造紙過程中大量使用過濾網(wǎng),不可避免的會(huì)流失纖維素纖維細(xì)胞,并會(huì)以COD的數(shù)值體現(xiàn)。在造紙、紙加工過程中會(huì)大量使用淀粉、變性淀粉、膠乳、松香等多種輔料,并會(huì)有部分流失進(jìn)入廢水,或在廢紙制漿中進(jìn)入廢水。第12頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三水/無機(jī)物…半纖維素降解物木素?zé)龎A水紙漿黑液纖維素降解物木素降解物抽出物降解物纖維素半纖維素制漿生產(chǎn)線高溫(160℃左右)高壓(6kg/cm2左右)本色麥草漿COD和BOD來源麥草第13頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三造紙用植物纖維原料

針葉木(軟木):落葉松、馬尾松、云杉

木材纖維原料

冷杉、鐵杉、柏木等

闊葉木(硬木):楊木、樺木、桉木、相思木等

竹類:毛竹、慈竹、白夾竹、楠竹等非木材

禾草類:稻麥草、龍須草、荻葦、蔗渣、玉米稈等

造紙用纖維原料

韌皮類:亞麻、黃麻、桑皮、構(gòu)皮等纖維原料籽毛類:棉花、棉短絨、破棉布

半木材纖維原料:棉稈

化學(xué)合成纖維:芳綸、氨綸、錦綸

非植物纖維

礦物纖維:石棉、玻璃纖維、石英纖維

動(dòng)物纖維:羊毛、膠原纖維(皮革邊角料)

第14頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三第二部分

各類制漿方法的污染物

發(fā)生量第15頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三本部分內(nèi)容介紹制漿主要品種的:

原料

備料-成漿的工藝

對(duì)應(yīng)的紙品種

制漿得率

污染物來源成份及發(fā)生量

第16頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三制漿方法的分類

石灰法高得率化學(xué)法堿法燒堿法(pH>13)

(50%-65%)

硫酸鹽法(pH>13)

化學(xué)法酸性亞硫酸鹽法(pH=1~2)(40%-50%)亞硫酸鹽法亞硫酸氫鹽法(pH=2~6)

中性亞硫酸鹽法(pH=6~9)制堿性亞硫酸鹽法(pH>10)漿木片磨木法方機(jī)械法法(91%-98%)原木磨木法

半化學(xué)法化學(xué)機(jī)械法(65%-94%)化學(xué)機(jī)械法第17頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三紙漿和制漿得率的概念第18頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三第19頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三備料廢水取決于水的回用程度,用水量2-50M3/原料COD發(fā)生量:木竹類5-25KG、稻麥草及蔗渣30-100KG,成份為水溶出的糖類果膠等第20頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三機(jī)械法制漿

單純利用機(jī)械磨解作用制成紙漿的方法。其產(chǎn)品統(tǒng)稱為機(jī)械漿。機(jī)械法制漿幾乎不溶出原料中的木素,故制漿得率很高,一般在93-98%,廢水中污染物的來源:洗滌水中溶解性有機(jī)物、流失的細(xì)小纖維。漂白劑一般使用價(jià)格較貴的過氧化氫(雙氧水)和連二亞硫酸鈉。產(chǎn)品用于生產(chǎn)新聞紙

BODCOD得率%磨石機(jī)械漿10~2222~5093~98盤磨機(jī)械漿12~2523~5595~98熱磨機(jī)械漿15~3025~7091~95洗滌水1~42~6

漂白10~2515~40

第21頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三化學(xué)機(jī)械法制漿

采用化學(xué)預(yù)處理和機(jī)械磨解后處理的制漿方法。化學(xué)機(jī)械法制漿的化學(xué)預(yù)處理溫和,對(duì)原料的脫木素作用較小,對(duì)纖維素的破壞也少,分子量較低的半纖維素溶出較多,根據(jù)需要也可采用過氧化氫、連二亞硫酸鈉和次氯酸鹽等漂白劑對(duì)化機(jī)漿進(jìn)行漂白。

因其廢水化學(xué)組分中溶解性有機(jī)物較多。用水量小濃度較高,比較適宜生物法污水治理,但存在一定難生物降解的有機(jī)物,有可能需有預(yù)酸化,在厭氧-好氧聯(lián)合處理后,有必要進(jìn)行進(jìn)一步深度處理。高得率漿漂白前污染物負(fù)荷第22頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三化學(xué)機(jī)械法制漿

化學(xué)機(jī)械法制漿過程的廢液排放量為20~30m3/t漿,生化耗氧量和化學(xué)耗氧量分別為40~90kg/t漿和65~210kg/t漿,并且含有大量的懸浮物和較深的色度。生化耗氧量和化學(xué)耗氧量的主要成分是木素降解產(chǎn)物、多糖類和有機(jī)酸類。其中木素降解產(chǎn)物占30%~40%,多糖類占10%~15%,有機(jī)酸類占35%~40%。廢水采用厭氧-好氧兩級(jí)或三級(jí)處理可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)第23頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三半化學(xué)機(jī)械法制漿

化學(xué)機(jī)械漿的一種,其中得率在65~85%之間的,常稱為半化學(xué)漿,在我國提到半化學(xué)漿,主要是用于生產(chǎn)瓦楞原紙的半化學(xué)竹漿、葦漿、稻麥草漿,得率在65%-77%左右,由于大部分工廠規(guī)模較小,產(chǎn)品檔次和售價(jià)較低,經(jīng)濟(jì)上難度較大,廢液原液CODCr濃度在5000~10000mg/L之間

。大型半化學(xué)非木材漿廠通過厭氧+好氧+化學(xué)的方法可以做到達(dá)標(biāo)排放項(xiàng)目溫度PHCODBODSSTNTP堿度SO42-單位℃-mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmmol/Lmg/L廢水30~407.8~8.56500~75002000~25001500~200095~1208.5~1012~1480~250第24頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三化學(xué)法制漿

工業(yè)生產(chǎn)上常用的有堿法制漿及亞硫酸鹽法制漿兩大類。堿法制漿主要包括硫酸鹽法和燒堿法。堿法制漿約占世界漿產(chǎn)量的90%。以纖維植物(主要是植物莖桿)為原料,利用某種能與原料中所含木素發(fā)生選擇性化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)藥劑,使大部分木素暫時(shí)溶解并洗出,并使原料中的單根纖維細(xì)胞充分分離的過程。第25頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三廢液的提取洗選工序廢液的提取是最終影響進(jìn)入水處理廠COD量的關(guān)鍵第26頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三堿法化學(xué)法制漿廢液

成分原料紅松落葉松馬尾松蔗渣葦?shù)静蓰湶軼(固形物)/%W(有機(jī)物)/%木素?fù)]發(fā)酸其他W(無機(jī)物)/%總堿Na2SO4SiO2

其他71.4941.007.8451.1689.603.640.756.0169.2243.9011.4844.6290.601.891.897.5170.3337.0011.3551.6287.002.250.7510.0068.3634.1016.2049.7060.803.307.4428.4669.7242.4012.6845.0285.005.308.830.8768.70—17.70———15.00—69.0031.6013.3052.70——23.90—黑液指用燒堿法和硫酸鹽法直接蒸煮原料而產(chǎn)生的廢水。黑液中含有有機(jī)物和無機(jī)物兩大類物質(zhì)。有機(jī)物主要是堿木素、半纖維素和纖維素的降解產(chǎn)物,如揮發(fā)酸、醇等;無機(jī)物中絕大部分是各種鈉鹽,如硫酸鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉以及硫化鈉等。第27頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三大型硫酸鹽木(竹漿廠)發(fā)生量產(chǎn)品廢水量SSBOD7CODCrm3/tkg/tkg/tkg/t未漂硫酸鹽漿20~6012~155~1020~30傳統(tǒng)漂白60~10012~1818~2560~120硫酸鹽漿1ECF和TCF30~5010~1514~1825~40漂白硫酸鹽漿2硫酸鹽法制漿工藝,且規(guī)模較大,因此都配有堿回收系統(tǒng)。通過高效的洗漿系統(tǒng)提取98%以上的黑夜送回堿回收,這不但可以回收堿和能源,還可以極其有效地消減絕大部分污染物;中段廢水再通過處理,廢水可以達(dá)標(biāo)排放,現(xiàn)有的漂白技術(shù)可使進(jìn)入水處理廠的廢水負(fù)荷大幅度減低。第28頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三非木材制漿的特點(diǎn)第29頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三非木材化學(xué)漿廠竹稻麥草、龍須草、荻葦、蔗渣、亞麻、黃麻、桑皮、構(gòu)皮棉花、棉短絨、破棉布等。多戊糖含量高、木素含量低、含硅灰分高、草類纖維細(xì)小、濾水性差。制約堿法非木材化學(xué)漿廠污染物發(fā)生量的關(guān)鍵因素是廢液的提取率,與高達(dá)95%-98%的木漿提取率而言,麥草漿的黑液提取率平均不到80%,大大提高了洗選工序進(jìn)入水處理廠的污染負(fù)荷。草類、蔗渣廢液量高、蒸發(fā)時(shí)黏度高,化學(xué)品濃度低、發(fā)熱量低。第30頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三堿法化學(xué)法制漿的污染負(fù)荷(黑液)第31頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三堿回收第32頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三綠液和白液綠液成分為碳酸鈉和硫化鈉,燒堿法為碳酸鈉。第一步:綠液澄清(綠泥)第二步:石灰消化2CaO+H2O2Ca(OH)2第三步:苛化

Na2CO3+Ca(OH)22NaOH+CaCO3↓第四步:白液澄清(白泥)第33頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三我國現(xiàn)有大、中型堿回收系統(tǒng)運(yùn)行效果項(xiàng)目單條堿回收生產(chǎn)線規(guī)模(t漿/d)黑液堿回收率堿自給率堿回收成本提取率(%)(%)(元/t堿)(%)

木漿>15095~98.590~9896~100500~800竹漿≥15095~9885~9690~99.7500~600荻葦漿≥15088~9285~90≤90700~1200蔗渣漿≥15088~9083~87≤87800~1300麥草漿≥15080~8970~80≤79900~1500第34頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三污冷凝水污冷凝水有3個(gè)主要來源:連續(xù)蒸煮鍋、間歇蒸煮可凝物的主要來源為蒸煮周期中的小放汽和漿料噴放倉的排出氣體,通過熱回收系統(tǒng)變成污熱水;堿回收蒸發(fā)器是污冷凝水的又一來源;冷凝器的冷卻水即成為冷凝水的第三個(gè)來源。第35頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三亞硫酸鹽法廢液(紅液)

制漿所用的化學(xué)藥劑是以鈣、鎂、鈉、銨等為鹽基的酸性亞硫酸鹽或亞硫酸氫鹽。此法的蒸煮廢液,即紅液。有著十分復(fù)雜的化學(xué)成分,木素和纖維素是有機(jī)物中的主要成分,糖類含量也較多,還含有制漿藥劑。

其中,酸法中的以亞硫酸銨為蒸煮藥劑的亞硫酸銨法,其廢液中的有機(jī)物質(zhì)主要是木質(zhì)素含量約占總有機(jī)物的一半。易被生物降解利用的糖類和揮發(fā)性有機(jī)酸約占總有機(jī)物的20%?;厥栈瘜W(xué)藥品及熱能是解決紅液污染的根本途徑。W(成分)/%原料針葉木闊葉木非木材原料(蔗渣、芒稈混合亞硫酸氫鎂法)木素磺酸鹽總糖己糖戊糖糖衍生物(糖磺酸鹽,糖醛酸鹽)揮發(fā)性有機(jī)物(醋酸、甲酸、呋喃等)無機(jī)物5419145205246195142211255.618125第36頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三不同原料亞硫酸鹽蒸煮廢液污染負(fù)荷原料生產(chǎn)方法得率/%卡伯值BOD7/(kg/t漿)CODcr/(kg/t漿)麥草楊木桉木樺木云杉云杉白松NSSC酸法酸法NSSC酸法酸法酸法48-49504980516048-4918-20-12-35--28033530012030018032413301233133028012008001550第37頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三化學(xué)漿的漂白一般選擇性化學(xué)藥品制漿溶解木素的過程結(jié)束后植物細(xì)胞壁內(nèi)仍會(huì)保留一定數(shù)量的木素,需用化學(xué)藥品繼續(xù)進(jìn)行木素的脫除用化學(xué)品或氧氣、紫外線等使殘余的發(fā)色物質(zhì)脫色或溶出漂白過程中產(chǎn)生的有機(jī)物是進(jìn)入水處理廠的主要污染物來源之一第38頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三混合(中段)廢水CODcr濃度(mg/L)**:參考造紙產(chǎn)品取水量定額指標(biāo)(A)級(jí)*:按《GB3544-2001》排放標(biāo)準(zhǔn)中噸產(chǎn)品排水量第39頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三不同漂白程序每噸漿的廢液特征漂白程序COD/kgBOD/kgAOX/kg氯代酚類化合物量/gC90+D10EHDEDO(C85+D15)(EO)DEDO(D30C70)(EPO)D(E+P)DSeq.C+aeratedlagoonOXPD(E+P)DSeq.Caeratedlagoon+UFOXPD(E+P)DOD100(EPO)DDSeq.H+aeratedlagoon1006550305015404025251512312<2101028321.31.40.90.5<1<0.79025119<0.5<9<1<1<1注:漂白程序中C-氯化D-二氧化氯漂白E-堿處理H-次氯酸鹽漂白O-氧脫木素P-過氧化氫漂白X-酶處理aeratedlagoon-曝氣塘UF-超濾Seq.C-漂白程序O(D30C70)(EPO)D(E+P)D的廢水Seq.H-漂白程序OD100(EPO)DD的廢水第40頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三廢紙制漿廢紙的分類概念混合廢紙、舊新聞紙和雜志、舊瓦楞紙箱、辦公廢紙和書本、特種廢紙共五大類制漿方法1、非脫墨法制漿

2、脫墨法制漿脫墨漿的漂白第41頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三廢紙制漿和造紙廢紙是世界各國重要的纖維原料廢紙是用過的、撿來的,不是產(chǎn)品而且每批成份不可能一致廢紙是用已經(jīng)制成的紙漿制成的,廢紙制漿過程中絕大部分發(fā)生的污染物是原來造紙過程中加入的淀粉等有機(jī)物和流失的細(xì)小纖維,污染物發(fā)生量小,不可溶解COD比例高,易于治理。廢紙制漿和造紙一般在同一個(gè)企業(yè)內(nèi)第42頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三廢紙制漿的COD發(fā)生量舊新聞紙脫墨漿15-95KG舊新聞紙非脫墨漿10-35KG混合廢紙非脫墨漿25-95KG辦公室廢紙脫墨漿30-90KG辦公室廢紙非脫墨漿25-45KG舊瓦楞紙箱非脫墨漿20-50KG第43頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三第44頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三第45頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三舊瓦楞紙箱制漿廢水中的有機(jī)酸有機(jī)酸

生化處理前生化處理后降低率%有味氣體量單位/h4433193甲酸Kg/h96.62.897乙酸Kg/h56.12.895丙酸Kg/h17.10.696丁酸Kg/h-0.6-乳酸Kg/h-0.6-CODKg/h220.610.995有機(jī)酸濃度mg/LCOD貢獻(xiàn)率%甲酸5000—540015—17乙酸800—9003—4丙酸400—8002—4乳酸3800—570012—18合計(jì)10000—1200032—43第46頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三第47頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三廢紙制漿廢水

廢紙制漿廢水中SS、COD等污染指標(biāo)較高,COD由非溶解性COD和溶解性COD兩部分組成,通常非溶解性COD占COD組成總量的大部分。當(dāng)廢水中SS被去除時(shí),絕大部分非溶解性COD同時(shí)被去除。廢紙?jiān)旒垙U水中的BOD5濃度較低,可生物降解的物質(zhì)含量較少,BOD5/COD值一般為0.15~0.25,溶解性BOD以纖維素分解的糖類、醇類為主體,因此,廢紙?jiān)旒垙U水處理要解決的主要問題是去除SS和COD。廢水處理方法:氣浮——好氧生化法,厭氧——好氧生化法第48頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三第三部分

抄紙和涂布廢水第49頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三抄紙的工藝機(jī)制紙是將手工制紙連續(xù)化的過程第50頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三造紙白水造紙過程的廢水主要來自打漿、紙機(jī)前篩選和抄造等工序。這類廢水中含有懸浮固形物如纖維、填料、涂料等,還有添加的施膠劑、增強(qiáng)劑、防腐劑等,COD濃度一般在300-1000mg/之間。造紙機(jī)在生產(chǎn)過程中,從網(wǎng)上紙料中脫除的水稱為白水。白水中含有纖維碎屑、小纖維、顏料、淀粉及染料等。紙機(jī)排水中含有溶解性物質(zhì)(約5~10kg/t)和懸浮物(約5~50kg/t),這些污染物主要來自于原料、輔助化學(xué)品及助劑。輔助化學(xué)品在紙漿中保留率較高,而助劑(如防腐劑、殺菌劑、消泡劑等)在紙漿中保留率較低,相當(dāng)大的一部分隨白水排出。第51頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三紙機(jī)白水的處理造紙機(jī)白水處理的意義在于盡可能多的回收流失的纖維和化學(xué)品,并使其最大限度的循環(huán)使用減少排放第52頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三第53頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三第54頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三第55頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三涂布高濃廢水涂布及污染物來源:涂布制備系統(tǒng)的廢水

清洗廢水水量小、COD、BOD濃度高含有大量分散劑、防腐劑不宜生化處理和絮凝沉淀膜過濾處理效率較高第56頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三第57頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三第58頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三第59頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三舊瓦楞紙箱生產(chǎn)的廢水循環(huán)第60頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三廢紙生產(chǎn)瓦楞原紙的污染治理第61頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三氨氮排放情況造紙行業(yè)廢水中氨氮的來源應(yīng)依次為亞銨法制漿廢液、廢水生化處理廠投加的過量營養(yǎng)鹽、植物原料中含有的氮等。《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB3544-2008)規(guī)定的氨氮濃度為8-10mg/l,假設(shè)造紙行業(yè)污水氨氮排放濃度全部達(dá)標(biāo),以2008年40.77億噸廢水計(jì)排放氨氮在3.26萬噸至4.077萬噸間,高于《環(huán)境統(tǒng)計(jì)年報(bào)2008》中造紙業(yè)氨氮2.41萬噸的氨氮排放量統(tǒng)計(jì)值,表明紙漿造紙行業(yè)氨氮減排潛力不大。第62頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三造紙行業(yè)氨氮的來源一般植物含氮量約占植物體干物重的0.3%-5%廢瓦楞紙箱中含有大量淀粉類膠黏劑,會(huì)帶入少量的氮元素進(jìn)入廢紙制漿行業(yè)。氨鹽基亞硫酸鹽法制漿廢液中氨氮排放濃度較高,殘留的氨或銨鹽會(huì)存在于廢水中,并對(duì)生化處理帶來障礙,此部分氨或銨鹽是造紙行業(yè)氨氮排放的主要來源之一一般制漿廢水中BOD與COD比值在0.2-0.4間,而且碳氮比值較低,因此,通過生物法處理廢水必需加入營養(yǎng)鹽。而添加營養(yǎng)鹽則是造成造紙行業(yè)氨氮排放的一個(gè)主要來源。第63頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三

備料廢水

回顧總結(jié)1

化學(xué)法制漿廢液

23

洗滌、篩選、漂白廢水化學(xué)機(jī)械漿及機(jī)械漿廢水

45

造紙車間白水

6

廢紙制漿造紙廢水

7

污冷凝水

初段水中段水末段水水處理第64頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三第四部分

紙廠的末端水處理第65頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三紙張的品種與白水中COD發(fā)生量全商品漿抄紙6-30KG新聞紙10-50KG瓦楞原紙抄紙15-70KG多層紙板15-55KG多層涂布紙板20-60KG印刷書寫紙10-65KG薄型紙、衛(wèi)生紙30-85KG銅版紙15-60KG第66頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三白水的單獨(dú)處理對(duì)于木材、廢紙制漿和造紙混合的工廠,多余白水進(jìn)入混合中段水;對(duì)于單獨(dú)的用商品漿生產(chǎn)紙的工廠根據(jù)廢水的性質(zhì)可以:氣浮或沉淀氣浮或沉淀+耗氧生化化學(xué)+氣浮或沉淀耗氧生化+化學(xué)+氣浮或沉淀第67頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三堿液洗選漂白廢水溫水清水二次蒸汽冷凝水干濕法備料橫管連續(xù)蒸煮1-4#真空洗漿壓力篩選5#真空洗漿漂白系統(tǒng)紙機(jī)系統(tǒng)成品紙白水處理中段廢水處理達(dá)標(biāo)排放或資源化處理堿回收洗滌水洗滌水黑液第68頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三第69頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三化學(xué)漿以堿法(包括硫酸鹽法)為主,產(chǎn)生的黑液約占制漿造紙生產(chǎn)總COD負(fù)荷的90%以上,目前主要處理方式為堿回收。中段廢水一般采用二級(jí)處理。半化學(xué)漿生產(chǎn)線的污染物產(chǎn)生量低于化學(xué)漿,一般采用厭氧-好氧二級(jí)生化處理?;瘷C(jī)漿和機(jī)械漿得率較高,污染物發(fā)生量小,一般可采用厭氧-好氧二級(jí)生化處理。廢紙漿、廢紙脫墨漿產(chǎn)生污染物(COD)負(fù)荷最低,采用一級(jí)或二級(jí)生化處理即可。各類制漿廢水的基本治理方法第70頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三化學(xué)漿廠的水處理

化學(xué)法制漿、造紙廠的主要污染物來自洗漿篩選廢水、漂白廢水、污冷凝水,和紙機(jī)多余白水,工藝刷洗水。第71頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三對(duì)木漿生產(chǎn)企業(yè),目前采用增加三級(jí)化學(xué)絮凝,使COD達(dá)到200mg/L的限值要求,但2011年7月后的COD排放標(biāo)準(zhǔn)為COD100mg/L,木漿企業(yè)還要做進(jìn)一步的技術(shù)改造,如目前國際上技術(shù)裝備最先進(jìn)且規(guī)模最大的海南金海漿紙,其在建廠之初,COD排放標(biāo)準(zhǔn)就定為100mg/L,而自建廠以來,該企業(yè)一直在對(duì)其廢水處理設(shè)施進(jìn)行改造,如加入Fenton處理,勉強(qiáng)能穩(wěn)定達(dá)到COD排放濃度100mg/L的要求。第72頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三第73頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三化學(xué)機(jī)械木漿、半化學(xué)漿企業(yè),采用目前的“厭氧+好氧+深度處理”,COD排放濃度也難于達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)的要求,所以生產(chǎn)企業(yè)正在研究對(duì)策,目前較可能的方法是將制漿廢水蒸發(fā)后燃燒,但從節(jié)能減碳的角度和經(jīng)濟(jì)的角度都不具有可行性,使用該技術(shù)的企業(yè)國內(nèi)目前還沒有。第74頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三化學(xué)機(jī)械漿的廢水處理第75頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三APMP廢水→機(jī)械格柵→纖維回收→沉淀池→冷卻塔→預(yù)酸化池↓循環(huán)罐↓↑厭氧塔↓造紙廢水→機(jī)械格柵→纖維回收→篩選池→曝氣池↑↓生活廢水二沉池↓←城市污水處理廠←加藥氣浮處理第76頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三APMP水處理廠名稱TCOD(mg/l)TBOD(mg/l)TSS(mg/l)集水井進(jìn)水≥15000≥4500≥2800纖維回收后≤13000≤4200≤1800此段去除率≥13%≥7%≥35%初沉池出水≤12000≤4100≤1000此段去除率≥1%≥2.4%≥30%預(yù)酸化調(diào)節(jié)池出水≤11000≤3100≤800此段去除率≥1%≥24%≥15%IC塔出水≤4000≤900≤800此段去除率≥63%≥71%≥1%好氧二沉池出水≤800≤80≤90此段去除率≥78%≥88%≥86%氣浮出水≤280≤60≤80此段去除率≥62%≥25%≥10%成本3.89元第77頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三對(duì)于非木漿企業(yè)由于黑液提取率低于木漿,使得其帶入廢水的污染物比較多,要想達(dá)標(biāo)排放將更加困難。所以對(duì)于非木漿企業(yè)最重要的工作是提高黑液提取率,使其達(dá)到90%以上,增加了三級(jí)混凝處理,并在三級(jí)混凝后增加氧化塘進(jìn)行四級(jí)處理,成本很高且達(dá)標(biāo)困難。第78頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三第79頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三半化學(xué)漿廢水廢紙漿廢水紙機(jī)白水綜合廢水細(xì)格柵斜網(wǎng)過濾初沉池水解酸化池漿料纖維IC厭氧反應(yīng)器卡氏氧化溝二沉池超效氣浮排放回用回用水沼氣發(fā)電半化學(xué)漿第80頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三項(xiàng)目水量CODBODSSPHSO42-備注單位m3/dmg/Lmg/Lmg/L-mg/L原水300006574203720177.8190回用水1800062353707.2110排水1200024735356.5-第81頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三

COD(mg/l)BOD(mg/l)SS(mg/l)預(yù)處理進(jìn)水657420372017出水48971823803去除率(%)25.510.560.1厭氧處理進(jìn)水48971823803出水2629432903去除率(%)46.376.3-12.45好氧處理進(jìn)水2629432903出水62353110去除率(%)76.387.887.8氣浮處理進(jìn)水62353110出水2473535去除率(%)60.43468.2總?cè)コ蔬M(jìn)水657420372017出水2473535去除率(%)96.298.398.3半化學(xué)漿廢水第82頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三

2008年8月1日《造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB3544-2008)開始實(shí)行。與2001版的排放標(biāo)準(zhǔn)比較可知,2008版的排放標(biāo)準(zhǔn)要比2001版嚴(yán)格很多,如對(duì)現(xiàn)有企業(yè)2011年8月前制漿噸產(chǎn)品COD排放負(fù)荷的降低比例分別要達(dá)到本色木漿69.52%、漂白木漿81.82%、本色非木漿60%、漂白非木漿88.15%,廢紙?jiān)旒埡蜕唐窛{造紙的企業(yè)噸產(chǎn)品COD減排比例也達(dá)到了60~70%;而新建企業(yè)和現(xiàn)有企業(yè)2011年后噸產(chǎn)品COD排放負(fù)荷的降低比例將分別達(dá)到本色木漿90.48%、漂白木漿94.32%、本色非木漿87.5%、漂白非木漿96.3%,廢紙?jiān)旒埡蜕唐窛{造紙的企業(yè)噸產(chǎn)品COD排放符合減排比例也達(dá)到了70~80%。單位產(chǎn)品BOD的減排比例超過了COD。AOX的標(biāo)準(zhǔn)也由原來參考標(biāo)準(zhǔn)修訂成強(qiáng)制執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),單位產(chǎn)品的減排比例超過85%,并對(duì)二噁英的排放提出要求。第83頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三第84頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三生產(chǎn)工況負(fù)荷核查檢查

要點(diǎn)與方法第85頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三生產(chǎn)工況狀態(tài)正常的概念與污染物產(chǎn)生和排放相關(guān)的生產(chǎn)線在72小時(shí)以上時(shí)間之內(nèi)產(chǎn)能接近年平均產(chǎn)能正常開工。產(chǎn)品為企業(yè)通常生產(chǎn)的產(chǎn)品和使用的原料。瞬時(shí)排水量與年均瞬時(shí)排水量相當(dāng)、沒有明顯降雨。第86頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三生產(chǎn)工況狀態(tài)的確定必要時(shí)可察看制漿、漂白部分、堿回收等與污染物發(fā)生量密切相關(guān)的部分生產(chǎn)紀(jì)錄(原料投入、用水、用電、產(chǎn)品及半成品(特別是紙漿)產(chǎn)量、質(zhì)量檢驗(yàn)等生產(chǎn)臺(tái)帳、DCS/QCS紀(jì)錄、水處理場(chǎng)生產(chǎn)及加藥和水處理化驗(yàn)紀(jì)錄,污泥、廢渣等處置情況和紀(jì)錄等。注意間歇性運(yùn)行設(shè)備或生產(chǎn)線的運(yùn)行情況和紀(jì)錄。污水緩沖貯存設(shè)施情況和車間排水口情況(特別是制漿車間黑液提取和洗漿機(jī)排水)。設(shè)備檢修情況,如果工廠曾停產(chǎn)大修,至少需壹或兩周才能穩(wěn)定。……….……….第87頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三制漿造紙廢水排放在沒有廢水生化處理設(shè)施或緩沖池時(shí)排放量和濃度一般會(huì)有較大波動(dòng),取樣要多次和較長時(shí)間。為了避免用電高峰和節(jié)約人工等原因,一些工序會(huì)集中在一天的某個(gè)時(shí)段。取樣時(shí)應(yīng)考慮盡力有代表性。對(duì)于季度或較長時(shí)間的排放量可依據(jù)前述各類臺(tái)帳推算第88頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三當(dāng)認(rèn)為數(shù)據(jù)有出入或需要核實(shí)時(shí),可以通過物料平衡或產(chǎn)排污系數(shù)手冊(cè)計(jì)算污染物發(fā)生量,同時(shí)檢查企業(yè)水處理設(shè)施運(yùn)行情況,如污泥的狀態(tài)等,結(jié)合水處理方法和流程估算去除率,由此可以大致判定其排放量數(shù)據(jù)是否可信。第89頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三對(duì)自稱“零排放”的企業(yè)應(yīng)著重檢查,目前國際上尚沒有已被認(rèn)定的可以真正做到“零排放”的造紙企業(yè),但在歐美有極少數(shù)大型用廢紙生產(chǎn)瓦楞原紙(單條生產(chǎn)線大于30萬噸)的生產(chǎn)線接近廢水“零排放”,其多余廢水多通過污泥或廢渣有少量排放,直接排放廢水較少。不應(yīng)鼓勵(lì)通過多耗能源不計(jì)成本和溫室氣體排放將廢水完全蒸發(fā)。對(duì)自稱“零排放”的企業(yè)應(yīng)通過物料平衡、水平恒計(jì)算進(jìn)行核定。第90頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三深度處理問題中國特色的問題。深度處理須在盡可能徹底生物處理的基礎(chǔ)上。在線數(shù)據(jù)的可靠性和化學(xué)藥品加入及采購記錄。深度處理后的排水理論上無法回用到原生產(chǎn)線。如果有明顯異議,可以核算企業(yè)水處理成本和全廠生產(chǎn)成本。第91頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三第六部分

案例第92頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三原料用量2600kg(風(fēng)干)備料方法干濕法干法備料除雜量100kg(風(fēng)干)工藝方法燒堿法(有堿回收,無氧脫木素)黑夜提取率80%篩選損失8%蒸發(fā)廢水是否氣提是洗選漂白損失5%漂白后制漿得率40(風(fēng)干)水處理廠COD去除率82%以年產(chǎn)10萬噸麥草漿為例:第93頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三堿法化學(xué)法制漿的污染負(fù)荷(黑液)第94頁,共105頁,2023年,2月20日,星期三10萬噸草漿廠計(jì)算示例COD發(fā)生量:

濕法備料約80kg

蒸煮黑液COD量約(2600-100-80)×(1-0.4)

×(1-0.08)×系數(shù)(1-1.2)kgCOD/kg有機(jī)物=1336(16

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