1. 造纸废水处理论文开题报告
在我们平凡的日常里,越来越多人会去使用报告,通常情况下,报告的内容含量大、篇幅较长。你知道怎样写报告才能写的好吗?下面是我为大家收集的造纸废水处理论文开题报告,仅供参考,大家一起来看看吧。
一、课题背景和意义
造纸工业是能耗高、物耗高,对环境污染严重的行业之一。造纸工业的污染问题十分严重,受到了人们普遍的关注。在世界范围内,造纸工业废水都是重要的污染源,例如日本、美国分别将造纸工业废水列为六大公害和五大公害之一。
在我国,造纸工业废水污染已成为造纸生产及相关行业能否生存和发展的关键因素。据环保统计公报数字表明,县及县以上制浆造纸和纸制品废水排放量占全国工业总排放量的11%,仅次于化学工业及钢铁工业的年排水量,居第三位,其中达标排放量仅占造纸总排放量的14%,排放废水中COD约占全国总排放量的45%。
目前我国造纸工业废水排放量及COD排放量均居我国各类工业排放量的首位[1]。近年经多方不懈努力,造纸工业废水污染防治已经取得了一定的成绩,虽然纸及纸板产量逐年增加,但排放废水中的COD却逐年降低。由此看出,造纸工业初步实现了增产减污的目标。但目前造纸行业约占排放总量50%的废水尚未进行达标处理,废水污染防治任务还相当繁重。
制浆造纸废水是指化学法制浆产生的蒸煮废液(又称黑液、红液),洗浆漂白过程中产生的中段水及抄纸工序中产生的白水,它们都对环境有着严重的污染。
一般每生产1t硫酸盐浆就有1t有机物和400kg碱类、硫化物溶解于黑液中;生产1t亚硫酸盐浆约有900kg有机物和200kg氧化物(钙、镁等)和硫化物溶于红液中。废液排入江河中不仅严重污染水源,也会造成大量的资源浪费[2]。
近年来,一些以制浆造纸为主要工艺的小型企业由于受白水困扰被迫停产或转产。随着造纸行业的发展,受原料林资源的约束,废纸作为再生纤维资源在造纸工业原料中的重要性与日俱增,我国产量名列前几位的造纸企业大部分是以废纸为原料。
废纸作为造纸原料之一,即可减轻环境污染,又可减少森林砍伐,节省原料纤维资源,缓解原料紧张局面,经济和社会效益十分显著。尽管废纸造纸废水污染物产量比化学制浆造纸减少了85%以上,但废水的COD、SS浓度仍然较高[3]。
某造纸厂主要以商品木浆为原料,生产各色特种装饰钛白印刷面纸、平衡纸系列、印花原纸系列、瓜子袋纸系列、特种长纤维纸系列、水松纸产品等各种高档特种工业印刷纸以及文化用纸,总产量为1.2万t/a,排放造纸废水约8000t/d。
目前,这些废水若未经处理就排入附近水体,将对环境造成严重污染[1~4],同时该厂生产耗水量大,如处理后进行回用,将产生巨大的经济效益废液排入江河中不仅严重污染水源,也会造成大量的资源浪费。所以对造纸废水的处理在我国也是非常重要的,其中造纸白水对环境造成的`影响,是本论文论述的主要观点。
二、国内外研究现状
2.1、造纸工艺
目前国内废纸造纸主要流程为碎浆、磨浆、筛选、打浆、造纸、烘干、卷取等[4]。简要流程如下:
图1造纸工艺流程
2.2、处理工艺
目前国内外针对白水所采用的处理工艺主要有以下几种:
2.2.1、气浮法
气浮法是白水处理中较常用的方法。白水中所含的物质为短纤维、填料、胶状物以及溶解物,它经过调节后在气浮池内与减压后的溶气水混合,进行气浮操作过程。完成分离后,清水入清水池供纸机回用,短纤维进入浆池供造纸机回用。气浮法在我国造纸企业中有较广的应用。
2.2.2、絮凝法
絮凝法在造纸白水处理中也有应用,即利用适当的絮凝剂处理废水,可以使其中的细小纤维和其他细小固体颗粒悬浮物沉淀下来。在造纸白水的处理过程中,造纸白水先经微孔过滤处理回收纤维,降低白水中的悬浮物含量,再加入混凝剂和助凝剂,使白水中的细小纤维、填料、胶体性物质及部分溶解性有机物聚沉,处理后的澄清水可完全回用于生产或排放。
化学絮凝处理造纸白水具有投资少、工期短、处理系统运行管理简单、操作灵活、处理效果好等特点。能有效去除再生造纸废水中的SS、色度以及有机物等,得到的泥浆经过适当处理后还能用作生产箱纸板的纸浆,处理的上清液可以作为工业水循环使用,因此,其经济效益和环境效益相当显著。
2.2.3、过滤法
应用于白水处理的过滤法常见的有两种:真空过滤法和微滤法。
真空过滤法具有过滤速度快、处理量大、工艺过程稳定、占地面积小、基建费用少、运行费用低等特点,处理后的白水可直接用于造纸过程。近年来国内的一些大型造纸企业大力推广真空过滤机用于白水处理,使得白水的处理与循环回用的程度大大提高。
微滤法采用的`过滤介质为不锈钢丝 网或化纤 网,其过滤孔径的大小可根据用户的废水种类、浓度等的不同而随意选择,最小孔径当量可小于20um。其优点更在于工艺简单、占地少、投资省;过滤能力大、效率高、运行费用低、操作极其简便。
2.2.4、膜分离法
膜分离技术处理造纸白水,可以较彻底去除造纸白水中的金属离子和溶解性无机盐物质,是实现造纸零排放目标的有效措施之一。然而,膜分离法处理水量能力不大、费用较高,在用于造纸白水处理方面还处于实验室的研究阶段,距离实际生产还有很长的路要走[5]。
三、课题主要内容
1、设计流量:Q=1500m3/dKz=1.1
2、进出水水质,最后出水符合《辽宁省污水与废气排放标准》(DB21-60-89)二级标准
3、运用大学期间所学的专业知识,理论和毕业实习中学到的实践知识,对造纸生产工艺的最终出水进行处理设计。
4、污水处理工艺流程的确定5、主要构筑物设计计算
6、依据具体地形对污水处理厂进行平面布置。
7、高程布置。
8、并对建成的运行管理提出要求和建议。
9、在对造纸废水(白水)进行设计过程中,要知道造纸废水中是多种多样的,不能设想只用一种处理方法,就能把污染物取值殆尽,往往要采用多种方法组合的处理工艺系统,才能达到处理效果。应尽量选取较好的处理方法。
10、在对废水处理工程设计过程中,应尽量运用清洁生产的理念,降低废水中复杂成分,使得在后续废水处理中降低难度和提高效率。
四、课题研究 方案
废纸回收利用过程中,从工艺上分为抄纸段产生的废水称为白水。由于白水日排水量大,含有大量的软纤维和填料,悬浮物含量高,它所引起的污染令世人瞩目。目前,国内外处理造纸自水的方法主要有气浮法、絮凝沉淀法、过滤法、膜分离法等,综合各种方法的优缺点,我选择气浮法进行对造纸污水(白水)进行处理。
采用混凝气浮为主的工艺流程处理造纸废水,处理后出水SS、CODcr和BOD5的平均去除率分别达到90%、74%和80%以上,出水达到设计要求,可以直接回用于生产工艺中,并可回收纸浆。实现了生产用水的闭路循环运行,达到了废水零排放。此工艺避免了生化处理占地面积大、投资和运行费用高等缺点,并且处理费用低,运行稳定,维护简单,具有显著的环境效益。气浮法在我国处理造纸污水(白水)普遍使用,气浮法不仅经济效应低,并且处理效果非常好,占地面小,运行操作简单[6]。
结合造纸废水目水质的特点,实验拟采用采用混凝气浮+水解酸化+接触氧化的处理工艺。
五、日程安排
1、资料收集、 方案对比20xx.3.xx~20xx.3.23一周。
2、撰写开题报告、开题答辩、英文翻译20xx.3.24~20xx.3.30一周。
3、主体构筑物设计计算20xx.3.31~20xx.4.6一周。
4、附属构筑物及高程设计计算20xx.4.7~20xx.4.13一周。
5、流程图、总平面图绘制20xx.4.14~20xx.4.20一周。
6、高程图绘制20xx.4.21~20xx.4.27一周。
7、构筑物图绘制20xx.4.28~201.5.4一周。
8、构筑物图绘制20xx.5.5~20xx.5.11一周。
9、构筑物图绘制20xx.5.12~20xx.5.18一周。
10、设计说明书编制20xx.5.19~20xx.5.25一周。
11、修改设计说明书20xx.5.26~20xx.6.1一周。
12、修改图纸20xx.6.2~20xx.6.8一周。
13、毕业设计答辩20xx.6.9~20xx.6.15一周。
六、 参考文献
[1]田启平.斜 网-混凝沉淀-二段A/O组合工艺处理造纸废水的研究.浙江大学硕士学位论文.20xx,2.
[2]胡雪莲,叶新强,庞艳.生化法处理废纸再生造纸废水.环境工程.20xx.6,22(3):43~44.[3]丘旭平.非脱墨废纸造纸废水处理工艺研究及实例.造纸科学与技术.20xx,26(3):60~62.
[4]董海山.废纸造纸废水处理技术研究与治理实例. 中国造纸.20xx,25(5):34~36.[5]万金泉,王艳,张燕聪等.废纸造纸废水特点及其处理技术.造纸科学与技术.20xx,24(5):58~60.
[6]景锋,王耀新,宋文菊.聚合氯化铝和PAM处理造纸废水中白水的机理和效果.黑龙江环境通报.20xx,26(2):30~31.
2. 哪位知道有关制浆造纸碱回收的资料
造纸业是传统的用水大户,也是造成水污染的重要污染源之一。随着经济的发展,企业日益面临水资源短缺、原料匮乏的问题,而另一方面,水污染也越来越严重。目前我国造纸工业废水排放量及COD排放量均居我国各类工业排放量的首位,造纸工业对水环境的污染最为严重,它不但是我国造纸工业污染防治的首要问题,也是全国工业废水进行达标处理的首要问题。据统计,我国县及县以上造纸及纸制品工业废水排放量占全国工业总排放量的18.6%,其中处理排放达标量占造纸工业废水总排放量的49.3%,排放废水中COD约占全国工业COD总排放量的44.0%。近年经多方不懈努力,造纸工业水污染防治已经取得了一定的成绩,虽然纸及纸板产量逐年增加,但排放废水中的COD却逐年降低。由此看出,造纸工业初步实现了“增产减污”的目标。但目前造纸行业约占排放总量50%的废水尚未进行达标处理,废水污染防治任务还相当繁重。
制浆造纸废水是指化学法制浆产生的蒸煮废液(又称黑液、红液),洗浆漂白过程中产生的中段水及抄纸工序中产生的白水,它们都对环境有着严重的污染。一般每生产1 t硫酸盐浆就有1 t有机物和400 kg碱类、硫化物溶解于黑液中;生产1 t亚硫酸盐浆约有900 kg有机物和200 kg氧化物(钙、镁等)和硫化物溶于红液中。废液排入江河中不仅严重污染水源,也会造成大量的资源浪费。如何消除造纸废水污染并使废液中的宝贵资源得到利用是一项具有重大社会意义和经济价值的工作,应当受到重视。
根据物质守恒原理,产品中物质总量与废物中物质总量之和是一定的,等于原料中物质总量。可以说,污染物也是原料存在的一种形式,只不过这种存在形式使可利用资源量减少,损害了人们的经济利益,也影响了人们的身体健康。由于物质是可以转化的,只要措施得当,存在于污染物中的物质就可能变为可以被利用的形式。因此,人们一直在寻找有效、合理处理制浆造纸废水的方法,并尽可能多的对处理后的废水和废水中所含的有用物质进行资源化利用。
1 制浆造纸废水的来源与特点
1.1 蒸煮工段废液
即碱法制浆产生的黑液和酸法制浆产生的红液。我国绝大部分造纸厂采用碱法制浆而产生黑液,这里将黑液作为主要的研究对象。黑液中所含的污染物占到了造纸工业污染排放总量的90%以上,且具有高浓度和难降解的特性,它的治理一直是一大难题。黑液中的主要成分有3种,即木质素、聚戊糖和总碱。木质素是一类无毒的天然高分子物质,作为化工原料具有广泛的用途,聚戊糖可用作牲畜饲料。某企业黑液成分见表1。
表1 黑液成分分析表
指标
pH
波美度
总碱
有机物
固形物
木质素
COD
BOD
/Be
/(g·L-1)
/(g·L-1)
/(g·L-1)
/(g·L-1)
/(mg·L-1)
/(mg·L-1)
数值
12
7.3
31.3
93.2
129
23.5
93000
25344
1.2 中段水
制浆中段废水是指经黑液提取后的蒸煮浆料在筛选、洗涤、漂白等过程中排出的废水,颜色呈深黄色,占造纸工业污染排放总量的8%~9%,吨浆COD负荷310 kg左右。中段水浓度高于生活污水,BOD和COD的比值在0.20到0.35之间,可生化性较差,有机物难以生物降解且处理难度大。中段水中的有机物主要是木质素、纤维素、有机酸等,以可溶性COD为主。其中,对环境污染最严重的是漂白过程中产生的含氯废水,例如氯化漂白废水、次氯酸盐漂白废水等。次氯酸盐漂白废水主要含三氯甲烷,还含有40多种其他有机氯化物,其中以各种氯代酚为最多,如二氯代酚、三氯代酚等。此外,漂白废液中含有毒性极强的致癌物质二恶英,对生态环境和人体健康造成了严重威胁。
1.3 白水
白水即抄纸工段废水,它来源于造纸车间纸张抄造过程。白水主要含有细小纤维、填料、涂料和溶解了的木材成分,以及添加的胶料、湿强剂、防腐剂等,以不溶性COD为主,可生化性较低,其加入的防腐剂有一定的毒性。白水水量较大,但其所含的有机污染负荷远远低于蒸煮黑液和中段废水。现在几乎所有的造纸厂造纸车间都采用了部分或全封闭系统以降低造纸耗水量,节约动力消耗,提高白水回用率,减少多余白水排放。
2 制浆造纸废水的处理和资源化
2.1 黑液的处理与资源化
2.1.1 碱回收法
碱回收处理法是目前解决黑液问题比较有效的方法,通过黑液提取、蒸发、燃烧、苛化四个主要工段,可将黑液中的SS、COD、BOD一并彻底去除,并可回收碱,产生二次蒸汽(能量)。然而,碱回收系统技术要求高,设备投资较高,由于中小型造纸厂一般无力承担建设碱回收系统所需的高额费用,碱回收系统目前仅主要应用于大型造纸厂。此外,草浆厂产生的白泥中硅含量高,不易回烧成石灰,白泥有可能造成二次污染。
杜兆年、贺连娟通过对模拟溶液的试验研究,选择了一种有效的除硅剂并应用于真实黑液。加入除硅剂,改进工艺后,能使黑液硅含量降低95%以上,而碱损失却只有5%左右。此工艺基本解决了白泥回收中硅含量过高的问题[1]。艾天召等对传统造纸黑液碱回收苛化工序进行了技术改进,从根本上避免了废渣(白泥)的产生,使碱回收
http://lunwen.cnkjz.com/lunwen/73/141/lunwen_24758.html
3. 造纸行业,造纸白水问题,详细解答加分
1.网部的白水理论上是可以全部回用的,没听说有部分不能回用
2.白水多盘处理过回的滤液有答3种,分别是浊滤液,清滤液和超清滤液,比例约为30:50:20.
浊滤液多作为制浆系统或者上浆系统稀释水,清滤液可以做低压喷淋,或者网压部辊子冲洗水,超清滤液可以做代替清水做高压喷淋。
3.不是筛选除渣设备,不排渣。
4. 造纸污水处理技术
造纸厂污水有白水和黑水两种,黑水是造纸原料碱法生产纸纤维工艺排放的污内水,成分复杂,色素深,许多容有机物质、亚硫酸盐类,这部分污水处理难度大,要采用厌氧--好氧 生化方法处理后排放。
产生于造纸工艺的白色污水,水中固体成分主要是纸纤维和无机矿粉与助剂类,这部分污水处理采用气浮--过滤可以解决。
造纸污水排放量大,污水处理建设占地面积大。
5. 大虾们,造纸废水回用的标准是什么啊!
我们厂是这样的:洗草水经平流沉沙、絮凝沉淀、辐流沉淀后回用;纸机白水是不经处理的,除非是多余的部分,排入中段水处理;剩余的水就是正常处理,标准就是省标,可以回用。
6. 浅析造纸废水处理的技术方法和造纸机械的概况
下面是中达咨询给大家带来关于造纸废水处理的技术方法和造纸机械的相关内容,以供参考。
一、造纸废水的性质
造纸工业废水分类主要包括蒸煮废液(又称黑液或红液)、洗浆废水(又称中段水)、漂白废水和抄纸废水(又称白水)等几大类。其中蒸煮黑液的环境污染最为严重,占整个造纸工业污染的90%。
二、污水处理技术
造纸污水的处理技术主要有几种:清洁生产技术,资源回收技术,末端处理技术。下面分别介绍。
1.清洁生产技术
生产包括:生物制浆技术(如white-rotfungi法)、溶剂制浆技术(如美国APR工艺、德国MD法)、纤维回收技术(斜筛、水力筛网等)、黑液提取技术(挤压式、扩散式等)、逆流洗浆技术、白水回用技术、浆料溢冒收集系统等。这种技术是造纸废水处理的根本,但是目前缺少成熟且技术经济可行的清洁生产技术。
2.资源回收技术
比较典型的是碱回收技术和酸析木素技术及其各种变种和改进,通过资源回收可制造产品,包括稳定剂、减水剂、粘合剂、分散剂、饲料添加剂等等。资源回收主要是针对造纸黑液,另外,回收过程中一般均有加热蒸发单元,目前基本还没有较为成熟的技术,防止因麦草浆黑液中的高硅含量和蒸发中硅积累而造成的粘度增加问题。
3.末端处理技术
主要包键迅括物化法(如絮凝、氧化、电渗析、膜分离法等)、生化法(以UASB,AF等厌氧消化技术为主)以及生态工程法(稳定塘、土地处理)等三大类。
三、处理造纸废水的几种方法
1.生物处理方法
废水的生物处理技术就是利用微生物的新陈代谢功能,使废水中呈溶解和胶体状态的有机污染物被降解并转化为无害稳定的物质,从而使废水得以净化。生物处理法是去除BOD、COD不可缺少的二级生物处理过程,瞎凳它兼有去除ss、脱色、除臭等作用。根据参与作用的微生物种类和供氧情况,分为好氧生物处理、厌氧生物处理及好氧厌氧组合处理三大类。厌氧生物处理是利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌在无氧的条件下降解有机污染物的处理技术。在厌氧生物处理过程中,复杂的有机化合物被降解和转化为简单、稳定的化合物,同时释放能量,其中大部分能量以甲烷的形式出现。好氧生物处理法即在有氧条件下,借助于好氧微生物主要是好氧菌1的作用来降解污染物的方法。
生物处理方法历史较久,运行费用低廉,与其他方法组合可以大大提高造纸废水的处理效率磨亮旅。
2.物理化学处理法
物理化学方法也是处理污水的重要方法,物理法主要包括沉淀、气浮、反渗透等;化学方法主要包括混凝法、中和法、化学沉淀法、氧化还原法等。下面简单介绍几种。
2.1絮凝
高分子物质可被胶体微粒所强烈吸附,因其线形长度大,当它的一端吸附某一胶粒后,另一端有吸附另一粒子,在相距较远的两粒子之间进行吸附搭桥,使颗粒逐渐变大,形成肉眼可见的粗大絮凝体,这种高分子物质吸附搭桥作用而使颗粒相互粘结的过程,称为絮凝。
2.2过滤
通过大量的动、静态实验表明经过对制浆造纸废水进行氧化、絮凝、砂滤、炭滤处理,废水CODm去除率达97%左右,处理后废水完全可以回用或排放,具有很大的经济效益。
2.3气浮
气浮法就是在水中通入空气,产生细小气泡,废水中事先加入混凝剂,使水中细小悬浮物形成的矾花粘附在空气泡上,随气泡一起上浮到水面上,形成浮渣,从而回收水中的悬浮物质,同时改善了水质。在一定条件下,气泡在水中的分散度是影响气浮效率的重要因素。造纸废水处理中常用加压溶气气浮,加压溶气气浮是在一定压力情况下将空气溶于水中,并达到指定压力状态下的饱和值,然后将过饱和液突然减到常压,这时溶解在水中的过饱和空气形成许多细微气泡释放出来,气泡与污水中悬浮颗粒粘附,使颗粒物随气泡上浮。
2.4沸石净水剂
在造纸废水处理中应用最广的是沸石净水剂。在对造纸废水的净化过程中,首先,沸石孔穴、三维通道内的Al、Fe被释放和交换,沸石内部形成大量的吸附空间,对废水中的无机小分子、离子、色素等进行吸附,同时被释放的AP、Fe3+水解,产生的H+与OH一作用,中和OH一使碱度下降,又使废水中的颗粒物亲水性下降,促使颗粒之间相互吸附。
3.土地处理、膜等其他方法
造纸废水的土地处理是在人工的调控下利用土壤一微生物一植物组成的生态系统使污水中的污染物净化的处理方法。在污染物得以净化的同时,水中的营养物质和水分也得以循环利用。因此,土地处理是使污水资源化、无害化和稳定化的处理利用系统。
四、造纸机械的研究概况
国内造纸机械行业取得了很大的进步,尤其是最近15年,有一些其它行业如航空、造船等参与造纸机械的生产,产品的技术水平、新产品开发、单机规模也有了很大的提高。出现了不少民营股份制企业,其中一些企业对提高产品技术水平、开发新产品具有很高的热情。但这个行业的基本局没有大的变化,主要表现为产品趋同,缺乏特色;过度竞争,利润微薄;产品性能不稳定,技术水平偏低。
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7. 什么是造纸纸机白水
白水white
water;back
water
抄纸时在纸机网部排出的大量水。含有细短纤维和加入纸浆的其他物质,其色泽呈白色得名。网案辊部分排出的水纤维含量高,称浓白水,可以稀释造纸机的浆料,提高纸页的质量,如改进匀度,减少透气度等;真空吸水箱、真空伏辊等处排出的水称稀白水,纤维含量少,可送至打浆、洗涤等工段或冲稀纸浆用。
白水即抄纸工段废水,它来源于造纸车间纸张抄造过程。白水主要含有细小纤维、填料、涂料和溶解了的木材成分,以及添加的胶料、湿强剂、防腐剂等,以不溶性COD为主,可生化性较低,其加入的防腐剂有一定的毒性。白水水量较大,但其所含的有机污染负荷远远低于蒸煮黑液和中段废水。现在几乎所有的造纸厂造纸车间都采用了部分或全封闭系统以降低造纸耗水量,节约动力消耗,提高白水回用率,减少多余白水排放。
8. 环境污染问题
1 中国造纸工业污染治理的现状
据近年统计资料介绍,全国制浆造纸工业污水排放量约占全国污水排放总量的10%~12%,居第三位;排放污水中化学耗氧量(CODcr)约占全国排放总量的40%~45%,居第一位。造纸工业是中国污染环境的主要行业之一。
制浆造纸生产中的废水主要是蒸煮废液,中段废水和造纸白水三部分。蒸煮废液的污染负荷约占全部制浆造纸废水的80%,是最主要的污染源,其次是中段废水。造纸白水回收技术,在我国已普遍推广。大型纸机一般都采用了多圆盘过滤机,中小企业则采用气浮池或多圆盘过滤机进行白水回收,使造纸白水得到了充分的回用,有的已实现封闭循环。造纸白水的污染治理在技术上已没有障碍。蒸煮废液和中段废水的污染治理是我国造纸工业污染防治的重点和难点。
木材制浆造纸蒸煮废液的污染治理,无论是碱法或酸法制浆,在国际上,技术都已成熟:碱法木浆蒸煮黑液通过燃烧法碱回收,酸法木浆蒸煮废液通过综合利用都已解决了污染问题。中段废水的污染,由于采用了无元素氯(ECF)和全无氯(TCF)漂白工艺消除了漂白过程中二恶英等有毒化合物的污染,也已能够解决,造纸工业的环境污染治理从技术角度看,在很大程度上已得到解决。目前造纸工业所形成的污染甚至比生活垃圾和农业的污染度还低。
我国造纸原料中,木材原料占很小的比重,在自制浆中,木浆比例不足10%。国内以木材为原料的化学浆厂基本均已配套了碱回收系统,碱回收率可达90%以上,尽管回收率仍低于国际先进水平,但运行良好。少量生产漂白木浆的中段废水,由于采用传统的CEH三段漂,虽然还没有解决二恶英的污染问题,但经两级处理,还可以达标排放。
我国造纸原料以非木材原料为主,非木材原料中又以麦草为主。制浆方法以碱法为主,其他还有很少量的酸法制浆和亚铵法制浆。非木材原料蒸煮废液的特性与木材原料相比有很大的不同,加上我国以非木材为原料的制浆造纸企业普遍存在着规模小,装备比较落后的问题。我国非木材原料制浆造纸废水的污染治理程度远远落后于世界平均水平,存在的问题、难题多,是最主要的污染源。据测算我国麦草碱法化学浆年产量约340万t左右,每年用碱量约100万t。目前,大多数企业没有配套的碱回收系统。通过碱回收系统回收的碱不到5%,95%以上的烧碱连同被溶解的有机物被排入水体。全国麦草浆CODcr的排放量约占整个造纸工业排放总量的74%以上。
非木材原料中的苇浆和蔗渣浆,由于其黑液碱回收系统较早地实现了正常运行,使用这些用料的企业多数建设了碱回收和配套的中段水处理系统,苇浆碱回收率达到80%,蔗渣浆碱回收率达到78%,综合废水能够达标排放。
我国政府对造纸行业严重的水污染问题十分重视。早在1984年国务院就颁发了《关于加强乡镇、街道企业环境管理的规定》,明确指出乡镇、街道企业不准从事如制浆造纸等污染严重的生产项目。1986年轻工业部制定了《造纸工业水污染防治规划和实施细则》,1988年国家环保委和轻工业部等部门又联合颁发了《关于防治造纸行业水污染的规定》。但是,由于几年前,人们对保护环境的重要性还认识不够,环保执法不严,也由于一些地区经济比较落后,大批没有任何治污措施的中小纸厂仍不断出现,从而导致造纸行业水污染状况达到非常严重的程度。为了保护环境,防治污染,实现经济的可持续发展,我国政府进一步加强了环境保护的措施和执法力度。1996年,国务院作出了《关于加强环境保护若干问题的决定》,要求在1996年9月31日前关闭年产5000t以下的小制浆厂,并明确要求到2000年底以前全国所有工业污染源排放污染物要达到国家或地方规定的标准。到1996年底,全国共关停4000多家小纸厂,较大幅度地削减了造纸工业的污染。
2 中国造纸工业在污水治理技术上所进行的研究和探索
前已述及,麦草碱法化学浆蒸煮黑液是我国造纸工业最主要的污染源。对蒸煮黑液进行传统的燃烧法碱回收,是用木材制浆造纸十分成熟的技术。碱回收既能治理蒸煮废液的污染,又能从黑液中回收碱和能源,降低制浆成本和污水处理成本,是碱法制浆厂不可缺少的组成部分。
但是,麦草浆黑液碱回收在技术上存在不少难题。1、由于麦草原料中细小纤维组分多,浆料滤水性能差,黑液提取率低。目前最好的提取率水平可达80%~85%。 2、黑液粘度大,贮存和输送困难,入炉浓度低,黑液燃烧性能差。一般从蒸发站来的黑液浓度约40%~43%,通过圆盘蒸发器后,浓度为45%~48%,远低于木浆黑液的入炉浓度。 3、原料中含硅量高,蒸发器易结垢。蒸发强度低。白泥由于含硅量高,过滤和沉降性能差,不能回收循环利用。
麦草原料的这些特性,使得其碱回收与木浆有很大的区别。中国早期的麦草浆碱回收设计,大都参照和沿用了木浆的设计参数,结果使得碱回收系统难以正常运行。油耗高,成本高,碱回收率很低,运行故障多。由于碱回收率低,部分污染负荷被转移到中段废水来处理,使得中段废水的处理费用居高难下,进而影响整个企业的经济效益。对麦草制浆废水还不能实现经济有效的治理,这是中国造纸工业污染防治面临的一大难题。近年来,中国造纸工业的技术人员和企业一道经过几年的攻关,已使麦草浆碱回收技术取得了很大的进步。目前,全国已有19条麦草浆碱回收系统实现正常运行,碱回收率最好的达到72%,回收碱的油耗和综合成本有较大幅度地降低。配套建设的中段水处理系统,也实现了正常运行和达标排放。
针对麦草浆碱回收的问题和难点,国内曾有一些研究人员进行了其他污染治理技术的研究,方法达10多种。诸如通过超滤和电渗析法分别回收木素和碱,还有通过裂解法回收烧碱以及醋酸等多种裂解产品;还有的通过酸析木素,然后对澄清液进行生化处理等等。但时至今日均无工业规模成功的事例。这些探索和实践也使造纸工作者进一步认识到传统的碱回收方法仍然是治理麦草碱法化学浆蒸煮黑液污染问题比较适宜的方法。对麦草浆碱回收一些技术难题,如黑液的降粘、除硅、提高提取率和碱回收率,还需要继续进行攻关。
3 关于中国造纸工业水污染物排放标准
我国目前正在实施的《造纸工业水污染物排放标准》是1992年7月1日颁布实施的。针对当时我国造纸工业污水治理总体水平还比较低,新老企业工艺装备水平存在明显差距的实际,《排放标准》按照老企业、新建成的企业和1992年7月1日以后建设的企业这样三种类型分别规定了排放标准值,对老企业的要求相对低一些,为新建企业的要求相对高一些。
为了实现我国经济的可持续发展,进一步加强环境保护。最近我国国家环保总局颁布了新的《造纸工业水污染物排放标准》,新的标准将从2001年1月1日起实施。新标准对所有造纸企业制订了统一的标准值,要求也比老标准更严一些。新的造纸工业水污染物排放标准值如下:
4 中国造纸工业污染防治的对策思路
防治污染、保护环境,实施可持续发展战略,这是我国发展经济的一项基本政策。国务院明令要求,到2000年底以前,全国所有工业污染源都必须达标排放。更加严格的污水排放标准和限期达标的要求,对中国造纸企业来讲,无疑是一项严峻的挑战。解决中国造纸工业的污染防治问题已成为关系造纸企业生 存的一项十分紧迫的任务。我国造纸工业较为严重的污染状况是多种原因造成的。非木材原料比例过大、企业规模过小、装备落后造成对污染较难实现经济有效的治理,是最重要的原因。彻底解决中国造纸工业污染问题,必须结合造纸行业结构调整的整体要求,从原料结构、装备水平、企业规模等方面采取综合措施。初步考虑有以下几个方面:
项目类别 排水量 生化需氧量 化学需氧量 悬浮物(SS) 可吸附有 PH (BOD5) (CODcr) 机卤化物(AOX)
m3/t产品 kg/t产品 mg/L kg/t产品mg/l kg/产品 mg/l
制浆 木浆本色 150 10.5 70 15 100 6~9
漂白 220 15.4 70 22 100 2.64 12 6~9
非木浆本色 100 10 100 10 100 6~9
漂白 300 30 100 30 100 2.7 9 6~9
造纸 一般机制纸 60 3.6 60 6 100 6~9
、纸板
1、调整原料结构。扩大使用商品木浆和二次纤维,充分回收利用废纸,积极推进林纸一体化,加快发展造纸速生丰产林基地,努力提高木材原料比重。
2、加快造纸工业技术改造的步伐。支持一批重点企业通过技术改造达到比较合理的生产规模,实现装备技术水平的跨越,并彻底解决污染问题。
3、支持3.4万t/a以上规模的麦草化学浆生产线通过建设碱回收和中段水处理系统,实现达标排放。
4、对于1.7万t/a以下规模,且装备简陋,又没有发展条件,难以治污达标的小企业,实行关、停、并、转。对于其他类型的中小企业,根据具体情况区别对待。支持改用二次纤维或商品浆,结合企业自身条件,发挥优势,开发适当的产品,发展造纸生产。
5、总结、推广、应用麦草浆黑液碱回收已取得的成功经验,改进和完善工程设计,进一步提高碱回收率,降低污染治理成本,改善企业经济效益。
6、加强造纸工业环境保护领域新技术、新设备的研究与开发,学习、借鉴、引进国际先进技术、装备,逐步提高造纸工业污染防治和环境保护的水平,实现我国造纸工业持续稳定发展。