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、— 一— 一一一~ 一 -~ — 一一—— —— —~ — — -— 一— 一—— — —~ 一— .一 -一 -一 一 - -一— 一— - -.水污 染防 治 .
我国造纸工业碱法制装水污染的防治
林 乔 元
(中国制浆造纸研究院 , 北京 , 10 0 02 0)
摘 要 : 主要介绍我 国造纸工业碱法化学浆黑液及综合 (中段 )废水污染防治概况 。 指出麦草浆黑液污
染治理近年虽 已取得不少成绩 ,但它仍是造纸工业废水污染防治的难点及重点 。 非木材制浆企业治污
工程生产运行统计结果说明 ,扩大碱回收单条生产线规模 、提高黑液提取率不但可以产生多种效益 , 而
且可以为中段废水达标处理 ,实现低成本治污创造极为有利的条件 。
关键词 : 制浆黑液 ;综合 〔中段 )废水 ;污染防治
中图分类号 : X 7 9 3 文献标识码 : A 文章编号 : 0 2 5 4 一50 8 X (2 0 0 3 ) 0 9 ` 0 06 2一0 7
粼氰寡撬 目前我 国造纸工业废、 二 * 、 小 、 甲 。 1二 水排放 量及 CO D 。 排放量纸 研 究 院 主 任工 程 师 , J 、 “ ” ~ ~ ~ ~ ~ 一比 J ” ~ ~“ 中国水污染治理技术装 均居我 国各类工业排放量
备专家团” 技术专家 ; 主 的首位 ,造纸工业对水环境
要从事造纸 工 业制浆黑 的污染最为严重 ,它不但是
液及 废水污 染治理技术 我国造纸工业 污染 防治的
的研究工作 。 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 , 2 0 0 年我国县及县以上造纸及纸制品工
业废水排放量 为 35 . 3 亿 t , 占全 国工业总排放量 的
1.8 6% (其中处理排放达标量为 1.7 4 亿 t , 占造纸工业
废水总排放量 的 49 . 3% ) 。 排放废水中 COD 。 为 2 87 、 7
万 t ,约占全国工业 CO D。 总排放量 的 4 . 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 , 2 0 00 年与 19 99 年比较 ,虽然纸及
纸板产量约增加 3 .4 % ,但排放废水 中的 C O D。 却降低
了 2 . 8% 。 由此看出 , 至 2 0 0 0 年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 。
我国造纸工业的水污染主要来自碱法 (包括硫酸
盐法 ,下同 )化学浆厂的废水 , 它包括蒸煮黑液和洗选
漂废水两部分 。 污染物达标治理可靠的技术措施是黑
液碱 回收及洗选漂综合 (中段 )废水两级生化处理 。 碱
法制浆水污染防治概况如下 。
1 碱法制浆黑液碱回收概况
我国碱法纸浆产量约占化学浆产量的 9 0% ,碱法
·
62
·
制浆产生黑液的污染负荷约 占该制浆造纸生产线产生
废水总污染负荷的 90 %左右 。 由此可见 , 制浆造纸工
业水污染的防治 ,首先必须解决对黑液的源头治理 。
国内外实践证明 , 黑液治理的最佳技术是碱回收 。
它是减少碱法蒸煮黑液污染的最经济 、最有效的途径 。
碱法制浆黑液通过碱 回收可以从黑液中回收碱和热
能 ,供企业 自用 。 碱回收系统是碱法制浆厂不可缺少 的
组成部分 , 是降低制浆成本 (洲般指木浆 ) 、保证中段废
水处理场正常稳定运行和实施清洁生产的基础 , 也是
大幅度削减废水污染负荷 、 一实现造纸工业废水达标处
理的首要措施 。 据有关资料汇总 , 目前 ,全国已有约 74
家造纸厂建有正规 的碱回收系统 , 其中木浆 3 家 ,非
木浆 41 家 ,而且绝大多数投人正常运行 。 大 、 中型碱 回
收系统运行效果见表 1 。
表 1 全国现有大 、 中型碱回收系统运行效果
单条碱回
收 生 产线
规模 t/ , d -1
黑液提取
率 / %
碱回收率
/%
碱自给率
/ %
回收成本
/元 · t 一 1碱
木浆
竹苇浆
甘蔗渣浆
麦草浆
) 1 50
芬 10 0
> 80
) 7 5
9 5左右
9 0~ 9 2
8 8~ 9 0
80 ~ 8 8
9 0~ 9 3
8 5一9 0
8 3~ 8 7
7 0~ 7 8
9 6 、 10 0
蕊 9 0
簇 8 7
簇 7 8
4 0
~ 8 0
7 0 0 ~ 10 0 0
80 0 一 1 30 0
10 0 0 一 15 0 0
据中国造纸协会环保委对国内 70 多家配备有碱
回收装置 的企业进行调查统计结果 , 得出 19 9 年 -
20 01 年造纸工业碱回收生产情况如表 2 所示 。
收稿日期 : 20 03 一0 5一09 (修改稿 )
hC i
n a 乃乙1〕 & 八矽e ; Vol . 22 , oN
.乌 2 0 0 3
专题论坛
表 2 19, 9一 2 00 1年国内造纸工业碱回收生产情况调查统计结果
年度
自制碱法 已配备碱回收 配备碱 回收装置
浆总量 ① 装置的碱法浆 的浆量与碱法浆 回收碱 平均碱回
/万 t 产量 /万 t 总量之 比 /% 量即万 t 收率即%
较上一年同
比增长 /% 宏观碱回
收率 /%
浆产量 碱产量
O,Zn知
:
O八Q吕」11勺山八`4勺白7
:
奋
n66门内,
了卜了62ù6勺`门j,19 9 9
20 0 0
20 0 1
13 9
.
8
2 10
.
9
2 14
.
4
7 1
.
5 1 1
.
0 1 3
,
8
7 6
.
0 5 0
.
9 7 2
.
4
7 7
.
1 1
.
7 2
.
3
综合利用设施大都处于停停开开
的状态 。 其余 60 . 7% 以上的碱法
浆黑液未经任何治理 ,直接外排 ,
造成严重的水体污染 。 要改变这
种状况 , 首先要对现有的制浆造
纸企业进行规模调整 , 使那些由
于规模偏小 , 从运行成本进行经
济衡算 , 估计无法进行碱 回收的
企业 , 进行关停或令其停止 自制
浆 , 而改用纸板 、 废纸为原料造纸
(这类企业的废水也需进行达标
八曰oné心一
ù
OC勺6ù乃
注 ①指 以烧碱法 (包括硫酸盐法 )自制木浆 、苇浆 、蔗渣浆 、竹浆 、 禾草浆 , 其年总浆量按年度全部
自制浆 (不 包括废纸浆 )总浆量的 50 %计 ;② 回收碱量 以 N a o H计 , 下 同 ;③汇总企业数 : 19 9 、
2 0 0 0及 2 0 0 1年分别为 5 9家 、 6 5家及 6 5家
从表 2 的统计数据可以看出 , 2 0 0 0 年与 1 9 9 9 年
相 比 , 无论是建有碱回收装置的自制化学浆产量还是
实际回收碱的产量都有较大幅度的提高 。 这与国家要
求所有企业到 20 0 年底废水达标排放 , 大 、 中型纸厂
对废水污染治理的力度加大及 20 0 0 年度市场对浆 、 纸
的需求增加有密切关系 。 国内一些大型造纸企业 自制
化学浆产量增加较多 ,产生明显的规模效益 。 由于大型
造纸企业采用先进的技术装备 ,使黑液提取率 、碱回收
率都保持在较高的水平 , 从而使全行业平均碱 回收率
也有较大幅度的增加 ,碱回收率 由 1 9 9 9 年的 71 . 5%提
高至 2 0 0 0 年的 76 . 0% 。 如福建青 山纸业股份有限公司
2 0 0 0 年与 19 9 9 年相 比 ,浆 、 碱产 量都增长了 2一 3 倍 。
其 自制化学浆产量 已达到 20 万 t 以上 , 实际回收碱量
也相应增加到 10 万 t 以上 。 该公司碱回收率由 19 9 9
年的 91 . 3%提高到 2 0 0 0 年的 9 .2 5% , 目前该公司碱 回
收量约占全 国碱回收总量的 巧% 。 2 0 01 年全国造纸行
业建有碱回收的自制化学浆量与实际回收碱量 、 碱 回
收率均在上一年的基础上略有增长 。
此外 ,表 2 中的宏观碱 回收率数据表明 ,全国的碱
回收状况 3 年来有了明显改善 。 20 01 年宏观碱 回收率
为 3 . 0% ,较 19 9 9 年 1 8 . 9% , 增幅为 75 % ,但总体的碱
处理 ) 。 对于有一定规模的企业 ,敦促其进行碱回收 。只
有将全国约占碱法化学浆总量 63 . 7% 的碱法浆黑液进
行有效的治理 , 造纸工业废水污染 问题才有望从根本
上得到解决 。
2 碱法麦草制浆黑液碱回收的发展概况
据统计 , 2 0 01 年我国非木浆产量约 占自制浆总产
量的 83 . 0% 。 由于我国麦草资源丰富 ,价格低廉 , 因此
一直是造纸用量最大 的非木材纤维原料 。 目前我国碱
法麦草化学浆年产量达 30 0 多万 t (企业数百家 ) , 约
占非木材纤维碱法化学浆产量的 65 % ,其制浆黑液源
头治理的最佳途径也是建立碱回收系统 。 但由于多种
原 因 , 目前 , 我国造纸企业建立了碱回收系统并且运行
较稳定的碱法麦草浆产量仅为 60 万 t (20 多家 ) ,约 占
现有碱法麦草浆总量的 20 % 。 由于麦草浆存在滤水性
能差 、 黑液粘度大 、含硅量高等不利因素 , 使麦草浆碱
回收成为国内可进行碱 回收的各类浆种 中技术难度最
大的浆种 。尽管如此 ,近年来麦草浆碱回收生产也有一
定的发展 。 据中国造纸协会环保委 的统计结果 , 19 9
年一 2 001 年麦草浆碱 回收生产情况示于表 3 。
2 0 0 1 年全年运行的全麦草浆碱 回收生产线 已有
回收情况并不容乐观 。 由于大多
数造纸企业规模小 ,资金不足 ,技
术落后 ,经济效益差等原因 ,全国
尚有 6 .3 7%的烧碱法 、 硫酸盐法
制浆仍未建设碱回收设施 。 其中
仅约 3% (估计值 )的碱法浆黑液
采用碱回收以外 的综合利用治理
技术 。 「 由于 目前黑液资源化综合
利用技术工业化程度还不够成熟
完善 , 生产的木素产品往往 由于
纯度达不到要求而无法售出或加
以利用 ,产品销路有限 ,致使已建
《中国造纸》 20 03 年第 22 卷第 9 期
表 3 199 9 年一 2 0 01 年麦草浆碱回收生产情况
已配备碱回收装置
的碱法麦草化学浆 碱法麦草化学浆 平均碱回
收率 / %
较上一年同
比增长 / %
产量 /万 t 占总浆量的比例即%
回收碱产
量 /万 t
回收碱产量
比率即% 浆产量 碱产量
全年运行的
全麦草浆碱
回收生产线
/ 条
9
ùfé
0…八曰4R内乙一、ù23 1 . 3 5 . 9 1 15 . 4 59 . 82 5 ,8 9 . 13 1 3 . 8 6 3 . 527 ,7 1 1 . 69 17 3 7 1 . 6 1317ōJ4 4一勺19 9 9年2 0 0 0年2 0 0 1年 5 9 .4
注 ①已配备碱回收的自制麦草化学浆产量占全国己配备碱 回收的 自制化学浆产量 的百 分比
(不计现有已停运的不足 50 t/ d 麦草浆碱回收装置的化学浆产量 ) ,②麦草浆实际回收碱量与实际
回收碱量之比
专题论坛
表 4 山东省几家不 同规模企业麦草桨碱回收系统的生产运行情况①
企业名称 章 丘 安 丘 泰 山 华 泰 临 清 华 泰
漂白浆规
模 t/ · d刁
投产日期
黑液提取
设备及筛
洗方式
黑液提取率 %/
碱回收率 /%
回收碱成
本 /元 ·已碱
碱 回收效益②
/万元 · a一 ,
19 9 5
.
1 0
3 5 (改造后达
到4 2一 5 0 )
19 9 9
带式洗浆 机 带式洗浆机
开式筛选 开式筛选
6 5~ 7 0
4 2
.
2
7 8~ 8 0
60
19 9 7 (底 ) 1 99 7 . 8 1 99 8 . 7
鼓式洗浆机 鼓 式 洗 浆机 鼓式洗浆机
(四段 ) (四段 ) 四 ( 3 + l )段
开式筛选 开式筛选 封闭筛选
8 0左右 83 . 6 8 4 ~ 86
65 7 2
.
1 7 4
.
2
2 6 4 0 2 1 55 2 00 0
一 13 8 一 16 7 一 2 0 5
巧 0 0 13 0 7
一 5 7 7 2 7
2 0 0 0 (初 )
鼓式洗浆机
五 ( 4 + l )段
封闭筛选
8 8左右
7 .8 3
1 00 0
4 29
注 ①参考工厂发表的有关数据 ;②烧碱市场价按 140 元 t/ 计
业等部 门的共同努力 , 合作 攻
关 , 麦草浆碱回收技术已有突破
性进展 , 但生产应用结果表 明 ,
影 响麦草浆碱回收经济效益 的
最 主要 因素是碱 回收系统的规
模 。 从表 4 看出 , 单条麦草浆碱
回收生产线规模达 到 3 . 4 万 t a/
( 10 t/ d )
, 回收碱成本才能基本
与外购碱价持平 , 或略有盈利 。
由于 中小企业大都缺乏 自我 积
累资金 、 自我改造及扩大生产规
模的能力等多种原 因 , 目前绝大
多数 .2 5 万 t a/ 以下 的生产麦草
浆企业 (年 自制浆总产量约 24 0
1 9 条 ,麦草浆回收碱的产量达到 n . 69 万 t( 占全 国实
际回收碱量的 17 . 3% ) , 较 1 9 9 9 年麦草浆回收碱量翻
了一番 ,不仅回收碱量方面有了增长 ,而且碱回收率也
有了显著的提高 。 19 9 年 、 20 0 年及 2 001 年建有碱 回
收的麦草浆企业平均碱回收率分别为 59 . 8% 、 63 . 5%及
71
.
6%
。
3 年来 , 全 国麦草浆平均碱回收率逐年提高 ,
2 0 0 0 年较 1999 年增 加 了 3 . 7 个 百分点 , 2 00 1 年 较
2 0 0 0 年增加了 8 . 1 个百分点 。 平均碱回收率的大幅度
提高 , 标志着已配备碱 回收装置的麦草化学浆企业碱
回收技术有了明显的进步 。 这与新投人运行的麦草制
浆厂的规模越来越大 、 新技术的应用与完善程度越来
越好有关 。生产应用结果表明 ,麦草制浆企业的碱回收
率和碱回收效益都与碱回收生产线的规模密不可分 。
以山东省几家不同规模企业麦草浆碱回收系统的生产
运行情况为例 ,将其效益示于表 4 。
由表 4 可见 , 影响碱回收经济效益的最主要 因素
是企业规模 。 有了一定规模的企业才有能力应用新的
技术 ,采用新 的设备 , 才有可能使黑液提取率 、 碱 回收
率进一步提高 。如华泰纸业股份公司在 2 0 00 年初新投
人运行的 130 td/ 漂白麦草浆提取及碱回收系统 ,是我
国目前运行能力最大的麦草浆生产系统之一 。 该系统
采用了五 ( 4+l )段鼓式真空洗浆机— 压力封闭洗筛系统 、 五效全板式降膜蒸发器组及 l 、 W 、 V 效和板式
冷凝器的污冷凝水体内 自汽提的分级及回用 、 首次应
用新型单汽包麦草浆专用碱回收炉 、 单列三电场电除
尘器 、预挂式 白泥过滤机 ( 2 台 )等先进技术装备及先
进适用的控制系统 (小型 D c )S 等 。 近年麦草浆碱回收
取得的技术进步几乎均在该工程得到了很好的应用 ,
使该系统碱回收率达到 78 . 3% 。
10 多年来 ,经科研院校 、 设计 、 设备制造及造纸企
万 t) 仍未投建碱回收设施 ,其 CO D。 的排放量约 占造
纸行业总的 C O D 。 排放总量的 70 % 。 由此可见 ,我国麦
草浆黑液治理仍然是任重道远 。
3 提高碱法麦草浆黑液提取率可以产生多种效益
目前 , 我国大型碱法木浆及硫酸盐法木浆黑液提
取率达到 95 %左右 。 竹 、 芦苇及甘蔗渣造纸企业 ,黑液
提取率一般在 85 %一 90 %之间 。 大 、 中型 ( 〕 75 t/ d) 麦草
浆生产企业黑液提取率大都在 8 0% 、 85 %范围内 ,个别
达到 85 % 以上 ,但绝大多数规模在 75 td/ 以下的麦草
浆生产企业 ,黑液提取率在 70 %一 80 % 。 因此非木材纤
维 ,尤其是麦草碱法化学浆 ,提高其黑液提取率是进一
步提高碱 回收效益 , 降低废水处理工程投资及运行费
用的关键 。 根据国家 “ 九五 ”项目及轻工科技项 目 75 口d
及 10 0 t/ d 麦草浆碱回收示范工程各工序运行性能测
试结果进行测算 ,在提取黑液浓度相近的条件下 , 当黑
液有效提取率由 80 %提高至 90 %时 ,预计可增加收益
如表 5 所示 。
表 5 麦草浆黑液提取率由 80% 提高至
90% 每年可增加的效益
碱回收规模
t/
·
d
一 1
每年多回收碱
及增加效益
碱回收炉多产
蒸汽及增加效益 合计
/万元
多产碱 t/ 增加效益 /万元
多产蒸
汽 t/
增加效
益 /万元
7 5 54 0 7 5石 7 5 0 0 4 3石 1 19 . 1
1 0 0 7 1 6 10 0 10 0 0 0 5 8
.
0 1 5 8
.
0
13 0 9 3 0 13 0 13 0 0 0 7 5件 2 0 5 . 4
注 烧碱外购价格以 140 0 元 t/ 碱计 ;蒸汽以 58 元 t/ 汽计
从表 5 可知 , 提高黑液提取率 , 对提高回收碱量和
碱回收炉产汽量及相应产生的经济效益十分可观 。 近
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n a 几如& 只酮 。 r Vol . 22 , oN . 9, 2 0 03
专题论坛
年有些造纸企业把挤压 一扩散置换一封闭筛选设备组合
在一起 ,用于提取黑液及洗筛麦草浆 ,显著提高了黑液
提取率 , 并相应提高了碱回收率及降低 中段废水污染
物处理负荷 。在提取黑液浓度相近的条件下 ,根据有关
数据推算 , 麦草浆黑液提取率与 中段废水处理工程投
资及运行费用的关系见表 6 。
表 6 麦草浆黑液提取率与中段废水处理工程投资及
运行费用的关系
黑液有
效提取
率 / %
废水处理
进水浓度
/ m g
·
L
一 1
中段废水处
理工程投资
中段废水处理
工程运行费用
/元 · m一 d一 , /万元 · t一 1浆 /元 . m门 /元 · t 一 1浆
2 0 5 0
17 9 0
1 5 30
1 2 70
10 10
1 64 0
14 9 6
1 35 2
12 04
10 6 0
注 ①在化学浆生产能力与碱回收能力保持平衡 , 碱回收各工序设
备能力平衡的条件 下 ;②C OD 。发生量按蒸煮工段 13 0 kgt/ 浆 ,漂白工段
60 kst/ 浆 ,污冷凝水 43 k留 t浆 ,排水量 250 m st/ 产品 ,废水处理场采用两
级生化处理 , 在出水 C O D。浓度为 4 5 0 mg / L的条件下推算的结果
从表 6 看出 , 提高碱回收系统黑液提取率是降低
中段废水处理工程投资和运行费用的关键 。 黑液提取
率为 90 %与提取率为 70 % 相比 ,前者中段废水处理工
程投资费用仅为后者的 2/ 3 左右 , 而其运行费用仅不
到后者的 1/ 2 。 如果黑液提取率能达到 9 0% ,再改变漂
白方法 , 最大限度地实行水封闭循环 , 减少吨浆排水
量 ,则中段废水达标处理就容易得多了 。
近年来的生产应用及现场调研测试结果表明 ,将
挤浆机 、洗浆机和封闭筛选优化组合 ,构成具有多种功
碱法麦草制浆造纸生产线 , C O D cr 来源示于图 1 ,其分
布见表 7 。
从图 1及表 7 可 以看出 ,在 A 生产线由各工序排
人综合废水 CO D 。 量及所占比例排序为 : 洗筛 ( 6 .7 9% )
>漂 白 (巧 . 7% ) > 污冷凝水 ( n . 2% ) >剩余白水 ( 5 . 2% ) ;B
生产线排序为 :洗筛 ( 5 4 .4 % ) >湿法备料 ( 19 .2 % ) > 漂 白
( 1.4 4% )> 污冷凝水 ( 7 . 2% )> 剩余白水 ( .4 8% ) 。
从表 7 数据看出 ,对漂 白碱法麦草化学浆厂而言 ,
无论是采用 A 生产线还是 B 生产线 ,进人综合废水的
主要污染物都是来自洗筛工段的废水 ( B 线还包括湿
法备料废水 ) 。 由此可见 ,降低综合废水处理工程投资
及运行费用的关键是加强制浆造纸厂污染物的源头治
理 。
.4 2 综合 (中段 )废水 (厂外 )处理必不可少
根据我国 目前碱法制浆水污染防治的技术水平及
依据现行 ( G B 3 54 一2 0 01 )造纸工业水污染物排放标
准 ,碱法化学浆厂中段废水都必须进行 (广外 )两级生
化处理才能达标 。 具体情况举例分析如下 。
( 1) 四川永丰公司稳定运行的 150 td/ 碱法竹浆生
产线 ,是我 国首条采用芬兰维美德 ( V A L M E T )公司 的
封闭筛选 、 清洁制浆 、 氧脱木素和过氧化氢全无氯
( T C F )漂白等项先进技术的生产线 。 该技术将粗浆热
封闭筛选 一两段鼓式洗浆机 一挤浆机组合的洗浆 、 筛选
系统与浆料漂 白系统串联在一起 , 使黑液提取率提高
到 9 8% , 并大 幅度降低 了洗筛和漂 白吨浆污染 物
( C O D
cr 及 B O D S )排放量及吨浆排水量 , 最大限度地减
少 A O X 排放量 ,为全厂综合 (中段 )废水达标处理创造
了极为有利的条件 。从该公司得到的有关数据匡算 ,此
生产线由蒸煮车间污冷凝水 、蒸发站污冷凝水 、漂 白废
3024816.2月名:6
04
八袄,1`J
.
.…17八j06J斗ōJ内凡`2nù浏勺0户工JCU7月28OC,
能的非木材纤维制浆黑液提取一封闭筛选
系统 , 有望进一步提高非木制浆黑液提取
率和碱 回收率 , 这种组合洗筛系统是今后
的发展趋势 。
B 回用废水 碱液 热水
{ { {
热水 白水 新水及回用白水
{ { {
麦草一
4 制浆造纸综合 (中段 )废水处理工作进
展情况
.4 1 综合 (中段 )废水污染物 C O D。的来源
及其分布
综合废水污染物来源于备料废水 、 蒸
煮和蒸发站污冷凝水 、 洗筛废水 、漂 白废
水和纸机剩余白水 。 目前我国碱法麦草化
学浆产量比重大 , 其综合废水排放量大 、
浓度高 , 达标处理难度最大 , 是造纸行业
治污的难点及重点 。 一个有代表性 的漂白
《中国造纸 》 200 3 年第 2 2 卷第 9 期
进中段废
水处理场
:
104 3
注 ( 1 ) A一代表 干法备料 、间歇蒸煮和开式筛选的制浆造纸生产线 (下称 A 线 ) ;
B一代表 干湿法备料 、连续蒸煮和封闭筛选 的制浆造纸生产线 (下称 B 线 ) ;
( 2) A 线和 B 线黑液有效提取率分别按 80 % 和 82 石%计 , 蒸煮 C O D cr 发生 量按
13 0 0 k g / t 浆计 ;
( 3) 企业制浆能力和碱回收能力保持平衡 , 生产过程跑 、 冒 、滴 、漏污染物量未计人
图 1 漂白碱法麦草浆厂 C OD cr 来源及吨浆 CO D 。 量 (雌 )的分布
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表7 麦草浆综合 《中段) 废水 CO D。 污染物在各工序的分布情况
污冷凝水
备料 洗筛 漂白 剩余白水
生产线 蒸煮 蒸发
综合废水
O D CQ总量
k /g% /k /
g
% /八g% /k /g /%k /g /% 八g /%k /g- t . l浆
A0 0 3 13
.
430 7 名
8 B0 19
.
20 0 0 3 7
.
2
2 60 67 9
2 27 4 5
.
4
60 15刀0 2 5卫3 83
0 6 14
.
0 2 4 4
.
87 4 1
从 以上分析结果可 以看
出 , 尽管非木材纤维制浆污
染物源头治理取得了不少成
绩 , 碱法麦草化学浆污染物
源头治理近年来 已取得突破
性进展 , 但综合废水排 出的
污染 物中 C O D cr 及 B O D S , 不
管是负荷 ( k护 浆 ) 还是浓
度 ,都远远超过 国家规定的 (’ 双达标 ” )排放标准 。 因
此 ,我国所有碱法制浆造纸 厂综合 (中段 )废水都必须
进行厂外两级生化处理 ,才能真正达标排放 。
.4 3 综合 (中段 )废水两级生化处理工作进展情况
目前我国制浆造纸厂综合废水一般都采用一级沉
淀 (国内外沉淀大都采用辐流式沉淀池 ) , 二级采用带
选择器的生化处理法 。 实践表明 ,这是治理制浆造纸综
合废水的有效方法 ,其处理流程见图 2 。
中段废水
盐
出水吗螂生
水及纸机剩余白水等组成的混合 (中段 )废水 ,每吨产品
的 CO D 。 及 B O D : 排放量约为 13 0 k g 及 60 k g ,其值与国
家规定的吨产品 CO D。 及 B OD S 达标排放量 135 吨及 30
枯比较 , BO I )5只超过排放标准 1倍 ,而 COD 。 已经达标 。
按非木材纤维漂白浆废水标准排放量 3 0 0 m st/ 产
品计算 , 进中段废水处理场的 C O D cr 及 B O D S 浓度分
别为 4 3 m gL/ 及 2 0 0 m g / L , 与达标排放标准浓度值
4 5 0 m g / L 及 l o o m g/ L 比较 , B O D S 仅超过排放标准 1
倍 , C O D 。 也 已达标 。 由此不难看 出 ,该清洁生产线产
生的中段废水 ,如排水量按 3 0 0 m V t 产品计 ,则采用一
般两级生化法稍加处理 ,即可达标 。但由于该生产线的
节水效果好 ,使排水量降低至 10 0 耐t/ 产品左右 ,仅为
排水量标准值的 1/ 3 。 因此废水 CO D。 及 B O D S 浓度相
应增加到原来的 3 倍 , 提高到 13 O0 m g / L ( CO D a) 及
60 o m留(L B O D 5 o) 由于现行的排放标准规定废水污染
物排放负荷 ( k g t/ 产品 )及 (现场实测 的 )浓度 (m酬 )L
必须同时达标 , 即必须 “ 双达标 ” ,环保部门监测时 ,都
以现场实侧浓度值为准 ,不考虑 、不校正 因节水 (总排
水量减少 )对浓度增加的影响 , 即出现了在吨产品污染
物排放量不变的情况下 ,企业节水效果越好 ,废水浓度
就越高 , 浓度超标就越大 ,达标处理就越难 。 目前 ,不少
大型碱法木浆及非木浆生产线也都存在类似问题 。
由以上分析可见 , 尽管永丰公司碱法竹浆生产线
清洁生产水平较高 , 吨产品 CO D 。 及 B O D S 排放量减
少 ,其值接近排放标准 。 但由于节水的原因 ,排水量大
幅度降低 , 致使出水 CO D 。 及 B O D S 浓度严重超标 ,
C O D 。 及 B O D S 浓度分别 比标准值约高出 2 倍及 5 倍 。
因此该公司的中段废水 ,也必须建设完善的处理设施 ,
进行两级生化处理 ,其出水实测浓度才能达标 。
( 2) 从图 1 给出的数据 , 碱法麦草化学浆 A 生产
线和 B 生产线排放综合废水的 C o D 。 分别为 383 k g t/
浆及 4 17 kgt/ 浆 ; B O D S 量 (估算值 )分别约为 1 1 5 k岁 t
浆及 1 3 8 kzt/ 浆 。 若排水量按 2 0 m 3t/ 浆计 , 则吨浆
c o D cr 排放量 比排放标准值高出 1 . 8一 2 .0 倍 , B o D 。 高
出 2 . 8一 3 . 6 倍 ; C O D。 及 B O D S 排放浓度分别 比标准值
高出 3 . 2一 3 . 6 倍及 .4 7一 5 . 9 倍 。
』坐匕霭_ 厦瓢川暴暮运处置 匡l- { 匹引 匹』
带
选 曝择 气器 池
图 2 综合废水两级生化处理工艺流程
非木材纤维碱法化学制浆企业在浆 一碱平衡 、碱回
收系统将黑液削减 80 % 以上 的条件下 , 综合废水再经
两级生化处理 , 出水 B O D S 和 S 可达到国家排放标准
中对负荷 ( k g t/ 浆 )和浓度 (m扩)L 的要求 。 C O D。 排放
标准以负荷计也可达标 。 我国草浆厂综合废水两级生
化处理 ,浙江民丰造纸厂早在 1 97 9 年就开始进行 日处
理能力为 24 0 ~ 3 60 0耐 废水的中间试验 ,取得 了一定
的成绩 。 此后 ,经多方合作 、 改进 , 该厂于 1 987 年建造
国内第 1套 日处理 1万 m乡的碱法草浆综合 (中段 )废
水两级生化处理场 。 20 世纪 90 年代后期 , 山东晨鸣 、
华泰 、华远 、泰山 、安丘 、临清银河 、 漂河银鸽 、镇江金河
等纸业亦先后建造综合废水两级生化处理场 。
我国大型硫酸盐木浆厂 , 由于其技术装备比较先
进 ,制浆造纸源头治理水平较高 ,综合废水与非木材纤
维制浆厂水质不同 ,处理难度相对较低 。近年来广西凤
凰纸业 、福建南平 、 福建青山 、 邵武纸业 、广西思茅及贺
县等纸业先后建成综合废水两级生化处理场 。
国内已建成 的废水处理场大都从美国 、 芬兰 、瑞
hC in o Z七助 & Z铸〕er Vo l . 22 , No 、夕, 20 03
专题论坛
典 、德国等公司引进技术和主机 ,也有国内的技术和采
用国内处理设备的 。
目前碱法及硫酸盐法化学浆厂约有 3 0 余套比较
正规的综合废水两级生化处理系统投人运行 , 最大 日
处理规模为 6 万 耐 。 国内几个大型综合废水处理场运
行情况见表 8 。
.4 4 综合 (中段 )废水采用单一混凝物化法处理的弊端
自 19 8 6 年 ,综合 (中段 )废水采用单一混凝物化法
处理 , 曾在我国造纸企业盛行一时 。 前几年 ,有些非木
材纤维化学浆企业受到 “较低投资 ” 、 显著处理效果 、 及
“ 低运行费用 ” 等宣传的影响 ,陆续采用单一混凝物化
法处理中段废水 。但实践表 明 , 该法存在诸多克服不了
的弊端 ,如 :①处理费用高 , 山东某纸厂仅药剂费就高
达 3 . 3 元 t/ 废水 ;②产生的混凝沉淀化学污泥量大 ,且
脱水困难 ,污泥无法处理 ,造成了二次污染 ;③B o D S 去
除率极差 ,废水经处理后的 B O D S仍严重超标 ,结果是
造成数十套已建成的物化法 (黑液 )及综合 (中段 )废水
处理设施先后停运 ,浪费了资金使设备闲置 ,而污染依
旧 。 山东章丘纸厂采用物化 一气浮法处理中段废水 ,投
运多年 ,但排放废水的 B O D : 一直达不了标 ,污泥无法
脱水及处理 。 该厂因规模小 (25 t/ d) 碱回收率低 , 废水
运行费用高 ,于 20 01 年 ,不得不停产自制浆 ,改用废纸
及商品浆造纸 。 如此情况不只一家 ,应引起造纸企业的
高度重视 。
5 结 论
.5 1 碱法制浆废水排 出的 CO D cr 量大 、 浓度高 ,对水
体的污染最为严重 , 是我国造纸工业水污染防治的难
点及重点 。
.5 2 碱法制浆产生黑液的污染负荷约 占该法制浆造
纸生产线废水总污染负荷的 90 % ,黑液治理的最佳技
术是碱回收 。全国已约有 7 4 家碱法浆厂建有正规的碱
回收系统 ,其中木浆 3 家 , 非木浆 41 家 ,而且绝大多
数正常运行 。但是 ,建有碱回收企业的浆产量只占碱法
浆总量的 3 .6 3% 。
.5 3 我国碱法麦草浆产量约 占非木材纤维碱法浆量
的 6 5% , 其黑液治理是碱法制浆水污染防治的重 中之
重 。 目前建有碱回收的麦草浆产量约 60 万 t ,仅占麦
草浆总量的 2 0% 。 近年经多方不懈努力 ,麦草浆碱回
收技术虽然已取得突破性进展 , 最高碱回收率 已达到
7 8%
,但生产应用结果表明 , 只有在单条碱回收生产线
规模达到 10 O t 浆 / d ,回收碱才略有盈利 。 由于多种原
因 , 目前大多数规模在 75 t / d 以下 、浆产量约占碱法麦
草浆总量 80 % 的数以百计的企业 ,仍未投建碱 回收设
施 , 其 CO D cr 排放量约占造纸工业 CO D cr 排放总量 的
70 %
, 麦草浆黑液治理效果仍然是实现造纸工业废水
达标排放的关键 。
.5 4 根据我 国 目前碱法制浆水 污染 防治的技术水平
表 8 我 国大型综合 (中段 )废水 两级生化处理系统的运行情况
制浆原
料及浆
种
19 9 8年
化浆产
量 /万 t
处理废
水量 /
时 · d- 1
投运
日期
曝气
方式
进水水质 / gm · L一 , 出水水质m/ g’ L , 污染物去除率 / %
企业
C OD 。 BO D S B O D S C O D o B O D S
处理成本
/元 · m -3
布J.
0
ùj一ǎ拭0n福建青山 马尾松
K】〕本色
落叶松
K P本色
及漂白
5 5 0 0 0
5 0 0 0 0
1 99 4
.
3 鼓风曝气 4 5 0 一 75 0 2 5 0~ 2 8 0 3 6 0~ 3 8 0 6 0一 10 0 7 2 ~ 8 6
> 5 9
.
6690硼1650接触氧化19 9 2 法 (鼓风 )
0
一勺
:
勺才`U
吉林
n742金河 芦苇芒秆
K l
〕漂白
带选择器
19 9 8
·
10 鼓风曝气
华泰
带选择器
19 .8 6 射流曝气 0 . 5 0~ 0名7
0加43<晨鸣 19 9 8 . 5 表曝 1 50 0一 2 0 0 0
银鸽
麦草碱
法漂 白
麦草碱
法漂 白
麦草碱
法漂白
麦草 、芦苇
碱法漂白
19 9 7
,
9 氧化沟 < 1 0 0
Q
ù 盆斗
:
八,
2
武汉晨鸣
1 1 0
20 0 0年 ) 5 0 0 0 0 20 0 0 1 1
悬挂链
式曝气
1 60 0
17 0 0 4 5~ 6 0
注 废水经两级生化处理后 , 吨产品废水污染物排放量均达到排放标准
《中国造纸 》 2 00 3 年第 2 2 卷第 9 期
专题论坛
几ó, .J曰乃J11勺山八jr.L厂L.I
及依据现行造纸工业污染物的 ( “ 双达标 ” )排放标准 ,
我国所有碱法制浆中段废水都必须进行 (厂外 )两级生
化处理才能达标排放 。
目前 , 造纸工业实际采用仅以现场实测浓度为准
的废水达标监控方法 , 不利于鼓励企业采用先进的节
水 、节能技术 。
.5 5 由挤浆机 、洗浆机和封闭筛选优化组合的洗筛系
统 , 可以提高非木材纤维 (尤其麦草 )制浆 一黑液提取率
及降低中段废水 CO D cr 处理负荷 。 采用这种组合洗筛
系统可以产生多种效益 , 是实现碱法制浆低成本治污
的首要措施 。
参 考 文 献
国家环境保护总局 . 中国环境统计年报 , 2 0 0 .1 7 , 51
中国造纸学会 . 2 0 02 年中国造纸年鉴 . 2 23
林乔元 . 麦草浆洗筛及黑液提取工艺和设备的优化组合 . 中国造
纸 , 2 0 0 2 , 2 1 ( l ) : 5 3
余惠芳 . 对碱法制浆废水治理技术几个问题的浅议 . 中国造 纸 ,
2 00
,
19 ( 5 ) : 4 9
俞正千 . 对我国纸业环保的初步调查及其感想 . 国际造纸 , 19 9 ,
1 8 ( 6 )
:
2
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b e n e if o ia l r e s u h s
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b u t a l、 o e a n e re at e vaf
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e e o n d it i o n s of r w a s t哪ate r tr e a tm e n t t o m e e t ht e e fl u e n t d i s e h a r g e s t a n d a r d , i t w i l l b e o f b e n -
e if t t o r e d u e e t h e e o s t o f p o l u t i o n e o
K e卿odr s : w a s t e w at e r ; P
l n t or l
.
o l lu t i o n e o n t r o l ;
a lk al in e p u lP i
n g ; b l a e k liq u o r ; e fnu
e nt d i s c h asr
e s t a n d a记 画
(责任编辑 : 孙 晓平 )
. 消息 .
双灯纸业棉秆 C 丁M P 与废水处理
中试取得新突破
江苏双灯纸业有限公司所在地盐城是全国著名棉
花产 区 , 盐城市每年有 6 0 万 t 以上棉秆长期以来没有
有效利用 ,除少部分作燃料使用外 ,大部分在 田 头田 间
腐烂 ,既浪费资源又污染环境 。 棉秆是禾本纤维 ,江苏
双灯纸业有限公司规划用来生产高强瓦楞原纸和箱纸
板 2 0 万 t a/ , 目前 已完成棉杆 C T M P 制浆造纸及废水
处理 的工艺 中试 ,取得预期效果 。
棉秆 C TM P 制浆与造纸的工艺中试委托中国制浆
造纸研究院进行 , 研究院对双灯公司提供的原料进行
分析后提出几组对比工艺 ,在实验室 C TM P 系统制浆 、
分析品质 、 选择最佳制浆工艺 ,再根据所选择的工艺制
成品浆 , 在中试长网造纸机上进行抄纸工艺 的试验 , 结
果表明 , 盐城地区 的棉秆是生产高强瓦楞原纸的优质
原料 ,选择合适的工艺参数可生产出国家 A 级标准的
高强瓦楞原纸 ,其纸浆得率在 7o % 一79 %之间 。 废水处
理中试工作 由南京大学环境工程学院和射 阳环境科
学研究所进行 ,课题组根据棉秆 C TM P 制浆造纸废水
的成分分析提出高浓厌氧发酵处理制浆黑液 、生化好
氧处理中段水 、 涡凹气浮处理造纸 白水 的处理路线 ,
并研制专门的 中试设备 。 研究结果表明 , C O D cr 浓度在
.2 2 一 .2 8 万 m盯 L 的制浆黑液经专门的压氧发酵处理
后 , c O D cr 下降 7 0% 一 7 5% ,产生一定量 C H找未计量 )和
25
一
30 k g/ m
3 固形物 , C O D 。 浓度在 50 0 一70 Om g / L 的中
段水经生化好氧处理 (时间 6 h) 后下降 5 % ,可达农业
灌溉标准 ,造纸白水可全回用 。 双灯纸业有限公司将
根据中试结果设计生产线 。 (吴 玉辉 )
·
6 8 C h ina 几lP & 八酮e r V o .l 22 , oN .久 2 0 03