造紙行業工藝與污染物排放特征簡介

文海翔，楊　凱，朱書平（湖南省環境監測中心站，湖南　長沙　410000）

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造紙行業工藝與污染物排放特征簡介

文海翔，楊凱，朱書平（湖南省環境監測中心站，湖南長沙410000）

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

造紙；工藝；污染；排放特征

1　造紙行業發展情況簡介

1.1世界造紙工業的發展特點

近年來，造紙企業立足在節能降耗、保護環境、提高產品質量、提高經濟效益等方面，加大力度朝著高效率、高質量、高效益、低消耗、低排放的現代化大工業方向持續發展，呈現出企業規模化、技術集成化、產品多樣化、功能化、生產清潔化、資源節約化、林紙一體化和產業全球化發展的突出特點。

1.2我國造紙工業面臨的形式

我國造紙工業面臨資源短缺和環保約束力增強兩個形式，其應遵循科學發展和循環經濟的原則，創新發展模式，提高發展質量，把“節水、節能、降耗、減污、增效”作為主攻目標。

1.3行業準入政策

造紙產業發展要實現規模經濟，突出起始規模。新建、擴建制漿項目單條生產線起始規模要求達到：化學木漿年產30 萬t、化學機械木漿年產10萬t、化學竹漿年產10萬t、非木漿年產5萬t；新建、擴建造紙項目單條生產線起始規模要求達到：新聞紙年產30萬t、文化用紙年產10萬t、箱紙板和白紙板年產30萬t、其他紙板項目年產10萬t。薄頁紙、特種紙及紙板項目以及現有生產線的改造不受規模準入條件限制。

2　造紙行業的基本工藝介紹

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、化學品倉庫、化驗室、機修車間、生活區等；

公用工程主要包括給排水工程、供配電工程、空壓站等；

環保工程主要堿回收車間、廢水處理站、白水回用系統、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

在造紙生產過程中，根據制漿方法的不同，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。

2.3.4能耗和物耗

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

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

1t堿法化學漿需消耗燒堿300kg。

2.4生產工藝

2.4.1制漿工藝

（1）漂白化學葦漿

本車間以蘆葦為原料。

蒸煮工段選用橫管連續蒸煮器，濕法備料后的葦片，經過預汽蒸、高壓蒸汽加熱、冷噴放、洗滌、氧堿反應塔反應、封閉篩選、D0段漂白（二氧化氯）、洗滌、EO段預反應、EO段漂白（氧氣）、D1段預反應、D1段漂白（二氧化氯），漂白反應完全后再經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）。漂白反應完全后再經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。

（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，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制漿，產生的蒸煮黑液含有大量的化學原料（堿）及高濃度的耗氧物質COD、BOD等。該部分黑液進入堿回收系統進行處理。

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物。黑液COD濃度5000～40000mg/L，COD產生量在1300kg/t漿，主要是纖維素、木質素、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1t化學漿，產生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 （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系統，僅少量外排。

3.2污染治理技術

制漿造紙廢水的特點是廢水排放量大，COD、BOD高、色度嚴重，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、物理化學法、生物法、生態法及聯合法等。

物理法包括氣浮法、沉淀法等。

物理化學法包括混凝法、化學氧化法、電化學法等。

生物法包括好氧法、厭氧法、酶處理法等。

生態法主要是指人工濕地處理技術。

造紙行業廢水處理方法較多，各種方法都存在著不同程度的技術問題，因此，實際應用中采用單一技術難以達到理想的處理效果，只有通過聯合法，才能做到經濟性和實用性的統一。

3.2.2節約用水，降低單位產品（漿）基準排水量

節約用水，白水回收，一水多次重復使用；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、化工廠的工業噪聲（六）特征污染物排放。

硫酸鹽法制漿過程產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，統稱為總還原硫（TRS），其量以H2S的相當量表示。

污染源主要有蒸煮系統、蒸發站、堿回收爐、石灰窯。

TRS物質的去除：TRS物質具有酸性、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，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、垃圾焚燒、造紙以及生產殺蟲劑等產業。

4　結語

從2011年7月1日起，現有、新建制漿造紙企業執行GB3544-2008表2標準。新的標準更嚴格，監測指標更科學（AOX和二噁英相當于廢水一類污染物，在車間排放口監測），并增加了氨氮、總氮、總磷等指標。并且對污染物排放總量要求更嚴：單位產品（漿）基準排水量大幅降低，要求企業提高生產環節的廢水回用率。將造紙廠的生產污染對于環境的影響降到了最低。

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

［2］姜熹.造紙廠的水氣污染分析［D］.華南理工大學，2009.

［3］沈蘭.造紙廢水治理工藝的生命周期分析［D］.蘇州科技學院，2010.

［4］張 波，霍太英.造紙行業結構性污染治理的啟迪［J］.環境保護，2005 （9）：60～63.

朱書平（1972-），女，高級工程師，碩士，主要從事環境監測工作。

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2095-2066（2016）12-0003-02

2016-3-20

文海翔（1978-），男，工程師，碩士，主要從事環境監測工作。

楊 凱（1969-），男，工程師，本科，主要從事環境監測工作。