PDF《我国制浆造纸 污染 治理科学 技术的现状 与发展》

专题论坛 ・污染治理・ 作者简介: 张 勇先生, 博士;

主要研究方向: 制 浆造纸污染控制技术、天 然纤维资源高值化利用技 术.

我国制浆造纸污染治理科学 技术的现状与发展 张勇曹春昱 冯文英 林乔元 ( 中国制浆造纸研究院,北京,100061) 摘要: 主要介绍了我国制浆造纸污染治理科学技术的发展现状,包括近两年我国制浆造纸污染治 理科学技术的研发与应用,及其在生产发展中所起的作用和取得的成果;

同时从制浆造纸原料结构、 污染治理技术研发体系、污染治理装备水平和造纸废水排放标准等几个方面就国内外发展现状进行 了分析比较;

最后,对我国制浆造纸污染治理科学技术的未来发展趋势,从新型混凝沉淀技术、膜 分离技术、高级氧化法和人工湿地技术等新技术方面进行了前景展望,并针对碱法制浆过程、废纸 制浆过程及造纸过程提出了应对当前污染治理科学技术快速发展的相应对策. 关键词: 制浆造纸;

污染治理;

现状;

发展 中图分类号: TS7 文献标识码: A 文章编号: 0254-508X( 2012) 02-0057-08 收稿日期: 2011-10-28 Advances in Pollution Control Science and Technology of China'

s Paper Industry ZHANG Yong CAO Chun- yu* FENG Wen- ying LIN Qiao- yuan ( China National Pulp and Paper Research Institute,Beijing, 100061) ( * E- mail: caocy@ cnppri. com. cn) Abstract: This paper mainly introduced the current situation and development of pollution control science and technology in China, s paper in- dustry including its research and development,applications and achieved results in recent two years,the differences between China and for- eign countries were compared in terms of fiber material structure,pollution control technology research and development,applied equipment and effluent discharge standard. Finally the development trend of China, s paper industry pollution control technology was discussed,novel coagulation sedimentation technology,membrane separation technology,advanced oxidation technology,constructed wetland technology and laccase treatment technology in particular. Solutions for pollution control in alkaline pulping process,recycled paper making process and pa- per making process are put forward. Key words: pulp and paper making;

pollution control;

current situation;

development 造纸工业是国民经济的重要基础原材料工业,是 资金密集型、技术密集型产业,是耗能、耗水大户, 也是节能减排、污染治理的重点行业 [1 ] . 近年来,我国已成为世界造纸工业的生产、消费 和贸易大国,造纸产量以每年 10% 以上的速度递增, 预计到

2012 年造纸产量将达到

1 亿t以上 [2 ] .与此 同时,制浆造纸工业对自然环境所造成的污染仍比较 严重,尤其是对水环境的污染,已成为工业污染防治 的难点,其重要原因是由于国内除大型竹浆企业以外 的大部分非木材纤维化学制浆企业,仍然存在产业布 局、企业规模、原料结构不合理,技术装备、生产工 艺落后,碱回收率低等问题 [3 ] . 进入

21 世纪,我国的制浆造纸工业正式步入高 速发展期.与此同时,制浆造纸污染治理技术的研究 与应用也呈现出十分活跃的态势.国家 十一五 期间,造纸工业节能减排、综合治理的新技术和新方 法大量涌现,环保科技创新平台建设加快,相关人才 队伍培养壮大,这一系列成果为今后制浆造纸污染治 理技术的快速发展夯实了基础.站在新的历史起点 上,要把握好 十二五 这个重要的战略机遇,不 断开拓进取,为实现我国制浆造纸污染治理技术达到 国际先进水平,实现我国制浆造纸工业的可持续发展 做出新的贡献. ・

7 5 ・ 《中国造纸》

2012 年第

31 卷第

2 期 专题论坛

1 我国制浆造纸污染治理科学技术的发展现状 1.

1 近两年我国制浆造纸污染治理科学技术的研发 与应用 制浆造纸工业对水环境的影响相对比较严重.统 计数据显示,造纸工业

2009 年废水排放量为 39.

26 亿t,占全国工业废水总排放量209.

03 亿t的18. 78% ,排放废水中化学需氧量 ( CODCr ) 为109.

7 万t,占全国工业CODCr 总排放量379.

2 万t的28. 93% ,万元工业产值 ( 现价) CODCr 排放强度为

25 kg.我国水污染的主要特征仍是结构性污染,而 作为行业用水大户之一的制浆造纸工业仍然是结构性 污染的主要贡献者 [4 ] . 我国的空气污染中,锅炉燃煤的影响尤为重要. 我国的能源结构是以煤为核心的,且该能源结构在今 后相当长的时期内都很难改变.制浆造纸工业也一直 以煤为主要能源,制浆造纸厂向大气排放的废气中的 有害物质包括 SO2 、NOx 、悬浮粒子和恶臭等,对大 气环境的污染是不可避免的. 在制浆造纸生产过程中产生的固体废物包括动 力车间的灰渣,备料车间的树皮、木屑、蔗髓和草 末,造纸车间的细小纤维和填料,碱回收车间的白 泥、绿泥,废水处理系统的污泥及废纸脱墨过程中 产生的脱墨污泥等.这些固体废物若不加以处理或 利用,不仅会造成资源上的浪费,还会对环境产生 不利影响. 十一五 期间,随着国民环保意识的日益增强 以及国家对造纸行业环境管理和整治力度的加强,与 造纸行业相关的产业政策、标准和法规相继出台,这 一方面促使国家对造纸环保研发支持力度不断加大, 同时企业也自主加大治污资金投入,从而使我国制浆 造纸污染治理技术的研究与应用步入了一个新的历史 时期.从制浆造纸废液、废水的处理,到固体废物的 资源化利用,再到废气、噪声的处理、用水的控制及 能量的回收,大量的新技术不断涌现,且相当一部分 已陆续进入产业化应用阶段.以下为近两年我国制浆 造纸污染治理科学技术在研发和应用领域的最新发展 概况. 1. 1.

1 化学制浆废液处理技术 1. 1. 1.

1 碱法化学制浆黑液 碱法化学制浆黑液的 CODCr 高达

200 g /L,若不 经处理直接排放,对水环境危害极大,可视为事故排 放.国内外目前对制浆黑液的主流处理技术都是采用 碱回收法,但不同制浆纤维原料产生的黑液提取率和 碱回收效率显著不同,从而直接造成了差别巨大的 COD 产生量 [5 ] .在我国,除竹浆外的许多非木浆, 尤其是禾草浆,由于其纤维自身特性和制浆装备的不 同,导致制浆黑液提取率较木浆低,从而造成碱回收 效率低,因此企业所面临的治污压力比木浆造纸企业 要大得多.近两年,国内典型的大中型碱法化学制浆 企业在碱回收技术方面有如下进展 [6 ] . ( 1) 木材制浆碱回收生产线: ①海南金海浆纸 公司

100 万t/a 漂白硫酸盐木浆生产线项目.日处理 固形物

5500 t 的碱回收炉,为世界上最大的碱回收 炉,蒸汽参数 8.

4 MPa、480℃,可提高能源利用率, 排烟中降尘和 SO2 含量不超过

50 mg /m3 .采用美国 公司盘式过滤机,白泥干度 65% ,白泥得率 94% , 碱回收系统采用集散控制系统 ( DCS) 、生产管理系 统和质量控制系统 ( IMS) ,黑液提取率 99% ,碱回 收率 98% 以上,全年回收烧碱量

34 万t以上.制浆 生产过程中产生的臭气输送到碱回收炉进行燃烧,有 效回收硫,石灰回转窑烟气经过高效静电除尘器处理 后排放.为了平衡生产,该公司新增

2200 t/d 的碱回 收炉,于2008 年4月25 日投产.喷枪黑液浓度79% ,黑液温度 140℃,过热蒸汽产量

303 t/h,过热 蒸汽温度 480℃,过热蒸汽压力 8.

4 MPa.②亚太森 博浆纸公司从芬兰 Ahstrom 公司引进碱回收工艺技 术,包括八体六效板式蒸发器和结晶蒸发,黑液浓度 达到 73% ~ 76% ,1204 t/d 单汽包低臭型碱回收炉, 预挂式白泥过滤机,节能型白泥回收石灰窑.黑液提 取率近 100% ,碱回收率 99% ,年回收烧碱量

18 万t. 水循环利用率 90% ,使公司能源自给率达 72% ,吨 浆耗蒸汽 1.

2 t 左右,吨浆排水量

25 t.③泰格林纸 集团骏泰浆纸公司

40 万t/a 漂白硫酸盐木浆项目, 九体七效板式降膜蒸发器,配套黑液结晶蒸发技术, 出蒸发站黑液浓度达到 80% ,日处理黑液固形物

2200 t,蒸汽温度 490℃,压力 9.

2 MPa,单汽包低臭 型碱回收炉,复合钢管水冷壁,高低二次供风系统, 高低臭气燃烧等技术,使碱炉具有较好的运行效率. 苛化工段采用国内首次引进的绿液压力过滤机机.白 泥洗涤采用盘式真空过滤机,白泥干度 75% ,石灰 回转窑煅烧石灰,循环利用. ( 2) 竹子制浆碱回收生产线: ①贵州赤天化纸 业有限公司

20 万t/a 漂白硫酸盐竹浆生产线,碱回 收系统有西班牙 HPD 公司的九体六效管式降膜蒸发 器,蒸发水量

370 t/h,配套黑液纯化技术,降低黑 液黏度,纯化易结垢离子,黑液浓度达 70% .由武 汉锅炉有限公司提供日处理黑液固形物

1500 t 的碱回 ・

8 5 ・ China Pulp &

Paper Vol. 31,No. 2,

2012 专题论坛 收炉,蒸汽参数为 6.

8 MPa,480℃,采用单汽包、 低臭燃烧,复合钢管水冷壁,高低二次供风系统,臭 气燃烧等技术,低臭碱炉具有较好运行效率.苛化二 段引进美国 DOE 公司技术设备,日产浓度为

105 g /L ( 有效 Na2 O 计) 的白液

4000 m3 ,采用双列四电场静 电除尘器,预挂式绿液过滤机、压力盘式白液过滤 机、真空盘式白泥洗浆机和卧式石灰回转窑.②金光 集团雅安浆纸有限责任公司以竹子为原料生产漂白硫 酸盐竹浆,采用五效板式蒸发器,300 t/d 碱回收炉 系统生产线,黑液提取率 95% ,碱回收率 93. 6% , 年回收烧碱量约

2 万t.③中竹邵武纸业有限责任公 司以竹子为原料生产漂白硫酸盐竹浆,采用五效板式 蒸发器,国产

110 m3 立式蒸煮锅

5 台、280 t/d 碱回 收炉和先进苛化系统等,黑液提取率 98. 2% ,年回 收碱

2 万多 t. ( 3) 芦苇制浆碱回收生产线: ①泰格林纸集团 岳阳纸业有限责任公司以芦苇、马尾松等生产漂白硫 酸盐浆,拥有

150 t/d、70 t/d、78 t/d 的碱回收炉各

1 台、碱回收率 72% ,年回收烧碱 2.

8 万t,并以白 泥生产轻质 CaCO3 ,解决了碱回收产生的白泥二次污 染的难题.②山东京博集团海韵生态纸业有限公司

10 万t/a 漂白苇浆和

390 t/d 碱回收配套系统工程, 七体五效板式蒸发器,预挂式过滤机,白泥干度 56% ,残碱 0. 5% 以下. ( 4) 麦草制浆碱回收生产线: ①泉林纸业集团 研发的具有自主创新的非木材纤维的 二次置换蒸 煮 新工艺,蒸发后黑液固形物含量可达 60% 以上, 其物化性能接近木浆黑液,燃烧过程产生电和蒸汽回 用于生产过程,最终实现水、电、汽和碱系统的平 衡.②中冶银河纸业有限公司碱回收采用三管二板多 效蒸发器,大型麦草浆专用碱回收炉,改进的连续苛 化流程.白液浓度达

120 g /L,经二段洗涤,白泥残 碱控制在 0. 6% 以下,日处理黑液固形物

450 t,回收 碱75 t/d. ( 5) 甘蔗渣制浆碱回收生产线: ①广西贵糖集 团有限公司以甘蔗渣为原料,碱法制浆,有七体五效 板式蒸........