1、造纸工业污染控制与环境保护,绪论,1.我国造纸工业的现状和展望 2.我国造纸工业污染治理的现状 3.造纸工业污染防治工作对策思路,1.我国造纸工业的现状和展望,1.1 产量和消费量保持增长,2009年纸及纸板生产及消费情况,根据中国造纸协会2009年对全国制浆造纸生产企业统计： 纸及纸板生产企业约有3700家； 纸及纸板生产量8640万吨，比上年增长8.27%； 纸及纸板进口334万吨，比上年下降6.70%； 纸及纸板出口405万吨，比上年增长0.50%； 消费量8569万吨，比上年增长7.99%； 人均年消费量为64千克，比上年增长4千克。,1.我国造纸工业的现状和展望,1.2 人均纸和纸板
2、消费水平仍十分低,中国纸和纸板人均消费量情况表,1.我国造纸工业的现状和展望,1.3 产品结构不合理,2009年主要产品生产及消费情况新闻纸生产量为480万吨，消费量461万吨；未涂布印刷书写纸生产量1510万吨，消费量1497万吨；涂布纸生产量590万吨,消费量463万吨其中：铜版纸生产量500万吨,消费量399万吨；生活用纸生产量580万吨,消费量529万吨；包装用纸生产量575万吨,消费量587万吨；白纸板生产量1150万吨,消费量1160万吨；箱纸板生产量1730万吨,消费量1809万吨；瓦楞原纸生产量1715万吨,消费量1758万吨；特种纸及纸板生产量150万吨,消费量144万吨；其
3、他纸及纸板生产量160万吨,消费量161万吨。,1.我国造纸工业的现状和展望,1.4 造纸原料问题 原料结构不合理 供给不足,中国造纸工业纸浆消耗情况,2009年国内纸浆总消耗情况,1.我国造纸工业的现状和展望,1.5 污染严重，治污投资大,据报道，至1996年12月24日，全国已关停4081家小纸厂，其中，仅淮河流域即关停小纸厂2200余家；19961998年，全国取缔和关停小制浆造纸企业5911家，大大减少了污染点源。,1999-2004年全国造纸工业废水COD排放量逐步减少的情况,重点行业化学耗氧量污染贡献率变化趋势（）,重点行业经济贡献率变化趋势（按总产值计算）（）,小结,我国造纸工业
4、的发展，面临三大问题： 原料短缺 污染严重 能源紧张,2.我国造纸工业污染治理现状,蒸煮废液：80造纸废水 漂白废水造纸白水,2.我国造纸工业污染治理现状,木材 碱法：碱回收酸法：综合利用漂白废水：ECF/TCF 非木材 苇浆蔗渣浆草浆,碱回收概况,据有关部门统计：2004年全国已有89家企业建有正规的碱回收系统，其中木浆23家，非木浆66家。从19982004年，全国配备碱回收装置的浆厂产量逐年增加，配备碱回收装置的浆量占碱法浆的比例，1998年仅为17.8%，2004年增加至61.5%。,我国各类浆种碱回收系统的运行效果,2.我国造纸工业污染治理现状,草浆黑液治理难点： 黑液提取率低：80
5、85 入炉浓度低：4548 原料含硅量高，蒸发强度低 白泥含硅量高，不能回收循环利用 碱回收率低：7080,3.造纸工业污染防治工作对策思路,3.1调整原料结构 “中国造纸原料结构是转向于木材为主要原料，要逐步形成以木材纤维为主，扩大废纸回收利用，合理使用非木材纤维的多元化原料结构。” 扩大使用商品木浆 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原料林 努力提高木材原料比重,3.造纸工业污染防治工作对策思路,3.2加快造纸企业技术改造的步伐 达到合理的生产规模，实现装备技术的跨越，彻底解决污染问题,3.造纸工业污染防治工作对策思路,3.3 支持年产3.4万吨以上规模的麦草化学浆
6、生产线通过建设碱回收和中段废水处理系统，实现达标排放。,3.造纸工业污染防治工作对策思路,3.4 对于年产1.7万吨以下规模实行关、停、并、转，根据具体情况区别对待。,3.造纸工业污染防治工作对策思路,3.5随着国家实施节能减排和淘汰落后产能工作力度的加大，以及对造纸企业污染物排放新标准的实施，各级政府部门都会加大对造纸企业的监督、管理、执法力度，尤其是一些经济规模不合理，能耗、水耗较高，排放不达标的生产企业将会遭到关停。,3.造纸工业污染防治工作对策思路,3.6 加强造纸工业环境保护领域，新技术新设备的研究和开发，学习借鉴引进国际先进技术、设备，提高造纸工业污染防治和环境保护水平，实现我国造
7、纸工业持续稳定发展。,第一章 制浆造纸厂生产用水与节水,第一节 制浆造纸厂生产用水的来源 水源可分为地面水和地下水。 地面水源包括湖、河和水库。杂质有有机物和无机物。可以是溶解状、悬浮状和胶体状等。 地下水有井水和泉水。通常含有很高浓度的可溶性矿物质，悬浮物和有机物的浓度很低。,地面水环境质量标准,造纸用水条件,地表水的水质状况和制浆造纸工业用水密切相关，地表水的水质状况必须达到国家规定标准； 制浆造纸工厂无论建在城镇河流的上游或者下游，都要远离城镇，取得合格的地表水的同时，不能影响居民饮用水的质量； 造纸厂排出的废水必须是经过处理达到排放标准的水才允许排放。,第二节 原水处理的方法和设备,一
8、、原水处理的目的 -除去悬浮固形物 -除去色度和有机物 -除去铁和锰 -消解硬度和除去所有的溶解盐 -杀菌消毒,第二节 原水处理的方法和设备,二、原水处理的过程 -使水通过筛子和滤网 -添加适量的化学品 -快速混合 -凝聚（必要时添加凝聚剂） -沉淀（澄清） -过滤 -进一步添加化学品,第二节 原水处理的方法和设备,三、原水的机械处理 处理设备包括： -进水系统，诸如进水管道和原水泵站 -筛网和过滤器 -机械处理原水的处理系统和泵站,第二节 原水处理的方法和设备,四、原水的化学处理 国内一般使用硫酸铝作凝聚剂。反应式如下： 1.与天然碱性化合物反应 Al2(SO4)3+3Ca(HCO3)2=2
9、Al(OH)3+3CaSO4+6CO2 2.与石灰反应 Al2(SO4)3+3Ca(OH)2=2Al(OH)3+3CaSO4 3.与碳酸钠反应 Al2(SO4)3+3Na2CO3+3H2O=2Al(OH)3+3Na2SO4+3CO2,第三节 供水系统,纸厂供水系统建有管网，将各类经处理过的水送往用水部门。一般有： -机械处理过的水 -化学处理过的水 -生活饮用水 -消防用水,第四节 大力控制和减少制浆造纸生产用水,一、国外制浆造纸工业节约用水概况 美国：硫酸盐浆厂吨浆取水量1959年240m3，1988年72m3，1992年吨浆用水设计指标36m3。新闻纸吨浆取水量5060m3，目前利用废纸原
10、料的新闻纸厂，包括制浆和造纸，每吨取水量20m3以内。 目前世界先进水平的吨浆纸综合水耗为3550m3，其中吨纸水耗1020m3。,第四节 大力控制和减少制浆造纸生产用水,二、我国在控制和减少制浆造纸工业用水上的进展我国造纸工业单位产品的取水量单位：m3/t产品,我国造纸工业取水量定额指标（m3/t）,国内较先进造纸企业的单位产品取水量,第二章 制浆造纸厂的废水污染负荷及减少途径（厂内处理）,第一节 废水处理概述,水体污染：是指水体因某种物质的介入而导致其化学、物理、生物或放射性等方面特性的改变，从而影响水的有效利用，危害人体健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象。（ 中华人民共和国水污染防
11、治法）,第一节 废水处理概述,水体自净：指水体受污染后，污染物在水体的物理、化学和生物学作用下，使污染成分不断稀释、扩散、分解破坏或沉入水底，水中污染物浓度逐渐降低，水质最终又恢复到污染前的状况。,环境自净作用,环境自净的机制,包括稀释、混合、扩散、挥发、沉淀等过程。,水体中的污染物浓度得以降低。但沉入底泥的污染物可因降雨时流量增大或其他原因搅动河底泥而使已沉入底泥的污染物再次悬浮于水中，造成水体的二次污染。,第一节 废水处理概述,废水：水资源在使用过程中由于丧失了使用价值而被废弃外排，并以各种形式使受纳水体受到影响，这种水就称为废水。,第一节 废水处理概述,零排放：进入生产系统的清水和原料中
12、所含水分的总和，应等于生产过程中蒸发的汽化水、成品中所含水分和筛渣（及污泥）中所含水分的总和。 -不等于一点不排废水 -不等于完全不用清水 一般认为，每吨产品使用5m3左右清水，即可称为零排放。,第二节 制浆造纸废水常用检测项目,悬浮物沉积河底，形成淤泥，影响水生生物的新陈代谢，直接危害水生生物。加速鱼类死亡。影响氧向水中的传递，影响光向水中透射。,1、悬浮固形物（Suspended Solids,简称SS）,概念,指水中未溶解的非胶态的固体物质。,来源,造纸工业废水中的悬浮物主要是细小纤维，其次是胶料、填料、涂料等。,危害,2、溶解氧（Dissolved Oxygen，简称DO）,概念,溶解
13、于水中的分子氧。水中DO与空气氧分压和水的温度有关，空气中氧分压越高，水温越低，水中DO含量就越高。由于水被污染，有机腐败物质和其他还原性物质的存在，溶解氧就被消耗，所以越干净的水，所含溶解氧越多；水污染越厉害，溶解氧就越少。,意义,(1)反映水的清洁度；(是否有有机物污染),(2)反映水体自净能力。,DO是有机物氧化分解，水体自净和水生生物生 存的必须条件，是水质好坏的重要标志之一。,饱和率90%(或7.5),饱和率6mg/L,饱和率5mg/L,饱和率3mg/L,饱和率2mg/L,地表水环境质量标准(GB3838-2002),微生物分解有机物、消耗溶解氧的同时，空气中的氧可通过水面不断溶解补
14、充到水中，水生植物的光合作用释放的氧也补充到水体，这一过程称之。,水体复氧过程,有机物进行生物净化的过程中，复氧与耗氧同时进行，水中溶解氧含量即为耗氧与复氧两过程相互作用的结果。,因此，可把溶解氧作为水体自净的一个指标。,3、生化需氧量（ Biochemical Oxygen Demand,简称BOD）,进入水体的有机污染物质，通过微生物生化降解过程，所需要消耗的溶解的氧气量。单位为mg/L。,概念,来源,主要是指纤维素和半纤维素的降解产物（多糖类）。在制浆和漂白过程中溶出的原料组分，一般是易于生物降解的，其中包括低分子量的半纤维素、甲醇、醋酸、蚁酸、糖类等。,意义,用生物法处理废水时，确定所
15、需的大致氧气 确定废水处理设备的大小 测量某些处理过程的效率 确定废水排放是否符合许可证规定,类水 3mg/L,类水 3mg/L,类水 4mg/L,类水 6mg/L,类水 10mg/L,地表水环境质量标准(GB3838-2002),有关BOD的问题,BOD实验有以下一些不足之处： （1）需要浓度高、有活性的经驯化过的接种细菌。 （2）当涉及到有毒废水时，需要预处理 （3）只能测量可生物降解的有机物。 （4）需要较长的测量时间。,4、化学需氧量（Chemical Oxygen Demand,简称COD）,制浆造纸废水导致COD的主要是木素及衍生物。浆厂难生物降解的物质通常是带色的。,指在一定条件
16、下（如测定温度、酸性等），强氧化剂（如高锰酸钾、重铬酸钾等）氧化水中有机物所消耗的氧量，单位：mg/L。,概念,来源,意义,代表水中可被氧化的有机物和还原性无机物的总量，可间接反映水体中有机物的含量。有机物越多，COD越高。,（1）代表水中可被氧化的有机物和还原性无机物的总量；,（2）不能表示可被微生物氧化的有机物量。,芦苇硫酸盐蒸煮过程污染物发生量与制浆得率的关系,地表水环境质量标准(GB3838-2002),几种耗氧量的比较,注：还原性无机物为低价金属、硫化物、亚硫酸盐、亚硝酸盐等。,通常情况下， CODCrBOD20BOD5CODMn,黑液和红液的耗氧物质分析数据表,CODCr -BOD
17、5：表示不能被生物氧化的有机物 BOD5/ CODCr：判断废水的可生化性，当其大于0.3时，适合采用生化处理。,5、总有机碳（Total Organic Carbon,简称TOC）,把水样在有催化剂和充分供氧的条件下加热至950 ，将水中有机物完全氧化成二氧化碳，测定二氧化碳量并折合成碳计算。,是指水中全部有机物的含碳量，相对表示水中有机物的含量，单位mg/L,是评价水体有机需氧污染程度的综合性指标之一，不能说明有机污染的性质。,概念,测定方法,6、可吸附有机卤素（Adsorbable Organic Halogens ,简称AOX）,是指在规定条件下，可被活性碳吸附的结合在有机化合物中的卤
18、族元素（包括氟、氯和溴）的总量（以氯计），是总有机卤化物的一部分。,概念,测定方法,各国对漂白纸浆的AOX排放限制值（kg/t浆）,7、色度单位（Colour Unit，C.U.),制浆废水中所含残余木素是高度带色的，特别是漂白硫酸盐浆厂的废水呈茶褐色。,概念,水样的颜色是其在465nm波长时吸收光波情况的放映。废水颜色深浅采用色度单位来度量。一个色度单位等于465nm波长时1mg/L铂的铂-钴标准溶液对于光线的吸收。,来源,8、pH值,制浆废水中酸碱物质可明显改变接受水体的pH，碱法制浆废水pH值为910；漂白废水的pH值变化很大，可低于2，可高于12；而某些酸法浆厂的废水pH值则低至1.2
19、2.0。水质标准中以pH值来间接反映水的酸碱性及其强弱，由于排放的酸碱污染物含会使接受水体的pH值发生变化，以致妨碍水体的自净功能。因此，测定和控制水样的pH值，对于维持废水处理设施的正常运行，防止废水处理及输送设备的腐蚀，保护水体的自净功能，具有十分重要的意义。pH值是废水排放的最基本指标之一。,、毒性（Toxicity或Poisonousness）,浆厂排放的污染物中有许多有毒物质，主要有：黑液中含有的松香酸和不饱和脂肪酸；污冷凝液中含有的对鱼类特别有毒的成分如硫化氢、甲基硫、甲硫醚；漂白碱抽提废水中的多种氯化有机化合物，其中剧毒的二噁英已引起广泛注意。,来源,半致死浓度（Median Lethal Concentration，LC50）：96h内，用做毒性试验的鱼群死亡一半的浓度。 半致死时间（ Median Lethal Time，LT50）：在一定浓度下，鱼群死亡一半的时间。,衡量环境污染物毒性的常用指标,水温：一般制浆造纸厂排出的废水温度都比较高，如果采用生物法进行处理，必须在进入生物处理前经过冷却塔，将温度降至微生物能生存的适宜温度。 磷含量：富营养化 氮含量：富营养化,、其它,新建企业水污染物排放浓度限值,现有和新建企业水污染物排放先进控制技术限值,
