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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年份总产量（万吨）增长量（万吨）增长率(%)总消费量（万吨）增长量（万吨）增长率（）200132001103.563683551.512002378058018.13433264917.622003430052013.76480647410.942004495065015.12543963313.172005560065013.1359304919.032006650090016.07660067011.30200773
2、5085013.08729069010.45200879806308.5779356458.852009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 人均纸和纸板消费水平仍十分低2003年2004年2005年2006年2007年2008年2009年人均消费量（kg）3742
3、4550556064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；其他纸
4、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品种2009年占比例（）总量7980100木浆186623废纸浆493962进口废纸浆275034非木浆1175152009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年度1999200
5、020012002200320041.COD排放总量/万t298.8308.6247.9206.2176.6168.2占全国工业COD总排放量/%43.243.840.835.334.533.02.排放废水量/亿t30.035.331.032.031.835.6占全国工业废水总排放量/%5.618.615.315.415.016.13.废水处理达标排放量11.217.424.927.027.328.7行业1999年2000年2001年2002年2003年造纸业43.243.840.835.334.5食品制造业24.324.720.523.022.3化工制造业8.27.49.310.510.8纺
6、织业5.35.94.85.75.6累计80.981.875.474.673.2重点行业化学耗氧量污染贡献率变化趋势（）行业1999年2000年2001年2002年2003年造纸业2.22.32.32.22.4食品制造业11.611.310.310.210.1化工制造业9.19.69.27.89.5纺织业6.66.15.65.04.8累计29.529.327.425.226.8重点行业经济贡献率变化趋势（按总产值计算）（）小结我国造纸工业的发展，面临三大问题：l原料短缺l污染严重l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
7、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浆种单条碱回收生产线制浆规模/（t/d）黑液提取率/%碱回收率/%碱自给率/%碱回收成本/（元/t）（以NaOH计）木浆 1509598.5909896100500800竹浆150959885869099.7500600苇浆1008
8、8928590907001200蔗渣浆8088908387878001300麦草浆75808970808090015002.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：8085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：70803.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。”q扩大使用商品木浆q充分回收利用废纸q积极推进林纸一体化q加快发展造纸速生丰产原料林q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
9、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
10、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五五类类水水域域的的划划分分源头水，国家自然保护区。集中式生活饮用水水源地一级保护区，珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵场集中式生活饮用水水源地二级保护区，一般鱼类保护区及游泳
11、区。一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区农业用水区及一般景观要求水域类水类水类水类水类水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、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
12、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=2Al(OH)3+3CaSO4+6CO22.与石灰反应Al2(SO4)3+3Ca(OH)2=2Al(OH)3+3CaSO43.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
13、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产品企业类型企业类型先进制浆企业先进制
14、浆企业中上水平制浆企业中上水平制浆企业传统落后的制浆企业传统落后的制浆企业抄纸生产线抄纸生产线废纸脱墨废纸脱墨浆抄纸线浆抄纸线取水量60801002002003005010050我国造纸工业取水量定额指标（m3/t）标准分级标准分级A级级B级级纸浆漂白化学木（竹）浆90150本色化学木（竹）浆60110漂白化学非木（麦草、芦苇、甘蔗渣）浆130210脱墨废纸浆3045未脱墨废纸浆2030机械木浆3040纸新闻纸2050印刷书写纸3560生活用纸3050包装用纸2550纸板白纸板3050箱纸板2540瓦楞原纸2540国内较先进造纸企业的单位产品取水量企业名称企业名称生产能力（万生产能力（万t/a
15、）品种品种取水量（取水量（m3/t纸）纸）广西凤凰10漂白化学木浆60山东华泰4.5漂白化学麦草浆110福建青山20未脱墨废纸浆9.0福建龙岩5.0机械木浆19福建南纸18新闻纸1012上海泛亚14脱墨废纸浆1012江苏金东70铜版纸1820宁波中华48白板纸15.7无锡荣成76箱板纸20苏州金红叶12生活用纸9.0天津万利4.0高强瓦楞原纸4.7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
16、染防治法）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。环境自净作用环环境境自自净净的的机机制制光氧化反应光解反应包括稀释、混合、扩散、挥发、沉淀等过程。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
17、。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
18、 Oxygen，简称DO）概念 溶解于水中的分子氧。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。饱和率饱和率90%(或或7.5)饱和率饱和率6mg/L饱和率饱和率5mg/L饱和率饱和率3mg/L饱和率饱和率2mg/L标准标准(单位：单位：mg/L)类水类水类水类水类水类水类水类水类
19、水类水地表水环境质量标准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。单位为的溶解的氧气量。单位为
20、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l用生物法处理废水时，确定所需的大致氧气用生物法处理废水时，确定所需的大致氧气 l确定废水处理设备的大小确定废水处理设备的大小l测量某些处理过程的效率测量某些处理过程的效率l确定废水排放是否符合许可证规定确定废水排放是否符合许可证规定类水类水 3mg/L类水类水 3mg/L类水类水 4mg/L类水类水 6mg/L类水类水 10mg/LBOD520卫生标准卫生标准(单位：mg/L)地表水环境质量标准地表水环境质量标准(
21、GB3838-2002)有关有关BOD的问题的问题BOD实验有以下一些不足之处：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。）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）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。）只能测量可生物降解的有机物。（4）需要较长的测量时间。）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
22、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。COD缺点芦苇硫酸盐蒸煮过程污染物发生量与制浆得率的关系制制浆浆得率得率90858075706560555048吨浆COD发生量/kg110200300413543692866107013201430地表水环境质量标准(GB3838-2002)类水 15mg/L类水 15mg/L类水 20mg/L类水 30mg/L类水 40mg/LCOD标准标准(单位：
23、mg/L)几种耗氧量的比较名称名称BOD20BOD5CODCrCODMn所需时间20d5d23h1h被氧化物质全部有机物70%有机物全部有机物及部分还原性物质70%有机物及部分还原性物质氧化剂好氧微生物好氧微生物K2Cr2O7KMnO4影响因素水质水质无无注：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-BOD5：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。纸浆废液pH值COD(mg/l)BOD5(mg/l)红液1.0100000360
24、00黑液12.9160000500005、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
25、的AOX排放限制值（kg/t浆）19891990199119921993199419951997美国0.625加拿大BC省2.51.5加拿大安大略省672.51.5芬兰1.4德国1.0瑞典1.21.81.50.5奥地利1.0挪威4.02.52.0日本1.57、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
26、，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1.22.0。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