制浆造纸环境保护概论课件.ppt

1、制浆造纸环境保护概论绪论1.我国造纸工业的现状2.我国造纸工业污染治理的现状3.造纸工业发展“十二五”规划1.我国造纸工业的现状2010年纸及纸板生产及消费情况纸及纸板生产量9270万吨，比2005年增长65.5%，年均增长10.6%；纸及纸板消费量9173万吨，比2005年增长54.7%，年均增长9.1%。我国纸及纸板人均消费量68千克，高于世界平均水平。1.1 生产量和消费量保持增长2011年纸及纸板生产及消费情况 我国机制纸及纸板的产量达1.1亿吨，同比增长9.95%；消费量达1.08亿吨，同比增长8.67%。1.2 产品结构有所优化，市场供需基本平衡 生产量增幅较大的主要品种有新闻纸、

2、涂布纸、生活用纸、涂布白纸板、箱纸板、瓦楞原纸等；消费量增幅较大的主要品种有：新闻纸、铜版纸、箱纸板、瓦楞原纸等。纸及纸板由2005年净进口330万吨转变为2010年净出口97万吨。高档产品产量由20%提高到37%。1.3 林纸一体化取得成效，原料结构有所改善纸浆原料结构的变化年份1980199020002010木浆比例%25151922非木浆比例%60574015废纸浆比例%15284163 非木浆比例显著下降；木浆比例波动不大；废纸浆比例大幅上升。国产木浆和进口木浆数量的变化年份1980199020002010国产木浆（万吨）110150200708进口木浆（万吨）25543351137

3、19802007年间进口木浆量增势明显；2004年后，国产木浆开始增长。中国废纸纤维原料的变化年份1980199020002010国产废纸浆（万吨）823718432016进口废纸浆（万吨）0212972435 国产机进口废纸浆增势明显。原料供求矛盾突出 造纸原料问题主要表现在两方面：原料结构不合理；供给不足 2010年，进口木浆1137万吨，比2005年的759万吨增长49.8%；进口废纸2435万吨，比2005年的1703万吨增长43%，我国造纸工业对进口纤维原料的依存度高达40%以上。1.4 污染防治成效显著，资源消耗大幅降低2010年，造纸废水中主要污染物化学需氧量（COD）排放95.

4、2万吨，比2005年的159.6万吨降低40.4%。吨纸浆平均综合能耗（标准煤）由0.55吨降至0.45吨；吨纸及纸板平均综合能耗（标准煤）由0.83吨降至0.68吨；吨纸浆、纸及纸板平均取水量由103m3降至85m3.吨纸及纸板平均消耗原生纸浆由427千克降至340千克。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 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

5、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10088928590907001200蔗渣浆8088908387878001300麦草浆75808970808090015002.我国造纸工业污染治理现状

6、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.造纸工业造纸工业发展“十二五”规划（一）改善原料结构，增加国内供给提高木纤维比重加大废纸回收和利用力度科学合理利用非木纤维（二）增强创新能力，提升技术水平重点研发低消耗、少污染、高质量、高效率制浆造纸技术。研发具有自主知识产权的先进适用装备。加大技术创新能力建设。大力推进信息化和工业化融合。优化人力资源结构，建设高素质人才队伍。（三）优化产业布局，合理配置资源 调整造纸产业布局应根据国家功能区规划的总体要求，遵循资源永续利用、保护生态环境的原则，统筹考虑不同

7、区域资源环境承载能力、现有开发强度和发展潜力，满足环境保护和资源节约的要求，合理发展原料林基地，实现经济、环境和社会协调发展。（四）推进清洁生产，保护生态环境大力推进节能降耗，实现资源的高效利用推广清洁生产技术，防治污染。增强环境保护意识，严格监管。加快淘汰落后产能，减排减污。加速推进二噁英类持久性有机污染物和氨氮的减排进程。（五）优化企业结构，推进兼并重组着力培育一批骨干企业。引导中小造纸企业向专、精、特、新方向发展。调整企业规模结构。（六）调整产品结构，提高产品质量。开发低定量、功能化纸及纸板新产品。加快低档产品的升级换代。大力发展环保型纸产品。（七）建立节约模式，倡导合理消费。第一章 制

8、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

9、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

10、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

11、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608010020020030050100

12、50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）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

13、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

14、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 物物 理理 净净 化化 作作 用用 化化 学学 净净 化化 作作 用用 生生 物物 净净 化化 作作 用用a a.纯纯化化学学反反应应b b.由由有有生生命命的的物物体体及及其其酶酶系系统统引引起起的的化化学学反反应应c.光化学作用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

15、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

16、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/

17、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，所进入水体的有机污染物质，通过微生物生化降解

18、过程，所需要消耗的溶解的氧气量。单位为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/LBOD5

19、20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(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。

20、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浆得率制浆得率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

21、类水 20mg/L类水 30mg/L类水 40mg/LCOD标准标准(单位：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。

22、纸浆废液pH值COD(mg/l)BOD5(mg/l)红液1.010000036000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

23、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）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

24、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1.22.0。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

25、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