造纸行业污染排放统计ppt课件.pptx
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1、概述概述(1 1)造纸工业污染物的来源造纸工业污染物的来源污染物发生量恒算的概念污染物发生量恒算的概念主要主要纸浆纸浆品种的原料、备料品种的原料、备料-成浆的工艺、对应的成浆的工艺、对应的浆纸品种、得率、污染物来源成份及发生量、治浆纸品种、得率、污染物来源成份及发生量、治理方法理方法(机械浆机械浆、化学机械浆化学机械浆、化学浆化学浆、废纸浆废纸浆)纸的品种、纸的品种、抄纸的工艺、添加剂、污染物来源成抄纸的工艺、添加剂、污染物来源成份及发生量、治理方法份及发生量、治理方法涂布及污染物来源成份及发生量、治理方法涂布及污染物来源成份及发生量、治理方法概述概述(2 2)上述的不同废水的概念、废水的浓度
2、、治理上述的不同废水的概念、废水的浓度、治理方法回顾总结方法回顾总结计算实例计算实例国内行业的总体概念和排放现状国内行业的总体概念和排放现状现行的政策现行的政策生产流程中的减排技术举例生产流程中的减排技术举例核查中可能遇到的问题核查中可能遇到的问题产排污系数的使用问题产排污系数的使用问题第一部分污染物的来源制浆造纸工业生产中产生的主要污染物1、制浆过程:制浆过程中提取纤维细胞后剩余的木质素、蒸煮和漂白过程溶解的糖类等有机物、植物预处理和生物处理中产生废渣和污泥,洗涤筛选过程流失的植物残余物和纤维细胞等。2、废纸制浆:废纸回收处理过程中产生的废渣、脱除的油墨有机物和合成有机物、溶出的淀粉等糖类、
3、流失的细小纤维细胞等。3、造纸过程:备浆和抄纸中自筛选、脱水、损纸回用过程流失的细小纤维、化学助剂等。制浆造纸工业生产中产生的主要污染物表现为BOD、COD、氨氮、挥发酚、悬浮物、二恶英等。制浆造纸行业污染物的来源造纸的纤维原料是从植物中提炼游离出的具有纤维素细胞壁的细胞植物的细胞壁由被木素粘合在一起的纤维素和半纤维素组成植物植物原料原料的成分的成分 纤维素纤维素碳水化合物碳水化合物 半纤维素半纤维素主要组分主要组分淀粉、果胶和一些多糖淀粉、果胶和一些多糖木素:芳香族化合物木素:芳香族化合物造纸植物纤维原料造纸植物纤维原料 溶剂抽出物:芳香族化合物(酚类)溶剂抽出物:芳香族化合物(酚类)、萜烯
4、类(松节油)、萜烯类(松节油)、少量组分少量组分 脂肪酸、脂肪与蜡、醇类脂肪酸、脂肪与蜡、醇类 无机物:灰份无机物:灰份木素木素木素和其降解物是木素和其降解物是COD污染物发生量主要来源之一污染物发生量主要来源之一定义:由苯丙烷结构单元通过定义:由苯丙烷结构单元通过C CC C键和醚键连接而成的键和醚键连接而成的具有三度空间结构的高分子聚合物,分子量未知。具有三度空间结构的高分子聚合物,分子量未知。不同原料木素结构是不相同的,同一原料不同产地不同原料木素结构是不相同的,同一原料不同产地木素结构不同,同一原料不同部位木素的结构不同。木素结构不同,同一原料不同部位木素的结构不同。木素主要存在于纤维
5、的胞间层和细胞壁中,起到粘木素主要存在于纤维的胞间层和细胞壁中,起到粘结纤维的作用。化学制浆的实质就是将部分木素暂时性结纤维的作用。化学制浆的实质就是将部分木素暂时性溶解,过滤出不溶于水的纤维细胞。所以,木素含量溶解,过滤出不溶于水的纤维细胞。所以,木素含量,蒸煮难度,蒸煮难度化学药品消耗量化学药品消耗量,污染物发生量,污染物发生量 。不同品种纸张生产中纸浆中木素含量不同:不同品种纸张生产中纸浆中木素含量不同:高级复印纸水泥袋纸及瓦楞纸等新闻纸高级复印纸水泥袋纸及瓦楞纸等新闻纸半纤维素半纤维素半纤维素是半纤维素是CODCOD污染物的主要来源之一污染物的主要来源之一定义:定义:由两种或两种以上单
6、糖基组成的不均一聚由两种或两种以上单糖基组成的不均一聚糖;糖;大多数带有支链;大多数带有支链;主链糖基有:木糖,葡主链糖基有:木糖,葡萄糖,甘露糖;侧链糖基有:木糖,葡萄糖,半乳萄糖,甘露糖;侧链糖基有:木糖,葡萄糖,半乳糖,阿拉伯糖,葡萄糖醛酸等。糖,阿拉伯糖,葡萄糖醛酸等。半纤维素在水中易吸水润胀,有利于打浆。半纤维素在水中易吸水润胀,有利于打浆。在一般制浆过程中半纤维素应尽量保留以提高在一般制浆过程中半纤维素应尽量保留以提高纸浆得率。但是在制造人造纤维及纤维素衍生物纸浆得率。但是在制造人造纤维及纤维素衍生物(纤维素酯和纤维素醚等)时半纤维素应尽量除去,(纤维素酯和纤维素醚等)时半纤维素应
7、尽量除去,否则影响产品的质量和性能。否则影响产品的质量和性能。其他少量成分其他少量成分污染物污染物CODCOD的来源之一的来源之一1.1.树脂、脂肪和蜡(有机溶剂抽出物)树脂、脂肪和蜡(有机溶剂抽出物)针叶木:树脂酸、萜烯类化合物(松节油)、脂肪酸和不针叶木:树脂酸、萜烯类化合物(松节油)、脂肪酸和不皂化物。含量为皂化物。含量为4 4左右。左右。阔叶木:酯化的脂肪酸、中性物(萜、萜醇、萜醛等混合阔叶木:酯化的脂肪酸、中性物(萜、萜醇、萜醛等混合物)、少量松香酸。含量为物)、少量松香酸。含量为1 1以下。以下。草类:脂肪和蜡。含量在草类:脂肪和蜡。含量在3 36 6。2.2.灰分灰分 灰分:植物
8、纤维原料燃烧和灰化后的物质称为灰分。存在灰分:植物纤维原料燃烧和灰化后的物质称为灰分。存在部位:胞间层果胶质中的金属离子带来的,果胶质是灰分的部位:胞间层果胶质中的金属离子带来的,果胶质是灰分的载体。载体。木材灰分含量少,在木材灰分含量少,在1%1%以下,主要成分:钙、钾、镁。以下,主要成分:钙、钾、镁。草类灰分含量较高,草类灰分含量较高,2%2%以上。麦草以上。麦草6-9%6-9%,稻草高达,稻草高达15%15%,主要成分是二氧化硅。主要存在于植物的叶、穗、节部位。主要成分是二氧化硅。主要存在于植物的叶、穗、节部位。存在部位:胞间层果胶质中的金属离子带来的,果胶质是灰分的载体。O(C85+D
9、15)(EO)DED各类原料可发生COD的成分比例黑液中含有有机物和无机物两大类物质。碱回收污冷凝水(气提后)约10kgCOD不同原料木素结构是不相同的,同一原料不同产地木素结构不同,同一原料不同部位木素的结构不同。造纸机在生产过程中,从网上纸料中脱除的水称为白水。OXPD(E+P)D化学制浆的实质就是将部分木素暂时性溶解,过滤出不溶于水的纤维细胞。旧新闻纸脱墨浆 15-95KG对于单独的用商品浆生产纸的工厂根据废水的性质可以:碱法制浆主要包括硫酸盐法和烧碱法。废纸是用已经制成的纸浆制成的,废纸制浆过程中绝大部分发生的污染物是原来造纸过程中加入的淀粉等有机物和流失的细小纤维,污染物发生量小,不
10、可溶解COD比例高,易于治理。回收化学药品及热能是解决红液污染的根本途径。流失的细小纤维和辅料污染物COD的来源之一 在制浆、洗浆、漂白、造纸过程中大量使用过滤网,不可避免的会流失纤维素纤维细胞,并会以COD的数值体现。在造纸、纸加工过程中会大量使用淀粉、变性淀粉、胶乳、松香等多种辅料,并会有部分流失进入废水,或在废纸制浆中进入废水。水/无机物半纤维素降解物木素烧 碱水纸 浆黑 液纤维素降解物木素降解物抽出物降解物纤维素半纤维素制浆生产线高 温(160左右)高 压(6kg/cm2左右)本色麦草浆COD和BOD来源麦 草第二部分植物纤维原料 造纸用植物纤维原料 针叶木(软木):落叶松、马尾松、云
11、杉针叶木(软木):落叶松、马尾松、云杉木材纤维原料木材纤维原料冷杉、铁杉、柏木等冷杉、铁杉、柏木等阔叶木(硬木):杨木、桦木、桉木、相思木等阔叶木(硬木):杨木、桦木、桉木、相思木等竹类:毛竹、慈竹、白夹竹、楠竹等竹类:毛竹、慈竹、白夹竹、楠竹等 非木材非木材禾草类:稻麦草、龙须草、荻苇、蔗渣、玉米秆等禾草类:稻麦草、龙须草、荻苇、蔗渣、玉米秆等 造纸用造纸用 纤维原料纤维原料 韧皮类:亚麻、黄麻、桑皮、构皮等韧皮类:亚麻、黄麻、桑皮、构皮等 纤维原料纤维原料 籽毛类:棉花、棉短绒、破棉布籽毛类:棉花、棉短绒、破棉布 半木材纤维原料:棉秆半木材纤维原料:棉秆化学合成纤维:芳纶、氨纶、锦纶化学合
12、成纤维:芳纶、氨纶、锦纶非植物纤维非植物纤维矿物纤维:石棉、玻璃纤维、石英纤维矿物纤维:石棉、玻璃纤维、石英纤维动物纤维:羊毛、胶原纤维(皮革边角料动物纤维:羊毛、胶原纤维(皮革边角料)原料的分布苇(荻)全国17个省(区)有苇(荻)资源,苇田面积约150万公顷,长苇面积约50万公顷,年收芦苇荻量约270万吨。主要产区:辽宁、新疆、湖南、黑龙江、内蒙古等省(区)。目前芦苇单产较低,约370公斤/亩,经科学育苇后,单产有提高3050的潜力。甘蔗渣我国甘蔗种植面积约140万公顷,产量9000万吨,蔗糖产量950万吨左右,相应蔗渣量约900万吨。主要产区:广西、云南、广东和海南,四个地区种植面积约占总
13、种植面积90。目前造纸甘蔗渣利用率较低,占总蔗渣量约15,其中广西甘蔗种植面积占总种植面积50以上,蔗渣量500万吨左右,造纸利用率23,经过调整蔗渣用途结构和糖厂规模结构,提高蔗渣利用率有很大潜力。竹子全国竹材总面积484万公顷(毛竹林327万公顷,杂竹林157万公顷)。毛竹蓄积量9350万吨,杂竹蓄积量4210万吨。竹材产量约2800万吨(毛竹1700万吨,杂竹1300万吨),目前造纸用竹材约占竹材总产量的12。主要产区:四川、云南、贵州、广西、福建、江西、浙江、广东、湖南等省(区)。目前竹资源开发利用率较高的是四川省,其他主要产区利用率较低,有开发利用潜力。灰分:植物纤维原料燃烧和灰化后
14、的物质称为灰分。纸张的品种与白水中COD发生量这类废水中含有悬浮固形物如纤维、填料、涂料等,还有添加的施胶剂、增强剂、防腐剂等,COD浓度一般在300-1000mg/之间。绿液成分为碳酸钠和硫化钠,烧碱法为碳酸钠。办公室废纸非脱墨浆 25-45KG不同原料木素结构是不相同的,同一原料不同产地木素结构不同,同一原料不同部位木素的结构不同。废水处理方法:气浮好氧生化法,厌氧好氧生化法主要成分,糖类含量也较多,还含有制浆药剂。新闻纸 10-50KG污染物COD的来源之一3,治理成效突出,造纸行业环境污染得到了较大程度的缓解,正向良性的方向发展。第七部分行业污染物治理情况企业环保治理的总体现状年排放量
15、约 100000吨80.4kg(进入末端水处理厂)秸秆和其他非木纤维资源小麦、玉米、水稻、棉花四种农作物种植面积约8100万公顷,秸秆产生量估计4亿吨左右,其中麦秆是造纸重要的非木纤维资源,其他秸秆目前尚未大量使用。棉杆和稻草仍有较大开发利用空间。全国小麦产量约9200万吨,估计麦草产生量55006000万吨,造纸用麦草占麦草总量的30以上,麦草造纸的利用率较高。麦草主要产区:河南、山东、河北等省。、其他非木纤维资源:如芒杆、芦竹、皇竹草、龙须草、麻类等也有一定的开发利用空间。废纸资源情况2008年,我国废纸资源约进口约占44%,进口废纸2420万吨。国内回收约占56%,2008年我国共回收各
16、类废纸3157万吨,废纸回收率39%。国内各地废纸资源与当地GDP、社会商品消费情况,工农业商品进出口情况,城镇人口比例等有较强的相关性。木材纤维原料资源情况根据国家林业局公布的第六次全国森林资源清查结果显示,全国森林覆盖率由上一次清查时的16.55上升到18.21;年消耗资源3.65亿立方米,年林木蓄积生长量约为4.97亿立方米以上,有的年份要超过5亿立方米以上。我国木材总供给和总需求可以说基本平衡。在全国现有林业用地面积26329万公顷中,规划商品林经营面积8181万公顷占31。在400毫米雨量线以东的黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、河北、山东、河南、江苏、浙江、安徽、江西、湖南、湖北、福建、
17、广东、广西、海南和云南等18个省(区),商品林经营区面积约6357万公顷,其中有林地面积4530万公顷,未成林地面积140万公顷,宜林地面积1100万公顷。2008年各省纸及纸板产量分布各类原料可发生COD的成分比例造纸工业主要纤维原料消耗结构19901995200020052008万吨万吨万吨万吨万吨%纸浆消耗量13931002259100279010052001007359100(一)木浆20414.628312.553519.1113021.7162321.9其中:国产木浆15010.72019.22007.13717.16729.1进口木浆543.9823.33351275914.69
18、5212.9(二)非木浆79757.2113650.3111540126024.2129717.6其中:苇(芒)浆866.1873.91003.61382.71502.03竹浆151.1321.4301.185.61.61461.98蔗渣浆261.9291.3301.163.31.2971.31禾草浆60243.287038.586230.992917.980811棉、麻浆443.2190.9200.7-其他浆241.7994.3732.6440.8971.32(三)废纸浆39228.284037.2114040.9281054.0443960.3其中:国产废纸制浆73126.77673484
19、330.3144827.8250234第三部分各类制浆方法的污染物发生量本部分内容介绍制浆主要品种的:原料备料-成浆的工艺对应的纸品种制浆得率污染物来源成份及发生量治理方法制浆方法的分类制浆方法的分类石灰法石灰法高得率化学法高得率化学法碱法碱法烧碱法(烧碱法(pH13)(50%-65%)硫酸盐法(硫酸盐法(pH13)化学法化学法酸性亚硫酸盐法(酸性亚硫酸盐法(pH12)(4050)亚硫酸盐法亚硫酸盐法亚硫酸氢盐法(亚硫酸氢盐法(pH26)中性亚硫酸盐法(中性亚硫酸盐法(pH69)制制碱性亚硫酸盐法(碱性亚硫酸盐法(pH10)浆浆木片磨木法木片磨木法方方机械法机械法法法(9198)原木磨木法原木
20、磨木法半化学法半化学法化学机械法化学机械法(6594)化学机械法化学机械法纸浆和制浆得率的概念纸浆和制浆得率的概念禁止采用石灰法制浆,。动物纤维:羊毛、胶原纤维(皮革边角料)厌氧塔1、非脱墨法制浆4+10+67=447.化学法 酸性亚硫酸盐法(pH12)竹稻麦草、龙须草、荻苇、蔗渣、亚麻、黄麻、桑皮、构皮棉花、棉短绒、破棉布等。产污系数是以实测、历史数据、实验室验证、工艺核算、专家经验等多方验证的数据较为准确。第七部分减排新技术举例以纤维植物(主要是植物茎杆)为原料,利用某种能与原料中所含木素发生选择性化学反应的化学药剂,使大部分木素暂时溶解并洗出,并使原料中的单根纤维细胞充分分离的过程。树脂
21、、脂肪和蜡(有机溶剂抽出物)禁止采用石灰法制浆,。须注意化学制浆数据中未注明是无碱回收和综合治理的数据均为有碱回收和综合治理的数据。手工制纸工艺及污染物棉、麻(破布)、麦草、竹、檀皮等原始的手工制浆污染物发生量:化学浆COD发生量200-1300kg/吨浆半化学浆COD发生量400-600kg/吨浆现代手工制纸已大部分使用商品纸浆宣纸的加工过程是将韧皮纤维和禾本科茎秆纤维经过水泡浸渍、石灰发酵、缓和蒸煮、日光漂白、石碓打浆、竹帘捞纸、榨帖炕焙等18道主要工序,100多项操作,费时300天抄造而成。备料废水取决于水的回用程度,用水量2-50M3/原料COD发生量:木竹类5-25KG、稻麦草及蔗渣
22、30-100KG,成份为水溶出的糖类果胶等机械法制浆 单纯利用机械磨解作单纯利用机械磨解作用制成纸浆的方法。其产用制成纸浆的方法。其产品统称为机械浆。机械法品统称为机械浆。机械法制浆几乎不溶出原料中的制浆几乎不溶出原料中的木素,故制浆得率很高,木素,故制浆得率很高,一般在一般在93-9893-98,废水中,废水中污染物的来源:洗涤水中污染物的来源:洗涤水中溶解性有机物、流失的细溶解性有机物、流失的细小纤维。小纤维。漂白剂一般使用漂白剂一般使用价格较贵的过氧化氢(双价格较贵的过氧化氢(双氧水)和连二亚硫酸钠。氧水)和连二亚硫酸钠。产品用于生产新闻纸产品用于生产新闻纸 BODBODCODCOD得率
23、得率%磨石机械浆磨石机械浆102210222250225093989398盘磨机械浆盘磨机械浆122512252355235595989598热磨机械浆热磨机械浆153015302570257091959195洗涤水洗涤水14142626漂白漂白1025102515401540化学机械法制浆 采用化学预处理和机械磨解后处理的制浆方法。化学机械法制浆采用化学预处理和机械磨解后处理的制浆方法。化学机械法制浆的化学预处理温和,对原料的脱木素作用较小,对纤维素的破坏也少,的化学预处理温和,对原料的脱木素作用较小,对纤维素的破坏也少,分子量较低的半纤维素溶出较多,根据需要也可采用过氧化氢、连二分子量较低
24、的半纤维素溶出较多,根据需要也可采用过氧化氢、连二亚硫酸钠和次氯酸盐等漂白剂对化机浆进行漂白。亚硫酸钠和次氯酸盐等漂白剂对化机浆进行漂白。因其废水化学组分因其废水化学组分中溶解性有机物较中溶解性有机物较多。用水量小浓度多。用水量小浓度较高,比较适宜生较高,比较适宜生物法污水治理,但物法污水治理,但存在一定难生物降存在一定难生物降解的有机物,有可解的有机物,有可能需有预酸化,在能需有预酸化,在厌氧厌氧-好氧联合处好氧联合处理后,有必要进行理后,有必要进行进一步深度处理。进一步深度处理。高得率浆漂白前污染物负荷高得率浆漂白前污染物负荷化学机械法制浆 化学机械法制浆过程的废液排放量为2030m3/t
25、浆,生化耗氧量和化学耗氧量分别为4090kg/t浆和65210kg/t浆,并且含有大量的悬浮物和较深的色度。生化耗氧量和化学耗氧量的主要成分是木素降解产物、多糖类和有机酸类。其中木素降解产物占30%40%,多糖类占10%15%,有机酸类占35%40%。废水采用厌氧好氧两级或三级处理 可以达到排放标准APMPAPMP化学机械浆工艺化学机械浆工艺原木剥皮机拉木机削片机胶带输送机木 片 筛木片仓木片洗涤器脱水螺旋一段预汽蒸仓 一段木片压榨机一段木片预浸器二段预汽蒸仓二段木片压榨机二段木片预浸器一段盘磨双螺旋压榨机二段盘磨消潜池一段压力筛圆盘过滤机储浆塔湿浆工段(挤浆机)外售(送造纸车间)APMP废水
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