《制浆造纸工业水污染物排放标准》的特点及企业应对策略.pdf
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1、专题论坛l废水排放标准。作者简介:乔维川先生,博士,讲师;主要研究方向:水污染控制及资源化利用。制浆造纸工业水污染物排放标准的特点及企业应对策略乔维川洪建国(南京林业大学化工学院,江苏南京,2 1 0 0 3 7)摘要:介绍了我围制浆造纸工业技术水平及污染治理现状。分析r 制浆造纸工业水污染物排放新标准(G B 3 5 4 4-2 0 0 8)的特点,并与原有旧标准和欧美等围相天标准进行 r 比较。提出了制浆造纸企业在新标准实施后,在废水处理工艺和设备上应当采取的应对措施。总结r 制浆造纸废水深度处理的常见方法,对新标准下废水处理的经济效益进行了分析。关键词:制浆造纸;废水;标准;对策中图分类
2、号:X 7 9 3文献标识码:A文章编号:0 2 5 4 5 0 8 X(2 0 0 9)0 9 0 0 6 1 0 7T h eF e a t u r eo f(D i s c h a r g eR e g u l a t i o no fW a t e rP o l l u t a n t so fP u l pa n dP a p e rI n d u s t r y)a n dI m p l e m e n t a t i o nS t r a t e g yo ft h eM i u sQ I A OW e i c h u a n H O N GJ i a n-g u o(T h e
3、C o l l e g eo f C h e m i c a lE n g i n e e r i n g,N a n j i n gF o r e s t r yU n i v e r s i t y,N a n j i n g,J i a n g s uP r o v i n c e,2 1 0 0 3 7)($E-m a i l:w i n d e r q i a o h o t m a i l e o m)A b s t r a c t:1 1 h ef e a t u r eo f D i s c h a r g er e g u l a t i o no fw a t e rp o
4、 l l u t a n t so fp u l pa n dp a p e ri n d u s t r y (G B 3 5 4 4-2 0 0 8)w a gd i s c u s s e di n t h i sp a p e r,a n di tw a gc o m p a r e dw i t ht h eA m e r i c a na n dE u r o p e a nr e g u l a t i o n s T h em i l l s c o r r e s p o n d i n gm e a$1 1 r e si np r o c e s sa n de q u i
5、 p m e n to fe f f l u e n tt r e a t m e n ta r es u g g e s t e dw h e nt h en e wr e g u l a t i o nc o m e si n t of o r c ea n dt h ea d v a n c e dt r e a t m e n tm e t h o d so fp u l pa n dp a p e rw a s t ew a t e rw e r es u m m a r i z e da n dt h e i re c o n o m i ci m p a c t sw e r e
6、c o m p a r e d K e yw o r d s:p u l pa n dp a p e r;e f f l u e n t;s t a n d a r d;a d v a n c e dt r e a t m e n t随着我国经济的飞速发展,工业污染问题变得日益突出。由于制浆造纸工业产生的废水量大,C O D。浓度高,色度深,有毒有害物质较多,因此,给生态环境造成了一定的压力。为了促进区域经济与环境协调发展,推动经济结构的调整和经济增长方式的转变,引导造纸工业生产工艺和污染治理技术的发展方向,我国在2 0 0 8 年1 0 月1 日起实施新的制浆造纸工业水污染物排放标准。这在加
7、强保护环境的同时,也给企业带来了很大的压力,目前企业治理排放废水的现状,与新标准的要求还相去甚远,企业必须加大废水的处理力度,加强实施清洁生产工艺,才能满足新标准的要求。1我国制浆造纸工业技术水平及污染治理现状造纸工业是国民经济的重要产业之一。近年来,我国造纸工业有了很大发展,生产工艺及装备技术也日趋成熟并快速发展,以麦草制浆为例,我国主要采中国造纸2 0 0 9 年第2 8 卷第9 期用了以下技术工艺和装备:干湿法备料,其中用纸机白水作为循环洗涤水的补充用水;烧碱蒽醌法蒸煮,连续蒸煮器逐渐代替蒸球;逆流洗涤、封闭筛选和净化,新一代平面阀波纹板鼓式真空洗浆机和中浓封闭筛选技术开始得到应用;高效
8、碱回收,采用五效或六效全板式蒸发器,结合除硅技术,提高了蒸发效率和强度;漂白技术逐渐由传统的C E H 三段漂白向E C F和T C F 等新技术过渡口1。造纸工业在不断发展的同时,仍面I 临资源消耗较高,污染防治任务艰巨的难题。就吨浆纸综合能耗和综合水耗来看,国际上的先进水平为吨浆纸综合取水量3 5 5 0t,我国除少数企业或部分生产线达到国际先进水平外,大部分企业吨浆纸综合取水量平均仍处于1 0 3t 左右。2 0 0 5 年造纸工业总产值(规模以上)收稿日期:2 0 0 9 0 4 2 8(修改稿)6 l 万方数据,。”-|专题论坛2 6 2 2 亿元,约占全国国有及规模以上非国有工业企
9、业总产值的1 0 4;造纸废水排放量3 6 7 亿t,约占全国蓬点统诗企泣废水撵放总羹的1 7。;造纸废水C O D。,排放量1 5 9 7 万t,占全网重点统计企业C O D“摊放总量的3 2 4。其中草浆崔产线有碱回收装置的产量仅占孳浆葱产蟹的3 0 0,草类制浆C O D。排放量占鹊个造纸工业C O D。,排放量的6 0 以上,仍然是主要的污染源。我国造纸工业面临的环保压力依然很大、污染防治彳壬务十分艰照p l。2 新标准的主要特点(1)新标准调整了排放标准体系,包含了现有和新建食业的水污染排放限值,同时对于需要特别保护的区域则规定了水污染物特别排放限值。(2)增加了控制排放的污染物项目
10、,并掇岗了污染物排放控制要求。增加了p H 值、色度、氨氮、总氮、总磷的排教要求,这些项目的限值均与污水综合摊放标准(G B 8 9 7 8-1 9 9 6)相关内容匹配(见表1)。其中增加对氮和磷排放的要求,主要是为了减缓湖泊、河疆、水库等缓流水体的富营养化问题。表1 凝增监测项嗣排放限值与污水综合排放标准的比较(3)大幅度降低了C O D 纛B O D,酶撵放限值(见表2 和表3),简化了制浆工艺和原料对废水排放限值的影响,不再区分本色浆和漂白浆的出水排放要求,也不再区分本浆和j 本浆愿耩对废水的影自。医此,对于生产漂E|浆和非木浆的企业来说,环保压力变得更大一些。(毒)规定了褥染物撵放监
11、控要求秘水污染摊放基准排水量。造纸废水量在我国废水排放总量中占有一定的比例,为了实现我国管能减排的目标,新标准严格限裁r 废承撵放量(凳裘4)。这就要求制浆造纸企业必须通过采用先进的清洁生产工艺,实现制浆造纸废水的封闭循环剥用,以达到节约用水,减少废水排放薰的目的。6 2 袭2 新旧标准的C O D。,排放限值比较m g L制浆浚绥铡浆翻造纸其他制浆和造纸3 5 0(本色木浆)、2 0 01 0 08 04 0 01 竺皇查繁:。:、I 磊一4 0 0 零怨菲本浆)、:二:9 06 04 5 0(漂山非木浆)1 5 0制浆壤纸制浆和造纸箕他捌浆和造纸7 0(本色木浆)、5 02 01 07 0
12、 置皇志篓,:j 丁一1 0 0(冬毯霉本浆)、:2 01 01 0 0(潦岛非术浆)3 0制浆1 5 0(本色木浆)、8 05 03 0巫匦惹霪集勘、j 二了一莛德簇浆稳逡缀3 0 0(漂翻疆本浆)6 0造纸企业6 0(5)将可吸附有执氯化物(A O X)指标调整势强制执行项目。在新建企业和水污染物特别排放标准中还规定了二恶英的排放限值(见表5)。表s 新疆标准憋A O X 稻墨恶英限俊跑较注旺Q 为二恶英的毒性当鞋。二恶英属于持久性有视薅染物(P O P s),是国际P O P s 公约中首批规定控制的1 2 种有机污染物中的一种,禽有1 个或2 个氧键连接2 个含氯苯环的蠢税亿合物,每个
13、苯环上都可以取代1 4 个氯原子,从而构成了7 5 种异构体多氯代二苯并对二恶英(P C D D s)和1 3 5 种异构体多氯代二苯并呋噙(P C D F s),通常总称为二恶英(D i o x i n s)。其中2、C h i n aP u l p P a p e rV o L2 8,N a9,2 0 0 9万方数据专题论坛l3、7、8 一嚣氯代二苯并一P 一二恶英(T C D D)毒性最大。3 与国际栎准的对应性(1)我国制浆造纸废水排放标准的体系与欧荚等园不同。美国联合法规(C l u s t e rR u l e s)中制浆造纸 潼废水标准镳重予总量的控铡。美因蠲浆造纸凌水排放标准体
14、系相当复杂,该桥准根据不同的生产工艺和产品,制订不同的废水排放限值。产品分为叮溶性骧酸盐浆、漂白硫酸盐浆帮镞法浆、霉漂臼硫酸箍浆、可溶性皿硫酸盐浆、亚硫酸盐纸浆、半化学浆、机械浆、非木材化学浆、废纸脱墨浆、非脱墨废纸浆、商品浆生产精铺纸纛轻墓纸、商品浆生产翌生纸和无纺布等,生产工艺可分为最佳可用控制技术(B P T),最佳常规污染控制技术(B C T)、最佳实用技术(B A T)、薪建企堑N S P S)、现有企泣蒺处理(P S E S)、新建企业预处理(P S N S)。表6 列出了美豳硫酸盐浆生产废水(B A T)的排放限值。表6 美国硫羧盐浆生产壤水的排放黻俊欧骧(E U)圜家于1 9
15、9 6 年麓建7 污染综合治理法规(I P P C),并规定1 9 9 9 年1 0 月在所有欧盟国家内实施。法规雷6 项要求,最重要的一项要求是采用最镶实簿技术(B A T)。此外,还妥求治理中不产生显著的二次污染,尽量降低废料产藿并回收废弃物,有效地利用能源,防止意外事故发生,在封闭生产过程中签篷恢复爨踉有生产状态。I P P C 把造纸王监分解为5 种产龉类型,分别是:硫酸盐浆、皿硫酸盐浆、机械浆、废纸浆、造纸。瓣拿大渔叠稷海洋部予1 9 9 2 每5 月制订了联邦制浆造纸工业的废水排放法规(P P E R),主要规定了B O D,、T S S 和剧毒物的排放限假。2 0 0 7 年该法
16、规又增枣 了环境影螭蓝溺的内容,使法鬣更加清晰一致6 1。北欧国家的环保排放基本上以赫尔辛基条约(辩嚣托醚)势基准。1 9 9 6 年,H E L C O M 正式公布了制浆造纸工业第1 7 8 号建议(目的是减少硫酸盐浆厂的废水排放)和第1 7 9 号建议(墨的是减少亚硫酸盐浆厂的废水排放)。1 9 9 3 年谣开的j|:欧部长会议,发表了一个名为“北欧制浆造纸工业和环境”的报告,提出了有关环境保护和污染物控制的1 2 条建议,对制浆造纸工业的清洁生产及污染排放负荷做出了严格的规定。(2)我国铡浆造纸凌水摊放毅标准在捺放限值上与欧美标准还存在一定差距,但某些指标如B O D,的排放限值已商于
17、美国标准。表7 列出了我圜新标准与欧荚标准在部分监测顼强排放限谯上的不同。(3)欧美等国的标准中监测项目与我网新标准也有所不同(见表8)。欧美等国标准更偏蘑于有毒物凌的控制,鲻持久性污染物二恶茭的控割标准。表7 我国新标准与欧美标准限值的比较 以硫酸盐漂白浆为例)注 挺掰我网新标穗(G B 3 5 d 4 2 0 0 8)r ,列出的浓度限值和膀准排水琏计算而得。为指1 9 9 7 年以后新建J:厂城增加生产能力5 0 以上的扩建t 一。中国造纸2 0 0 9 筚第2 8 卷第9 期6 3-万方数据r?_|童望鲨堡袭8 我国新标准与欧麓标准监测项目的异同4 制浆造纸企业在环境保护上的应对措施针
18、对环保毅要求,现有企韭只能积极面对,采取主动措施,实现废水的真正达标排放。由于各企业采用不同的原料和生产工艺,产生废水的污染负荷和污染物静类也有所不同,因此,必须采用不同的处理措施,但总体上可从加强清洁生产和厂外废水深度处理两方面进行。4。1 清洁生产措涟4 1 1 高效碱同收工艺以木材或禾草类为原料的大中型碱法(包括硫酸盐浆)化学浆厂,可采髑离效碱醚牧酶方法,减少制浆黑液的C O D。,排放,但仍需在黑液的提取和蒸发工艺设备上进行优化,尤其是草浆黑液的提取和蒸发浓缩还需要进一步酶改进,这样才熊保证黑液熊够更加完全地回收,同时减少中段废水的污染负荷。目前主要是采用挤压过滤和扩散置换组合设备用于
19、洗浆生产,黑渡的提取率在8 0 左右。裰茂生产上应用的挤浆机、鼓式及带式真空洗浆机串联并与封闭筛选相组合,可有效地提高黑液的提取率。一般木浆黑液提取率及碱回收率西分别达到鳕和辨,非本浆黑液提取率及碱网收率分别达到8 8 和7 8 以上,可使制浆过程C O D c r 产生量 5 5k g t 浆,草浆C O D c r产生量 1 6 0k g t 浆弹1。4 1 2 深度脱木索技术深度脱本素技术鄹通过尽量减少漂白前浆料中的木素含鬣,来减少漂白翔用蟹,并藏少由于漂融髑与木素的化学反应而产生的副产物。近年来提出了蒸煮浆料低嫒度、高强度的要求:针叶木硫酸盐浆的卡伯值从2 8 3 2 降至2 0 以下
20、,阔叶木硫酸盐浆的卡伯值6 4 从1 8 2 2 降至1 5 以下,然后褥进行漂白,可以大大减轻漂白废水对环境的污染程度。深度脱术素技术_ 主要包括改良型连续蒸煮M C C)及深度浚炎型连续蒸煮(E M C C)、低圃形物蒸煮(L S C)、鬣换加热蒸煮(R D H)及等温蒸煮(I T C)等。这些新技术除了达到深度脱术素的露的外,还霹剃霜各项余热,节约蒸煮用汽。例如,研究发现R D H 系统可节约蒸汽5 0 7 0,而浆张的撕裂强度和抗张强度提离1 5 2 0【引。4 1 3 生物制浆技术生物制浆技术是利用特异性微生物的降解作用,将本素、半纤维素和纤维素分离,形成纸浆的过程。该技术由于不使用
21、大蹙的化学药品,生物作用条件温和,因而呵大太降低废水污染负荷。目翦的研究主要怒在化学麓浆前先遴行生耪预处理,经过预处理不仅可以降低制浆过程化学药品的用量及能源消耗,而阻碍以改善纸浆的机械性能0|。M e y e r s 等o 用自腐麓处理杨木本片,与未处理褶跑,在相同游离度下生物机械浆浆张抗张指数提高4 7 一6 0,耐破指数提离3 3-4 6。A k h t a r 2 1 在实验室利用融腐菌(C e r-i p o r i o p s i ss u b v e r m i s p o r a)降解杨木中的木索,能耗降低2 5 一5 0,且成浆强度大大提高。K a s h i n o 等【l
22、 副发褒剩属融壤菌株K Z U 一1 5 4 对桦本进行生物预处理,能有效降低磨浆能耗。4 1 4 采用无氯漂国工艺传统的纸浆漂自翔主要是氯气或次氯酸盐,它们与纸浆中残留的木素发生化学反应,每吨浆可产生A O X 约5k g【14|,这些有毒有害的物质进入漂白废水皆,造成严重的环境污染。元氯漂自工艺E C F和T C F 技术成为今后漂白技术发展的方向,这也难减少A O X 排放的最有效最根本的方法。E C F 漂白是采蔫C I O:健替全部无素氯的漂囱技术,采用E C F 漂白后,纸浆漂白废水中的A O X 下降了9 0 以上引,吨浆A O X 产生量降至O 2 5 0 3 0k g。T C
23、 F 漂白熄E C F 漂白技术的进一步发展,瘸H:O:、0 2、O,等绍为漂白剂对纸浆进行漂白,可使吨浆A O X 产生量小于0 1 虹4|。因此,采用T C F 漂白技术可从根本上消除有视氯纯物的产生,改变漂白废水对环境的污染,E C F 漂白产生的废水仍具有一定的微生物毒性,羁i iT C F 漂白废水则梭测不出毒性引。采1 5 自承封闭循环聱j 震造纸用水封闭循环就是在造纸过程中连续大量循环使用自水的基础上,用有效的方式处理过剩的自水和废水,把白水中的匿俸悬浮物(细小纤维、竣C h i n aP u l p&P a p e rV o L2 8,N a9,2 0 0 9万方数据巍丽司瓣)
24、、溶憋裙胶毒摹物浚酶含量降低爨生产过程孛容许的使用范嗣内,代替新鲜水循环使用,对于必须排放的废水也应经相关系统处理后符合排放桥准才能排放。与诧阂瓣,还应搬醒收的雕体物料输送刭本系统或其他的造纸系统使用,以达到节约用水、回收纤维、填料、化学药品和热量、较低废水排放量和减少环境污染的露酶。国内某制浆造纸机械研究所在用废纸生产包装纸板(瓦楞原纸、箱纸板和纱管纸等)的生产实践审,研究成功一种动态平衡短流程循环零蠹 放清灞生产新技术,这种废水零排放的新技术只需少昔生产设备的改造投资,就能产生明显的经济效益和社会效益,阑此可调动广大裁浆造纸企监推广应用鹃积极性,从根本上解决废纸制浆造纸过程中废水的环境污染
25、州。4 2 废水的深度处理方法新标准提出的各类废水指标的排放限值均大幅度降低,现有灼废水处瑷t 艺一般采用物化+生化的方法,出永浓度无法满足新标准的要求,因此还需对生化池出水进行深度处理。目前废水的深度处理方法包括吸附、膜技术、高级氧化技术,曝气生物滤池、微电解法等。4 2 1 吸附法裁浆造纸废水经二级孛凭处理后,其色度仍然较离,出水颜色较深,一般还达不列新标准的排敖要求。吸附法处理制浆造纸废水,是采用多孔的固体吸附测,剩属强液相界瞬t 的物质传递,使废本中的有色污染物转移到固体吸附荆上,从而使之从废水中分离除去。通常使用的吸附剂包括活性炭、大孔吸附树l 藩、膨润、硅藻、煤渣、粉煤灰等。吸附法
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