废纸的处理

废纸处理及再生利用矿加111班36号夏艳圆摘要：废纸是重要的可再生资源，废纸的回收利用是解决造纸工业面临的原料短缺、能源紧张和污染严重等三大问题的有效途径。随着人们对废纸资源利用意识的加强，处理废纸的技术也在不断改进和完善，用废纸浆制成的纸和纸板的产量和品种也逐年增长。来源于人类社会的废纸已成为造纸工业的重要原料来源，日益完善的脱墨浆生产技术成为世界造纸工业的重要支柱之一，对造纸工业的发展和造纸科技进步产生重要的影响[1]。本文主要对废纸利用现状、废纸分类、废纸资源化处理工艺以及废纸其他的各项综合利用新技术进行相关概述。关键字：废纸利用、分类、处理工艺、新技术一、废纸的分类废纸的回收以前大多局限于旧报纸（ONP）、旧杂物（OMG）、旧瓦楞纸板（OCC）等少数几个品种，为了促进废纸回用种类不断增加，不同国家专门制定了标准和法规（美国、德国、俄罗斯和日本等国对废纸的分类标准各不相同)[2]。现从我国废纸回收利用的实际出发，将国内废纸大致分为以下11类：1、废报纸：该类废纸主要用于生产再生新闻纸，也可用于制造生活用纸、一般文化用纸或一般印刷用纸。2、白报纸：该类废纸属于高级废纸，可用于生产再生新闻纸、高级文化用纸或高级印刷用纸。3、废杂志：该类废纸主要包括印刷厂或书店未发行的和发行后回收的书籍，不含或仅含有少量机械浆的废刊物、书籍等。此类废纸经脱墨处理，除去颜色、蚀墨后，可生产有光纸、书写纸、凸版纸、卫生纸等，也可生产纸板，或在新闻纸中掺用。4、出版物、白纸边：该类废纸属于工业后废纸，主要是印刷厂切下的白纸边，少部分是机关、学校等未经印刷、书写的臼纸。白纸边是一种理想的纸浆代用品，它可以代替漂白浆，用于生产高级文化用纸段高级印刷用纸，故该类废纸也可直接利用的废纸。5、废牛皮纸：该类废纸是消费后废纸，主要指废牛皮纸及废纸袋纸等。此类废纸经拆线挑选后，可回收再生条纹包装纸等。6、废瓦楞纸箱：该类废纸包括瓦楞纸板及瓦楞纸箱等。这类废纸的回收量最大，可用于回收箱板纸、瓦楞原纸等。其中的竹浆废纸、木浆废纸还可用于生产挂面纸板。7、废包装纸板：该类废纸包括非瓦楞类纸板及纸箱等，这类废纸可回收用于生产纸板。8、纸箱切边：该类废纸主要用于生产纸箱和纸板。9、办公废纸：该类废纸主要包括使用过的计算机打印纸、静电复印纸、传真纸等办公用纸。随着办公设备的日益现代化，办公废纸的数量正在逐年增加，因此办公废纸已成为很有潜力的新一类度纸。10、特种废纸：该类废纸是一种经过特殊处理的废纸，故其再利用过程不同于其他废纸。11、混合废纸：该类废纸是分选后剩下的来被分类的废纸，但应尽量除去其中的杂质[3]。简单而言，废纸主要分为两类：国内废纸和进口废纸。国内废纸：主要有旧瓦楞纸箱、书刊杂志纸、旧报纸、纸箱厂的边角料、印刷厂的白纸切边、水泥袋、混合废纸及杂废纸等。进口废纸：主要有美国废纸(AOCC)、欧洲废纸(EOCC)及日本废纸(JOCC)，华南沿海(以广东为主)部分纸厂使用一些香港废纸[4]。我国既是造纸大国又是纸消费大国，废纸回收利用水平很低，废纸回收率仅为30％，远低于47．7％的世界平均水平。业界专家一致认为，我国废纸回收率低，70％的废纸被浪费，与此同时企业每年还要进口大量废纸用作生产原料。由于近年来我国对废纸进口的需求强劲，已经使国际市场上废纸的价格不断攀升，造纸工业因废纸进口价格快速增长而深受影响。中国对进口废纸的需求也从1999年的250万吨，激增到了2003年的1000万吨，原材料缺乏已严重制约中国造纸业的发展。故而造纸业整顿势在必行，新《标准》的颁布将会引领纸企一步一脚印的跟上时代步伐，我国纸企未来的路任重而道远。造纸业应做好产业发展规划，加快转变发展方式，坚决向高端提升，向绿色低碳发展。二、废纸处理的发展及利用现状废纸的处理发展我国对废纸的利用和处理，在20世纪70年代是通过简单的蒸煮、疏解、打浆、洗涤后用于抄造或配抄卫生纸和低档箔纸板。到20世纪80年代废纸的回收率已达25%左右，少数厂家亦能生产脱墨浆。进入20世纪90年代后，一些大中型造纸企业先后从国外引进了包括生产线在内的脱墨设备和技术，并对废纸脱墨剂和废纸脱墨设备进行了针对性改进与创新，使我国废纸利用处理技术和设备装配水平得以全面发展。一些较大型的纸板生产企业，利用进口废纸和引进的脱墨设备与技术，生产出高档产品。如上海宏文纸业、福建青州造纸厂、辽阳工业纸板厂、安徽芜湖东方板纸厂等，利用进口废瓦楞纸箱，采用热分散法或冷筛法处理的再生浆作为芯、底层浆，在引进生产线或原有引进的纸机上，生产牛皮箱纸板及配抄纸袋纸等品种[5]。废纸的利用①废纸用于各种纸板面浆、衬浆、芯底浆;②废纸用于瓦楞原纸和高强瓦楞原纸;③废纸用于生活用纸;④废纸用于新闻纸;⑤废纸用于各种文化用纸，特别是中低档文化用纸。据统计：全世界纸和纸板的总消费量为25021.7万吨；全世界废纸的总回收量为8218.3万吨；总回收率为47．7％；全世界纸和纸板的总生产量为25161.5万吨；全世界废纸利用的总量为9326.4万吨，总利用率为37.1%。废纸的利用，按大类分85%用于包装纸板的生产，15%用于脱墨生产白纸。15%的脱墨废纸中约50%用作生产新闻纸，约25%用于生产卫生纸，约25%用于印刷书写等文化用纸。由此可见废纸用作文化用纸的比重实在不大，可谓方兴未艾[6]。三、废纸资源化的意义废纸资源化是解决环境污染、原料短缺和能源紧张问题的有效途径之一。目前,世界各国关于废纸资源化技术的研究已经取得很大进展。因为原料易得,工艺过程简单,既节约资源,又保护环境,因此,可以取行良好的经济效益和社会效益。而我国目前废纸资源化技术单一,主要用于造纸业。为了更好地节约森林资源,保护生态环境,有必要探索废纸资源化的新技术[7]。目前我国纸张消费量每年约3500万t，每年可回收利用的废纸达1000万t以上，但实际回收利用率还不到40%，可见国内废纸回收利用的潜力还是很大的，且废纸资源化具有极大的意义。1.节约原料，增加生成全世界木材年需求量20亿立方米以上，年增长率不低于25%；生产1t再生纸浆比生产1t原木纸浆要节约木材2立方米，生产1t高白度废纸脱墨浆比生产1t漂白化学浆节约木材5立方米。2.减少污染，保护环境废水的污染荷轻，耗水量少，无废气污染，减少木材的砍伐率，有利于生态平衡和保护环境。3.节省能源，降低能耗生产1t再生纸浆比生产1t磨木浆节约能耗75%左右，生产1t高白度脱墨浆较生产1t化学浆节约能耗50%以上。4.节约投资，降低成本投资只需原浆厂的25—30%，废水处理设施的投资低于原浆浆厂，废纸浆的原材料成本低、能耗低、投资低，其生产成本也就比原浆低。另外，废纸回收作为二次纤维原料用于造纸，形成闭环的经济模式。一方面：可避免由处置废纸带来的二次污染问题（即使废纸燃烧回收热能，仍是以二氧化碳形式排放到大气中而未达到循环目的）；另一方面：可以减少其他纤维原料用量，节约化学品，减少废水排放。提高废纸回收质量，根据废纸洁净度及质量将其分级，对于再造纸的质量、生产成本和废纸加工过程的环境影响具有重要意义。从环境和资源的角度考虑，废纸回收还应降低一些不影响用纸功能的质量要求，以减轻造纸工业对环境的压力。废纸回收的过程不论是脱墨后抄造白纸还是不经脱墨抄造纸板，都可以达到水污染零排放[8]。四、废纸的再生处理工艺废纸再生利用不仅具有良好的经济效益,也具有良好的社会效益,它是直接关系环境治理与资源保护的国计民生的重大问题。从废纸制得白色纸浆，主要是除杂，须除去废纸中的印刷油墨和其他填料、涂料、化学药品以及细小纤维等杂质。废纸中的杂质主要有：热熔物:石蜡、沥青、聚合物、油墨等;纤维类:不符合使用要求的其它杂纸、捆包用草绳、麻绳、棉织品等;塑料薄膜、塑料袋、塑料带、纸塑复合层雾；粘物:胶带、标签、纸箱粘合剂;化学助剂高分子涂布层;聚乙烯泡沫;金属物:铁丝、订书钉、纸箱接口装订钉;砖、石、泥土、玻璃、木质物等。上述总含量应不超过5%。近年来，废纸用量大,质量有所下降,特别是国内废纸,质量很难保证[9]。故而回收利用废纸时的首要任务是除杂，主要除杂过程包括制浆、筛选、除渣、浮选、洗涤、分散和搓揉、脱墨、漂白等工序[10],不同的工序，目的不同，因而所用设备不同。1、解离（纤维分离）：制浆所用化学药剂：多数为强碱，有时也加如肥皂、磺化油、偏硅酸钠或硅酸钠以及其他表面活性物质作为洗涤剂和分散剂。强碱可从纸张中除去松香胶，使油墨载体得到皂化，并将油墨中的颜料脱出。通常废纸重量大约有0.5～2.0%为油墨，如果想制得白色纸浆，须全部予以去除。设备：主要有水力碎浆机和蒸馏锅[11]。碎浆机有间歇式碎浆和连续式碎浆两种类型，根据需要选用。间歇式碎浆机大多用于废纸的疏解，特别适用于废纸脱墨、旧箱纸板、旧双挂面牛皮卡的疏解。它要求纤维100%疏解、化学反应完成后一次性放料。这种碎浆机直径从0.6～6.7m，最大的一次可装料14.5t。连续式碎浆机主要用于产量高的工厂，它不要求纤维完全疏解，只达到一定程度疏解即可放料。连续式碎浆机配套有自动绞绳装置、废物井和去除轻重杂质的抓斗。抓斗既可抓起沉于废物井底的重杂质，又可除去浮在废物井面的轻杂质。2、筛选筛选主要是除去大于纤维的杂质，是二次纤维生产过程中的关键步骤目前，在废纸处理流程中使用的筛绝大部分为压力筛，它主要由一圆筒形筛鼓和转子组成。当转子回转时，转子上的旋翼在靠近筛板面处产生水力脉冲，脉冲产生的回流可达每秒50次以防止纤维或污染物堵塞筛板开口。在两次脉冲之间，来自输浆泵的压力使水和可用纤维（即良浆）通过筛板的开口，完成筛选的过程。筛选过程分粗选和精选，粗选后再进行精选。粗选通常采用圆孔形筛选设备，筛孔直径一般为1.2～1.6mm，主要筛除扁平状颗粒和叶片状颗粒，一般包括高频跳筛、鼓筛、高浓除渣器、纤维离解机、分离离解机等，通过这些设备可把粗浆中的粗杂质清除[12]。大量的塑料片、塑料颗粒在筛选过程得到清除。精选则主要采用条缝形筛选设备，条纹宽度为0.1～0.25mm，主要筛除三维立体小颗粒，特别是比重较小的塑料等轻杂质颗粒被大量清除。杂质通过筛分逐渐得到祛除，但粒度小、密度大的颗粒或对分散良好的胶粘物和污染物的去除，筛选无能为力，只有通过除渣等后续除杂工序才能实现。3、除渣除渣是利用杂质与纸浆密度不同，将纸浆中的砂石、金属、玻璃片等重杂质以及塑料等轻杂质除去，通常采用涡旋除渣器进行除渣[13]。杂质通过筛选逐渐得到去除，但粒度小、密度大的颗粒或对分散良好的胶粘物和污染物的去除，筛选无能为力，只有通过净化除渣器才能实现。4、浮选废纸脱墨是废纸再生利用的关键环节，废纸经碎解与疏解，油墨从纤维上解离后，仍在纸浆中，筛选可以有效去除直径1000μm以上的油墨颗粒，而除渣过程可以去除100~1000μm的油墨颗粒，细小的油墨颗粒则采用浮选法、洗涤法或浮选—洗涤法进行去除[14]。浮选脱墨是利用印刷油墨与纤维表面润湿性的差异，通过加入浮选药剂，使油墨颗粒表面疏水，向纸浆充气产生气泡，疏水性的油墨颗粒黏附于气泡上并随气泡上浮，而亲水性的纤维则留在纸浆中，从而把油墨颗粒从纸浆中分离出去。5、洗涤和浓缩去除灰分、细小纤维以及小的油墨颗粒。在薄页纸系统中灰分含量有一定要求，如高级薄页纸脱墨系统中灰分含量要求低于2%。洗涤设备，根据其洗浆浓缩范围大致分为三类：①低浓洗浆机，出浆浓度最高至8%，如斜筛、圆网浓缩机等；②中浓洗浆机，出浆浓度8～15%，如斜螺旋浓缩机、真空过滤机等；③高浓洗浆机，出浆浓度超过15%，如螺旋挤浆机、双网洗浆机等。洗涤系统通常采用逆流洗涤。来自气浮澄清器的补充水通常只加在最后一段洗涤前供稀释纸浆用，二段洗涤出来的过滤水送碎浆机，一段洗涤出来的过滤水含油墨等杂质最多，可直接送澄清器进行处理[15]。6、分散与搓揉分散与搓揉指的是在废纸处理过程中用机械方法使油墨和废纸分离或分离后将油墨和其他杂质进一步碎解成肉眼看不见的大小范围，并使其均匀分布于废纸浆中从而改善纸成品外观质量的一道工序。