造纸行业废纸制浆及造纸工艺污染防治可行技术指南试行

附件3环境保护技术文件造纸行业废纸制浆及造纸工艺污染防治可行技术指南(试行)GuidelineonAvailableTechnologiesforPollutionPreventionandControlforRecycledFiberPulpingandPapermakingProcessofPulpandPaperIndustry(onTrial)环境保护部发布I前言为贯彻执行《中华人民共和国环境保护法》，防治环境污染，完善环保技术工作体系，制定本指南。本指南以当前技术发展和应用状况为依据，可作为废纸制浆及造纸污染防治工作的参考技术资料。本指南由环境保护部科技标准司提出并组织制订。本指南起草单位：中国环境科学研究院、山东省环境保护科学研究院设计院、中国制浆造纸研究院。本指南由环境保护部解释。11总则1.1适用范围本指南适用于以废纸为主要原料生产纸及纸板产品的企业，以及采用各种浆料进行造纸生产的企业。1.2术语和定义1.2.1废纸制浆指以废纸为原料，经过碎浆处理，必要时进行脱墨、漂白等工序制成纸浆的生产过程。1.2.2脱墨制浆使用机械和化学相结合的处理方法将废纸上的油墨除去而得到再生浆的生产过程。1.2.3非脱墨制浆在废纸制浆过程不进行脱墨处理的生产过程。1.2.4废纸造纸厂指以废纸等为原料生产纸张、纸板等产品的企业或生产设施。2废纸制浆生产工艺及污染物排放2.1生产工艺及产污环节废纸制浆是指以废纸为原料，经过碎浆处理，必要时进行脱墨、漂白等工序制成纸浆的生产过程。废纸制浆生产主要由碎浆、筛选及净化、洗涤和浓缩、漂白四部分组成。根据原料、生产工艺和产品特性的不同，废纸制浆生产工艺主要分为非脱墨废纸制浆和脱墨废纸制浆。图1脱墨制浆生产工艺流程及产污环节典型脱墨制浆的生产工艺流程及产污环节见图1。2典型非脱墨废纸制浆生产工艺流程及产污环节见图2。图2非脱墨制浆生产工艺流程及产污环节2.2污染物排放废纸制浆工艺产生的污染包括水污染、固体废物污染、大气污染和噪声污染，其中水污染是主要环境问题。2.2.1水污染废纸制浆产生的废水主要来自废纸的碎浆、疏解，废纸浆的洗涤、筛选、净化、脱墨及漂白过程。通常无脱墨工艺的废纸浆比有脱墨工艺的废纸浆的废水排放量及有机物浓度均低很多。废水中含有的污染物主要包括：总固体悬浮物：包括纤维、细小纤维、粉状纤维、矿物填料、无机填料、涂料、油墨微粒及微量的胶体和塑料等。可生物降解的有机污染物(BOD5)：主要由纤维素或半纤维素的降解物，或淀粉等碳水化合物构成。其他有机污染物(CODCr)：由木素的衍生物及一些有机物组分包括蛋白质、胶黏剂、涂布胶粘剂等形成。色度：由油墨、染料、木素的衍生物，及一些有机物组分包括蛋白质、胶黏剂、涂布胶粘剂等组成。可吸附有机卤化物（AOX）：采用氯漂白的造纸漂白废水中会含有可吸附的有机卤化物。污染物主要控制指标为：SS、BOD5、CODCr、色度、pH等。2.2.2固体废物污染废纸制浆产生的固体废物主要包括废纸碎浆时分离出的砂石、金属、塑料等废物，净化、筛选、脱墨过程分离出的矿物涂料、油墨微粒、胶黏剂、塑料碎片、流失纤维等，浮选产生的脱墨污泥和废水处理产生的污泥。固体废物的产生量与所用回收废纸的种类及生产的再生纸或纸板的品种有关。2.2.3大气污染主要为漂白工序产生的少量污染物质，污染物的排放量因漂白方法、漂白剂的种类、未漂浆的种类及质量不同而异。3废纸制浆生产过程中产生的大气污染较轻，本指南大气污染控制参照公共辅助设施污染防治执行。2.2.4噪声的产生废纸制浆产生的噪声分为机械噪声和空气动力性噪声，主要噪声源包括水力碎浆机、磨浆机、泵类、引风机等。表1废纸制浆工艺产生的主要污染物及来源主要生产环节水污染物固体废物大气污染物噪声碎浆zzz筛选净化zzz洗涤浓缩zzz脱墨zz漂白zz3废纸制浆污染防治技术3.1工艺过程污染预防技术3.1.1废纸原料分选废纸原料拣选技术是指将回收的废纸分为若干等级，根据生产产品要求选用质量过关、杂质较少的废纸原材料用于制浆。该技术可提高成品纸的质量，降低生产成本，减少废纸加工过程污染物的产生量，适用于废纸制浆企业。3.1.2高浓碎浆技术高浓碎浆技术是指采用高浓碎浆机在处理浓度为12%~18%的条件下将废纸分散成纤维悬浮液，同时将废纸中固体污染物如砂、石、金属等重杂质及绳索、破布条、塑料等体积大的杂质有效分离。该技术具有低比能耗、杂质保持原状并易于除去、油墨分离和纤维疏解效果好等优点，且可节约化学药品。3.1.3中浓筛选技术中浓筛选技术是指在筛浆浓度在3.5%左右的条件下，分离碎浆后纸浆中的重、轻杂质（杂质包括：薄片、塑料、胶黏物、其它杂质颗粒），去除废纸浆中大于纤维的杂质碎片和固体废物。该技术可使洗涤、筛选等工序的悬浮体流态化，节约大量水和输送动力。3.1.4中浓漂白技术中浓漂白技术是指纸浆在中浓条件下以不含氯的漂白剂进行漂白，在适当的范围内尽量增大浆浓、降低浆的温度。该技术可加速漂白作用，节约漂白剂的用量，减少泵的功率和加热蒸汽的消耗。该技术适用于以废纸为原料生产脱墨浆的企业。43.1.5中浓泵送和贮存技术中浓泵送和贮存技术是指在中浓（8%~12%）条件下，采用中浓混合泵直接将储槽的浆料与其他液态化学剂混合后送出。该技术可节省电耗约20~30kWh/t绝干浆，并降低单位产品耗水量。3.1.6中浓打浆技术中浓打浆技术是采用中浓液压盘磨机等打浆设备，在打浆过程中维持较高的浆料浓度，通过打浆使浆料适当地润胀、帚化、分丝、切断，从而使废纸浆在造纸机上获得良好的成形和纤维结合，提高成纸的强度。该技术可以在尽可能保留纤维长度的基础上对纤维进行分丝帚化，改善浆的物理性质，有较好的节能效果，且可避免纤维长度较短、强度较差，纤维角质化、废纸纤维难以帚化分丝等问题。该技术适用于废纸制浆企业。3.1.7纤维分级筛技术纤维分级筛技术是指将废纸浆中的长、短纤维进行分开处理。该技术可减少设备投资，简化处理流程，节约能源，同时能更好地利用长纤维的优点，克服短纤维的缺点，提高产品质量。该技术适用于废纸制浆生产箱板纸的企业。3.1.8热分散技术热分散技术是指通过加热揉搓、熔化方式分离混杂在纤维中的油脂、油墨、石蜡、橡胶等杂质。该技术可有效分散浆料中残留的胶黏物、油墨等，并可改善纸张的物理性能。该技术适合于用旧瓦楞纸箱（OCC）、废新闻纸（OMP）等生产瓦楞纸、新闻纸、白纸板的企业。3.1.9清洁废纸脱墨技术废纸脱墨技术主要指根据油墨的特性，通过化学药品、机械外力和加热等作用，破坏油墨粒子对纤维的黏附力，将印刷油墨粒子与纤维分离，并从纸浆中分离出去。脱墨方法分浮选法和洗涤法。浮选法去除油墨粒子的优点是纤维流失少，减少废水量。洗涤法脱墨比较干净，灰分含量低，操作方便，工艺稳定，电耗低，设备投资少；但用水量大，纤维流失大，得率低。该技术适用于脱墨制浆企业。3.1.10多盘过滤器纤维回收技术多圆盘过滤器纤维回收技术是指采用多圆盘过滤器将废纸制浆造纸企业浆料浓缩,并回收白水中的纤维。纸浆中80%的废水通过多圆盘过滤器后，回用于碎浆等工段，同时回收纤维，且排放的废水具有可生化性。该技术回收效率高、处理效果好，纤维回收率大于95%。该技术适用于大、中型纸浆造纸厂白水纤维、填料及水的回收。53.1.11质量与过程自动控制技术质量与过程自动控制技术是指采用可编程序控制器（PLC）或集散控制系统（DCS）以及常规仪表为辅对生产过程进行精确地检测和节能控制。该技术对配浆系统、辅料系统、白水回收系统、上浆和稀释水系统、压榨系统、喷淋系统、压损系统、干损系统、蒸汽系统、通风消防系统、施胶系统、制胶系统、密封水系统等均可采用在线自动化控制，节水节能。该技术可完善微机控制浆料浓度设施，稳定浆料浓度，减少质量波动；在纸机卷取后部，增置纸页定量、水份在线测设备；在用电峰谷期利用物料储存设施自动调节用电程序，实现节电。该技术适合在废纸造纸企业应用。3.2水污染治理技术3.2.1一级处理技术3.2.1.1过滤技术过滤技术是采用一定网目的过滤设施将废水中的细小纤维等悬浮物分离出来，实现废水的初级净化，根据过滤形式可分为斜筛和转鼓式筛网过滤机。斜筛纤维回收率40%~60%，SS去除率65%~70%，具有操作简单、投资运行成本低等特点；但占地面积相对较大。转鼓式筛网过滤机纤维回收率大于80%，具有占地面积小、生产能力大、操作管理方便等特点。该技术适用于废水中悬浮物浓度较高废水的一级处理。3.2.1.2溶气气浮技术溶气气浮是指在加压条件下将压缩空气强制溶解在水中，形成溶气水，产生大量的微气泡与加入絮凝剂后的废水充分接触，并在缓慢上升过程中吸附在絮集好的悬浮物中，使其密度下降而浮至水面，达到去除有机污染物和悬浮物的目的，常用超效浅层气浮。该技术造纸白水和纸浆纤维回收率75~95%，CODCr去除率50~80%。该技术适用于所有企业白水处理以及废水一级处理。3.2.1.3涡凹气浮技术（CAF）涡凹气浮技术是指废水进入涡凹曝气机的充气段，上升过程中与曝气机产生的微气泡充分混合，气水混合物和液体之间密度的不平衡产生一个垂直向上的浮力，将固体悬浮物带到水面，实现固液分离。该技术应用于白水处理时，CODCr去除率大于85%；SS去除率大于95%。该技术无压力容器和压力泵，节省动力耗能与投资；气浮槽结构简单，占地面积少，槽内无需要维修的部件，设备性能好，安装方便；不需要絮凝剂预混合槽，运行稳定。该技术适用于造纸白水回收以及废水的一级处理。3.2.1.4混凝沉淀技术混凝沉淀技术是指废水在絮凝剂压缩双电层、吸附电中和、吸附架桥及沉淀物网捕等作用下，使废水中悬浮或胶体物质脱稳相互聚集为较大的颗粒而沉淀去除。常用的混凝药剂可分为无机和有机两大6类。无机絮凝剂主要有铝盐和铁盐，如硫酸铝、硫酸亚铁和三氯化铁等。有机絮凝剂主要为人工合成的高分子物质，如聚丙烯酰胺和聚丙烯酸钠等。该技术SS去除率可达到70%~95%，CODCr的去除率可以达到60%~80%，处理后的水质较好，可回用到洗浆和抄纸。该技术适用于所有废纸制浆企业废水一级处理，处理后废水可回用于废纸打浆。3.2.2二级处理技术3.2.2.1厌氧生化处理技术3.2.2.1.1上流式厌氧污泥床（UASB）技术上流式厌氧污泥床技术是指污水通过水泵提升到厌氧反应器的底部，使废水与高浓度的厌氧污泥充分接触和传质，将废水中的有机物降解，产生的沼气进入三相分离器内部通过管道排出，废水分离沉淀后排出，污泥则在分离区沉淀浓缩并回流到三相分离器的下部。该技术具有容积负荷高、出水效果好等优点，并具有较强的抗负荷冲击能力。3.2.2.1.2内循环升流式厌氧（IC）技术内循环升流式厌氧技术是一种高效的多级内循环反应器，技术的核心是借助反应器内所产沼气的提升作用实现内循环，达到强化过程传质、提高基质转化效率的作用。废水基质浓度愈大、沼气产生量愈大、内循环作用愈强、传质过程愈强烈、基质转化效率愈高。该技术具有布水均匀、容积负荷高、抗冲击能力强，出水效果好、占地少的特点，特别适用于高浓度有机废水的处理。3.2.2.1.3水解酸化技术水解酸化技术是一种不彻底的有机物厌氧转化过程，其作用在于使结构复杂的不溶性或溶解性的高分子有机物经过水解和产酸，转化为简单的低分子有机物，便于后续生物降解。该技术通常作为生物处理的预处理技术。3.2.2.2好氧生化处理技术3.2.2.2.1传统活性污泥法传统活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。在人工充氧条件下，对污水和各种微生物群体进行连续培养，形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，分解去除污水中的有机污染物。该技术具有处理效果好、抗冲击负荷能力强等特点，废水中SS去除率约30%~40%，CODCr去除率大于70%~90%，BOD5去除率大于70%~90%。3.2.2.2.2序批式活性污泥（SBR）法序批式活性污泥法是按一定时间顺序间歇操作运行并在单个反应器内完成全部操作和运行处理的工艺。一个操作过程通常分为五个阶段：进水期（或称充水期）、反应期、沉淀