制漿過程與工業(yè)節(jié)水

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1、清潔制漿與節(jié)水摘要：水資源問題已成為當(dāng)今世界日益緊迫的問題，制漿造紙作為耗水量大的工業(yè)，減少其用水量成為了非常突出的課題。本文簡明扼要的闡述了制漿耗水量大的原因，并對制漿過程節(jié)水部位做了重點(diǎn)分析，總結(jié)了近年來的節(jié)水技術(shù)，同時(shí)強(qiáng)調(diào)了節(jié)水意識的重要性。關(guān)鍵詞：制漿；節(jié)水一、前言目前，全球范圍可以利用的新鮮水越來越少。據(jù)統(tǒng)計(jì)全球陸地降雨量約100000m3/d，其中人類可以利用的水約為25％，而這部分有50％—60％已用于農(nóng)業(yè)灌溉。據(jù)報(bào)道，20世紀(jì)90年代新鮮水供應(yīng)費(fèi)用為30-90美元/1000m3。我國是一個(gè)水資源貧乏的國家

2、，人均水資源不足2200m3，僅為世界人均水平的28%,節(jié)水工業(yè)尤為重要。據(jù)中國造紙協(xié)會統(tǒng)計(jì)資料報(bào)道，日前我國造紙工業(yè)企業(yè)約3600家，年生產(chǎn)能力約7900萬t，紙及紙板年產(chǎn)量達(dá)5600萬t，年銷售量達(dá)5930萬t，年生產(chǎn)量與年銷售量已排在了世界第2位，成為世界造紙工業(yè)生產(chǎn)、消費(fèi)和貿(mào)易的大國[3]。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對紙品的需求量越來越大的同時(shí)，也給環(huán)境帶來了很大的壓力。據(jù)《2008年中國環(huán)境年鑒》統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2007年工業(yè)用水總量為1403.0億m3，其中制漿造紙業(yè)用水量為97.6億m3,緊排在火電、化工之后，居全

3、國行業(yè)用水量第3位。近幾年來，中國制漿造紙業(yè)在節(jié)水減排方面取得了一定的進(jìn)展，其中形成規(guī)模生產(chǎn)的部分企業(yè)開始采用新技術(shù)、新設(shè)備和新工藝，努力把污染治理與節(jié)水節(jié)能緊密結(jié)合起來，治廢利廢，既解決了污染治理的問題，又減輕了供水的壓力，縮小了與世界先進(jìn)水平的差距?？晌覈脑旒垙S絕大多數(shù)規(guī)模比較小，資金分散，技術(shù)落后。從表1可以看出，2007年中國制漿造紙業(yè)生產(chǎn)1t紙耗水量是160m3/t，而國際先進(jìn)水平在2000年生產(chǎn)1t紙耗水量僅為30m3/t，中國的制漿造紙工業(yè)達(dá)到國際先進(jìn)水平還有很大的差距。而我國水資源緊缺，所以如何減少制漿

4、造紙業(yè)用水己成為相關(guān)研究人員的一大課題。表1國際先進(jìn)水平與中國平均水平用水情況對比m3/t工段國際先進(jìn)水平中國平均水平1970年1980年1990年2000年2007制漿120803020100造紙8050201060二、制漿過程節(jié)水部位分析制漿，就是利用化學(xué)或機(jī)械的方法，或兩者結(jié)合的方法，使植物纖維原料離解，變成本色紙漿（未漂漿）或漂白漿的生產(chǎn)過程。化學(xué)法制漿工藝流程如圖1所示：漂白篩選洗滌蒸煮備料貯料圖1化學(xué)法制漿工藝流程圖制漿過程節(jié)水部位分析如下：1.備料工段：可將備料用水循環(huán)使用。備料洗滌水中的污染物主要是重力沉

5、降性能良好的泥砂及原料的水抽出物。這部分洗滌水通過一般沉淀，去除泥砂及過濾去除飄浮物后，可循環(huán)使用。循環(huán)洗滌水的補(bǔ)充水可使用蒸發(fā)工段污冷凝水、紙機(jī)白水或生產(chǎn)系統(tǒng)中多余的溫水，不使用新鮮水，以提高水的回用率。采用洗滌水循環(huán)工藝及設(shè)備，可使備料洗滌用水量由5—10m3/t漿降低至0.4—1.lm3/t漿。2.制漿階段：制漿方法主要有化學(xué)法、機(jī)械法以及化學(xué)機(jī)械法制漿3種。3種制漿方法的用水量依次是機(jī)械法<化學(xué)機(jī)械法<化學(xué)法。我國制漿廠基本都使用化學(xué)法硫酸鹽制漿工藝，而國際先進(jìn)的造紙企業(yè)己成功使用化學(xué)熱磨機(jī)械制漿工藝。表2是2種

6、制漿技術(shù)的指標(biāo)比較。由表2可以看出，化學(xué)熱磨機(jī)械制漿的制漿得率是硫酸鹽制漿的2倍，新鮮水用量可減少89%。因此，改革現(xiàn)有的制漿工藝將產(chǎn)生較大的節(jié)水效益。表2兩種制漿技術(shù)比較制漿工藝制漿得率/%新鮮水用量/(m3/t)硫酸鹽制漿45113化學(xué)熱磨機(jī)械制漿90123.洗漿篩選階段：洗滌過程的跑、冒、滴、漏現(xiàn)象往往比較嚴(yán)重，如果加強(qiáng)水質(zhì)和水量的管理工作，則可以基本上不排水；篩選階段會產(chǎn)生大量的廢水，可考慮篩選系統(tǒng)的封閉循環(huán)，以提高水的使用效率，減少新鮮水的用量[9]。4.漂白階段：在制漿造紙工廠，實(shí)行封閉循環(huán)，最大的障礙就是漂

7、白廢水的循環(huán)使用。我國中小紙漿造紙廠的漂白工藝中，由于元素氯的大量使用，導(dǎo)致了排水中存在高濃度的含氯有機(jī)物，如二嗯英等。這些物質(zhì)不但有很強(qiáng)的毒性，而且直接影響了廢水的回用率。而國際先進(jìn)技術(shù)現(xiàn)己發(fā)展了無元素氯漂白和全無氯漂白。由于水中有機(jī)氯含量大大降低，工廠的水封閉循環(huán)就成為可能。5.堿回收車間:第1,2和3效蒸發(fā)器的冷凝水可直接回用，而后幾效蒸發(fā)站的冷凝水須經(jīng)處理后再回用。相對于化學(xué)漿，典型的現(xiàn)代高得率漿生產(chǎn)用水及外排廢水水平如表3所示。表3典型的現(xiàn)代高得率漿生產(chǎn)線用水與外排廢水水平生產(chǎn)工藝TMP和紙漿機(jī)BCTMP生產(chǎn)過

8、程清水消耗量／(m3／t)1710非生產(chǎn)過程清水消耗量／(m3／t)84總清水消耗／(m3／t)2514漿廠廢水／(m3／t)88紙機(jī)廢水／(m3／t)91其他廢水（m3／t)86總廢水最／(m3／t)2514廢水中污染物負(fù)荷有機(jī)物／(kg／t)68125無機(jī)物／(kg／t)8385總?cè)芙庑怨腆w／(kg／t)1512