—动态平衡短流程循环零排放技术—

华东七省市造纸学会第二十届造纸技术交流会暨中国造纸学会机械设备专业委员会年会 制浆造纸清沽生产的新观念 一动态平衡短流程循环零排放技术一 南京林业大学制浆造纸机械研究所 吴解生何东阳 常熟市富士莱包装材料厂 胡瑞龙 摘要：研究开发了一种废纸制浆造纸过程生产用水的动态平衡短流程循环零排放技术，其基 本出发点是将废纸制浆造纸过程中的各段废水按水量和水质情况进行统筹安排，不经处理而 使之全部在生产过程中封闭循环回用，并控制添加的清水量，使之等于废纸制浆造纸过程中 的必须耗水量，由此实现了废纸制浆造纸过程中废水的零排放。并探讨了该技术的基本理论。 关键词：废纸制浆造纸、动态平衡、短流程循环、零排放 我国的制浆造纸工业在迅猛发展的同时，面临着水资源与纤维资源短缺、以及制浆造纸 过程排放的废水严重污染环境的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。为了解决传统草类化学制浆废水对环境的严重污染， 国内各制浆造纸企业纷纷采用废纸为纤维原料以代替自制化学浆，导致制浆造纸工业的纤维 原料中废纸原料的比例迅速增长，2005年我国造纸工业的原料中，废纸原料的比例已超过一 半，达到54％，废纸进口总量从2000年的371万吨猛增到2004年的1230万吨，已占全球废纸 贸易总量2500万吨的一半左右，年增长速度达到35％。 我国是—个水资源十分短缺的国家，水资源的人均占有量仅为2100M3，约为世界水资源 人均占有量的1／4，而传统造纸工业又是大量消耗水资源的产业，吨浆和吨纸的平均水耗是 国际先进水平的5倍以上，大量消耗水资源的必然结果就是造纸污水的大量排放，造成严重 的环境污染。据2000年环保统计，县及县以上4119个造纸及纸制品企业废水排放总量为35．3 亿吨，占全国工业总排放量的18．2％，其中达标排放量19亿吨，占造纸总排放量的53．8％， 排放废水中化学耗氧量287．7万吨，约占我国工业化学耗氧量总排放量的40．8％。 大量使用废纸原料缓解了纤维原料紧缺的压力，也减轻了制浆造纸废水对环境的污染。 但在使用废纸为原料的制浆造纸过程中，还是会产生—定量的污水和废渣。在国内使用废纸 原料生产的各个纸种中，包装纸板是产量最大的纸种，年产量已超过2000万吨。生产包装纸 板一般采用杂质含量较多的低档废纸，在生产过程中会分离出各种重杂质如铁钉、泥砂、玻 璃等和各种轻杂质如废塑料、化纤、布条、草绳等。这些固体废渣的处理实际上就是寻找它 们合理的利用途径，废渣中的铁钉等可用磁铁分选出来送去回炉冶炼；碎玻璃可洗净后回收 利用或与泥砂等重杂质一起运出填埋；废塑料可分选洗净后熔融造粒，生产再生塑料粒子， 也可以和化纤、布条、草绳等轻杂质一起送锅炉房燃烧以回收热能。 包装纸板生产过程中排出的废水中含有细小纤维、填料微粒和造纸化学助剂等各种物 质，目前国内外制浆造纸企业一般都是采用絮凝沉淀、气浮、活性污泥曝气及厌氧发酵等物 理、化学和生化等方法对废水进行净化处理，使水质符合制浆造纸用水要求后再送回到制浆 造纸各道工序利用或达标排放，从而减少清水用量、废水排放量和废水中污染物的含量。这 种废水净化处理后再回用的方法通常需要设置庞大的废水净化处理系统和花费大量的日常运 147 华东七省市造纸学会第二十届造纸技术交流会暨中国造纸学会机械设备专业委员会年会 行费用，大大增加了纸厂的设备投资和生产成本，而又不能产生经济效益。因此，大多数废 纸制浆造纸企业对这种废水净化处理后回用的方法都缺乏积极性，为降低生产成本，企业对 制浆造纸废水尽可能不加净化处理而偷偷排放，以至于造成严重环境污染。 南京林业大学制浆造纸机械研究所和常熟市富士莱包装材料厂，在以废纸板为纤维原料 生产包装纸板(瓦楞原纸、箱板纸和纱管纸等)的生产实践中，经过四年多的探索，研究成 功一种动态平衡短流程循环零排放清洁生产新技术，这种废水零排放的新技术只需少量生产 设备的改造投资，就能产生明显的经济效益和社会效益，因此可调动广大制浆造纸企业推广 应用的积极性，从根本上解决废纸制浆造纸过程废水的环境污染。这种清洁生产新技术的原 理是基于废纸制浆造纸过程生产用水的动态平衡理论，根据这个理论，我们可以将废纸制浆 造纸生产过程中的各段废水按水量和水质情况进行统筹安排，不经净化处理而使之全部在生 产过程中进行串联和循环回用，并控制添加的清水量，使之等于制浆造纸过程中必须耗水量 (即纸机干燥部的蒸发量和废纸制浆分离杂质中带出的水量)，就可以简单有效地实现废纸制 浆造纸生产过程中废水的零排放。 我们提出的动态平衡理论是：在废纸生产包装纸板过程各段浓度不同的废水中，绝大多 数物质如细小纤维、填料、助剂等都是纸品生产所必需的，只有极少量油墨、胶粘物等残留 杂质是对纸品生产有害的，在不经处理的废水反复串联、循环回用过程中，废水中所有物质 的浓度在循环回用中累积提高到某—个水平后就会趋于稳定，亦即建立起一种废纸制浆造纸 生产用水中各种物质浓度的动态平衡状态(此时，单位时间内从生产原料中带人的各种物质的 总量与从产品中带出的各种物质的总量相等)，由于废纸制浆时残留的油墨、胶粘物等有害杂 质在生产用水中的浓度一般都很低，因此这种动态平衡的生产状况一般不会影响产品质量， 因而这种废水不经处理的循环回用就可以长期运行下去。 在废水的反复串联、循环回用过程中，整个生产系统回用废水的温度会明显上升，回用 废水温度的提高使上网浆料的温度也相应提高，浆料中水的流动性增加、纤维更加柔软可塑， 出压榨纸页干度明显提高，大大降低湿纸页的干燥负荷，使吨纸蒸汽消耗大大下降，纸Jo'I生 产能力也大幅度增长。但回用废水温度的提高又使废水更易于因厌氧发酵而腐烂变质、发黑 发臭，为了防止纸机抄造系统的回用水质恶化，对产品质量造成影响，应将整个废纸制浆造 纸生产过程按用水点的水质划分成尽可能短的循环环节，同时对生产工艺和设备系统进行必 要的调整改造，尽量消除生产用水容器(如池、槽、罐)的死角，减少各段废水的存量，使 各段废水能快速、充分地循环回用。在夏季高温和较长时间停机的情况下。还可以用空压机 向回用废水中加气充氧鼓泡搅拌，或用加气水泵来泵送回用废水，也可加入少量杀菌剂以控 制厌氧菌的生长繁殖。 以常熟市富士莱包装材料厂的实际生产流程为例来说明废纸生产包装纸板废水动态平 衡短流程循环回用零排放技术： 148 华东七省市造纸学会第二十届造纸技术交流会暨中国造纸学会机械设备专业委员会年会 动态平衡短流程循环零排放技术水平衡图 干燥部二==◆压光机————◆卷纸机回 清水点) 单位：kg才“吨纸 149 华东七省市造纸学会第二十届造纸技术交流会暨中国造纸学会机械设备专业委员会年会 在这一流程中，制浆工段用水主要是水力碎浆机的废纸碎解用水和筛选稀释水，全部使 用斜网浓缩机下的回用白水和造纸工段集水池中的多余网下浓白水；造纸工段上网浆料的调 浓稀释利用纸机的网下浓白水，纸机网部冲网水采用经简单过滤的网下浓白水，仅纸机压榨 部洗毛布才使用少量清水，整个废纸制浆造纸生产过程无废水排放。 总的看来，动态平衡短流程循环零排放这一制浆造纸清洁生产新技术与以往传统制浆造 纸清洁生产技术的主要差别在于： 1、突破了传统制浆造纸清洁生产技术以水来适应系统(即对制浆造纸废水采用各种方法进行 处理，使水质符合制浆造纸用水要求后再送回各道工序利用或达标排放)的习惯思维模式， 提出了以系统来适应水(即对废水不加处理，而是通过对制浆造纸系统进行调整和改造来适 应废水直接分段短流程循环回用)的新观念。 在传统制浆造纸清洁生产以水适应系统的习惯思维模式下，制浆造纸废水是企业的包袱 和负担，为节约处理费用，企业对废水往往不加处理而直接排放；在以系统适应水的制浆造 纸清洁生产新观念下，废水不再是企业的包袱和负担，而成为宝贵的资源，可以为企业带来 可观的经济效益。 理论上，加入纸机抄造系统中的各种生产原料和化学助剂，有相当大的比例会进入到纸 机抄造系统各段所排放出的废水中去，这些原料和化学助剂都是抄造纸品所必需的物质，在 采用传统的废水净化处理后回用方法对这些废水进行处理的过程中，需要加入某些化学药品 (如絮凝剂等)，这些外加的化学药品以及废水净化处理过程中反应产生的物质，一般并不是 抄造纸品所必需的物质，因此它的加入是对整个制浆造纸系统正常运行的一种干扰，由于在 废水净化处理中加入的化学药品往往数量较大，故在处理后长期循环回用的过程中，这些物 质会因积累而达到较高的浓度，以至影响制浆造纸系统的正常运行和纸品的质量。再加上水 处理过程本身又要产生废水和废渣，将原本有用的原料和助剂排放掉。因此，以水适应系统 的传统制浆造纸清洁生产方式不但运行成本高，而且难于实现废水的封闭运行。 动态平衡短流程循环的清洁生产新技术并不对制浆造纸废水进行处理，也不向制浆造纸 系统中加入用于废水净化处理的化学物质，亦即不向整个制浆造纸系统加入任何干扰因素， 因而这种生产用水的循环回用可以长期运行下去而不会对纸品质量造成不利影响。如由于生 产用水浓度上升和温度提高使上网浆料的抄造性能改变或循环回用水的水质恶化，则可通过 对制浆造纸系统进行调整和改造来适应这种影响，使整个制浆造纸系统在不影响纸品质量和 不排放废水的前提下，达到动态平衡的运行状态和循环回用水的水质稳定。 2、打破了使用清水冲洗成形网和毛毯的纸机抄造传统习惯，采用纸机抄造过程中的白水简单 150 华东七省市造纸学会第二十届造纸技术交流会暨中国造纸学会机械设备专业委员会年会 过滤后作为成形网和毛毯的冲洗用水。纸机湿部成形网和毛毯的洁净与否，对纸机正常运行 和纸页质量具有十分重要的影响，不洁净的成形网和脏污的毛毯使纸机无法正常运行并导致 各种纸病，因此，在传统的纸机抄造过程中通常都耗用大量清水对成形网和毛毯进行冲洗、 以保持成形网和毛毯的洁净和良好的滤水性，由于所耗用的清水大大超过纸机所必须耗用的 水量，大量多余的白水就成为废水排出，所以传统纸机的抄造过程中不得不排放出大量废水。 而动态平衡短流程循环零排放技术突破了使用清水冲洗成形网和毛毯的习惯生产方式，采用 纸机抄造过程中的白水简单过滤后作为纸机湿部成形网和毛毯的冲洗用水，大大减少了纸机 耗用的清水量，解决了实现纸机抄造过程中废水零排放的关键技术问题。 3、打破了传统的纸机抄造系统中废水净化处理后回用的大循环模式，提出了废水短流程循环 的新模式。正因为传统纸机抄造系统耗水量大，必须使用大量回用水，要保证这些回用水不 变质，就必须对这些回用水进行各种净化处理，由此导致干扰物质的加入和积累(如阴离子 垃圾问题)，最终影响纸机抄造系统的正常运行和纸品质量，因而不得不排放，不但造成废水 中大量有用原材料的流失，而且对环境造成严重污染。所以废水净化处理后回用的大循环模 式是一种恶性循环模式。 而动态平衡短流程循环零排放技术由于并不对制浆造纸废水进行处理，又由于回用水的 不断循环使其温度明显提高，因此纸机抄造系统中的循环回用水较易变质，所以只有尽量减 少纸机抄造系统中回用水的存留量，使白水加速、充分地短流程循环回用，并在高温季节或 停产期间辅以加气充氧搅拌等措施，才能保证纸机抄造系统中回用水的水质稳定。这种回用 水的短流程循环，不但简化了整个纸机抄造系统，而且提高了纸机抄造系统的运行可靠性和 经济性(使系统运行更正常、电耗汽耗降低、原料利用率和生产能力大幅度提高)，因此，回 用水的短流程循环模式是一种良性循环模式。 4、在纸机抄造系统中实现了以出为入添加清水的零排放控制方式，大大改善了纸机抄造系统 的操作性和稳定性。 传统纸机抄造系统耗水量大，为尽可能降低废水排放量，通常需对大量废水进行处理， 使其质量符合纸机抄造系统的要求后再回用。这种废水净化处理后回用的大循环模式，回用 水流程长，影响因素多，水质不易稳定，纸机抄造系统控制难度较大，产品质量也不易稳定。 动态平衡短流程循环零排放技术采用了以出为人的添加清水控制方式，根据纸机抄造系 统的必需耗水量(即纸机干燥部的蒸发量和废纸制浆分离杂质中带出的水量)，添加等量的清 水，就可以实现废水的零排放。由于整个纸机抄造系统内回用废水的存量少、循环流程短， 因此，只要根据集水池(罐)中废水的液位高低，控制加入系统的清水量，就可以很方便地 】51 华东七省市造纸学会第二十届造纸技术交流会暨中国造纸学会机械设备专业委员会年会 使纸机抄造系统中的回用废水达到动态平衡，从而实现产品质量的稳定。 常熟市富士莱包装材料厂的纱管纸生产线在实施了动态平衡短流程循环零排放技术后， 取得了可观的经济效益。实施零排放技术前后的生产技术经济指标对比数据如下： l、实施零排放技术前后用水指标对比： 吨纸耗水量(m3) 实施零排放技术前 50 实施零排放技术后 1．83 2、实施零排放技术前后原料消耗对比： 吨纸耗废纸原料(t) 实施零排放技术前 1． 35 实施零排放技术后 1．15 3、实施零排放技术前后能耗对比 吨纸电耗(kwh) 吨纸耗煤(kg) 实施零排放技术前 250 350 实施零排放技术后 207 260 4、实施零排放技术前后纸机生产能力对比： 纸机生产能力(t／月) 实施零排放技术前 1300 实施零排放技术后 1800 常熟市富士莱包装材料厂的生产实践 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明，实施制浆造纸过程的动态平衡短流程循环 零排放技术不但能消除污染环境，还能提高生产能力和资源利用率，为生产企业带来相当可 观的经济效益。具体统计如下： 1、 节水效益 常熟市富士莱包装材料厂2003年的吨纸用水量约为50m3，实现零排放后，用水量下降 到1．83m3／t纸，每生产一吨纸，可节约生产用水48．17m3。按水资源费0．1元／m3计，则 每生产一吨纸，可节约生产用水的水资源费成本约4．82元，按常熟市富士莱包装材料厂的年 产量2万吨计算，可每年节约生产用水约96万m3，节约生产用水的水资源费成本约9．6万 元。 2、 回收纤维和原材料效益 152 华东七省市造纸学会第二十届造纸技术交流会暨中国造纸学会机械设备专业委员会年会 由于实现了动态平衡短流程循环零排放技术，减少了生产过程中细小纤维的流失，提高 了纤维原料的利用率。常熟市富士莱包装材料厂2003年的吨纸原料废纸板消耗量约为1．30 吨，实施本项目后吨纸原料废纸板消耗量下降到1．15吨以下，若按每吨原料废纸板的价格为 950元；吨纸原料废纸板消耗量下降0．2吨计算，则每生产一吨纸，可节约原料废纸板收购 费142元，每年在原料废纸板收购上可节约支出：142×2=284(万元)o 3、 节能效益 由于实施动态平衡短流程循环零排放技术后，整个纸机抄造系统的水温提高，改善了 浆料的滤水性，提高了出压榨湿纸板的干度和温度；因而降低了吨纸干燥用蒸气消耗量，使 纸机生产能力提高了约30吨／天；吨纸煤耗降低了30公斤；同时由于基本上不需进行废水净 化处理和大幅度降低了吨纸水耗，又使吨纸电耗降低了43度。若按每度电0．6元和每吨煤的 价格为560元计算，则每年在能源支出上可节约：(0．6×43+560X0．03)X2=85．6(万元)o 4、 取消废水处理支出的效益 常熟市富士莱包装材料厂实施动态平衡短流程循环零排放技术后，节省了每月10万元的 废水处理化学药品购买费和每年上缴环保部门的排污费约18万元，则每年在取消废水处理支 出上可节约： 10X12+18=138(万元)o 5、 提高产能效益 常熟市富士莱包装材料厂2003年的生产能力为1300吨／月，实施动态平衡短流程循环 零排放技术后生产能力提高到1800吨／月，同样的生产设备、能源消耗和管理费用，为企业 创造了更高的经济效益。按每吨纸税后利润150元计，每年在提高产能上可增加效益： 150X(1800—1300)×12=90(万元)。 另外，实施动态平衡短流程循环零排放技术后，节省了每月lo万元的废水处理化学药 品购买费和每年上缴环保部门的排污费，无需设置庞大的水处理设施，为企业节省了大量基 建投资和宝贵的土地。 常熟市富士莱包装材料厂的生产实践表明：实施动态平衡短流程循环回用零排放技术 后，每年在提高纸机产量、节水、节能、节约原材料及污水处理费用等方面的直接经济效益 超过600万元；另外，实施零排放技术后，还改善了产品的质量。由于提高了细小纤维在纸 板中的留着率，纸板的密实度增加，这就提高了纸板的紧度和耐破度，同时也改善了纸板的 表面平滑度；由于白水的加速封闭循环回用，白水浓度较原生产工艺提高，增加了湿纸板成 形时细小纤维的横向排列，提高了纸板的横向环压强度和横向耐折度。这些产品质量的提高 153 华东七省市造纸学会第二十届造纸技术交流会暨中国造纸学会机械设备专业委员会年会 促进了产品的销售，给企业带来了巨大的间接经济效益。 目前动态平衡短流程循环回用零排放技术还只是在以废纸为纤维原料生产包装纸板的 制浆造纸厂实施，而对于其他纸种的制浆造纸过程，根据这一动态平衡短流程循环回用的原 理和各企业的具体生产情况，在对生产工艺条件和设备系统进行必要的调整和改造后，也可 以在不对废水进行处理的前提下做到生产污水的零排放，至少也可以大幅度减少吨纸耗水量 和废水的排放量；提高纤维原料、填料及造纸助剂的利用率；降低废水净化处理费用和产品 的生产成本，大大减少生产过程对周围环境的污染。 随着我国水资源的日益紧缺和用水成本的不断增加，随着对制浆造纸行业的环保和排污 收费 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的日益提高，随着市场竞争的日趋激烈和能源价格的不断高涨，制浆造纸企业只有 大幅度减少制浆造纸的生产用水量，最终实现生产过程废水的零排放，以降低原材料消耗和 能源消耗，降低产品的生产成本，提高企业经济效益，才能在良好的市场环境中生存和发展。 经多家造纸企业长期的实际生产运行证明：废纸生产包装纸板生产用水动态平衡短流程循环 零排放技术是完全可行的，而且具有明显的经济效益。对于众多以废纸为纤维原料的制浆造 纸企业来说，实施生产废水动态平衡短流程循环零排放技术，只需一次性投入少量的生产线 设备改造费用，就能产生十分可观的经济效益。这一清洁生产新观念如能为广大制浆造纸企 业所接受，则就有望从根本上解决废纸制浆造纸过程废水的环境污染问题，从而从整体上改 变制浆造纸工业水资源消耗大户和环境污染大户的行业形象。 、 154 制浆造纸清洁生产的新观念—动态平衡短流程循环零排放技 术— 作者： 吴解生， 何东阳， 胡瑞龙 作者单位： 吴解生,何东阳(南京林业大学制浆造纸机械研究所)， 胡瑞龙(常熟市富士莱包装材料厂) 相似文献(1条) 1.会议论文 吴解生.李忠正.何东阳 制浆造纸清洁生产的新观念——动态平衡短流程循环零排放技术 2006 研究开发了一种废纸制浆造纸生产用水的动态平衡短流程循环零排放技术,其基本出发点是将废纸制浆造纸过程的各段废水按水量和水质情况进行统 筹安排,不经处理而使之全部在生产过程中封闭循环回用,并通过对制浆造纸系统进行调整和改造来适应这种废水不经处理的封闭循环回用,再控制添加的 清水量,使之等于废纸制浆造纸过程中的必须耗水量,由此实现了废纸制浆造纸过程中废水的零排放.并探讨了该技术的基本理论. 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Conference_6317925.aspx 授权使用：山东轻工业学院(sdqgyxy)，授权号：1c372ef9-0bac-4f03-886e-9e420155a196 下载时间：2010年12月4日