3 制浆废液的污染治理


　　制浆蒸煮废液，不管是木浆的还是草浆的，是碱法的还是酸法的，均是污染物（COD、BOD、SS）含量极高、色度深、稀释后易起泡沫的主要水污染源，如不充分加以回收或综合利用百任意排放，是环境保护和人们所不能容忍的。


　　碱回收是碱法（包括硫酸盐法）制浆必须配备及实施同步设计、建设、运行的重要部分。实行碱回收是消除碱法蒸煮废液最经济最有效的途径。反之，由于种种原因，碱法浆厂不具备配置碱回收的条件或已设置但无力维持正常运行或收效甚微的，则必须关停其制浆蒸煮系统。对于CTMP、TMP、GW、APMP以及废纸脱墨的高浓白（废）水，须经预处理，如气浮、酸化水解、厌氧发酵产生沼气等，然后再排至厂外废水处理场继续处理。


　　3.1 黑液碱回收


　　3.1.1 大型KP木浆厂


　　大型硫酸盐松木浆厂能对其蒸煮废液进行较好的回收，其提取率大于95％，碱回收率可达90％以上，自给率100％。蒸煮碱回收过程中的副产品或废料，对白泥、松节油、皂化物均配有回收或综合利用设施，如设置转窑将白泥进行回收石灰，皂化物装桶或加工成粗塔罗油外销，既可防止污染物外排，又可获得一定的经济效益。全厂综合废水经厂外处理后，可达标排放。


　　3.1.2 竹、苇、蔗渣浆厂


　　竹浆、苇浆、蔗渣浆黑液的性能介于木浆与禾划浆之间，比较容易进行碱回收，如岳阳纸厂、汉阳纸厂、镇江纸浆厂等有将近30年的生产实践，达到了较好水平。


　　红麻全秆浆的黑液碱回收，在湖南沅江纸厂进行过大型生产试验，浆料好洗，黑液含硅量低，粘度不高，提取、蒸发、燃烧均无困难，与苇浆黑液差别不大。


　　3.1.3 禾草浆厂


　　禾草浆黑液碱回收，包括稻草、高梁秆、龙须草、麦草浆黑液均进行过生产实验。100％的稻草、高梁秆、龙须草浆黑液，由于制浆杂细胞含量多，滤水困难，黑液提取率极低。黑液中细小纤维、含硅量高，粘度极高，无法蒸发到要求的浓度，而且生产过程中极易造成结垢，堵塞蒸发器、加热器的管道以及泵、喷嘴等。


　　麦草浆的正规碱回收始于70年代初，如河南中牟纸厂、浙江民丰纸厂、上海新华纸厂、安徽淮南纸厂等，规模30～50t浆/d。新华及淮南纸厂的麦草浆墨液中还掺有部分（30％）稻草浆黑液，坚持多年正常生产，碱炉平时可不用辅助燃料。


　　但由于诸多原因，尤其是提取率偏低（＜70％）以及管理粗放，浆碱运行不同步，造成碱回收率只有40％～60％。


　　草浆黑液的治理进行了多年多种方法的研究摸索，最后通过比较，还是一致公认实行碱回收是最有效的途径。分析中国的原料状况，在近20年内恐怕还难于实现由“以草为主”向“以木为主”的过渡，因此草浆，尤其是麦草浆碱回收还是我们必须要啃的硬骨头。


　　在几十年的麦草浆碱回收的开发与实践的铺垫下，在治理淮河的压力下，1996年麦草浆碱回收由中国节能投资公司资助的一批75～100t/d工程相继实施，它集中了这项技术进步的成果及新老两代人的经验结晶，使之一投产成功，并基本达到预定的效果。目前麦草浆黑液的提取率80％～85％，碱回收率70％～75％，主要采用以下技术：


　　3.1.3.1 干湿法备料，净化原料，以减少浆中杂细胞和黑液的含硅量，有利于黑液提取及碱回收。洗草水经净化后循坏利用。


　　3.1.3.2 横管连续蒸煮，165℃，10～15min，用碱量12％（NaOH），得率50％，Kappa值小于20，因采用快速蒸煮，冷喷放，浆料滤水性好，便于黑液提取。


　　3.1.3.3 采用鼓式真空洗浆机，四段串联，热水逆流洗浆及提取黑液。设计单位面积洗粗浆1.2～1.3t，提取黑液浓度10％，温度70℃，黑液提取率80％～85％。


　　3.1.3.4 三管两板五效蒸发站，出站黑液浓度40％～42％，与全板式五效蒸发站相比，可节省设备投资30％左右。


　　3.1.3.5 草浆专用碱炉，一、二次供风250℃，有助于提高炉膛温度，利于干燥，可燃烧48％～50％人炉黑液。配置单体三室静电除尘器1台，使排烟粉尘最达标。


　　3.1.3.6 苛化使用质量合格的石灰(CaO＞80%，MgO＜1.5％），并控制苛化度在82％～85％，过量灰在3％～5％，使苛化乳液易澄清，白泥易洗涤，降低残碱。过高的苛化度和过量灰是不可取的。操作中尽可能减少浓白液澄清器的抽泥容积量，并将抽出泥浆先经过滤，将滤液返回该澄清器入口，滤饼经找散搅拌后进入稀白液澄清器，依此降低稀白液的总碱量和稀白液的浓度（可控制在＜12g/L)，并可保证最终外排白泥残碱降到1％以下，便于进行综合利用或堆存填坑。


　　3.2 继续开发新技术提高禾草浆黑液碱回收水平


　　为了进一步提高黑液提取率及碱回收率，以取得更好的碱回收效益和减少制浆废水及其污染物的排放量，中国正在分专题进行攻关，有些是利用已有科研成果，设法尽快转化为生产力。


　　3.2.1 麦草浆蒸煮同步除硅技术已通过鉴定并进行了大型生产试验，目前普及推广不力，应加大宣传与指导。本方法简单易行，投入不多，但收效显著。


　　中国已进行过草浆稀黑液利用烟道气除硅的中试，取得了阶段性成果，中和点pH=10.3并采取沉降及离心机分离硅泥。但此项技术应用到大型生产上还存若干问题，尤其是除硅后的黑液，必须加碱调整残碱后才能进行蒸发。中国的研究部门和院校还进行过石灰法绿液除硅和两段苛化除硅的研究和小试。


　　3.2.2 自主开发麦草浆热处理降粘技术


　　草浆黑液的粘度主要取决于草料中较高的半纤维素即多戌糖的含量，与含硅量也有关系。草浆黑液降粘有多种措施，如提高温度，增加残碱，除硅等。但研究证实：进行热处理，使木素－碳水化合物的复合物（LCC）断链，可有效降低黑液粘度并提高膨润值（VIE），大大有利于墨液蒸发，提高浓度并可延缓蒸发器结垢，对入炉干燥、燃烧也有好处。


　　北京轻工业学院汪苹教授指导的研究生论文专题已经取得成果，下一步应将其转化为一产力，一旦成功，蒸发出站浓度有望达到55％，麦草浆碱炉可采用低臭型，取消圆盘蒸发器，并可提高碱炉的热效率与产汽量，同时可改善目前静电除尘器因烟气含湿量过高而造成的不良状况。


　　3.2.3 挤压扩散组合黑液提取设备及其系统的开发


　　生产实践已证明，草浆黑液的提取单独依靠“过滤－扩散－置换”，很难做到由较小我稀释因子达到较高的黑液提取率（＞85％）。以鼓式真空洗浆机为例，第一段的运行状况非常不理想，包括上浆厚度及均匀性、鼓面喷淋置换洗涤效果以及剥浆干度等，但以后各段情况有所改善。因此大家形成共识：草浆黑液的提取应采取先挤压，如采用双网压榨机一类的设备，然后再采用3～4台真空洗浆机串联，整个系统逆流运行，有望达到较为理想的黑液提取率（85％～88％）。


　　国内的双网挤浆机已用于废水处理污泥脱水、机浆高浓漂白、机浆粗渣再磨浓缩、碱法或白、机浆粗渣再磨浓缩、碱法或亚铵法麦草浆黑液提取等，其中有些是进口设备。适用于麦草浆黑液提取的，单台日产量能达到100～120t粗浆的双网挤浆机有待开发设计，要求进浆浓度3％左右，剥浆浓度15％～20％即可。


　　结构合理的螺旋挤浆机也能作为草浆黑液提取设备。如果能有效防止打滑并使单台日产量达到30t以上则也可以作为预提取设备，但喷放锅的结构与众不同，要求带有螺旋出料装置,出浆浓度8％～10％，然后进入螺旋洗浆机，使干度提高到20％～25％。


　　3.2.4 封闭筛选流程是使黑液提取率达到85％～88％必不可少的条件。


　　封闭筛选是制浆清洁生产技术之一，它不仅可提高提取率2％～3％，并可大幅度降低水耗。此项国产化流程已开发成功，并在山东临清造纸厂应用。封闭筛选的关键设备黄浆压力缝筛已国产化，缝宽0.25mm，能满足生产白度80％ISO漂白麦草浆的筛选要求。最近正在开发黄浆压力除节机，以防止双网挤浆机的网子及辊子损坏。


　　3.2.5 抓紧压力筛型黑液过滤机筛鼓的国产化工作


　　草浆黑液，尤其在采用挤压提取后，过滤十分重要，否则影响蒸发、燃烧的正常运行。压力筛型黑液过滤机已被生产实践证实非常适用于草浆黑液的过滤，但目前尚不能制造开孔为0.2mm的筛鼓，需从国外进口。为了满足国内需求，有关部门应组织此类筛鼓打孔技术的开发工作，实现此种设备的国产化。


　　3.2.6 推广管式降膜蒸发器


　　该技术及设备设计已经开发成功。管式降膜蒸发器与板式降膜蒸发器相比效果相似，但造价便宜，维修容易。


　　笔者推荐的麦草浆洗筛优化流程见右图，中国碱回收三率目标一览表见表3。


　　

表3 中国碱回收三率目标目标一览表

浆种	产量（t/d）	黑液提取率（％）	碱回收率（％）	碱自给率（％0
木浆	≥150	97	93	100
竹浆、苇浆	≥100	90	85	90
蔗渣浆	≥80	88	83
麦草浆	75～100	85	75
	50～70	82	72

麦草浆洗筛优化流程


　　笔者的观点，下一步小于20000t/a的草类纸浆生产线都在关闭之列。中国应在5～10年内有计划地布局200套34000～50000t/a的草浆（麦草、芦苇、蔗渣浆）生产线，年产草浆680～1000万t。与此同时，按先小后大逐步关闭所有中小规模草类制浆生产线，其造纸生产线可予以保留，使用商品浆继续生产。到2020年，中国制浆造纸综合企业的数量应控制在300家内（利用商品浆造纸的企业不包括在内），这样才能获得规模优势，以便利用新技术，提高装备水平，使治污达到一个新高度、新水平，才能摘除我国造纸行业污染大户的帽子，并使造纸业有可能实现可持续发展及提高进入WTO以后的竞争力。

[时间：2001-05-18  作者：俞正千 中国轻工业北  来源：纸和造纸2000-5]