（环境工程专业论文）非脱墨废纸造纸废水零排放研究.pdf

山东大学硕士学位论文 光度法测定c o d 的方法进行了研究，研究表明：污染物成分相对固定的废纸 造纸废水的可溶性c o d 值与紫外吸光度之间有良好的线性相关性。一定条件 下，可以作为一种快速的c o d 测定方法。 关键词：废纸造纸非脱墨工艺废水零排放清洁生产 白水回用 i i 山东大学硕士学位论文 a b s t r a c t z e r od i s c h a r g ei st h ed e s t i n a t i o no f i n d u s t r yd e v e l o p m e n t ，a n dt h ew a s t e w a t e r o fp a p e r m a k i n gi n d u s t r yi sas o c i a lh i 【g h l i 曲t i nr e c e n ty e a r s ，b e c a u s eo fm a t e r i a l a d j u s t m e n t ，t h ep r o p o r t i o no fr e c y c l e dp a p e r m a k i n gm i l l si np a p e r m a k i n gi n d u s t r y h a sb e e nb i g g e ra n d b i g g e r , a n dm o s to f t h e s em i l l sa r en o n d e i n k i n g n o wp e o p l e h a v et a k e nc a r eo ft h ew a s t e w a t e rt r e a t m e n ti nt h e s em i l l s z e r o d i s c h a r g eo f w a s t e w a t e ra c h i e v e di nn o n d e i n k i n g r e c y c l e dp a p e r m a k i n gm i l l si sf e a s i b l eb e c a u s e o f t h e i rl o w g r a d ep o l l u t i o na n de a s y d i s p o s a l t h i sp a p e r i n v e s t i g a t e st h es t a t u so f w a s t e w a t e r z e r od i s c h a r g ei nn o n _ s e i n k i n g r e c y c l e dp a p e r m a k i n gm i l l s ，a n a l y z e st h ea c t u a l i t yo fd o m e s t i cm i l l s ，a n dg i v e s m e a s u r e so f z e r od i s c h a r g e t h e s em e a s u r e si n c l u d e ： c l e a n e rp r o d u c t i o n ( c p 、i nm i l l s c pi st h e o p t i m a la p p r o a c h t oa c h i e v e w a s t e w a t e rz e r od i s c h a r g e i nc h a p t e r2 ，b a s e do nt h ea n a l y s i so ft h ep r o d u c t i o n a n de n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o na n dt h e p r a c t i c e o fc l e a n e rp r o d u c t i o na u d i t ( c p a ) i nr e c y c l e dp a p e r m a k i n gm i l l s ，t h es t u d ya n a l y z e st h em i l l s p o t e n t i a lo f c p , p r e s e n t e dt o o l sa n dk e y so fc p a ，g e n e r a l i z e sc pt e c h n o l o g i e s ，a n ds h o w s t h eo b s t a c l e si nt h ec o u r s eo fi m p l e m e n t i n gc p aa n dg i v e s s t r a t e g i e s a n d s u g g e s t i o n si nt h ee n d c l o s e dc y c l eo fw h i t ew a t e r t h ew h i t ew a t e r s y s t e m i sm o s tp o s s i b l et o i m p l e m e n t w a s t e w a t e rc l o s e dr e c y c l ea n dz e r od i s c h a r g e i nc h a p t e r3 ，t h es t u d y p u t s f o r w a r dp r i n c i p l e sf o rw h i t ew a t e rc l o s e dc y c l eb yi n v e s t i g a t i n gp i n c h t e c h n o l o g ya n dt h r e es t e p sc i r c u l a rs y s t e ma n dg i v e sm e a s u r e so nt h eb a s i so f t h ep r i n c i p l e s b e s i d e st h e s e ，p r e s e n t sm e t h o d st od e a lw i t ht h en e g a t i v ei m p a c t s o np a p e rm a c h i n eo p e r a t i n ga n dp a p e rq u a l i t yt h a ta sar e s u l to fw h i t ew a t e r c l o s e d c y c l e w a s t e w a t e rt r e a t m e n t i nc h a p t e r4 ，t h es t u d ya d o p t sd i f f e r e n tm e t h o d s ，n a m e l y c o a g u l a t i o n ，c h e m i c a lo x i d a t i o na n dc o a g u l a t i o n ，e l e c t r o c h e m i c a l - o x i d a t i o n , i i i 山东大学硕士学位论文 e l e c t r o c o a g u l a t i o nt od i s p o s ep a p e ra n dp u l pw a s t e w a t e ra n dc o m p a r e st h e i r e f f e c t s e x p e r i m e n t si n d i c a t et h a tt h ee f f e c to f c h e m i c a lo x i d a t i o n - c o a g u l a t i o n m e t h o di sb e s t u n d e ra p p r o p r i a t ec o n d i t i o n s ，c o dc a l ld e c r e a s ef r o m11 0 9 m g lt o1 0 8 m g l t h ec o d r e m o v a lr a t ei sa b o v e9 0 ，w h i c he a s yt op u ti n p r a c t i c e a n de l e c t r o c o a g u l a t i o nm e t h o d a l s oh a sg o o de f f e c t ，b u ti t se l e c t r i c i t y c o n s u m p t i o ni sl a r g ea n d t h ec o s ti sb i g i nt h ee n d ，t h es t u d ya l s os e a r c h e sf o r t h ef e a s i b i l i t yo f u s i n gt h eu vs p e c t r o p h o t o m e t r yt o d e t e r m i n et h ed i s s o l u b l e c o di nr e c y c l e dp a p e rw a s t e w a t e r , a n ds e t su pl i n e a rr e l a t i o nb e t w e e nc o d a n du va b s o r b e n c y i nc e r t a i nc o n d i t i o n s ，i ti saq u i c ka n a l y t i cm e t h o dt o d e t e r m i n ed i s s o l u b l ec o di nr e c y c l e dp a p e rw a s t e w a t e r k e y w o r d s ：r e c y c l e dp a p e r ；n o n d e i n k i n g ：w a s t e w a t e r ；z e r od i s c h a r g e ；c l e a n e r p r o d u c t i o n ：w h i t ew a t e rc l o s u r e i v 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论 文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本 文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：丛丞竺垦 日期：竺生：! 鲨 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允 许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部 或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他 复制手段保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：西壁垫l 导师签名：墨班举l 日期：兰型幽 山东大学硕士学位论文 1 1 课题研究的背景和意义 第一章绪论 1 1 1 我国废纸造纸的发展及污染现状 根据2 0 0 0 年环境统计公报，全国县及县以上造纸及纸制品工业废水排放量 为3 5 3 亿吨占全国工业废水排放总量的1 8 2 ，其中达标排放量1 9 亿吨， 占总排放量5 3 8 ；排放废水中c o d 排放量为2 8 7 7 万吨，约占全国工业总排 放量的4 0 8 t 。造纸工业的水污染已成为造纸行业乃至全社会关注的热点， 并且治理任务相当繁重，其己成为许多造纸企业能否继续生存的最紧迫问题。 越来越严格的水污染排放标准迫使造纸企业通过各种途径减少废水的产生和排 放，一方面改进生产工艺和完善废水处理设施，另一方面积极发展污染相对较 小的废纸制浆造纸。 废纸造纸之所以迅速发展，一方面是因为它能变废为宝，节约大量的植物 纤维原料，另一方面其生产工艺产生污染较少，环境污染压力较之传统制浆造 纸压力小。1 9 9 9 年，我国纸和纸板总消费量为3 6 1 3 万吨，废纸回收量为t 1 2 0 万吨，废纸回收率为3 1 ，不但远远落后于发达国家5 0 以上的水平，而且和 世界平均水平还有1 0 个百分点的差距，可以说我国发展废纸造纸的潜力还是很 大的| 2 1 0 目前，废纸造纸已越来越引起社会各方面的重视，“九五”期间，我国 造纸行业原料结构调整初见成效，废纸浆占纸浆的比例由3 7 2 提高到4 0 9 ， 其中浙江、广东两省原料结构调整力度较大，废纸浆已分别占各省总制浆量的 7 7 $ e i6 5 i ”。 国家经贸委1 9 9 9 年4 月5 日发布的当前工商领域固定资产投资重点中 规定，“改善原料结构，提高木浆和废纸浆的比重”是造纸行业投资的重点之一。 其在2 0 0 1 年6 月5 日发布的造纸工业“十五”规划中又指出，“充分利用 废纸资源是调整造纸原料结构的重点措施”，该规划还提出了“废纸浆比重到 2 0 0 5 年提高到4 5 ”的目标。预计到2 0 1 0 年，我国废纸浆需求量有望达到2 5 6 7 万吨，废纸浆的比重为4 6 。 据有关资料介绍，利用废纸造纸与采用传统植物纤维造纸相比，可节约用 山东大学硕士学位论文 水5 0 ，节约能源6 0 7 0 ：如果利用木材原料，生产i t 纸浆需要4 - 5 m 3 原木， 而1 2 5 t 废纸就可生产1 i 废纸浆，并且不需要蒸煮类化学助剂，减少了化学药 品的用量，从而可减少废水中s s 2 5 、b o d 4 0 ，减少大气污染物排放量6 0 7 0 ，减少固体废弃物7 0 t 3 1 ，并且回收废纸本身就是对废弃物的回收治理。 此外，采用废纸造纸可以大大减少项目投资，降低运行费用，提高经济效益和 产品的市场竞争力。 废纸造纸的快速发展，其废水的排放和治理也必将引起各方面的关注。1 9 9 9 年国家环保总局颁布的造纸工业水污染排放标准( g w p l 3 2 1 9 9 9 ) 规定废 纸造纸废水的排放标准按木浆制浆造纸排限值执行，此规定是当时淘汰小造纸 厂、鼓励废纸造纸的权宜之计。目前，全国小造纸厂基本关闭，废纸造纸占行 业的比重不断攀升，现行的标准限值对废纸造纸企业来说过于宽松，其所排放 的废水，经过简单的处理即可达标排放，这种情况不利于削减造纸行业污染物 排放的总量。因此，目前国家环保总局科技标准司正在组织有关部门修订废纸 造纸废水的排放标准，毫无疑问，新的排放标准将会更加严格。此外山东省于 2 0 0 3 年出台了地方标准造纸工业水污染排放标准( d b 3 7 3 3 6 2 0 0 3 ) ，此标 准为强制性标准，按时间分三个时段分别执行相应的标准( 见表1 ，1 ) 。此标准 比g w p l 3 2 1 9 9 9 更加严格。这一系列标准的出台，必将促使废纸造纸企业采 用各种方法减少清水的用量和废水的排放量，降低废水中污染物的负荷。 1 _ 1 2 实现废水零排放的意义 “零排放”的概念最早出现于1 9 7 0 年代，其指在工业生产中无过程污染物 产生和无污染物排放。随后人们在发电、冶金、造纸、化工、电镀、食品等多 个行业都开展了零排放的实践与探索。直到1 9 9 4 年，零排放才被提升为一种理 论体系，用于指导人类走向可持续发展【“。零排放目标的实现有三个层次：零 排放工厂、零排放区域和零排放社会，目前所进行的零排放研究基本都处于第 一层次。 制浆造纸工业废水零排放及工艺水封闭循环系统的研究由来己久，早在 1 9 6 7 年完全“零排放”的漂白硫酸盐浆厂的概念就已提出。1 9 7 0 年代，第一个 封闭循环的漂白硫酸盐浆厂在著名的g r e a t l a k e sp r o d u c tl t d 实现，但在运行了 数年后，由于种种原因没有持续下去。 目前，制浆造纸工业所谓的“零排放”主要指废水的零排放或水中污染物 山东大学硕士学位论文 的零排放。与传统植物纤维造纸废水相比，废纸造纸废水特别非脱墨废纸造纸 废水污染负荷相对较轻。实现零排放目标更加现实。目前，美国环保局( e p a ) 新公布的联合法案初稿中规定：新建的非脱墨废纸造纸和纸板厂不应将废水排 入美国的任何水体，即必须做到零排放。这项法案的出台，必将对美国乃至全 世界废纸造纸废水零排放技术的发展起到巨大的推动作用。 据国内外的文献报道，废纸造纸废水不仅能够较容易地做到达标排放，而 且如果能够进行深度处理，还可以做到回用于生产，做到废水的封闭循环和零 排放。零排放对造纸企业来说，是十分诱人的前景，其不但能满足环保部门的 要求，而且能够节省废水处理设施的运行费用，节约水资源费。降低吨纸的生 产成本，使企业获得巨大的经济效益、环境效益和社会效益。 1 2 废纸造纸废水零排放研究进展 1 2 1 国外零排放研究进展 国外对废纸制浆造纸厂的废水处理和循环回用比较重视，现在非脱墨废纸 造纸厂的废水已基本做到零排放，脱墨废纸造纸厂正在努力实现零排放【习。例 如：美国的m i e k i n l e y 纸板厂【6 1 ，其以1 0 0 o c c 废纸为原料，年产1 9 万吨挂 面纸板，每吨成品耗水量仅为1 5 m 3 ，主要是补充在生产纸板时蒸发掉的水分， 号称北美第一家实现完全零排放的非脱墨废纸造纸厂：荷兰k n p b t 集团下属 的k a p p az u p i e h 纸厂m 1 ( 位于德国的z u l p i c h ) ，该厂采用废纸生产瓦楞纸和纸 板，生产中每吨产品补充清水仅x m 3 ，完全没有废水排放。 为了估量和了解非脱墨废纸造纸厂废水治理和循环回用的现状，加拿大的 b e a k 咨询公司和美国的大气与水域改进委员会( n c a s i ) 1 9 9 5 年曾对两国2 5 家非脱墨废纸造纸厂进行了详细的调查1 9 l ，其中b e a k 公司调查了1 6 家工厂， n c a s i 实地访问了9 家工厂。调查结果表明，这些工厂基本都实现了废水的循 环回用，其中有1 0 家工厂已达到零排放的要求。 在所调查的工厂中，其具体零排放措施因其产品种类的不同也有所差异， 如在碎浆机用水上，有的工厂( 如生产瓦楞纸的工厂) 直接使用纸机排出的水， 而不增加任何处理设备：有的工厂( 如生产折叠纸板的工厂) 的面层和底层网 笼排出的水直接回用于面层浆或底层浆的碎浆机，中间层网笼排出的水经澄清 后回用于中间层碎浆机：还有的工厂( 如生产非涂布纸板的工厂) 的全部排水 山东大学硕士学位论文 经澄清和生化两级处理后再循环回用。 尽量节约纸机清水用量对实现零排放也至关重要。在所调查的工厂中，真 空压榨机和真空泵密封用水均使用清水，由于真空泵用水量较大，为实现零排 放，其自身排出的水循环回用，但是往往因水温较高( 约可达5 0 6 0 ) ，从 而降低了真空泵效率，增加了能耗。因此零排放的工厂均增加一个小型专用的 空气冷却塔，先将真空泵排出的密封水经冷却塔降温后再循环回用。为避免堵 塞喷水管不少厂的纸或纸板机的网上和毛毯喷淋水仍使用清水，而有的零排 放工厂则使用经微过滤器过滤的白水。 非脱墨废纸造纸厂实现零排放的同时，也带来一些副作用，但这些副作用 通过一定的措施可以得到有效的克服。例如：( 1 ) 流浆箱出口浆液温度较高， 根据封闭程度大致在2 4 6 0 c 之间，浆液温度超过3 8 ( 2 即会产生水雾问题，多 数厂在湿部安装一个大容量抽风机将水雾抽出，个别厂甚至将湿部完全密封以 免水汽逸出。( 2 ) 湿部的设备和管道较易腐蚀，因此控制过程p h 值很重要， 湿部与浆液接触的部分最好使用不锈钢材质，或将过程p h 值控制在8 以上。( 3 ) 在水封闭系统中易滋生微生物和细菌，特别是在使用淀粉作助剂时，因此通常 须使用杀菌剂或尽可能不使用淀粉助剂。 1 2 ，2 国内零排放研究现状 我国的废纸造纸企业绝大多部分采用的是非脱墨工艺。出于企业的长远发 展的考虑以及社会责任感的增强，很多企业都在积极地开展造纸废水回用甚至 是零排放的研究，并且取得了一定的成绩。目前，己有国内废纸造纸企业实现 了废水零排放的报道，如广东中山联合鸿兴纸业公司 1 0 l 和广州莲花山造纸厂 【1 1 】。 广东中山联合鸿兴纸业公司主要以废纸为原料，生产瓦楞原纸、箱板纸， 2 0 0 0 年机制纸产量约为1 9 万吨。该公司曾采用过滤一气浮方法处理废水，但 各项排放指标达不到国家排放标准的要求，亦不能回用。按照国家2 0 0 0 年前企 业废水必须达标排放的要求，他们经反复探讨并结合公司的实际，在技术、经 济可行性分析的基础上，制定了“粉煤灰处理造纸废水及零排放”的技术改造 方案。其利用公司燃煤锅炉所排出的粉煤灰中含有的未燃烧的碳成份去代替活 性碳起吸附作用，并利用粉煤灰中其含有的铁、铝离子，在酸性条件下离解成 为无机混凝剂，将污水中的悬浮物凝聚、吸附、共沉，从而使水质变清，进而 4 山东大学硕士学位论文 循环回用。达到造纸废水零排放的目的。每吨纸所承担的废水处理费用在1 3 1 5 元之间，可以为企业所接受。该公司的粉煤灰处理造纸废水技术，已通过了广 东省科技厅和环保局组织主持的科学技术成果鉴定。 广归i 莲花山造纸厂主要产品有生活用纸( 卫生纸) 与包装用纸两大类。品 种有牛卡纸、高强瓦楞纸、箱板纸、高强纱管纸、灰板纸、卫生纸等，年生产 能力约为8 万吨。生产原料采用国内外废纸，生产原料决定了废水污染物的组 成。该厂废水处理工艺如下：排出废水首先经格栅和筛网过滤，除去大约7 0 的粗纤维、塑料片以及其他大块杂质。在除去杂质的同时，废水在筛网上得到 充分的分散，增加了与空气接触的机会，有利于从空气中摄入氧气，提高废水 溶解氧的含量。过滤后的废水，含有细小的泥沙、纤维和可溶性的胶体等，此 时加入阴离子聚丙烯酰胺和硫酸铝絮凝剂，在反应池初步絮凝沉淀后再到斜管 沉淀池，大的絮凝物沉淀在池底，上清液溢流回生产车间使用。絮凝物累积到 一定的浓度，经排泥车排出，送入污泥泡中，再用泵抽往脱水机脱水压成滤饼， 滤液重新回到斜管沉淀池。经过上述工艺处理后的废水，对于包装纸生产车间 可以满足生产需要，但对于卫生纸生产车间则必须经二次处理才可使用。卫生 纸车间另建有一个贮水池，回用水在进贮水池前投加杀菌剂，并加双氧水作脱 色除臭剂。二次处理后的水质，可满足卫生纸生产需要。经过此废水处理工艺， 该厂造纸废水完全循环使用，实现了零排放，其吨水处理费用约为o 3 5 元，经 济可行。 1 - 2 3 国内外零排放措施比较 比较国内外实现废水零排放企业的情况，可以发现国内外的零排放措旌有 很大的不同。国外企业比较重视废水的在线处理，污染负荷较低的操作单元的 排水直接或经过简单处理后回用于对水质要求不高的操作单元；需要清水的部 分尽量实现闭路循环；很少建设末端处理实施处理废水。国内企业的思路则侧 重于废水先处理、后回用，纸机白水经过超效气浮后回用于制浆和造纸车间， 制浆废水经过多级处理后再回用于生产的各个工段。 仔细分析和综合国内外零排放实现的措施，我们提出了一种实现废水零排 放的新思路：融合国内外的措施，在线的废水处理和闭路循环与末端的废水处 理相结合，并结合国内企业管理滞后、技术水平落后的实际情况，开展清洁生 产审核工作，通过多种途径来实现废纸造纸废水的零排放。 1 3 废纸造纸废水的特性 1 3 1 废水来源及污染物组成 废纸造纸废水的物理化学特性与传统植物纤维造纸废水相比有很大的不 同。并且不同废纸造纸企业因废纸种类、来源、处理工艺以及技术装备情况的 不同，其所排废水特性也有很大差异，即使是同一家企业在不同的生产周期， 其排出废水也差异很大。 废纸造纸中，非脱墨工艺产生的废水的污染负荷较之脱墨工艺要低得多， 非脱墨废纸造纸废水主要有两股：一股为制浆部分的除渣、浓缩、洗浆等过程 中产生的大量洗涤废水；一股为抄纸部分洗涤以及脱水过程中产生的含有纤维、 填料和化学药品的“白水”。其废水中主要污染物包括【2 】：( 1 ) 还原性物质，如 木质素、无机盐等，以c o d 为指标；( 2 ) 可生物降解物质，如半纤维素、树 脂酸、低分子糖、醇、有机酸和腐败性物质等，以b o d 为指标；( 3 ) 悬浮物， 如细小纤维、无机填料等，以s s 为指标。废纸造纸废水s s 含量较高，其主要 为细小纤维和其他杂物，不溶性c o d 含量高，b o d 与c o d 的比值一般在 0 1 5 0 2 5 之间，可生化降解性较差。 1 - 3 2 废水水量及水质 造纸工业水污染排放标准( g w p b 2 - - 1 9 9 9 ) 中规定废纸造纸企业废水 排放量为6 0 m 3 t 纸，这一指标对于老企业比较适合，但对于近几年新建的企业 就过于优惠。据报道，一些迅速发展的中外合资企业吨纸废水仅2 5 m 3 或更低 。 山东省地方标准造纸工业水污染物排放标准( d b 3 7 3 3 6 2 0 0 3 ) 中规定 的非脱墨工艺废纸造纸废水排放标准如表l l 所示。 表1 - 1 ：山东省造纸工业水污染物排放标准值( 非脱墨废纸造纸) 项目 排水量b o d 5c o d c ，s s p h 色 执行时问 o t 产品k g ，t啦k 卧 m g ，lk g tm g l 度 2 0 0 3 5 1 - 2 0 0 6 1 2 3 12 0l5 021 0 01 47 06 - 9 2 0 0 7 1 1 2 0 0 9 1 2 3 11 5o 64 01 51 0 01 0 57 06 - 95 0 2 0 1 0 1 1 后 1 5o 4 53 01 51 0 01 0 57 06 95 0 6 表1 1 在一定程度上反映了山东省乃至全国废纸造纸废水目前的排放情况 山东大学硕士学位论文 及今后一段时间的发展趋势。一般来说，企业规模越大、设备越先进、商品浆 比例越高、管理越完善，吨纸排水量也就越低：在同等条件下，高档纸吨纸排 水量要高于低档纸。此外，废水污染物浓度与吨纸排水量也有密切的关系，吨 纸排水量越大，则废水污染物浓度越低。当废水的回用做得较好时，吨纸排水 量会降低，但污染物浓度会大大提高。 有关文献表明了废纸造纸废水的两股废水的污染负荷：制浆废水 c o d l 0 0 0 2 4 0 0 m g l ，s s l l 0 0 2 6 0 0 m g l ，色度8 0 0 9 0 0 倍：白水c o d 5 0 0 8 0 0 m g l ，s s 4 5 0 9 0 0 m g l ，色度4 0 0 6 0 0 倍。可见其污染负荷相对较低，为 其有效治理及零排放目标的实现奠定了良好的基础。 1 4 课胚研究的方法和内容 通过查询大量的文献，认真分析国内外零排放企业的措施，结合在山东省 汇宝造纸厂和淄博市第二板纸厂的调研及实践情况，总结了目前我国废纸造纸 企业生产及环保的现状，决定本课题的研究从以下三个方面展开。 1 4 1 开展清洁生产审核 ( 1 ) 分析我国废纸造纸行业生产和环保发展现状及发展前景，进行清洁生 产潜力分析； ( 2 ) 进行以废水零排放为主要目的试点企业清洁生产审核工作，验证废纸 造纸行业的清洁生产潜力，并进行本行业的清洁生产方法研究； ( 3 ) 进行废纸造纸行业清洁生产技术信息资料的收集，实用技术和工艺的 应用推广工作；提出我国废纸造纸企业实现零排放的可行的技术路线。 ( 4 ) 总结分析清洁生产审核工作中遇到的困难和障碍，提出相应的对策和 措施。 1 4 2 实施白水封闭回用 ( 1 ) 进行白水封闭回用相关的理论的研究； ( 2 ) 提出实施白水封闭回用的原则和具体技术路线和措施； ( 3 ) 总结白水封闭回用可能带来的影响产品质量及正常生产的各种问题， 并提出具体解决办法。 7 山东大学硕士学位论文 1 4 3 制浆废水处理后回用 ( 1 ) 通过实验，探讨各种方法处理制浆废水的效果，分析制浆废水回用生 产的可能： ( 2 ) 提出可行的制浆废水处理回用技术路线，并对制浆废水处理工艺进行 成本核算，兼顾企业的经济效益。 1 5 本章小结 本章总结了我国造纸行业特别是非脱墨废纸造纸行业的生产及污染现状， 结合国家水污染控制标准展望其开展水污染防治的发展趋势；探讨了国内外废 纸造纸企业开展废水零排放的实践，并对非脱墨废纸造纸废水的特性进行了分 析；最后提出了本课题研究的方法和内容。 山东大学硕士学位论文 第二章废纸造纸企业的清洁生产 2 1 清洁生产简介 清洁生产的观念是在全世界范围内单纯依靠末端治理已不能有效治理工业 污染，工业生产规模日益扩大，从而导致资源枯竭和生态破坏的背景下提出的。 过去的几十年里，人们把控制污染的重点放在末端治理上，实践证明，末端治 理基建投资大、运行费用高、经济负担过于沉重，即使是发达国家都难以承受。 清洁生产与末端治理不同，它要求在生产全过程节能、降耗、减污、增效，从 而在源头上预防和削减污染，同时给企业带来经济效益和环境效益。 清洁生产是一种全新的发展战略，它借助于各种有关理论和技术，在产品 的整个生命周期的各个环节采用“预防”措施，将生产技术、生产过程、经营 管理及产品等方面与物流、能量、信息等要素有机结合起来，并优化运行方式， 从而实现最小的环境影响、最少的资源能源使用、最佳的管理模式以及最优化 的经济增长水平。更重要的是，环境是经济的载体，良好的环境可更好地支撑 经济的发展，并为社会经济活动提供所必须的资源和能源，从而实现经济的可 持续发展。 清洁生产在不同的发展阶段或不同的国家有不同的提法。如“污染预防”、 “废物最小化”、“源削减”、“无废工艺”等，但其基本内涵是一致的，即对生 产过程、产品和服务采用污染预防的战略来减少污染物的产生。联合国环境规 划署( u n e p ) 关于清洁生产的定义如下【1 4 】： 清洁生产是一种新的创造性的思想，该思想将整体预防的环境战略持续应 用于生产过程、产品和服务中，以增加生态效率和减少人类及环境的风险。 一一对生产过程，要求节约原材料和能源，淘汰有毒原料，削减所有废物 的数量和毒- 生； 一一对产品，要求减少从原料提炼到产品最终处置的全生命周期的不利影 响： 一一对服务，要求将环境因素纳入设计和所提供的服务中 零排放代表着工业发展模式转交的方向，是工业发展的最终目标。清洁生 9 山东大学硕士学位论文 产正是实现零排放的最佳途径。1 9 9 7 年4 月，国家环保局关于推行清洁生产 的若干意见中明确提出把轻工业作为开展清洁生产工作的重点行业。中国轻 工业总会则强调要把“加强环境保护，依靠科技进步，实施清洁生产，走可持 续发展道路”作为轻工业结构调整的重要指导思想和必须遵循的原则，并于 1 9 9 7 年8 月发布了造纸、酿造、皮革工业环境保护行业政策、技术政策和污染 防治政策，明确了三个行业污染防治规划，规定了鼓励、限制和禁止企业规模、 工业技术路线及产品的方向，提出了实施清洁生产的技术导向意见，推荐了污 染防治、综合利用的成熟技术。因此我国造纸行业特别是废纸造纸行业的清洁 生产有着广阔的前景。 2 2 清洁生产潜力分析 2 2 1 造纸行业清洁生产示范 我国制浆造纸企业普遍存在着规模小、技术落后、设备陈旧和污染严重等 问题，严重制约了造纸业的良性发展。因此，联合国环境署亚太地区工业环境 管理网、联合国工发组织及中国国家环保局和和轻工总会曾联合在造纸行业进 行了清洁生产示范。 此次清洁生产示范项目于1 9 9 5 年8 月启动，1 9 9 6 年4 月结束，历时9 个 月。共涉及全国1 l 家造纸厂，前后约有1 1 0 人次接受了中外清洁生产专家的培 训，并在6 家试点企业进行了清洁生产审核工作，取得了较好的环境效益和经 济效益 1 5 】。 审核工作完成后，6 家试点企业总投入资金5 9 1 万元，共削减c o d 排放 量3 9 3 5 6 f f a ，节水1 2 7 万妇，节碱8 9 4 w a ，共获经济效益1 4 0 1 9 万元a 。此外， 企业的管理水平和人员素质都得到了不同程度的提高。 此次清洁生产示范项目的成功，说明在我国的造纸行业推行清洁生产大有 前途，并且取得了一些实际经验，例如：在起步阶段，实施无低费清洁生产方 案是主要手段，其不仅能显著地削减污染负荷，而且还能通过提高资源利用率 扩大生产、降低成本。创造经济效益，以便为实施高费清洁生产方案积累资金， 创造良好的管理条件及人力资源。 o 山东大学硕士学位论文 2 2 2 废纸造纸企业的清洁生产潜力 随着废纸回收利用的快速增长，废纸已成为造纸工业的主要原料之一。最 大限度的回收利用废纸是造纸工业实现清洁生产，走可持续发展的主要方向。 但是在废纸再生造纸的过程中，还会有污染物的产生，主要是排放的废水及废 渣。 调查表明，管理水平低下、生产技术和装备水平落后等导致原材料利用率 低、能耗大、排污大的情况同样普遍存在于废纸造纸企业。许多企业包括大企 业，无计量设备或计量设备失灵、不全，用水、排水无定额考核指标，蒸汽管 道、水管道跑冒滴漏等现象严重。据估算，仅通过强化企业管理而毋须投入大 量资金即可削减3 0 4 0 的污染物排放量，同时还能够提高产量，降低成本， 获得明显的经济效益。 沈阳市东陵区的一家造纸厂【i6 1 的清洁生产审核工作为我国废纸造纸企业 的清洁生产开创了先例，该厂通过加强企业管理、采用清洁生产工艺，实现了 污染预防的目标，取得了显著的经济效益和环境效益。每年可节约清水8 7 万吨， 回收纸浆3 0 0 吨，减少废水排放量7 8 万吨，减少c o d 、s s 排放量分别为1 4 3 吨、2 5 5 吨，节电9 万千瓦时，创经济效益3 9 9 万元。该厂清洁生产工作的开 展，说明我国废纸造纸企业开展清洁生产有巨大的潜力。 鉴于我国废纸造纸行业的生产工艺和技术现状以及行业特点，在一段较长 的时间内，要想实现工艺的根本改进和废水处理的重大突破仍然是比较困难的， 以后的发展方向应该着重于减少废水的产生量及废物综合利用的清洁生产措施 e 【1 7 j 。 2 3 清洁生产审核方法 作为一种新的环境战略和思维方式，清洁生产的具体实施要依靠各种清洁 生产工具，这些清洁生产工具包括清洁生产审核、i s 0 1 4 0 0 1 环境管理体系、生 态设计、生命周期评价、环境标志、环境管理会计等。而清洁生产审核是目前 最主要的清洁生产工具，它通过一整套系统而科学的程序，从污染预防的角度 对现有的或计划进行的工业生产活动进行环境问题的诊断。从而发现问题。制 定方案，从污染源头减少或消除废弃物的产生。 山东大学硕士学位论文 2 3 1 清洁生产审核的思路 国家环保总局和有关机构曾编写相关教材1 4 18 伸1 来指导清洁生产审核工 作，但这些教材都偏重于在方法上和工作程序上对企业的清洁生产审核进行指 导，缺乏具体的行业指导。因此在实际工作中，应根据具体行业以及企业情况 作适当的调整。我们在对山东省汇宝造纸厂和淄博市第二板纸厂的清洁生产审 核中，按照上述教材中所提供的方法和程序，并且结合企业的实际情况，不断 摸索与改进，探索出了一条适合废纸造纸企业清洁生产审核的方法，并取得了 较好的效果，这些经验与方法也可以用来指导其它废纸造纸企业的清洁生产审 核工作。 清洁生产审核的总体思路是判明废弃物的产生部位，分析废弃物的产生原 因，并提出方案减少或消除废弃物。我们的清洁生产审核是以废水的零排放为 主要目的，因此工作的核心是降低清水的使用量，减少废水的排放量，为最终 实现零排放目标创造条件。 2 3 2 废水的循环回用改造 在企业的现场调查中，我们发现企业的工艺用水和排水存在很多不符合清 洁生产原则的地方，实施清洁生产的机会很多。为了实现废水零排放的目标， 我们提出了双路废水循环回用系统：一是造纸白水做到完全封闭回用，其中一 部分实现在造纸车间内部直接回用，不能直接回用的，进入多圆盘过滤机，回 收纤维，减降污染负荷后，部分重新回用于造纸系统，部分用于制浆车闻：二 是制浆废水部分回用于本车间，不能回用的进入制浆废水处理设施处理，处理 制浆废水一匝丑一 造纸白 图2 - 1改造前废水处理流程 山东大学硕：学位论文 后的废水做到回用于制浆车间。 根据上述原则，在清洁生产审核的过程中，我们对企业的废水流程进行了 循环回用改造，这也是废纸造纸企业清洁生产审核的重要内容。 改造前，整个企业的废水回用率较低，见图2 1 。在制浆车间，仅部分圆 网浓缩机的排水回用于碎浆机用来打浆，其余各工段产生的废水全部经地沟排 入废水处理站，处理后达标外排。造纸白水经地沟进入浅层气浮池，回收纤维， 大约7 0 的处理后白水进入制浆车间，主要用于洗浆、碎浆，其余白水外排， 白水不能够在造纸车间做到回用。吨纸的排水量大约为5 0 m 3 。 改造后，见图2 2 ，制浆废水经处理后达到能够重新回用于制浆的标准， 稀白水实现在造纸车间内封闭回用，采用多圆盘过滤机白水回收系统替代浅层 气浮池来处理浓自水，处理后的白水一部分重新回用于造纸车间，一部分回用 于制浆车间( 具体见3 3 2 ) 。预计吨纸排水量小于5 m 3 。 废水的循环回用不但减少了废水的排放量，而且减少了清水的使用量，但 具体工作中也存在着投资大、管道安装困难以及对正常生产及产品质量存在潜 在负面影响等等问题亟待解决。 2 3 3 清洁生产审核的要点 企业清洁生产审核是一项系统的工作，在审核的各个阶段要分清主次，突 出工作的要点。对于废纸造纸企业开展清洁生产审核，要突出以下要点： ( 1 ) 确定审核的重点 审核的重点可以通过生产单元的排污状况确定，审核重点可以为某一车间、 某个工段、某个操作单元、也可以是某一种污染物、水、蒸汽或电。在废纸造 纸企业的清洁生产审核中，我们确定制浆和造纸车间为审核重点，因为绝大部 分用水和废水均来自这两个车间。并且这两个车间的用水和废水量较大的操作 单元比较集中，例如：制浆车间的水力碎浆机、圆网浓缩机，造纸车间的网部、 压榨部。要通过审核重点的水平衡，找出清水使用、废水产生的环节，并从原 材料投入、工艺设备、生产技术、过程控制和运行管理等方面寻找原因，为清 洁生产方案的产生提供依据。 ( 2 ) 绘制工艺流程图 工艺流程图以图解的方式整理、标示工艺过程及进入和排出系统的物料、 能源和废物情况，审核人员能够通过它全面地对审核重点进行实测和分析。此 山东大学硕士学位论文 1 4 制 浆 空 间 造 纸 生 间 成品纸 图2 - 2 ：改造后废水循环回用流程 山东大学硕士学位论文 外，工艺流程图能够为清洁生产方案的产生和工艺的改进提供方便。 ( 3 ) 编制水平衡图 水平衡图要针对审核重点编制，水平衡是物料平衡的一部分。在废纸造纸 企业，水资源的耗费和废水处理的费用所占企业的成本很高，完整、准确的水 平衡图对清洁生产审核的成功至关重要。 ( 4 ) 加强原料的管理 实际工作中，我们发现绝大部分企业原料的管理不尽人意。原料收购质量 把关不严、贮存管理不善等问题普遍存在，这些问题都会影响废水的污染负荷， 对废水的回用及处理造成困难。强化原料收购质量管理、加强原料贮存管理是 可行的清洁生产方案。 ( 5 ) 应用清洁生产技术 应用先进的清洁生产技术不但能够为企业减污、降耗、节能、增效，而且 能够提升企业整体的技术水平。清洁生产审核人员应密切关注并合理选用国内 外废纸造纸行业清洁生产先进技术，或者根据企业的实际情况，自主开展技术 创新。 2 4 清洁生产实施的障碍及对策 尽管实施清洁生产能够给企业带来可观的经济效益、环境效益和社会效益， 但目前在国内企业中实施清洁生产，并使之成为企业的自觉行动，还是遇到了 很大的障碍【2 0 1 。克服这些障碍、研究推动实施清洁生产的政策是促进清洁生产 的重要内容。 2 4 ，1 清洁生产障碍分析 2 4 1 1 思想观念障碍 企业的领导和普通职工都只重视经济效益和扩大生产，对清洁生产理解片 面，以为其无非是过去环保管理方法的老调重弹，甚至存在以为设备更新和技 术改造就是清洁生产的错误思想，对实施清洁生产所能获得的全方位的经济、 环境和社会效益缺乏了解。因此企业上下普遍缺乏积极性。 实际工作中我们发现，企业实施清洁生产的主要目的并不是“减污、降耗、 节能、增效”，实现企业的可持续发展，而是把清洁生产审核当作获得低息甚至 无息贷款的一个手段，因此企业是在被动地接受。具体实施过程中就会出现各 is 山东大学硕士学位论文 种问题，例如：审核小组成员投入时间和精力过少、分工不明确、各部门之间 协调困难、清洁生产方案不能够及时实施等。 2 4 1 2 生产技术障碍 企业人员技术力量薄弱，并且缺乏清洁生产的系统知识和正确观念，具体 参与审核工作比较吃力。其次，在清洁生产方案的制定过程中，由于缺乏先进 清洁生产技术信息，一些关键技术问题难以找到合适的解决方法。此外，企业 工艺设备较为陈旧，有的甚至处于报废状态，一些方案涉及到的技术改造无法 成功实施。 企业缺乏必要的能耗、物耗及污染物的各种监测仪器、计量设备和分析手 段，基本数据难以采集。这是目前清洁生产审核中的一大制约因素，严重制约 了物料平衡和水平衡的建立，影响审核重点的选择和清洁生产方案的产生。 2 4 1 - 3 资金物资障碍 目前我国尚没有一种完善的成本核算体系，可将环保成本计入生产成本之 中【2 1 1 。对企业来说，用于以环保为主要目的的投资，仍然是一种额外投资。缺 乏有效的资金来源，缺乏有力的资金支持，这给清洁生产资金的筹措带来很大 困难。 清洁生产审核过程中资金投入不足，一些必要的计量设备不能够及时添置， 影响后续工作的开展。许多高费清洁生产方案在可行性分析之前即遭淘汰，实 施的清洁生产方案多为无费和低费方案，使清洁生产难以深入，因此使清洁生 产审核难以取得最好的效果。 2 4 1 4 政策法规障碍 虽然国家已出台清洁生产促进法指导清洁生产工作，但是目前我国在 产业政策、工业技改政策中，对清洁生产的内容不够明确、具体：在国家的财 政、税收、金融政策中，尚未体现出对实施清洁生产足