造纸对环境的影响PPT课件.ppt

工管 1 班沈琦姮20110402110 造纸对环境的影响 每当新的学年开始 拿到教科书 看着一本本设计精美外封和内容丰富的内页 都显得非常激动 这些都是编辑美工们的智慧结晶啊 在阵阵墨香扑面而来的同时 我们却未曾留意到图书教材是如何制作的呢 2 造纸术是我国古代科学技术的四大发明之一 也是中国人对世界科学文化发展作出的卓越的贡献 造纸工业是一个与生产和生活密切相关的行业 造纸业作为我国重要的基础原材料工业 在国民经济中占据着非常重要的地位 3 南京市内高校众多 像南京大学 工业大学和邮电大学等等都有自办校工厂 操作方法大多一样 在南京市区大约有2000多家采用这样生产工艺的厂家 那么每天就有200000L之多含有以上化工原料的废水不经任何处理就排入下水道 这是多么触目惊心的数字 悄声无息地污染着城市的地下水管道 那么 我们可以想象出其他行业也会像印刷厂一样生产废水直接排放 虽然南京近年持续扩建污水厂 城市污水处理能力达到120万吨 为雨污分流提供了保障 但最终要在交通繁忙 建筑密集的老城区实施这一工程 还有许多不尽人意的地方 4 资料显示 改革开放以来 中国的经济取得了举世瞩目的成就 但在这百业俱兴的时代 造纸业前行的步履却显得格外滞缓 在2005年中国企业500强中 造纸企业仅3家 晨鸣造纸集团排名第141位 金东纸业 母公司为金光集团APP 排名第383位 华泰集团排名第429位 3家造纸企业的平均销售额为69 4亿元 为500强平均水平234 9亿元的29 5 企业入选总数占0 6 销售额占总额不足0 2 而整个中国造纸行业对国民经济的贡献率仅为2 2 有分析认为 掣肘中国造纸业迅速发展的症结 首先是传统造纸工艺对环境造成的严重污染 以其对水质的污染为例 2004年 全国工业废水排放总量为221 1亿吨 其中造纸业废水排放量高达31 8亿吨 占总量的14 4 按废水中最重要的COD来看 全国工业COD总排放量为509 7万吨 其中造纸业占了33 0 一个经济贡献率仅2 2 的 弱势行业 却以14 4 的废水和33 0 的COD排放量污染着中国本来就极为匮乏的水资源 这显然是个得不偿失的 赔本买卖 5 6 事实上 中国传统造纸业对环境的破坏 是一个 历史遗留问题 建国初期 尽管国际上普遍采用木材造纸 但出于节省成本 节约森林资源的考虑 中国造纸业采用麦草作为造纸的主要原料 然而 经过几十年的实践 草浆造纸带来的弊端不断突显 草浆造纸厂的规模很小 制约草浆厂规模的原因有二 一是大部分草类的收割必须集中在某一季节 这就要求草浆厂必须在一个时段内完成全年的原料采购 庞大的堆放场地 原料长期日晒雨淋造成的损失 都令草浆厂非常头疼 二是由于草类纤维原料运输半径比木材小 所以草浆厂只能设在原料产地附近 规模受到原料供应量的限制 南京林业大学李忠正教授告诉记者 草浆厂的规模都不可能很大 其技术装备水平相对于大规模的木浆生产相差了几十年 目前我国最大的草浆生产线只有10万吨 大多是1 3万吨 而草浆厂的污染治理水平与其规模有很大关系 7 8 从2010年开始 我国造纸业经历了结构调整 节能减排和淘汰落后产能的变革 同时还受到商品纸浆 废纸及能源 化工等原材料价格上涨的困扰 受扩大内需 增加投资和产品出口配套等因素的影响 但我国造纸业仍保持了平稳较快的发展 2010年全国纸及纸板生产企业有3700多家 全国纸及纸板生产量9270万吨 较2009年增长7 29 消费量达9173万吨 2011年1 12月 造纸及纸制品业销售收入总额达到 规模以上工业企业销售收入之和 11876 773亿元 同比增长24 28 利润总额达到660 924亿元 同比增长14 47 2012年1 3月 造纸及纸制品业销售收入总额达到2774 236亿元 同比增长15 87 利润总额达到120 393亿元 同比增长3 20 9 造纸工业使用木材 稻草 芦苇 破布等为原料 经高温高压蒸煮而分离出纤维素 制成纸浆 在生产过程中 最后排出原料中的非纤维素部分成为造纸黑液 黑液中含有木质素 纤维素 挥发性有机酸等 有臭味 污染性很强 造纸工业废水是一种水量大 色度高 悬浮物含量大 有机物浓度高 成分复杂的难处理有机废水 制浆造纸废水是指化学法制浆产生的蒸煮废液 又称黑液 红液 洗浆漂白过程中产生的中段水及抄纸工序中产生的白水 它们都对环境有着严重的污染 一般每生产1t硫酸盐浆就有1t有机物和400kg碱类 硫化物溶解于黑液中 生产1t亚硫酸盐浆约有900kg有机物和200kg氧化物 钙 镁等 和硫化物溶于红液中 废液排入江河中不仅严重污染水源 也会造成大量的资源浪费 在自制浆和抄纸两个环节中排出废水呈黑褐色 称为黑水 黑水中含有大量纤维 无机盐和色素 污染物浓度很高 洗涤漂白过程中产生的水为中段水 这种水含有较高浓度的木质素 纤维素和树脂酸盐等较难生物降解的成分 且色较深 抄纸机排出的废水称为白水 它的里面含有大量纤维和在生产过程中添加的填料和胶料 造纸过程中 有机化学品用作添加剂或助剂 并不全保留在纸幅中 流失到废水中的部分对排水水质有一定的影响 导致COD等指标升高 可吸附有机卤化物的来源主要是含氯漂白剂 消毒剂和部分添加剂 如湿强剂等 10 11 造纸废水的来源与其特点造纸废水的成分与危害水中污染物对人体的危害 12 造纸废水一般有三个来源 浆时纤维分离 漂白和抄纸时稀释 压榨 烘干浆料等工艺过程排出含有大量纤维 无机盐和色素等污染物浓度很高的废水 即黑水 洗涤漂白过程中产生大量含高浓度的木质素 纤维素和树脂酸盐等较难生物降解成分的中段水 抄纸机排出的含有大量纤维 填料和胶料废水 即白水 造纸废水的特点 造纸工业废水的特点是废水排放量大 COD高 废水中纤维悬浮物多 而且含二价硫和带色 并有硫醇类恶臭气味 13 造纸废水的成分我国绝大部分造纸厂采用碱法制浆而产生黑液 黑液中所含的污染物占到了造纸工业污染排放总量的90 以上 且具有高浓度和难降解的特性 它的治理一直是一大难题 黑液中的主要成分有3种 即木质素 聚戊糖和总碱 木质素是一类无毒的天然高分子物质 作为化工原料具有广泛的用途 聚戊糖可用作牲畜饲料 制浆造纸废水的成分很复杂 其组分不仅取决于纸浆的方法 也取决于所产品种和原料种类等多种因素 14 造纸废水的危害 在造纸工业污水中 除了含有有害的化学无机物 还含有挥发酚 沉淀固形物 悬浮物 木质素等有机物 这类物质随污水进入水体后 在微生物对它们的分解过程中 需要消耗水体中的溶解氧 使水体含氧减少 从而影响鱼类和其它生物的生长繁殖 当水中的溶解氧耗尽后 水中的有机物即产生厌氧消化 生成甲烷 硫化氢等 使水体出现臭味 危害水生生物的生存造成大量水生生物的死亡 破坏生态平衡等 这样的废水对人体危害极大 其中含有一些重金属元素如铅等 用过的化学药品不会失去药效 仍会对人和环境产生很大的危害 如果造纸厂开在河流附近 纸厂废水就会被排放到但处理后的水对人或环境的影响相比之下小了 对我们来说 谁也不愿意喝被污染了的水 所以在建造纸厂或一些化工厂事都避免建在附近 果树生长发育不良 开花结果少果 实品质差无营养 水源也污染人也受害造成直接经济损失 这样还会造成一系列的问题 15 水是一切生物生存的物质基础 也是人类赖以生存 从事各种经济活动和社会活动的命脉 水中污染物如重金属 有机物和细菌 病毒等都对人类健康危害极大 应用水处理技术进行水处理 使人们饮用到健康 洁净的水意义重大水污染所造成的健康危害普遍存在 特别是水中有害化学物质长期作用于人体所引起的慢性中毒和某些慢性疾病 如恶性肿瘤等 发病率的上升已成为人们日益关注的焦点 据世界卫生组织调查显示 全世界80 的疾病是由饮用被污染的水造成的 50 儿童的死亡是由饮用被污染的水造成的 12亿人因饮用被污染的水而患上多种疾病 每年有2500万儿童 死于饮用被污染的水引发的疾病 每年因水污染引发的霍乱 痢疾和疟疾等传染病的人数超过500万 水是人类生活上不可缺乏之物质 人体组织中水分占人体重量的60 70 其他动物或植物其体内的水分也占5 以上 因此 水质污染直接危害国民健康及生活环境 16 2020 2 7 17 造纸废水的治理技术 基本处理方法污泥处置与综合利用造纸废水治理的最新进展 18 气浮或沉淀法采用气浮或沉淀方法 通过投加混凝剂 可去除绝大部分SS 同时去除大部分非溶解性COD及部分溶解性COD和BOD 其典型的处理工艺流程如下 废水 筛网 集水池 气浮或沉淀 排放气浮法的优点是处理效果稳定 可靠 占地面积小 污泥量少 易于脱水 土建费用低 但是它的设备费用较高 运行电耗略高 沉淀法的处理方法成熟 稳定 电耗较低 但它有占地较大 污泥需经浓缩后脱水等缺点 19 20 物化与生化处理相结合 对于吨纸废水排放量较低 废水含COD较高的大中型废纸造纸企业 期望通过单级气浮或沉淀的物化方法达到国家一级排放标准有较大的难度 因为可溶性COD BOD主要需通过生化方法才能有效去除 一般 采用物化加生化的处理方法 典型工艺流程如下 废水 筛网 调节 沉淀或气浮 A O或接触氧化 二沉池 排放 A O 缺氧 好氧 处理工艺 通过缺氧段的微生物选择作用 只是对有机物进行吸附 吸附在微生物体的有机物则在好氧段被氧化分解 因此A段停留时间短 约在40 60分钟 21 回收浆料在造纸过程中浆料的流失不可避免 做好流入废水中的废浆回收有两个好处 一是回收的浆料可回用于造纸或外售作为低档纸的原料 产生直接经济效益 二是降低废水处理负荷 减少药剂消耗 废浆的回收 一般采用筛网微滤 用60 70目尼龙网或机械格栅 筛网的规格和材质的选用与水质有关 如生产涂布白板纸废水的纤维比较细小 需要选用细筛网 但太细则过水效果差 影响废水处理量 一般机械格栅的栅距在0 15 0 25mm时 截留纤维效果最佳 SS去除率为30 50 COD去除率为20 30 既能满足过水量的需要 又能达到提高回收率的目的 22 污泥脱水 废水经物化 生物方法处理后 其中的悬浮物有90 以上分离出来成为污泥 通常原料废纸有5 左右进入废水 吨纸将产生70 80kg的绝干污泥 折合 气浮污泥 沉淀浓缩污泥 含水率97 污泥量约2 3 2 6t t纸 机械脱水后污泥含水率75 左右 干污泥量约0 3 0 4t t纸 自然干化污泥含水率较高 污泥量 0 7t t纸 污泥脱水采用压滤机脱水 大中型企业以带式压滤机为多 中小型企业以板框压滤机为多 也有一些小企业采用自然干化方法 自然干化容易造成二次污染 南方地区尤甚 最好应避免采用 23 人工湿地处理技术 人工湿地对造纸废水中的有机物具有较强的去除能力 一方面 不溶性有机物通过湿地床中填料床的沉淀 过滤等物理沉积作用很快地被截留下来 并可为部分兼性或厌氧微生物所利用 另一方面 废水中的溶解性有机物 则通过植物根系及填料表面生物膜的吸附 吸收及生物代谢作用而被降解 去除 最终 造纸废水中大部分有机物被异养微生物转化为微生物体及CO2和H2O 其中新生的微生物体通过填料定期更换 最终从湿地系统去除 24 超临界水氧化法 超临界水氧化法处理造纸废水是指在超临界的状态下 水具有通常状态下的水所没有的特异性质 其与氧可以任意比例混合 成为非极性有机物和氧的良好溶剂 这样有机物的氧化反应就可以在富氧的均相中进行 不受相间转移的限制 而使造纸废水中所含的有机物被氧气分解成水 二氧化碳等简单无害的小分子化合物 从而达到净化的目的 25 对减少我国造纸工业环境污染的若干建议1 制浆厂要实现两个转化 即向大中型规模转化 向木浆厂转化 特别是尽量不以麦草为原料 2 造纸工业应有统一的管理机构和管理体制 严格控制新建厂和扩建厂 目前轻工总会 林业部 农业部均管制浆造纸厂 应相互配合 制定统一的法规 3 对于日产化学浆50吨以上的制浆造纸厂 产品及经济效益较好的 政府应予扶植 建立碱回收和无污染漂白系统及 三废 处理系统 做到达标排放 文明生产 26 4 要因地制宜 采用中高浓无氯漂白技术 采用有效的综合利用方法和 三废 处理措施 做到达标排放 暂不能达标排放的 也应限期改造 5 加强科技投入 大力发展能控制和消除污染的新技术和设备 必须大力发展国内造纸工业新设备 特别是中高浓无氯漂白设备 废纸脱墨设备 碱回收设备和化机浆设备等 6 对造纸厂环境工程资金筹集采取有力措施 向造纸厂征收的排污费 应有相当比例用于本厂的环境工程的建设 建立环境工程基金 做到各厂之间相互支持 集中资金 分期整改 在企业利润中 取一定比例设立环境工程建设费 7 健全造纸工业环境工程项目的审查评估制度 环境工程的设计 制造 安装单位均需要经过严格审查 考核 建立资格证书制度 关闭那些没有资格的环境工程承包单位 27 近10年来 我国在造纸工业污染防治方面采取了一系列重大举措 关停了年产5000吨以下的小制浆厂 加大了对建设项目 三同时 和环保法规的实施力度 使吨纸污染负荷大幅度降低 如1998年万元产值的COD排放为0 46吨 2003年降为0 094吨 但是我国造纸工业目前仍然是能耗 水耗大户 总体污染现状仍然严重 据国家环保总局统计 2004年全国41个工业废水排放总量为221 1亿吨 其中造纸业废水排放占总量的14 4 仅次于化工制造业 位居第二 造纸业COD总排放量168 2