造纸行业非木材制浆工艺污染防治可行技术指南试行

1附件2环境保护技术文件造纸行业非木材制浆工艺污染防治可行技术指南(试行)GuidelineonAvailableTechnologiesofPollutionPreventionandControlforNon-WoodPulpingProcessofPulpandPaperIndustry（onTrial）环境保护部发布2前言为贯彻执行《中华人民共和国环境保护法》，防治环境污染，完善环保技术工作体系，特制定本指南。本指南以当前技术发展和应用状况为依据，可作为非木材制浆污染防治工作的参考技术资料。本指南由环境保护部科技标准司提出并组织制定。本指南起草单位：山东省环境保护科学研究设计院、中国制浆造纸研究院、山东轻工业学院、山东泉林纸业有限公司、中国环境科学研究院。本指南由环境保护部解释。31总则1.1适用范围本指南适用于以麦草、芦苇、蔗渣等非木材为主要原料，采用化学法工艺制浆的企业，采用其他工艺制浆的企业可参照采用。1.2术语和定义1.2.1非木材制浆企业指以麦草、芦苇、蔗渣等非木材为主要原料进行制浆生产的企业。1.2.2化学法工艺制浆是指采用化学方法，尽可能多的去除植物纤维原料中使纤维粘合在一起的胞间层木素，使纤维细胞分离或易于分离，而成为纸浆的过程。2生产工艺及污染物排放2.1生产工艺及产污环节以麦草、芦苇、蔗渣等非木材为主要原料的制浆工艺主要采用化学法，化学法制浆工艺主要包括烧碱法制浆、硫酸盐法制浆及亚硫酸盐法制浆。非木材化学法制浆工艺流程基本相同，通常为：非木材原料经过备料后，进入蒸煮设备进行蒸煮，非木材原料在高温蒸煮药液的作用下分离溶出木素，所得纸浆通过洗涤筛选工段净化后，获得质量较好的本色浆，如需得到白度较高的纸浆，还需进行漂白处理。非木材制浆工艺生产流程及产污环节见图1。4SSG（干湿法、湿法备料）G（干法备料）WW图1非木材制浆生产工艺流程及产污环节2.2污染物排放2.2.1水污染非木材制浆工艺水污染排放主要来源于：备料工段产生的备料废水（干湿法、湿法）、洗涤工段提取的蒸煮废液、洗选漂后的废水以及污冷凝水等。5备料废水的主要污染物为有机污染物、固体悬浮物等。蒸煮废液是非木材制浆工艺的主要污染源，产生的污染物量约为制浆全过程污染物总量的90%以上。蒸煮废液中污染物的大部分经过洗涤工段被提取出来，其中碱法制浆洗涤提取的制浆废液称为黑液，主要污染物为高浓度有机污染物、固体悬浮物等。洗选漂后的废水通常也称为中段废水，主要污染物为有机污染物、固体悬浮物等，含氯漂白工艺还会产生一定量的含二噁英在内的可吸附有机卤化物（AOX）。污冷凝水主要来自制浆废液的蒸发系统、蒸煮废气热回收系统以及碱回收系统等。其中，碱回收系统的二次蒸汽污冷凝水中含有甲醇、硫化物，有时还含有少量黑液。蒸煮系统及热回收系统产生的污冷凝水的成分与蒸煮工艺有关。烧碱法蒸煮过程中产生的污冷凝水，主要含有萜烯化合物、甲醇、乙醇、丙酮、丁酮及糠醛等污染物；硫酸盐法制浆过程中产生的污冷凝水除含上述成分外，还含有硫化氢及有机硫化物。亚硫酸盐法制浆废液蒸发产生的污冷凝水，主要成分是乙酸、甲醇和糠醛等。2.2.2固体废物污染非木材制浆工艺固体废物主要来源于备料工段产生的废渣、尘土，筛选工段产生的废浆渣以及碱回收工段产生的绿泥和白泥等。2.2.3大气污染非木材制浆工艺大气污染主要来源于蒸煮工段产生的蒸煮废气及碱回收炉（或废液燃烧炉）产生的废气等。其中，烧碱法和亚硫酸盐法蒸煮工段（间歇式蒸煮）产生的废气，主要污染物是高温废气，铵盐基亚硫酸盐法非木材制浆蒸煮工段有恶臭气体排放。硫酸盐法蒸煮工段排放的主要大气污染物是臭气，主要成分为硫化氢(H2S)、甲硫醇(CH3SH)、甲硫醚(CH3SCH3)、二甲二硫醚(CH3SSCH3)等。烧碱法制浆工艺碱回收炉中产生少量的二氧化硫和粉尘，通常不做处理；硫酸盐法制浆工艺碱回收炉中产生的废气主要以二氧化硫为主。亚硫酸盐法制浆工艺废液燃烧炉产生的废气也主要是以二氧化硫为主。2.2.4噪声污染非木材制浆产生的噪声分为机械噪声和空气动力性噪声，主要噪声源包括切草机、疏解磨、压力筛、空压机以及各类浆泵、水泵、污泥泵等。6表1非木材制浆工艺主要污染物及来源工序水污染物固体废物大气污染物噪声蒸煮黑液/废液备料废水中段废水污冷凝水废渣及尘土污泥白泥TRS臭气二氧化硫废气高温废气粉尘备料工段●（干湿法、湿法）●●（干法）●蒸煮工段●●（硫酸盐法）●（间歇蒸煮）●洗涤工段●●●（硫酸盐法）●筛选工段●●●漂白工段●●（硫酸盐法）●黑液碱回收工段（烧碱法、硫酸盐法）蒸发工段●●（硫酸盐法）●燃烧工段●●●苛化工段●●制浆废液处理工段(亚硫酸盐法)蒸发工段●●燃烧工段●●●废水处理工段●●73非木材制浆工艺污染防治技术3.1工艺过程污染预防技术3.1.1备料技术3.1.1.1干湿法备料技术干湿法备料技术是指将麦草原料经切草机切断，除尘机除尘后，再经碎解、洗涤处理，合格的草片经脱水后，通过螺旋喂料器送去蒸煮工段蒸煮。该技术可较好地解决干法备料存在的飞尘问题，改善工作环境；除杂率高，净化效果好，减少蒸煮用碱量和漂白药品用量；所得纸浆得率高，强度好，滤水性好；有利于后续黑液的提取和碱回收。该技术适用于以麦草、芦苇等为原料，后续工段采用连续式蒸煮工艺的制浆企业。3.1.1.2湿法堆存备料技术湿法堆存备料技术是指蔗渣等原料经过除髓机除髓后，送到原料堆场进行湿法堆存（喷淋），合格原料经脱水后，送入蒸煮工段进行蒸煮。该技术操作管理方便、损耗少、成本低、保存期长、可有效防止自燃事故；但会产生一定量的废水。该技术适用于以蔗渣为原料的制浆企业。3.1.1.3干法备料技术干法备料技术是指将原料场的麦草等原料直接通过刀辊式切草机进行切割，得到适合于蒸煮的麦草长度，再除去麦草中的尘土、麦穗、麦节等杂质后，送蒸煮工段进行蒸煮。该技术流程简单、操作及运行费用较低，不产生备料废水；但切草机和除尘机密闭性较差，备料车间产生较多粉尘，影响人体健康。该技术适用于采用间歇式蒸煮工艺的制浆企业。3.1.2蒸煮技术3.1.2.1间歇式蒸煮技术间歇式蒸煮技术是指一次性进料，蒸煮结束后一次性出料，然后再进料的蒸煮过程，整个过程为间歇操作，通常选用蒸球作为蒸煮设备。平均每吨风干浆消耗蒸汽约3m3，蒸煮过程化学品消耗与蒸煮工艺和原料有关，制浆过程还会产生部分高温蒸煮废气。该技术所用的蒸球设备结构简单，操作灵活，节电，投资较小；但蒸球装锅量小，蒸煮不均匀，产浆量低。也有部分企业采用立锅来进行蒸煮，立锅装锅量大，操作复杂，投资大，且容易糊网，蒸煮不均匀。该技术适用于年产5万吨以下的非木材制浆企业。3.1.2.2连续式蒸煮技术连续式蒸煮技术是连续进料和连续出浆的蒸煮过程，多采用横管式连续蒸煮器。平均每吨浆消耗蒸汽约2.3m3。蒸煮过程化学品消耗与蒸煮工艺及原料有关。该技术生产工艺参数稳定，产量高，成浆质量均一，自动化程度高，运行费用较低。8该技术适用于年产5万吨以上的非木材制浆企业，要求备料工段使用干湿法备料技术。3.1.3洗涤技术3.1.3.1多段逆流真空洗浆技术多段逆流真空洗浆技术是通过多台真空洗浆机串联洗浆的一种方式。该技术除最后一台设备加入新鲜水进行洗涤外，其余各洗浆机均使用前段洗涤后的废液作为洗涤水。黑液提取率通常大于80%，剩余部分残留在纸浆中进入后续工段。该技术可大大减少新鲜水的使用，使用时应结合后续漂白工艺进行设备配置和组合，适用于所有非木材制浆企业。3.1.3.2挤浆+多段逆流真空洗浆技术挤浆+多段逆流真空洗浆技术是指在多段串联的逆流真空洗浆机之前增加挤浆工序。该技术可有效提高黑液浓度，并在一定程度上提高黑液的提取率。该技术中的挤浆工段应视具体工艺条件而设置，适用于所有非木材制浆企业。3.1.4筛选技术3.1.4.1封闭筛选技术封闭筛选技术是指通常在三段或四段真空洗浆机后增加两段压力筛，对浆料进行封闭式筛选，最后一段真空洗浆机既是黑液提取的洗涤设备，又是筛选的过滤浓缩设备。该技术工艺流程简单，占地面积小，筛选效率高，成浆质量好，且无废水排放。该技术适用于所有非木材制浆企业。3.1.5漂白技术3.1.5.1无单质氯漂白技术（ECF）无单质氯漂白技术是指采用二氧化氯作为主要漂白剂的漂白工艺。该技术可大大减少废水中可吸附有机卤化物（包括二噁英）的产生，并可减少废水的排放。漂白后纸浆的白度高，返黄少，浆的强度好；但二氧化氯须就地制备，生产成本较高，对设备的耐腐蚀性要求高。3.1.5.2全无氯漂白技术（TCF）全无氯漂白技术是指不使用任何含氯漂剂，用双氧水、臭氧及过氧醋酸等含氧化学药品进行漂白的技术。该技术不产生可吸附有机卤化物，并可杜绝漂白段二噁英的产生，同时可减少废水的排放。全无氯漂白技术成本更高，生产的纸浆白度相对较低。该技术适用于低卡伯值纸浆的漂白，通常要求配套氧脱木素工艺。3.1.5.3本色制浆本色制浆是指不进行漂白处理的制浆方式。该技术可从根本上避免因漂白导致的可吸附有机卤化物（包括二噁英）的产生，同时减少废水的产生。9该技术适用于生产本色纸浆的制浆企业。3.1.5.4低白度漂白技术低白度漂白技术是指通过减少漂白剂的用量，得到白度较低纸浆的技术。采用低白度漂白技术可减少可吸附有机卤化物（包括二噁英）的产生，并可减少新鲜水的使用。3.1.6黑液碱回收技术（碱法）黑液碱回收技术是采用燃烧法将制浆车间洗浆工段送来的浓黑液经多效蒸发浓缩，使黑液浓度提高到40%以上，再经圆盘蒸发器进一步浓缩后（黑液浓度到45%以上），送入燃烧炉进行燃烧，回收烧碱和热能，然后进行苛化分离，苛化度达到85%，最后将清洁的烧碱回收至蒸煮工段循环使用。由于非木材原料中含硅较木材原料高，对碱回收的顺利运行具有一定制约，因此，一般要在黑液中加入一定比例的Ca（OH）2，可起到较好的除硅效果。该技术可以有效处理制浆过程中产生的绝大部分污染物，降低了中段水的污染负荷，并且回收了热量，碱回收率大于75%。该技术适用于年产3.4万吨以上的非木材碱法制浆企业。3.1.7制浆废液处理技术（亚硫酸盐法）3.1.7.1废液燃烧回收技术该技术的工艺流程与黑液碱回收过程相似，包括废液蒸发工段、燃烧工段、回收热能和再生蒸煮液等。镁盐基废液回收较容易，通常可回收75%～88%的氧化镁和65%～70%的二氧化硫，燃烧产生的废气回收后对外界影响很小。该技术适用于镁盐基亚硫酸盐法非木材制浆企业。3.1.7.2木素产品的制备技术制浆废液先通过发酵蒸馏分离后，进入蒸发工段进行浓缩，得到纯度较高的木素磺酸盐。根据不同用途，对木素磺酸盐进行改性，所得产品可以用作减水剂、化学灌浆材料、石油开采助剂等。该技术基本不产生二次污染，运行工艺参数与具体的木素产品有关。该技术适用于铵盐基亚硫酸盐法非木材制浆企业。3.1.7.3复合肥的制备技术制浆废液先经过蒸发工段进行浓缩后，经喷浆造粒、冷却、筛分，生产合格颗粒肥料送去包装。提取后的废液浓度约13%，经蒸发后浓度约45%。喷粒干燥机热风炉产生的烟温约550～660℃。喷浆造粒干燥机和冷却机会排出一定的粉尘，需配除尘器回收后，重新进行配料造粒。该技术适用于铵盐基亚硫酸盐法制浆废液，并受作物生长季节的影响。3.2废水污染治理技术3.2.1一级处理技术3.2.1.1过滤技术过滤技术是采用一定网目的过滤设施将废水中的细小纤维等SS分离出来，实现废水的初级净化。10该技术通常采用的设施为斜筛。该技术适用于SS浓度较高废水的一级处理，操作简单，投资运行成本低。3.2.1.2重力沉降技术重力沉降技术是借助重力作用，使密度比水大的悬浮物质从废水中沉降下来，从而实现与水分离。该技术常用的设备为沉淀池。该技术成本低，但占地面积较大，适用于废水中悬浮物含量较高的废水的一级处理。3.2.1.3气浮技术气浮技术是利用空气在一定的压力下溶解于水中产生高度分散的微小气泡来吸附水中的细小悬浮物，使其随气泡一起上浮到水面而加以分离的一种处理方法。该技术成本低，但占地面积较小，目前在一级处理应用比较广泛的是超效浅层气浮。3.2.1.