造纸对环境的影响

1、1 工管（工管（1）班）班 沈琦姮沈琦姮 20110402110 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？ 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。 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

2、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。 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

3、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

4、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”。 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

5、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13万吨。而草浆厂的污染治理水平与其 规模有很大关系。” 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

6、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%。 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

7、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1 t硫酸盐浆就有1 t有机物和 400 kg碱类、硫化物溶解于黑液中；生产1 t亚硫酸盐浆约有900 kg有机物和 200 kg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

8、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）。 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 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

9、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。 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

10、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。 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

11、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。 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

12、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。 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 气浮或沉淀法 采用气浮或沉淀方法，通过投加混凝剂，可去

13、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。 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

14、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4060 分钟。 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6070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

15、响废水处理量。一般机械格栅的栅距 在0.150.25mm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。 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7080kg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2.32.6t/t纸；机械脱水 后污泥含水率75%左右，干污泥量约0.30.4t/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

16、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。 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。 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

17、 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。 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

18、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。 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

19、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。 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