制浆造纸工业清洁生产.docx

1、制浆造纸工业清洁生产制浆造纸行业清洁生产评价指标体系（试行）（编制说明）中国环境科学研究院中国轻工业清洁生产中心二一三年一月目 录1 前言 12 制浆造纸行业概况 22.1 纸浆生产和消耗情况 22.2 纸及纸板生产及消费情况 22.3 企业情况 32.4 主要生产经济指标完成情况 32.5 生产工艺概述 32.6 生产过程污染情况 52.7 主要技术经济指标 123 指标体系的指导思想及依据 143.1 指导思想 143.2 主要依据 144 标准制定的主要工作步骤 164.1 资料查阅 164.2 对国内主要制浆造纸工业企业进行调研 165 国内外标准研究 185.1 主要国内相关行业标准

2、 185.2 国外相关行业标准 195.3 能耗、水耗指标对比分析 205 评价指标体系的建立 255.1 指标体系适用范围的确定 255.2 指标选取原则 255.3 指标体系主要内容 266 清洁生产企业的评定 301 前言制浆造纸工业是一个与国民经济发展和社会文明建设息息相关的重要产业。在现代经济中所发挥的作用已越来越多地引起世人瞩目，被国际上公认为“永不衰竭”的工业。在美国、加拿大、日本、芬兰、瑞典等经济发达国家，制浆造纸工业已成为其国民经济十大支柱制造业之一。制浆造纸工业关联到林业、农业、机械制造、化工、热电、交通运输、环保等产业，对上下游产业的经济有一定拉动作用。当今，世界各国已将

3、制浆造纸的生产和消费水平，作为衡量一个国家现代化水平和文明程度的重要标志之一。2002年6月29日第九届全国人民代表大会常务委员会第二十八次会议通过了中华人民共和国清洁生产促进法，并于2003年1月1日起施行。法律的制定和颁布，为我国今后清洁生产工作的开展指明了方向，提出了要求。为贯彻落实清洁生产促进法，进一步深化清洁生产工作，进行加快推行清洁生产工作的基础研究是非常必要的。建立制浆造纸行业清洁生产评价指标体系，对清洁生产活动进行有效规范以及评价其效果变得越来越重要。此外，清洁生产审核、示范技术和管理措施的推广也迫切需要一个合理的指标体系。因此，开展这方面的研究是推动制浆造纸企业清洁生产工作向

4、纵深发展和客观、科学考查企业清洁生产程度的一项十分重要的基础工作。为此，制浆造纸行业清洁生产评价指标体系（试行）首次于2006年12月发布，并要求每35年修订一次。此次修订在2006年版本的基础上，结合我国制浆造纸工业最新的行业发展、资源能源消耗、污染物产生以及企业环境管理等状况，加以补充调整。为加快制浆造纸行业清洁生产评价指标体系整合进行，经相关部门研究商定，决定将制浆造纸行业作为行业清洁生产评价指标体系首批整合的试点行业之一，由中国环境科学研究院清洁生产与循环经济研究中心作为技术支撑单位，组织协调中国轻工业清洁生产中心负责整合修订工作。2 制浆造纸行业概况2.1 纸浆生产和消耗情况2010

5、年全国纸浆消耗总量8461万吨，较上年增长6.03%。其中木浆1859万吨，较上年提高2.82%，所占比例为22%，与上年持平；非木浆1297万吨，较上年提高10.38%，所占比例为15%，与上年持平；废纸浆5305万吨，较上年增长6.16%，所占比例为63%，与上年持平。木浆中，进口木浆比例降低2%；废纸浆中，进口废纸浆比例降低1%，国产废纸浆比例提高1%；非木浆中，稻麦草浆比例比上年降低3%，竹浆比例提高1%，苇（荻）浆比例与上年持平，蔗渣浆比例比上年提高1%。2010年，全国纸浆产量7318万吨，进口纸浆1137万吨，进口废纸2435万吨。总体来说，国内造纸原料结构基本保持稳定。其中，废

6、纸浆在我国造纸原料中占据主导地位，木浆的地位在逐步提升，原料结构有所改善。表1 2010年纸浆消耗情况品种2009年占比例 %2010年占比例%木浆180822185922废纸浆499763530563非木浆1175151297152.2 纸及纸板生产及消费情况2010年全国纸及纸板生产量9270万吨，较上年增长7.29%；消费量9173万吨，较上年增长7.05%，人均消费量为68kg。主要产品的生产和消费情况如下表：表2 2010年中国造纸工业主要产品生产及消费情况品种生产量消费量2009年/万t2010年/万t同比/%2009年/万t2010年/万t同比/%总量864092707.2985

7、6991737.05新闻纸480430-10.42461423-8.24未涂布印刷书写纸151016207.28149715906.21涂布印刷纸5906408.4746354918.57其中：铜板纸50055511.0039948020.30生活用纸5806206.905295677.18包装用纸5756004.355876124.26白纸板115012508.70116012548.10其中：涂布白纸板110012009.09111012048.47箱纸板173018808.67180919467.57瓦楞原纸171518709.04175818897.45特种纸及纸板15018020.0

8、014416413.89其他16018012.5016117911.182.3 企业情况全国纸及纸板生产企业约3700多家，企业平均规模年产约2.5万吨，与世界平均水平相差甚远；年产量超过100万吨的企业有10家，分别是玖龙纸业有限公司728万吨、理文造纸有限公司367万吨、山东鸣晨纸业集团股份有限公司327万吨、中国纸业投资有限公司245万吨、金东纸业（江苏）有限公司231万吨、山东太阳纸业股份有限公司224万吨、华泰集团有限公司164万吨、宁波中华纸业有限公司149万吨、中冶纸业集团有限公司139万吨、山东博汇纸业股份有限公司100万吨。表3 2010年中国造纸区域分布区域分布2009年2

9、010年产量/万t比例/%产量/万t比例/%纸及纸板产量86401009270100东部地区616071.3663671.6中部地区184521.4186220.1西部地区6357.37728.32.4 主要生产经济指标完成情况据相关资料分析，2010年造纸生产企业主营业务收入约5630亿元，比上年增长25%左右；利税总额约500亿元，比上年增长30%左右；其中利税总额约327亿元，比上年增长48%左右；工业总产值5850亿元，较上年增长25.54%；产销率98.60%，较上年提高0.4%；工业销售产值5767亿元，较上年增长25.97%；在统计的3724家造纸企业中，亏损企业有487家，占1

10、3.08%，比上年下降6.29%。从以上数据看，2010年全国造纸生产保持着良好的增长态势，主要生产经济指标完成情况及总体经济效益较好。2.5 生产工艺概述制浆是指利用化学或机械的方法，有时两者结合使用，使植物纤维原料离解变成本色纸浆或漂白纸浆的生产过程，主要过程包括：图1 制浆生产工艺流程图除了上述基本过程外，还包括一些辅助过程，如：蒸煮液的制备、漂白液的制备、蒸煮废气和废液中化学品与热能的回收利用，以及废液的综合利用等。此外，还包括中段废水（主要指浓缩机废水和漂后洗涤废水）的处理和废纸的回收利用等。造纸是将纸浆制成各种纸制品的过程。纸和纸板是纤维悬浮液在网上粘结而成。来自制浆车间的纸浆或浆

11、板不能直接用来造纸，需要经过打浆、加填料、施胶、调色、净化、筛选等一系列加工程序，然后在造纸机或纸板机上通过纸叶成形、脱水、压榨、干燥、压光和卷取，抄成纸卷，纸卷经过分切，裁成一定规格的平板纸，或通过复卷，分卷为一定规格的卷筒纸，最终予以包装。一定情况下，在分切或复卷前，还需进行超级压光处理，主要过程包括：图2 造纸生产工艺流程图制浆造纸工艺比较复杂，不同原料，不同制浆方法制成的纸浆性能不同，所产生的纸制品也不同。图3 主要制浆方法分类其中：化学法制浆是目前最主要的制浆方法，特别是碱法制浆；化学机械法制浆和废纸制浆是具有较好发展前景的制浆方法。2.6 生产过程污染情况制浆造纸生产过程中产生的废

12、水、废气和废渣对环境产生较大的影响，其中废水排放对环境的影响尤为严重。图4至图6分别列出部分制浆造纸生产工艺过程中排放的污染物。图4 化学法、机械法和化学机械法制浆工艺流程及主要污染物产生示意图图5 废纸加工工艺流程及主要污染物产生示意图图6 纸及纸板抄造工艺流程及主要污染物产生示意图制浆造纸工业的废水及其污染负荷，随原料种类、生产工艺以及产品品种的不同，存在很大的差异。即使采用同样的原料、同样的生产工艺、生产同样的产品，由于技术和管理水平的差异，不同工厂的废水排放量以及其中的污染物含量都会存在很大的差异。制浆造纸整个生产过程中的各个车间和工段都有废液和废水的产生和排放，其中主要污染源介绍如下

13、：（1）备料工段废水以木材为原料的制浆厂，备料废水包括洗涤水和湿法剥皮机排出水。原木的湿法剥皮、切片的水洗过程产生污水，通过资料以及调研发现，干法与湿法剥皮处理时用水情况的比较，前者的用水量及其污染负荷显著低于后者。表4 木材采用干法与湿法剥皮处理时的用水量及其污染负荷处理方法用水量（m3/ m3）固体悬浮物量（kg/ m3）生化好氧量（kg/ m3）干法剥皮020203湿法剥皮开放系统53031036封闭系统150.5323在我国制浆造纸行业广泛应用非木材原料如麦草、稻草、芦苇、蔗渣、竹子等，其备料具有特殊性。草类原料的备料多采用干法备料流程。以稻草或麦草为原料的制浆厂，备料时为防治草屑和尘

14、土造成大气污染，一般都设有除尘设施。除尘器水封及除尘器排除灰尘的洗涤都产生废水，当中除含有悬浮固体外，还有一定量草屑中的可溶性有机物。这些物质增加了废水中BOD5、CODcr的含量。因此应对备料工段的喷淋等废水进行澄清、净化，并对污泥进行填埋处理。蔗渣备料的目的是尽可能除去蔗髓。我国蔗渣除髓多采用干法，过程一般不对水体产生污染。湿法除髓一般经贮存后进行，可获得较干净的蔗渣纤维原料，但会造成一定的水污染。湿法除髓的主要污染物是SS，也有水溶性物质进入废水，增加BOD5、CODcr的含量。一般情况，蔗渣湿法除髓过程的污染物负荷为：SS：2060kg/m3；BOD5：1030 kg/m3。如将湿法除

15、髓用水系统循环封闭，可降低排污量，减少污染。竹子备料与木材相似，在削片、洗涤和筛选过程一部分溶出物溶于水中，造成污染。竹子备料的用水量变化较大，可达230 m3/m3。竹子备料废水的污染负荷较低，除去水中的砂石、碎屑之后，可回用。（2）蒸煮工段废水蒸煮废液是制浆造纸工业的主要污染源之一，其化学构成根据原料品种、蒸煮工艺以及化学药品的种类和用量不同，存在很大的差异。植物纤维原料经化学蒸煮后可得到5080%的纸浆，其余2050%的物质溶于蒸煮液中，成为蒸煮废液。通过碱法制浆蒸煮产生的废液特征是：pH为1113；BOD5为3450042500 mg/L；COD为106000157000 mg/L；S

16、S为2350027800 mg/L。亚硫酸盐制浆蒸煮过程没生产1吨制浆的废液约10m3，特征为pH在5以下；BOD5为170345kg/t浆；COD为11061555 kg/t浆。表5为不同高得率制浆废水的BOD5负荷。表5 各种高得率制浆废水的BOD5负荷项目木片磨木浆RMP热磨机械浆TMP磺化机械浆SCMP低得率亚硫酸盐浆LySP高得率亚硫酸盐浆HySP浆得率/%9696925065BOD5/(kg/t)232820253545250150（3）洗涤筛选工段废水多段逆流洗浆的工艺流程，如果管理状况良好，用水系统是封闭操作的，基本上不排放废水。但是，在工厂实际操作中，由于工艺管线长，浆泵和黑

17、液贮槽多，容易发生跑冒滴漏的现象。另外，正常检修时的停机开机清洗也需要用水，使得洗涤筛选工段的废水量波动较大。浆料经洗涤提取蒸煮液并筛选后，可去除大部分杂质。但所得粗浆中含有生片、木节、纤维束及非纤维素细胞，甚至还有砂砾、金属屑等，需进行筛选净化。该工段需要大量的水，且洗涤筛选废水主要污染物同蒸煮液一样，浓度与蒸煮液提取率有关。筛选系统用水的封闭式提高洗涤效率，减少废水排放的有效措施。浆料筛选开放系统和封闭系统排放废液量及其污染负荷如表6所示。筛选后浓缩排水及尾浆净化排水，一般称为“中段废水”。表6 开放式和封闭式筛选洗浆系统每吨浆的废液量及污染负荷的比较项目开放系统封闭系统废水量/ m330

18、10068BOD/kg105色度/（C.U.）30501020SS/kg5100（4）漂白工段废水化学法制浆过程的本质是脱木素，而漂白是将残余木素从未漂浆中分离出去。漂白车间排放的废液会对生态环境造成严重的危害，已经引起了广泛的关注。传统漂白工艺是由氯化（C）、碱抽提（E）、次氯酸盐漂（H）等几段组成。现代漂白工艺旨在减少氯代有机物形成，漂白废水可分为传统漂白废水（元素氯用量占总用量10%以上）、无元素氯漂白（ECF）废水和完全无氯漂白（TCF）废水。近些年来，虽然漂白车间排放废液的污染负荷已经大为降低，但来自漂白车间的废液，仍然是制浆造纸工业排放污染负荷中的主要部分。不同漂白工艺吨浆废液污染

19、特性见表7。表7 不同漂白工艺每吨浆的废液污染物产生情况漂白工艺COD/kgBOD/kgAOX/kg氯代酚类化合物/gTCDD/ugC90+D10EHDED10025890530O（C85+D15）（EO）DED65153251O（D30C70）（EPO）D（E+P）D50122110.1Seq.C+aerated lagoon3031.390.1OXPD（E+P）D50121.40.550.1Seq.C aerated lagoon+UF152090.1OXPD（E+P）D40100.510.1OD100（EPO）DO4010110.1Seq.H+aeratd lagoon2520.710.

20、1注：漂白工艺中C氯化 D二氧化氯漂白 E碱处理 H次氯酸盐漂白O氧脱木素 P过氧化氢漂白 X酶处理 aerated lagoon曝气塘 UF超滤Seq.C漂白工艺O（D30C70）（EPO）D（E+P）D的废水Seq.H漂白工艺OD100（EPO）DO的废水。（5）污冷凝水化学制浆过程，蒸煮锅放气和锅炉派出的蒸汽，经直接接触冷凝器或表面冷凝器冷却产生冷凝水，是污冷凝水的来源之一。剑法蒸煮过程中产生的污冷凝水主要含萜烯类化合物、甲醇、乙醇、丙酮、丁酮及糠醛等污染物；硫酸盐法制浆过程还有硫化氢及有机硫化物。制浆原料是针叶木时，冷凝液表面还会有松节油。废液在综合利用或送碱回收炉燃烧前，都要经过多效

21、蒸发浓缩，该过程产生的污冷凝水是浆厂污冷凝水的另一来源。碱回收车间排放的废水主要包括各效蒸发器的二次蒸汽冷凝水、清洗蒸发器和贮槽的废水等。这类废水中含有黑液成分和纤维类成分，并且溶解有含硫的及不含硫的水溶性有机化合物。其中的有机硫化合物使得废水具有难闻的气味，甲醇类有机物则增加了废水的好氧量。对于多效蒸发系统，各效出来的冷凝水量及其BOD含量个不相同，详见表8所示。表8 蒸发工段的冷凝水量及其污染负荷冷凝水的来源冷凝水量t/t浆BOD kg/t浆有机硫化合物量kg/t浆2效和3效蒸发器3.2004效和5效蒸发器4570.2#1、#2表面冷凝器及真空泵排水0.320.3总计8.090.5（6）机

22、械法制浆和化学机械法制浆的废水高得率制浆包括机械浆（SGW）、化学机械浆（CMP）、木片热磨机械将（TMP）、化学预处理热磨机械将（CTMP、BCTMP）及碱性过氧化氢化学机械浆（APMP）等。高得率制浆废水主要来自木片洗涤、化学预处理残液及浆料的洗涤、筛选等过程。机械法和化学机械法制浆废水中的污染物质，主要来源于生产过程中溶出的有机化合物和流失的细小纤维。废液中溶解的有机化合物含量取决于制浆方法和原料种类。一般来说，化学机械法制浆过程废液排放量约2030 m3/t浆，BOD5和COD分别为4090kg/t浆和65210kg/t浆，并含有大量的悬浮物和较深色度。表9比较了机械法制浆和化学机械法

23、制浆废水的污染负荷，从表中数据可以看出：由于制浆方法的不同，废液的污染负荷存在着很大的差异。表9 机械法制浆和化学机械法制浆废水的污染负荷（单位：）制浆方法BOD5CODcrSSSGW（针叶木）102022501050RMP（针叶木）122523551050TMP（针叶木）153025701050CMP（阔叶木）4090652101050木片洗涤1426漂白处理10251540注：SGW磨石磨木浆；RMP木片磨木浆；TMP热磨机械浆；CMP化学机械浆。通过以上数据可以看出，制浆造纸厂原料不同，制浆方法不同，所产生的污染负荷相差很大。通过调查，不同制浆方法污染负荷见表10、表11。表10 不同制

24、浆方法的污染负荷产生量制浆方法纸浆得率%用水量m3/t浆BOD5kg/t浆CODcrkg/t浆SSkg/t浆漂白硫酸盐木浆485330040050080011005070未漂硫酸盐木浆405520035045079010004060漂白碱法和硫酸盐草浆354540040050090012007080亚硫酸盐溶解浆354050045070090014007284漂白亚硫酸盐浆365030035050070010005560半化学浆60801501303502507003065化学磨木浆80901001101652303302537磨木浆92963071120301836表11 不同得率麦、稻草半

25、化学浆污染负荷产生量原料得率CODcrBOD5CODcr/ BOD5麦草78.2415.2184.22.2574.8467.0213.22.1970.8567.9228.32.4972.6503.4191.82.6370.2557.5192.62.9068.3569.4210.12.91稻草73.6424.2102.84.13 73.6406.8109.53.7265.9502.3149.23.3763.2524.3169.83.0965.0524.9148.83.53（7）造纸车间废水造纸车间排出的废水一般称为“造纸白水”。白水的成分以固体悬浮物为主，包括纤维、填料、涂料等，还添加的施胶剂、

26、增强剂、防腐剂等。其中防腐剂（如醋酸苯汞等）具有一定毒性。白水的数量和性质随纸张的品种、造纸机构造和车速、浆料的性质、化学添加物的种类及用量等条件影响。造纸白水中所含的物质较复杂，因浆料来源、造纸工业、机械设备、生产纸种等不同而又较大差异。不同纸产品的白水特征如表12所示。表12 造纸车间排出剩余白水的基本特性造纸浆种生产纸种废水pHBOD5/(mg/L)总CODcr/(mg/L)总SS/(mg/L)废纸浆+商品木浆牛皮箱纸板893004001100140010001200100%ONP与OMP脱墨浆新闻纸7.58.539003210化木浆+化苇浆+机木浆胶版纸6721025086095063

27、0850商品木浆薄页纸6.27196213商品木浆生活用纸6.66.9150158622670180207（8）废纸回用过程的废水废纸造纸废水主要来源于废纸脱墨、洗涤、浆料净化筛选、浓缩和纸机湿部。在制浆部门的除渣、洗浆、漂洗等过程产生大量洗涤废水。抄纸部分产生含有纤维、填料和化学药品的废水通常经过处理后能够循环利用，回收纤维和填料。因此，废纸造纸废水的主要来源是制浆部分的洗涤废水。废纸造纸的脱墨工艺产生废水的污染负荷较非脱墨废水工艺要高得多。脱墨废纸造纸废水主要有两类：1）制浆部分脱墨、除渣、浓缩、洗浆过程产生的大量洗涤废水；2）抄纸部分洗涤剂脱水过程产生的含纤维、填料和化学药品的“白水”。

28、废纸制浆造纸废水的特征为：废水量大（一般每生产1吨脱墨浆产生高于30100吨废水；若加上打浆、净化和纸机湿部所产生的废水，废水量更大）；成分复杂（含有油墨、纤维、填料及助剂等）；废水中SS、COD、BOD等污染物指标高（COD与BOD比值为3：1）。表13为不同废纸制浆造纸的废水污染负荷。表13 各种废纸制浆造纸方法的废水污染负荷（单位：mg/L）处理方法pHBODCODSS废新闻纸化学脱墨8.85105034632072废新闻纸酶法脱墨6.722641028903无脱墨的机械处理-1540-浮选脱墨-40140-洗涤脱墨-50190-旧瓦楞箱板纸浆（用于生产箱板纸）-10.0-10.7废报纸脱墨浆（用于生产新闻纸）-15.9-96.7旧杂志书本及办公纸浆（用于生产高档纸）-373-174.1