[发明专利]分段治理废液零排放并综合利用的纸浆清洁生产工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制浆造纸行业的综合治理，特别是分段治理废液零排放并综合利用的纸浆清洁生产工艺方法。

背景技术

目前世界上纸浆生产主要应用的是化学方法，其中包括碱法、硫酸盐法、酸法、有机溶剂法。不论应用哪种制浆法都要产生大量的废液，废液中含有大量有机化合物和无机化合物的固形物，含有较高的化学需氧量COD_cr和生化需氧量BOD₅的污染指标。这些废液虽然都经过黑液提浓、碱回收、物理方法的气浮法、沉淀法、过滤法；化学方法的絮凝法、氧化法、还原法；生物方法的活性污泥法、生物过滤法等三级生化处理，其污染排放仍是个巨大数字，据中国造纸工业2003年、2004年、2005年的年度报告报导，这几年制浆造纸行业的污水排放量分别是31.9亿吨、31.8亿吨、36.7亿吨，占全国工业污水排放总量的17％～18％，其中三年化学需氧量COD_cr排放量分别为163.9万吨、152.6万吨、159.7万吨，分别占全国工业COD_cr总排放量的35.3％、29.8％、32.4％，制浆造纸行业的排污已居榜首，是个令人头痛的老大难。

中国是个缺水的国家，人均水资源仅是世界人均水资源的四分之一，中国现有300多个城市严重缺水，由于缺水的制约，给我国工业每年至少造成2000～3000亿元人民币的经济损失，农业每年平均缺水300～400亿立方米水，就是在这种缺水情况下，我国的制浆造纸行业每年耗水量高达80亿立方米，占全国工业用水总重18.4％，吨浆耗水量平均在130立方米左右，国外发达国家的吨浆耗水量仅为35～55立方米。所以说制浆造纸行业又是个用水大户。

制浆造纸行业还有一个严重的问题是极大的浪费植物资源，因为制浆造纸只利用植物中的纤维素，而纤维素在植物中只占40％～50％，其余是占20％～30％的木素、10％～20％的半纤维素都被废弃了或在碱回收中焚烧了，也就是说，制浆造纸行业只利用了一半的植物资源，另一半被浪费了，全世界每年生产纸浆4亿多吨，其中50％是利用废纸制浆，还有2亿吨是用植物为原料加工的新纸浆。平均按2.3吨原料加工1吨成品浆计算，每年全世界要消耗掉4.6亿吨植物资源，如果以木材为制浆原料计算，每年制浆造纸行业要消耗掉6.5亿立方米，相当于每年要砍伐2000万公顷的原始森林，而其中的一半约3.25亿方米木材又被浪费掉了，这是项多么令人吃惊的巨大浪费！

上述制浆造纸行业所存在的三大弊端：污染大、耗水多、浪费资源巨大，是人所共知的，一百多年来行业内的专家学者都在不断的积极研究和开发，都在急切的想方设法根治纸浆生产的污染，也确实取得了很多实际效果，使纸浆生产的废水排放中的COD_cr、BOD₅指标不断下降，达到各个国家规定排放标准，但由于传统的纸浆生产工艺的思维方法是“被动治污”，虽有很大进步但却难以实现彻底消除污染，达到零排放。目前全世界普遍推广应用的“碱回收”：将黑液浓缩、蒸发、烧锅炉、苛化回收这一套系统的加工方法，工艺复杂的如同一座化工厂，而且投资大，年产1万吨纸浆建设规模中仅“碱回收”系统所需投资就高达3000万元人民币，不仅如此，碱回收锅炉的烟囱每天要排出大量有害的硫化氢(H₂S)、二氧化硫(SO₂)和甲硫醇(CH₂SH)气体，不断的污染大气。

本发明人在反复总结前人经验的基础上，不懈努力的以新的思维方法去探求新的治污生产工艺，并不断的反复试验，在试验中又不断的修正各种参数，最终用规模性的试验证明了新工艺的可行性。本发明应用现代滤膜技术将制浆过程中的四段废水：洗料废水、煮浆黑液、中段废水、漂白废水及造纸过程中的打浆废水、制纸白水都分段治理净化成清洁水，在本工段内封闭循环使用，一点不外排。经滤膜截留和分离出来的有机化合物深加工成经济价值较高的木素有机高分子化合物和乙醇、糠醛及木糖醇等产品，实现零排放和纸浆清洁化生产，彻底淘汰传统的碱回收和三级生化废液治理的“被动治污”方法，本发明不仅能达到环保治污，又节能节水，还能实现综合利用提高企业的经济效益，是项对环境友好可持续发展的循环经济产业的新技术。

发明内容