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1、 现代工业基础课程关于木材造纸的生产工艺及其对环境的危害的讨论 木材造纸工艺流程以及对环境的危害 废纸造纸业的未来前瞻一：木材造纸工艺流程 造纸的原料主要有两种：一种是含纤维的植物，还有一种就是现在比较环保的废纸在回收。 第一种原料造纸比较复杂一点，先要切碎，在加高浓度碱水进行高温蒸煮，还要经过CX筛、高频震动筛、洗浆机、压滤机等机械去除原桨中含有的碱水，然后进行漂白。漂白后经洗涤加水配成 0.03%的桨液就可以造纸了. 第二种就简单一点了。将废纸、工业双氧水、脱墨剂、碱、水按一定比例配好，用水力碎桨机打一定的时间；最后用跳筛筛去杂质就可以造纸了。 不管用什么方法造纸，原理都是一样，就是把造纸
2、原料的纤维打碎，再经高温从新结合。造纸的工艺流程由如下几个主要环节组成： 制浆段：原料选择蒸煮分离纤维洗涤漂白洗涤筛选浓缩或抄成浆片储存备用 抄纸段：散浆除杂质精浆打浆配制各种添加剂纸料的混合纸料的流送头箱网部压榨部干燥部表面施胶干燥压光卷取成纸 涂布段：涂布原纸涂布机涂布干燥卷取再卷超级压光 加工段：复卷裁切平板（或卷筒）分选包装入库结束 现代的造纸程序可分为制浆、调制、抄造、加工等主要步骤 1.制浆的过程 制浆为造纸的第一步，一般将木材转变成纸浆的方法有机械制浆法、化学制浆法和半化学制浆法等三种。 2.调制过程 纸料的调制为造纸的另一重点，纸张完成后的强度、色调、印刷性的优劣、纸张保存期限
3、的长短直接与它有关。 一般常见的调制过程大致可分为以下三步骤： a. 散浆 b.打浆 c.加胶与充填 3.抄造过程 抄纸部门的主要工作为将稀的纸料，使其均匀的交织和脱水，再经干燥、压光、卷纸、裁切、选别、包装，故一般常见之流程如下： a.纸料的筛选 将调制过的纸料再稀释成较低的浓度，并借着筛选设备，再次的筛除杂物及未解离纤维束，以保持质量及保护设备。 b.网 部 使纸料从头箱流出在循环的铜丝网或塑胶网上并均匀的分布和交织。 c.压榨部 将网面移开的湿纸引到一附有毛布的二个滚辘间，藉滚辘的压挤和毛布的吸水作用，将湿纸作进一步的脱水，并使纸质较紧密，以改善纸面，增加强度。 d.干燥部 由于经过压榨
4、后的湿纸，其含水量仍高达52-70%，此时已无法再利用机械力来压除水分，故改让湿纸经过许多个内通热蒸气的圆筒表面使纸干燥。 e.压 光 由于经过压榨后的湿纸，其含水量仍高达52 70%，此时已无法再利用机械力来压除水分，故改让湿纸经过许多个内通热蒸气的圆筒表面使纸干燥。 f.卷 纸 由于经过压榨后的湿纸，其含水量仍高达52 70%，此时已无法再利用机械力来压除水分，故改让湿纸经过许多个内通热蒸气的圆筒表面使纸干燥。 g.裁切、选别 包装：取前面已卷成筒状的纸卷多支，用裁纸机裁成一张张的纸，再经人工或机械的选别，剔除有破损或污点的纸张，最后将每五百张包成一包（通常叫做一令）。 二：对环境的危害造
5、纸厂按工序排出三股水，一是制浆蒸煮废液，通称造纸黑液；二是分离黑液后纸浆的洗、选、漂水，也称中段水；三是抄纸机上的白水，白水是可以处理后回用的。 中段水是黑液提取不完全所剩下的部分,应占总量10%以内。在黑液中所含的污染物占到了全厂污染排放总量的90%以上。因此，黑液排放是造纸厂污染的主要根源。 造纸所用植物原料均含有纤维素、木质素和半纤维素(即聚糖类)三大成分,这是公认的。造纸主要利用纤维素,蒸煮制浆取出了纤维素,而将木质素、半纤维素和加入的烧碱(或亚铵)一起进入黑液中而被抛弃,即取一弃二。就数量而言,以麦草为例,纤维素仅占40%,木质素约25%,半纤维素约28%,即制浆厂仅利用了原料的40
6、%,而丢弃了原料的60%,纸厂排放污染物数量是十分惊人的.由于这些污染物是以流体形式通过地下管道或沟渠流入河流水域的,其数量之大不被人所察觉,如果将这污染物转化成固体,一袋袋倒入河流,人们将会察觉到其数量之大,对水质破坏之严重。由此可知,造纸制浆废液的污染并不是本身有害有毒,而是人为地排放造纸本行业不需要的两种资源所造成的，反之若将这两种资源取出得到有效的利用,其污染自然消除。 造纸业是传统的用水大户，也是造成水污染的重要污染源之一。随着经济的发展，企业日益面临水资源短缺、原料匮乏的问题，而另一方面，水污染也越来越严重。目前我国造纸工业废水排放量及COD排放量均居我国各类工业排放量的首位，造纸
7、工业对水环境的污染最为严重，它不但是我国造纸工业污染防治的首要问题，也是全国工业废水进行达标处理的首要问题。据统计，我国县及县以上造纸及纸制品工业废水排放量占全国工业总排放量的18.6%，其中处理排放达标量占造纸工业废水总排放量的49.3%，排放废水中COD约占全国工业COD总排放量的44.0%。近年经多方不懈努力，造纸工业水污染防治已经取得了一定的成绩，虽然纸及纸板产量逐年增加，但排放废水中的COD却逐年降低。由此看出，造纸工业初步实现了“增产减污”的目标。但目前造纸行业约占排放总量50%的废水尚未进行达标处理，废水污染防治任务还相当繁重。 制浆造纸废水是指化学法制浆产生的蒸煮废液（又称黑液
8、、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。如何消除造纸废水污染并使废液中的宝贵资源得到利用是一项具有重大社会意义和经济价值的工作，应当受到重视。 根据物质守恒原理，产品中物质总量与废物中物质总量之和是一定的，等于原料中物质总量。可以说，污染物也是原料存在的一种形式，只不过这种存在形式使可利用资源量减少，损害了人们的经济利益
9、，也影响了人们的身体健康。由于物质是可以转化的，只要措施得当，存在于污染物中的物质就可能变为可以被利用的形式。因此，人们一直在寻找有效、合理处理制浆造纸废水的方法，并尽可能多的对处理后的废水和废水中所含的有用物质进行资源化利用。 2.1制浆造纸废水的来源与特点 2.1.1 蒸煮工段废液 即碱法制浆产生的黑液和酸法制浆产生的红液。我国绝大部分造纸厂采用碱法制浆而产生黑液，这里将黑液作为主要的研究对象。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
10、工原料具有广泛的用途，聚戊糖可用作牲畜饲料。某企业黑液成分见表1。 表1 黑液成分分析表 指标单位数值pH 波美度 总碱 有机物 固形物 木质素 COD BOD/Be /（gL-1） /（gL-1） /（gL-1） /（gL-1） /（mgL-1） /（mgL-1）12 7.3 31.3 93.2 129 23.5 93000 25344 2.1.2 中段水 制浆中段废水是指经黑液提取后的蒸煮浆料在筛选、洗涤、漂白等过程中排出的废水，颜色呈深黄色，占造纸工业污染排放总量的8%9%，吨浆COD负荷310 kg左右。中段水浓度高于生活污水，BOD和COD的比值在0.20到0.35之间，可生化性较差
11、，有机物难以生物降解且处理难度大。中段水中的有机物主要是木质素、纤维素、有机酸等，以可溶性COD为主。其中，对环境污染最严重的是漂白过程中产生的含氯废水，例如氯化漂白废水、次氯酸盐漂白废水等。次氯酸盐漂白废水主要含三氯甲烷，还含有40多种其他有机氯化物，其中以各种氯代酚为最多，如二氯代酚、三氯代酚等。此外，漂白废液中含有毒性极强的致癌物质二恶英，对生态环境和人体健康造成了严重威胁。 2. 1.3 白水 白水即抄纸工段废水，它来源于造纸车间纸张抄造过程。白水主要含有细小纤维、填料、涂料和溶解了的木材成分，以及添加的胶料、湿强剂、防腐剂等，以不溶性COD为主，可生化性较低，其加入的防腐剂有一定的毒
12、性。白水水量较大，但其所含的有机污染负荷远远低于蒸煮黑液和中段废水。现在几乎所有的造纸厂造纸车间都采用了部分或全封闭系统以降低造纸耗水量，节约动力消耗，提高白水回用率，减少多余白水排放。 2.2 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，
13、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。 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
14、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。2.3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
15、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。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
