1、我國造紙廢固物處理現(xiàn)狀及趨勢-唐志超 浙江華章科技有限公司造紙行業(yè)是資源、能源消耗強度高、污染染物產(chǎn)生量大、環(huán)境影響嚴(yán)重的加工制造行業(yè)。造紙過程會產(chǎn)生大量的固體廢棄物，隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的逐漸擴大，這些固廢物所帶來的環(huán)境影響也日益突出，隨之而來的各種生態(tài)問題和社會問題也逐漸突顯出來。在造紙過程中產(chǎn)生的大量的造紙廢渣和污泥，由于含水量高(60以上)，呈淤泥狀態(tài)，成份復(fù)雜，處理利用難度大，目前大部份仍然只采取簡單的堆放和填埋。隨著政府環(huán)保監(jiān)管的日益加強、公民環(huán)保意識的不斷提高、企業(yè)家社會責(zé)任感的日漸形成，各種綠色循環(huán)技術(shù)的探索和應(yīng)用十分活躍，但總體而言，造紙固體廢物的綠色循環(huán)經(jīng)濟鏈尚未形成，各種資源化利

2、用技術(shù)多處于起步階段。1 制漿造紙行業(yè)固體廢物的來源和處理現(xiàn)狀。制漿造紙行業(yè)的固體廢棄物包括原生漿生產(chǎn)中的原料備料廢渣、堿回收車間白泥、廢水處理污泥以及二次纖維利用過程中產(chǎn)生的脫墨污泥、篩選廢渣等。其中，干法備料廢渣的主要成分為樹皮、植物碎屑和塵土、砂礫等，不含化學(xué)藥品等污染成分。禾草制漿和木材制漿備料產(chǎn)生的草屑和樹皮產(chǎn)生量雖大，但相對較易處理，如采用草屑鍋爐和樹皮鍋爐等設(shè)備處理，爐溫可以保持400C以上，且環(huán)境污染程度較小。又如堿回收產(chǎn)生的白泥，近年來隨著真空脫水設(shè)備效率的不斷提高，白泥固含量已經(jīng)能夠達(dá)到70%以上，使得用白泥脫硫、用白泥制造造紙?zhí)盍?、塑料制品填充物、制作建材等成為可能，并?/p>

3、一些企業(yè)得到實際應(yīng)用。然而，廢水處理廠產(chǎn)生的污泥和廢紙制漿脫墨污泥的產(chǎn)量規(guī)模巨大，成分比較復(fù)雜、污染程度高、治理難度大，近年來一直是各行業(yè)開發(fā)利用的研究熱點和難點，本文將重點介紹造紙污泥的治理進展和前景展望。2.造紙污泥的處理概況2造紙污泥的性質(zhì)造紙污泥是一種生物固體廢棄物，這種廢棄物有機質(zhì)含量較高，但理化性質(zhì)與城市污泥及其他工業(yè)污泥有所不同。造紙污泥可分為脫墨污泥(deinking paper sludge)、初級污泥(primary sludge)、二次(secondary sludge)和混合污泥(combined sludge)4種類型。來源于生產(chǎn)原木纖維所產(chǎn)生的污泥稱為初級污泥；通過

4、對回用的廢紙脫墨所產(chǎn)生的污泥稱為脫墨造紙污泥；二次污泥也被稱為活性污泥，來自污水的二級處理過程，二級處理一般采用生物化學(xué)的方法去除呈膠體狀態(tài)和溶解狀態(tài)的有機污染物；初級污泥與活性污泥的混合后的污泥稱之為混合污泥。污泥是造紙過程廢水處理的終端產(chǎn)物，每生產(chǎn)一噸再生紙，就會產(chǎn)生150公斤以上的污泥（絕干量），污泥數(shù)量是同等規(guī)模市政污水處理廠的510倍，且成分復(fù)雜，含水量高，處理難度大。造紙污泥生物質(zhì)含量豐富，有機物含量40-50，主要含有纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等高分子有機物以及填料、凝聚劑等，且不含重金屬，是一種生物質(zhì)資源。我國造紙污泥的處理技術(shù)大致上有做建材、制堆肥、焚燒發(fā)電、填埋，下面就這幾個

5、方面的技術(shù)進展做介紹。2.1 用造紙廢渣和脫水污泥生產(chǎn)新型建筑材料：我國的制磚行業(yè)正在經(jīng)歷淘汰回轉(zhuǎn)窯，推廣隧道窯的過程之中，而隧道窯結(jié)構(gòu)更有利于的煙氣余熱的利用，可以利用煙氣干燥濕污泥，從而為提高污泥的摻比創(chuàng)造了有利的條件。摻用污泥制磚的主要生產(chǎn)過程是：紙廢渣和污泥作為內(nèi)燃料摻入頁巖，經(jīng)攪拌機混合均勻之后進行制磚。在磚坯放入磚窯焙燒期間，再將一部分造紙廢渣和污泥從窯頂放入窯內(nèi)，替代煤炭燃燒，燃燒產(chǎn)生的灰渣再用于制磚，形成制磚生產(chǎn)的閉合循環(huán)鏈。這樣既節(jié)省了泥土，又節(jié)省了燃料煤。我國的粘土制磚已經(jīng)受到嚴(yán)格的限制，目前的普通承重磚主要是用頁巖燒制，一般情況下，承重砌塊使用的造紙廢渣和脫水污泥比例在1

6、0%左右；而若污泥比例達(dá)到40%以上，就能制作保溫磚，保溫磚的售價能比普通磚塊提高50%左右。在利潤驅(qū)使和各地政府的鼓勵下，各地的磚廠對于摻用污泥有著很高的積極性，不少私人企業(yè)也紛紛滿懷熱情的投入到這個行業(yè)，有的投資上億元。隧道窯磚出口但是，到目前為止，這個領(lǐng)域多數(shù)的企業(yè)境況與企業(yè)家們當(dāng)初高漲的投資熱情并不相稱，其面臨的問題是：污泥來源不穩(wěn)定，含水率偏高導(dǎo)致制磚能耗明顯增加；污泥摻量偏低(10左右)，因而達(dá)不到保溫磚的技術(shù)要求；煙塵排放缺乏污泥有害氣體檢測和控制手段加劇了對環(huán)境的污染；制磚的成品率較低，破損使生產(chǎn)成本倍增；產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定嚴(yán)重影響產(chǎn)品銷路。一些磚廠利用地處偏遠(yuǎn)的優(yōu)勢，事先將污泥晾

7、曬到50%左右的含固率，然后制磚，但畢竟占地太大，勞動力成本也很高，難以形成大規(guī)模生產(chǎn)。所以，如何低成本的提高污泥的含固率是污泥制磚利潤最大化、解決二次污染的關(guān)鍵。2.2 造紙堆肥技術(shù)的現(xiàn)狀和瓶頸造紙污泥的主要成分是天然有機質(zhì)植物短纖維沉淀。它富含有機質(zhì)（含量超過40%）、氮、磷、鉀，而病原菌、重金屬等有害物質(zhì)則遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于畜禽糞便。是制肥的理想原料。我國是一個農(nóng)業(yè)大國，肥料生產(chǎn)還存在一定缺口，并且由于土壤的過度耕作，導(dǎo)致土壤肥力和有機質(zhì)含量不斷下降，有機肥需求將會日益增長。污泥制肥工藝流程是：將機械脫水后污泥與其他添加劑混合以后,采用以好氧發(fā)酵為主的方法制肥,好氧發(fā)酵過程利用好氧性微生物的代謝作

8、用,使污泥中有機物轉(zhuǎn)化成富含植物營養(yǎng)物的腐殖質(zhì), 反應(yīng)的最終代謝物是CO2、H2O和熱量,大量產(chǎn)生的熱量使物料維持持續(xù)高溫,以降低物料的含水率, 并有效地去除了污泥中的病原體、寄生蟲卵和雜草種子,使對污泥的處置達(dá)到減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化的目的。一個成功的案例是壽光蔡倫中科肥料有限責(zé)任公司用污泥制造堆肥項目。該項目應(yīng)用自動控制工業(yè)化快速堆肥技術(shù)，對晨鳴紙業(yè)的造紙污泥進行了無害化處理，實現(xiàn)了堆肥過程的溫度、氧氣等實時在線監(jiān)測及計算機自動控制。所生產(chǎn)的堆肥產(chǎn)品已在30多種作物上進行了種子發(fā)芽率等作物毒性試驗和一系列大田應(yīng)用試驗，對堆肥的肥效和環(huán)境影響進行了評價，解決了產(chǎn)品用于糧食、蔬菜、園林

9、、花卉等的配套技術(shù)。產(chǎn)品還通過了國家化肥質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心和山東省及壽光市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗部門的檢驗，重金屬和有害病菌含量遠(yuǎn)低于國家控制標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品質(zhì)量全部符合國家標(biāo)準(zhǔn)。壽光蔡倫中科肥料所在的壽光市是我國著名的蔬菜生產(chǎn)基地，蔬菜種植面積達(dá)85萬畝，用造紙污泥生產(chǎn)的有機肥受到當(dāng)?shù)夭宿r(nóng)的歡迎。污泥堆肥車間 但是，制約污泥制肥發(fā)展的因素也是顯而易見的：1. 由于污泥的含水率高，高溫堆肥往往需要加熱，能耗成本較高。2. 污泥堆肥屬于低附加值產(chǎn)品，無法長途運輸，限制了其銷售范圍。3. 政府對有機肥的的補貼僅局限于少數(shù)地區(qū)，并沒有普遍實行。污泥處置的環(huán)保補貼也沒有形成全國性的法律規(guī)定。4. 在南方富

10、庶地區(qū)，農(nóng)民多忙于務(wù)工經(jīng)商，更傾向于使用肥效快的化肥。5. 在丘陵地區(qū)，由于有機肥施用量大，田間施肥的運輸費時費力，農(nóng)民仍習(xí)慣性的選擇化肥。要解決這些問題，必須要從技術(shù)創(chuàng)新、政策導(dǎo)向和輿論宣傳等方面多管齊下才有可能根本轉(zhuǎn)變現(xiàn)狀。2.3 造紙污泥焚燒技術(shù)的現(xiàn)狀和瓶頸焚燒法處理是把脫水預(yù)處理的污泥由雙燃料動力鍋爐或?qū)ｉT污泥燃燒鍋爐焚燒。我國污泥焚燒技術(shù)處于起步階段，各種技術(shù)嘗試和應(yīng)用很多。在這個領(lǐng)域，大量的開發(fā)工作集中在污泥干燥設(shè)備。各種國產(chǎn)污泥干燥設(shè)備的選擇很多，形成了不同系列的產(chǎn)品，比如煙道氣回轉(zhuǎn)干燥機、煙道氣帶式干燥機、蒸汽槳葉干燥機、油熱槳葉干燥機、等等，總體上看，煙道氣干燥技術(shù)因其運行成

11、本較低而得到了更為廣泛的應(yīng)用，雖然目前還未形成一個公認(rèn)的最佳方案。但已經(jīng)形成了如下共識：1） 造紙污泥含水率達(dá)到40%以下時，對鍋爐的正常運行不會造成明顯的干擾，該含水率下的造紙污泥污泥濕基熱值大約在900-1000Kcal/Kg，基本能實現(xiàn)持燃而不需要添加輔助燃料。2） 造紙污泥焚燒不會增加S負(fù)荷，相反的，由于造紙污泥中存在著大量的碳酸鈣填料，這些填料在焚燒過程中能起到一定的脫硫作用。污泥焚燒面臨的共性問題是：1） 運行成本高。以含水率80%的污泥干燥到含水率40%為例，煙道氣干燥成本約為80元/噸濕泥（80%含水率），蒸汽槳葉干燥成本約為120元/噸濕泥（80%含水率），油熱槳葉干燥成本約

12、為150元/噸濕泥（80%含水率），與城市污泥的運作享受政府財政補貼不同，造紙企業(yè)的污泥治理成本須由污染企業(yè)自行承擔(dān)，這在很多情況下成為污泥治理決策的經(jīng)濟障礙。2） 二次污染問題：污泥干燥的濕熱廢氣需要經(jīng)過除臭處理才能排放，增加了投資和運行成本，有的地方因污泥干燥廢氣泄露曾引起附近居民的強烈投訴。3） 安全問題：污泥中含有的揮發(fā)組分比較高，一旦遇到明火，容易發(fā)生爆炸事故。雖然業(yè)內(nèi)達(dá)成了半干化（含水率40%左右）焚燒的共識，但實際控制中往往很難避免污泥的局部過干燥或者過熱，這需要在攪拌、自動化檢測和安全控制設(shè)施方面加以改進。污泥干化焚燒流程3. 污泥的減量化企業(yè)家和科技工作者有著一個共同的訴求:

13、降低運行成本，使污泥處理成為有利可圖的項目。為了實現(xiàn)這個目標(biāo)，我國環(huán)保工作者一直在不懈努力，其中一個有效途徑就是在污泥處理之前先進行污泥的減量化，下面就這一課題進行介紹。3.1 連續(xù)式污泥深度脫水設(shè)備這種設(shè)備的特點是在帶式脫水機的脫水輥下加裝一條不銹鋼板鏈帶，利用不銹鋼帶提供高達(dá)150公斤/厘米的張力，將污泥從含水率80%干化到50%左右，2500毫米門幅的單機處理能力為200噸污泥（80%含水率），綜合處理成本為14元/噸污泥（80%含水率）。這種設(shè)備主要應(yīng)用于化學(xué)泥組分在15%以下的造紙初沉混合污泥，目前在山東太陽紙業(yè)運行良好。污泥帶式深度脫水機3.2間歇式污泥深度脫水設(shè)備這種設(shè)備主要應(yīng)用

14、于較難脫水的化學(xué)和生化活性污泥，在不使用額外化學(xué)藥劑的情況下，能將含水率80%的污泥半干化到含水率60%左右。綜合運行成本約為35元/噸污泥（80%含水率）。該設(shè)備的主要特點是：l 高壓強脫水： 最高泥面壓強20MPA。l 變?nèi)莘e脫水：濾餅壓縮比例為50%-400%。l 自動進料和卸料。造紙化學(xué)污泥深度脫水效果3.3添加化學(xué)藥劑的污泥深度脫水技術(shù)：脫水前污泥污泥強力擠壓脫水裝置脫水后污泥技術(shù)特點：通過在80%含水率的污泥中添加調(diào)理藥劑，改變污泥的脫水性能，來實現(xiàn)污泥的深度脫水。一般運行成本在80元/噸污泥（80%含水率）左右，脫水后的污泥含水率為40%左右。由于藥劑中大量使用了硫酸鹽和鹵鹽，污

15、泥后續(xù)處理比如焚燒、堆肥等都將遇到嚴(yán)重障礙，所以這類技術(shù)主要用于污泥減量填埋。4. 污泥治理的發(fā)展趨勢。我國造紙污泥的趨勢將是更普遍的采取先減量再處理的技術(shù)路線以降低運行成本。如果運行得法，完全有可能在沒有政府補貼的情況下實現(xiàn)項目盈利。這里舉例介紹一個能夠盈利的污泥焚燒處理方案，以便具體的了解這一發(fā)展趨勢：項目概況：日處理量600噸（水分75%）脫墨污泥，其中90%為初沉污泥，10%為生化污泥，混合污泥水分75%，。先將污泥用帶式污泥深度脫水機將污泥低成本的干化到水分50%左右，而后將含水率為50%左右的濕污泥經(jīng)無軸螺旋輸送機送入干化造粒裝置內(nèi)，小泥團在干化裝置內(nèi)被迅速破碎、分散成松散的顆粒狀

16、。使其有充分的表面積和間隙孔與煙氣換熱而干化，使之成為直徑較松散的成品泥粒，成品泥?？勺鳛檩o助燃料摻到燃煤里,加入垃圾焚燒鍋爐燃燒。也可作為垃圾覆蓋土、輕質(zhì)保溫磚原料和水泥道板磚原料等。流程示意圖：污泥輸送強力帶式壓濾機無軸螺旋輸送機回轉(zhuǎn)式污泥干化成粒裝置堆泥場送泥車造紙污泥風(fēng)閥煙 囪引風(fēng)機電除塵器輔助燃煤煤 庫皮帶輸送機污泥流程煙氣流程引風(fēng)機電動閘閥電動閘閥熱電廠鍋爐運行費用分析及經(jīng)濟效益壓濾成本1)電費:裝機容量30KW，實際使用總功率16KW,電價以0.65元/度計算,電費為：16×24×330×0.65=8.2368(萬元/年)2)過濾費用:濾布及低壓區(qū)張

17、力帶使用壽命以3個月計算,板鏈帶使用壽命以4年計算,過濾材料費用為:低壓濾布:120×2.5×(9.5+5.7) ×4=1.824(萬元/年)高壓濾布:120×2.5×(13.4+9.5) ×4=2.748(萬元/年)低壓張力帶:150 ×2.52×6.3×4=0.9526(萬元/年)板鏈帶:20×2÷4=10(萬元/年)3)人工費:工人3名,年成本約8萬元4)清洗用水費:31680×2.5=7.92(萬元/年)5)污水處理費: 31680×2.9=9.1872(萬元/年)6)維修費:5萬元/年7)折舊費:200÷5=40(萬元/年)總的運行費用為93.8686萬元/年,以日處理量200噸計噸濕泥（7