造纸清洁漂白技术水污染预防效果验证评价

造纸清洁漂白技术水污染预防效果验证评价

史芳勇

身份证： 3203241984XXXX 5912

摘要：为验证制浆造纸清洁漂白技术——无元素氯漂白（ECF）技术的水污染预防效果，通过环境保护技术验证评估的程序和方法，对某制浆造纸厂的无元素氯漂白技术进行以现场实际测试为基础的验证评价

关键词：造纸清洁漂白技术；水污染；预防效果；验证评价

制浆造纸水污染产生量大，其中纸浆漂白是制浆造纸的关键产污环节，也是可吸附有机卤素（AOX）、二噁英等持久性有机污染物的主要产生环节。研究表明，传统的CEH（氯化、碱处理、次氯酸盐）三段漂白方法用于漂白草浆与甘蔗渣浆的AOX排放量分别达到9.5kg·t^-1（风干浆，下同）和4.67kg·t^-1，环境污染严重。无元素氯漂白技术（ECF）是目前造纸行业正在推广的清洁漂白技术，该技术以二氧化氯替代元素氯作为漂白剂，在保证纸浆白度的同时，有效控制含氯污染物的形成，降低废水中AOX的含量。然而，研究表明，ECF技术依然会产生一定量的AOX，产生量与二氧化氯投加量、原料木素含量等有关。实际应用中，造纸企业在氧脱木素或漂白段使用酸、氧气、臭氧、过氧化物等部分替代二氧化氯，进一步减少二氧化氯使用量，降低AOX、二噁英产生量，这种漂白技术也被称为轻ECF技术环境保护技术验证（EnvironmentalTechnologyVerification，ETV）是受环境技术开发者（所有者）、技术使用者或其他相关方的委托，依据国家相关法规和标准，对所委托的环境技术的环境保护效果、环境影响以及经济技术性能等进行科学、客观、公正的测试和评价，目的在于通过技术性能评价和信息息发布促进新技术的推广应用。ETV的核心是通过一定的程序和方法，由第三方验证机构对环境污染防治技术进行以实际测试为基础的现场验证，供技术使用者在进行决策时参考。目前，ETV在国内的应用较少，且国内外ETV主要应用于末端治理技术，用于验证清洁生产技术的极少。

1验证测试方法

1.1验证评价指标设计

对于污染治理技术，验证评价指标一般分为环境效果指标、维护管理指标和工艺运行指标三类。而清洁生产技术通常并不直接去除污染物，污染减排的途径往往是：①源头削减，用无污染、少污染的能源和原材料替代毒性大、污染重的能源和原材料；②过程减量，用消耗少、效率高、无污染、少污染的工艺和设备替代消耗高、效率低、产污量大、污染重的工艺和设备；③循环利用，对不可避免产生的废弃物，采用回收、循环利用技术回收其中有价资源。因此，在设定验证评价指标时，增加了技术效能指标，该指标主要反应清洁生产技术源头削减、过程减量和末端循环的污染预防效能，是清洁生产技术验证的最重要指标。

无元素氯漂白技术的主要环境效益是减少含氯污染物的形成，降低漂白废水产生量及AOX和二噁英的量。验证测试之前，测试机构对测试造纸厂中段水的二噁英进行了测试，结果显示，中段出水二噁英毒性当量（ToxicEquivalentQuantity,TEQ）总量为0.9pg-TEQ·L^-1，远低于《制浆造纸工业水污染物排放标准（GB3544-2008）》的要求，研究还表明，ECF技术可使二噁英降低到检测不到的水平；另外，由于二噁英的检测费用高，具备检测能力的单位极少，考虑到验证评价费用以及可实施性，二噁英不作为验证评价指标。因此，漂白工段的AOX产生量和废水产生量为主要的评价指标。考虑到一般制浆造纸车间的排水方式，将中段废水作为测试对象。中段废水是指在制浆生产的筛选、洗涤和漂白过程产生的废水。因此，验证评价的技术效能指标为单位产品中段废水产生量和单位产品的AOX产生量。另外还测试了技术的环境效果、工艺运行和物料能源消耗指标，综合反映该技术的污染预防、生产稳定性等性能。

1.2测试周期及采样频率设计

验证测试周期为一个月。测试期间每天记录物料能源消耗、产品产量等指标。中段水水质指标的测试样本数为24个，采样频率确定为在测试期间平均分布，为摸索规律，测试第一周相对密集，并尽量避开周末及节假日，方便样品及时检测。

2验证评价结果

2.1单位产品中段水产生量验证评价结果

验证测试地点为某制浆造纸厂，该厂生产规模为每年5万t漂白蔗渣浆，属于漂白非木浆制浆企业。验证测试的技术为一种轻ECF漂白技术，即OP-D-EOP（加过氧化氢的氧脱木素—二氧化氯—氧和过氧化氢强化的碱抽提）。实际测试周期为34天。测试期间，该制浆生产线更换了一次制浆原料，由蔗渣更换为桉木片。测试结果显示：制浆原料对中段水量的影响明显，蔗渣浆的中段水量明显低于桉木片。两个生产阶段的测试结果如下：（1）测试次序第1日至15日、第25日至34日，生产漂白蔗渣浆期间，中段废水量为3800~4800m3·d^-1，成品纸浆产量为180~245t·d^-1(风干,下同)。单位产品中段水产生量最高值为22.04m3·t

^-1(风干，下同)，最低值为11.89m3·t^-1，平均值为17.63m3·t^-1。测试期间，成品纸浆白度稳定维持在80%以上，生产运行稳定。（2）测试次序第16日至第24日，生产漂白桉木浆期间，中段废水量为4200~5400m3·d^-1，成品纸浆产量为126~148t·d^-1。单位产品中段水产生量最高值为42.16m3·t^-1，最低值为28.73m3·t^-1，平均值为34.29m3·t^-1。测试期间，成品纸浆白度稳定维持在80%以上，生产运行稳定。两个阶段的吨浆中段水产生量不同，是由于生产蔗渣浆期间，挤浆机产生的废水被回用于水力洗渣机，工艺水循环利用率增加，使中段水产生量减少。

2.2中段水AOX排放量验证评价结果

测试结果显示，轻ECF漂白技术依然会产生一定量的AOX。根据《制浆造纸工业水污染物排放标准（GB3544-2008）》，测试期间，中段水中的AOX浓度有超过车间排口限值12mg·L^-1的情况，最高为18mg·L^-1，但排放标准并未规定车间排口的流量限值，也未对车间排口进行界定。而中段水水量波动较大，水量直接影响污染物浓度。因此，并未将中段水中的AOX浓度作为评价指标，而是将单位产品AOX产生量作为评价指标。测试期间，单位产品AOX产生量最高0.6kg·t^-1，最低为0.103kg·t^-1，平均值为0.37kg·t^-1。AOX产生量明显受到二氧化氯用量的影响，随着二氧化氯投加量的增加而增加。说明即使是轻ECF漂白技术，当二氧化氯投加过量时，也依然有超标的风险。

2.3环境效果指标验证评价结果

测试结果显示，中段水主要的污染物为COD和BOD5，色度也较高，偏酸性，氮磷浓度不高。水质波动较大，24个样本的COD标准差为223.78。中段水水质的影响较多，包括原料、生产工艺条件等。中段废水与其他废水经一级混凝沉淀处理后，与经UMAR厌氧系统处理后的备料工段废水混合，进入卡鲁赛尔氧化沟，如出水未能达到排放要求，进一步采用混凝沉淀技术处理。该企业执行《制浆造纸工业水污染物排放标准（GB3544-2008）》，测试期间，最终排放口出水水质稳定达标。

总之，通过本次验证评价的实践，采用ETV的程序和方法，客观反映化学制浆造纸清洁漂白技术水污染预防的各项性能指标，为技术持有方进行技术改进和优化，为技术使用方进行工艺运行优化提供参考，为造纸行业污染物排放量的统计提供可靠数据。由于我国环境技术验证评价尚处于初步探索研究阶段，各类型技术的验证评价指标和测试方法还需要在实践中进一步完善。

参考文献

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[2]刘志鹏.我国上市造纸企业的绿色技术创新效率研究[D].中南林业科技大学,2019

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