杭州富阳图书馆

废纸回收利用不同于原生纤维原料，它是一种低消耗、低污染的再生资源，有利于循环经济、节约资源、保护环境的生产方式，有利于提高经济增长的质量和效益，有利于建设节约型社会，也有利于缓解造纸工业原料供应不足、水资源短缺、污水排放严重的重大举措，是关系到我国造纸工业可持续发展的必然选择。
  2007年全球纸和纸板消费量为3.94亿吨，废纸回收量达到2.08亿吨，回收率达到52.7％。中国纸及纸板生产量7350万吨，消费量7290万吨，废纸浆用量4017万吨，回用率59.3％。
  为扩大废纸回收利用，需要进一步提高废纸浆质量，2008年造纸工业对废纸处理的工艺技术与设备进行了研究与改进，以下简要介绍废纸利用的成果。
  一、废纸处理的新工艺与新技术
  （1）山东轻工学院对旧报纸漂白中产生的阳离子杂质特性进行了分析。旧报纸为美国废纸8#，取自山东华泰纸业集团。结果表明，DCS中DS（溶解物质）含量约占92％，而CS（胶体物质）仅占7.6％左右；DCS中灰分含量为63％；DS的电导率约占DCS电导率的90％；DS的阳电荷需求量占DCS电荷需求量的84％；DCS浊度主要由CS贡献；DCS中的木素主要以溶解性木素存在；DCS中的脂肪的含量较高；DCS中的碳酸化合物主要为木聚糖。李学凤教授认为，在废纸制浆过程中，会有大量的溶解和胶体物质释放出来，并被携带到其他制浆造纸工序中。这些物质大部分是碎浆时未经处理而随纤维被带入湿部的，还有一部分是在脱墨过程中没有完全除去而残留下来的。表面上这些DCS可稳定地存在于浆水系统中，但遇到系统离子环境、温度和浓度等制浆条件变化时，这些物质就有可能产生失稳或破乳现象，进而形成沉积物并产生障碍。特别是对于白水封闭循环系统，这些物质的浓度会越来越高，对浆水的化学平衡和稳定构成了极大的潜在威胁。该院还研究了废新闻纸碎浆过程中影响阴离子杂质溶出的因素（包括NaOH和H2O2用量、温度变化、碎浆时间等），为优化制浆工艺、减少阴离子杂质的危害，提出应采取的工艺条件。
  （2）华南理工大学陈嘉翔博导认为，单独用洗涤法脱墨和单独用常规浮选脱墨法对水基油墨印刷纸的脱墨，都存在一定的优点和缺点。他介绍了多种方法的结合对苯胺油墨印刷纸脱墨的影响。结果认为，采用非碱性浮选脱墨＋碱性浮选脱墨的结合方法，可以得到最佳的脱墨效果。
  （3）陕西科技大学博导韩卿教授提出轻度化学预处理改善OCC纸浆回用性能。通过对OCC纸浆轻度化学预处理时相关工艺参数对纸张物理强度性能影响的研究。结果表明，对OCC纸浆采用NaOH、十二烷基苯磺酸钠进行化学预处理，可以显著提高其强度指标；对OCC纸浆进行NaOH预处理后，进行PFI磨打浆，可改善其打浆性能，并有助于OCC纸浆物理性能的改善。
  二、新型化学助剂的研制与开发
  （1）陕西科技大学研究了硅酸钠模数对报纸脱墨过程的影响。认为硅酸钠是一种重要的脱墨助剂，而硅酸钠模数（产物内的二氧化硅与氧化钠的物质的量的比值）对脱墨过程有重要的作用。研究发现，硅酸钠模数为2.5、用量为4％时，对8#美国废纸有较好的脱墨效果；硅酸钠模数为1.55、用量为3％时，国产报纸脱墨浆白度较高，残余油墨含量最低，同时脱墨浆液性能，如接触角与泡沫稳定性也有很大变化。
  （2）广东轻工职业技术学院以100％ONP为原料生产低定量新闻纸的生产线对三元助留助滤系统进行优化，得出了三种助剂对助留助滤的影响因素、最佳组合用量。同时对所添加的助剂在系统中的电荷密度及Zeta电位的变化进行了探讨。优化结果应用到高速纸机上，生产出质量达到45克/米2的低定量新闻纸。
  （3）华南理工大学介绍了OCC纸板厂胶黏物的沉积现象，并对沉积物进行了红外光谱分析，证实了它是热熔胶形成的胶黏物。同时介绍了去除浆中热熔胶黏物的应用情况。结果认为，添加绿土/阳离子聚合物固着剂是消除热熔胶黏物的有效方法。
  （4）华南理工大学制浆造纸实验室将纳米TiO2胶体溶液直接用于废纸浮选脱墨过程中，主要考察了纳米TiO2用量、温度以及pH值对浮选脱墨效果的影响，并对其胶黏物去除的研究。实验发现，随纳米TiO2用量的增加，脱墨效果呈现先提高后降低的趋势；在其用量为0.06％时，残余油墨的降低量最大可达773毫克/千克，白度提高量最高可达9.4％。提高温度，碱性环境更有利于纳米TiO2浮选脱墨。浮选中纳米TiO2对胶黏物有良好的去除效果。胶黏物去除率最高可达66.8％，与空白样相比，胶黏物去除率最高可提高50.3％个百分点。
  （5）广西劲达兴纸业公司指出，采用高比例的废纸脱墨生产新闻纸容易形成胶黏物等物质，这些物质会在纸机上沉积，并导致生产缠缸断纸及纸病等问题。并分析了干网沉淀物的组分，介绍了应用保洁剂处理沉淀物的效果（该公司采用的干网清洗剂是由国外公司提供的，是一种含有表面活性剂的渗透分散剂，偏碱性）。
  （6）通过打浆可以改善纸浆回用过程中的强度，随着打浆度的增加，纤维结合力的上升，而纤维长度却下降。如果希望同时有高的撕裂度和高的抗张度的话，仅仅靠打浆是不能满足的。为弥补废纸原料性能的不足以及回用过程中带来的强度损失，造纸增强剂的使用有效地解决这一问题。昆明理工大学对季铵型阳离子淀粉在废纸回用过程中的增强效果进行了研究。研究表明，当阳离子淀粉用量为1.0％、温度为60℃、反应时间为2.0小时、pH值为5时，增强效果最佳。
  （7）目前脱墨技术基本上采用碱性化学法脱墨，由于NaOH的存在，会使含机械木浆的废纸产生“碱性发黑现象”，同时废水的COD值增高，污染环境。中性脱墨是近年来出现的一种新型脱墨技术，它主要采用浮选-洗涤相结合的方法，在不加碱的情况下进行废纸脱墨，从而减少了COD，并节约了成本，避免了机械浆的碱性变黑现象。它与碱性脱墨相比，具有成本低、污染小、油墨去除率高、抄纸时纸机运行性能好等优点。郑州大学对表面活性剂复配物用于中性脱墨进行了研究。结果表明，单一表面活性剂、两组分表面活性剂和三组分表面活性剂均可使脱墨浆白度提高，且白度随组分数的增加而提高。三组分中性脱墨效果较好的为油酸钠＋C18脂肪醇聚氧乙烯醚＋JFC复配组合，最适宜的质量比为3：2：1，最佳用量为绝干废纸量的0.3％。
  （8）华泰集团与巴克曼公司合作的生物酶Op-timyze系列的试验，效果明显，应用Optimyze技术对新闻纸脱墨线浆样进行处理，并利用PULMACMastescreen胶黏物测试仪进行分析检测。加入生物酶处理后，胶黏物去除率在85％以上。
  三、废纸处理过程中的废水、废渣回用
  （1）淄博华鹏纸业公司以废纸为原料（其中国内废纸用量60％，美国废纸用量40％），日产300吨B级箱纸板。采用初沉—水解酸化—好氧—二沉工艺处理箱纸板生产废水。处理后回用水质CODCr在600毫克/升以下，用于生产车间，实现生产车间废水封闭循环。
  （2）中轻国际工程有限公司林雪芬高工在《制浆造纸废水生化处理工程应用》一文中提到，废纸脱墨浆废水，除采用好氧工艺外，也有采用厌氧＋好氧工艺的，同样，非脱墨OCC废水除可采用厌氧＋好氧工艺外，也有采用单纯好氧工艺的。这两种废水的SCOD（溶解性的COD）均接近2000～3000毫克/升。究竟采用何种工艺，应该针对具体的项目，并做投资和运行成本的比较之后再进行决定。生化系统工艺流程一般由预处理、厌氧和好氧系统3个阶段组成。山东华泰废纸脱墨浆废水采用好厌处理，东莞玖龙非脱墨OCC废水采用厌氧＋好氧。
  （3）浙江大学采用混凝-A/O生化工艺处理废纸造纸废水。运行结果表明，物理处理单元对于SS的去除率保持在90％以上，对废水中CODCr的平均去除率基本稳定在50％左右；生化处理单元对SS的去除率保持在50％左右，对CODCr的去除率保持在90％以上。每去除1千克COD的运行费用约为0.21元。因此，采用物化A/O生化工艺处理废纸造纸废水具有技术合理性和经济可行性。
  （4）福建南纸公司采用不同型号絮凝剂提高脱墨浆污泥处理效果。实验结果表明：新型4650型絮凝剂（阳离子）可提高废纸脱墨废水的污泥处理效果，处理后的重力床泥留着率比现使用的絮凝剂（非离子）提高15.3％，总留着率提高5.1％。
  （5）陕西科技大学对某造纸厂脱墨废水气浮后的污泥进行了分析，提出利用造纸污泥制造中密度纤维板，并通过实验得出了最佳生产工艺参数，生产出的中密度纤维板达到国家一级标准，为造纸污泥的资源化利用提供技术支持。
  四、办公废纸的应用
  （1）浙江永泰纸业集团引进的办公废纸脱墨线包括二次浮选、二次热分散、多次浓缩/洗涤组合以及氧化还原漂白，生产的商品脱墨浆白度达85％～90％，尘埃度小于10毫米2/米2（TAPPI标准）。所用的美国废纸为37、39、40号，主要成分为白色化学木浆，不含磨木浆。由于办公废纸中含有激光打印纸和静电复印纸，处理工艺比较复杂，必须包括高浓碎解、高浓除砂、浮选脱墨、浓缩、热分散、漂白等工序。该废纸脱墨线生产的浆料与外购木浆质量相近，完全达到高档涂布白纸板的要求（作者注：到目前为止，进口废纸大多为废报纸、废箱纸板和废杂志纸，用于生产新闻纸、涂布白纸板、箱纸板、挂面纸板、牛卡纸及瓦楞原纸等，而利用进口办公废纸生产脱墨漂白浆替代商品化学木浆在国内少有，值得关注）。
  （2）湖南泰格林纸集团针对成浆质量要求及国际脱墨浆生产线不同供应商设备特征，研究了MOW脱墨工艺的不同配置，并对各种配置进行了系统分析。结果表明，对于混合办公废纸的脱墨，在第一回路中有必要设置一道浮选以去除易剥离的油墨；系统是否设置第三道浮选，关键在于整个系统的配置及化学品应用工艺；系统中如配置洗浆机，虽能提高成浆白度1％～3％ISO左右，但随着大量灰分及细小纤维的去除，系统得率大大降低。
  （3）山东临清银河纸业公司介绍以100％混合办公（MOW）废纸浆，生产高档文化用纸的经验。重点内容包括：成浆质量要求和能源消耗指标，工艺流程，主要设备型号及参数，生产中存在的问题及解决措施。
  （4）山东晨鸣集团引进年产9.8万吨办公废纸脱墨浆生产线，工艺先进合理，设备世界一流，采用先进的DCS控制，产品质量完全达到进口商品木浆水平，废纸浆主要用于双胶纸、轻涂纸、铜版纸及白卡纸的生产。
  （5）华南理工大学选用3种不同类型、性能良好的脱墨剂用于混合办公废纸中性、碱性脱墨，评价不同脱墨工艺的脱墨效果，探讨添加生物酶、亚硫酸钠等药品对脱墨效果的影响。研究发现，不同类型脱墨剂对中性、碱性脱墨的适用性不同，亚硫酸钠与3种不同类型的脱墨剂一起使用对固形物流失率有不同的作用效果，生物酶碱性条件下可以改善脱墨效果，中性条件下效果不显著。
  五、国内开发研制的废纸处理设备
  （1）华南理工大学介绍了一种用于废纸脱墨的实验室浮选柱装置。它可以检测：在不同的空气流量以及浆料流量下，脱除胶黏物和灰分的能力。实验发现，即使在空气贮藏量较低、浮选柱气流量0.4米3/小时时，胶黏物去除率也能达到83.4％，灰分去除率在50％以上。实验证明，这套浮选系统对胶黏物去除具有较好的选择性。据报道，加拿大一家以OCC为原料的纸板车间应用浮选柱对废纸板浆进行了脱除胶黏物和蜡的研究和生产应用。结果证明，能除去大胶黏物和蜡等杂质以及填料和有机抽出物，同时提高了OCC浆及其渣浆的强度，纤维的损失还会减少。
  （2）福建南纸公司介绍一套日产500吨新闻纸废纸脱墨浆系统的筛选设备。筛选系统包括三道孔径为1.2毫米的粗筛和三道缝宽为0.15毫米的细筛。这套筛选设备运行性能较好，脱墨浆的质量能够满足高速纸机抄造新闻纸的要求，脱墨浆产量可达550吨/日，超过设计能力10％以上。
  （3）郑州运达造纸设备公司研制开发了废纸散包干法筛选系统。工艺流程：废纸→散包干法筛选散包干法筛选→水力碎解→湿法筛选净化→抄纸。散包机在广东、浙江、山东、湖南、山西多家企业运行，效果良好。
  （4）山东凯登公司（原济宁华一轻机公司）开发研制的OCC废纸浆处理日产600吨成套生产线以及日产250吨脱墨浆废纸处理线。包括转鼓式碎浆机，全封闭脱墨机组，不同类型的筛选设备，高效洗浆机，盘式热分散机等。
  六、国外引进的废纸处理系统案例
  1.广州纸业公司新闻纸废纸处理线
  广州纸业公司从德国Voith公司和奥地利An-dritz公司引进日产1360吨废纸脱墨生产线。转鼓碎浆机后的良浆为1750吨。废纸投入量为2200吨（风干）/日（含有15％的水分），相当于绝干原料1870吨/日。生产线包括两段浮选（前后浮选）、两段筛选（粗、精筛）、两段漂白（氧化、还原）、两段洗涤（均为多盘浓缩机）。
  主要设备有废纸捆铁丝自动脱除的连续供料系统；型号为SD425转鼓式碎浆机；第一段DR600高浓除渣机，第二段HICC480高浓除渣机；中浓孔筛分为两段，第一段三台并联的MultisorterMsm压力筛，第二段中浓孔筛（CombiSorterCSM型压力筛）；低浓缝筛也分两段，第一段MultiScreen压力筛，第二段Minisorter缝筛；浮选前除渣机；第一段Eco-cell浮选脱墨槽；精筛；多盘过滤机；热分散与氧化漂白；后浮选；还原剂漂白。
  2.浙江永泰纸业集团办公废纸脱墨线
  永泰集团引进日产120吨办公废纸脱墨线工艺流程：链板输送机→碎浆机→间隙式清渣机→高效除砂器→粗筛→精筛→前浮选脱墨→圆网浓缩→第一道热分散→高浓氧化漂白→一级三段精筛→后浮选脱墨→一级四段低浓除砂→多盘过滤机→第二道热分散→中浓泵→升流式还原漂白→贮浆塔。
  七、国外废纸企业如何实现零排放
  法国一家箱纸板厂（French纸厂）以100％废纸生产箱纸板，年产量为7万吨。当地环保部门只允许纸厂每天最多排放30米3经过处理的废水。该厂采用厌氧与好氧相结合的方法，实现水零排放的经验，可供读者参考。
  该厂采取多次循环、好氧处理等各种措施，2004年利用厌氧内循环（IC）反应器和传统的活性污泥系统相结合的方法处理循环回用水。该封闭循环处理系统的COD去除率达85％～90％，其中约有65％的COD是在IC反应器转化成沼气而被除去的。新系统投产后回用水的总COD含量300毫克/升，TSS含量20毫克/升，pH值7.8（废水处理前总COD含量5000毫克/升，TSS含量200毫克/升，pH值6.5）。
  另外，采用厌氧与好氧相结合的方法，实现水零排放的企业有：德国新建的Worth纸厂，以100％废纸生产挂面纸板和瓦楞原纸，年产60万吨，处理后废水100％回用，每吨纸板清水消耗量为1.5米3。美国在1996年建成的年产32万吨箱纸板厂（以100％废纸为原料）每吨纸板清水消耗已降到3.8米3。