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1、制浆造纸工业节水技术胡忠宇（陕西科技大学造纸工程学院，陕西西安710021）摘要：本文综述了制浆造纸工业节水技术的发展历程和现状，并介绍一些新的现代节水技术。关键词：节水；洗涤；漂白；中浓造纸工业是水资源消耗大户,随着造纸工业的快速发展,对淡水资源的需求与依赖急剧增加。全球范围可以利用的新鲜水越来越少。据统计全球陆地降雨量约100000m3/d,其中人类可以利用的水约为25%，而这部分有50%~60%已用于农业灌溉。而我国是世界上严重缺水的国家之一,人均水资源拥有量只有2300m3/d,为世界平均水平的1/4。目前,我国己有11个省、区、市
2、的人均水资源拥有量低于联合国可持续发展委员会确定的1750m3用水紧张线,其中9个地区低于500m3的严重缺水线。水资源短缺已成为制约我国经济和社会发展的重要因素,开展造纸行业节水活动,不但可以减少新鲜水用量,而且可以减少废水排放,恢复受损环境,使人类排除当今世界水资源危机和环境污染的困扰,走上可持续发展之路,同时还能带来节能、降耗的效益。1造纸工业节水的重要性中国水资源总量2.8万亿m3,人均2200m3,是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一,为世界平均水平的1/4[1]。实际可利用水资源8000~9000亿m3,目前估算用水总量接近7
3、000~8000亿m3、用水量接近可用水量的上限,用水量与美国相当,但GDP仅为美国的1/8,工业万元产值用水量平均241m3,是发达国家的5~10倍,工业用水量重复利用40%左右,发达国家达到75~85%。工业取水量如果控制在1~2%以内年增长率,到2010年取水量也要达到1300亿m3。水是制浆造纸工业的命脉。无可替代的原料。传统纸业作为用水大户，面对水资源短缺的严重现实，在用水的竞争中，在经济高速发展的今天，有必要把中国纸业建成国际认可的可持续发展的现代纸业（已不是用水大户，且不构成水污染），在循环经济中优化环境的行业。水资源可持续利
4、用是我国造纸工业可持续发展的战略问题，其核心是要调整用水结构，提高用水效率。水与造纸生产的关系：水与造纸过程是紧密相关的。造纸生产过程需要水是基于三个主要原因[2]。一是造纸用的纸浆纤维只有稀释在水中形成悬浮液，才能易于泵送和储存；二是纸业成形的需要，即纸浆必须良好的稀释和分散在水中，才能均匀分布上网通过滤水形成湿纸幅，从而完成纸页成形并得到良好的成形匀度；三是纸页获得强度的需要，只有用水作为纸浆纤维的稀释介质，植物纤维间才能在成形过程中产生氢键结合，获得必要的湿纸幅强度，从而满足纸机抄造性能的要求，并使纸页获得物理强度。理论和实践均表明，
5、纸页的强度主要取决于纤维间氢键结合的强度，而纤维间氢键的结合只有用水作为稀释介质时才能实现，而用乙醇和空气都使不行的。因此，当新的造纸工艺未能在上述三个方面取得突破之前，造纸生产还离不开水。此外，造纸过程还需用水清洗纸机和传输能量等。当然，一些特殊的造纸工艺，如干法造纸，是可以不用水的，但是其纸页成形机理和纸页强度机理与主流的湿法造纸是完全不同的。目前这种干法造纸工艺还仅仅限于一些特殊用纸的制造，其产量在整个造纸工业中所占的比例很小，生产成本还是较高的，且从目前的发展看来，还难以在主流纸种的生产中实现干法造纸的突破。因此主流的造纸工艺还是离
6、不开水的。2制浆造纸节水技术的发展历程[3]2.1第一阶段1930—1960年发展历程德国Brecht教授，1933年，《对纸机利用浆料和耗水情况的认识》阐明著名的“第一次网下白水”的作用，并提出了工艺水循环使用的基本概念和原理。表1纸厂单位清水耗用量（1930年左右）纸种清水耗用量/（m3·t-1）纸种清水耗用量/（m3·t-1）新闻纸（包括磨木浆）180~200高级纸200~300新闻纸（不包括磨木浆）2~130包装纸（由原生纤维生产）100~150中级印刷纸45~500各种纸4~330高级和中级书写纸60~600学者Klemm的《纸厂
7、纤维回收和节水》涉及的内容：①纤维回收的方法，即沉淀、浮选、过滤。②包括生产浆的新闻纸车间用水系统③污水控制的方法及其演变④适用于不同纸种的“最大限度的封闭系统”举例⑤采用相当有效的化学助剂控制腐浆⑥pH控制表2带制浆的纸厂单位清水耗用量（1955年）纸种清水耗用量/（m3·t-1）纸种清水耗用量/（m3·t-1）书写和印刷纸（包括制浆）200~400新闻纸（包括磨木浆）80~120中级纸（包括磨木浆）60~120新闻纸（包括磨木浆和浆厂）120~300中级纸（包括磨木浆和浆厂）200~450牛皮纸（包括制浆厂）120~300那时，就循环系
8、统而言，除了初循环和第二次循环以外，已经试图形成一个附加的“外部循环”或称为第三循环。2.2第二阶段1960—1980年发展历程在这一阶段，环境污染的严重后果在欧美国家日益显著，
