日本废纸的回收和利用 北越制纸株式会社技术开发部柳田明 1 - 前言 日本造纸原料的6 0 都是废旧废纸，废纸回收率达到7 2 。之所以有这么高的回收率，是因为日 本具有其特有的从全国收集废纸的流通、回收系统。此外，消费者方面对废纸仔细地进行分类，并且使 之进入到废纸流通回收系统中，这一点也提高了废纸的品质，使高度利用废纸成为可能。 另一方面，伴随着废纸回收率的增加，废纸的品质也在不断的降低，日本各个造纸公司都在改进设 备，积极应对。 本论文将介绍日本废纸流通回收系统的概要，并且以白板纸工厂为例，介绍为了改善品质，改造废 纸处理设备的实例。 2 日本的废纸利用状况 2 1 废纸的定义分类 在日本，废纸被定义为：“纸、纸制品、书籍等其它的全部或一部分是纸，曾经使用过一次或没有 使用过就被回收的物品，此外，在废弃物中有使用价值的部分，作为造纸的原材料能够利用的东西。但 是，纸的生产商经营的造纸厂或者行业内在造纸过程中产生的东西除外”。此外，纸质垃圾和废纸是分 开的，即便是在欧美的造纸业界、废纸业界，纸垃圾和废纸也是被区别开来的。 在日本，废纸的分类如表l 所示。 表1 废纸的分类2 ) 报纸报纸( 包括广告) 杂志周刊杂志、月刊杂志、单行本、电话本等及其退书 瓦楞纸箱包装家电、机械、蔬菜水果等的瓦楞纸箱 高档白边纸- 卡纸没有附着油墨的高档的废纸 高档- 中档白纸没有附着油墨的中档品质的废纸 白色- 彩色纸边附着油墨的高档废纸 印刷纸边印刷损纸 附着油墨的中等品质的废纸 废牛皮纸 包装水泥，肥料等的牛皮纸类废纸 白板纸切边- 废纸盒 白纸盒等纸容器的废板纸 2 2 日本的废纸的回收流通系统 大致划分废纸的产生源头的话，分为“家庭”、“市内”、“小规模发生场所”、“大规模发生场所”四类。 其中从“家庭”中主要产生报纸、杂志、瓦楞板纸，有由当地的街道委员会和学校等集团回收，由地方自 3 1 治体进行的行政回收、报纸销售店的回收，还有以小型卡车巡回向普通家庭进行废纸交换的回收商的回 收。“市内”主要是在繁华街道和批发商业街等处回收捆包商品的瓦楞纸箱等。这些是由回收业者回收。 办公大楼等处的“小规模发生场所”，这些场所出了产生报纸、杂志和瓦楞纸板箱以外，还有来自办公室 的复印纸，这些废纸也通过回收商回收。这些经由再生资源商和中间收购商、专业收购商，汇集到直接 收购商处。从印刷厂和百货商店等“大规模发生场所”回收的废纸直接汇集到专业收购商或者直接收购商 处。 图1废纸的主要回收和流通路径 ( 根据日本制纸连合会的数据制作) 看似非常复杂的系统，尽管日本全国各地的家庭、商店、工厂、百货商店、车站等不同的场所所产 生的废纸也种类各异，因为需要从极大多数产生废纸的源头处就开始就把废纸进行仔细地分类回收，就 发展成为上述的废纸回收系统。 直接收购者就这样按照报纸、杂志、瓦楞纸箱、白色纸边、高档白边纸等种类进行分类，通过检查 尽可能的除去混入的禁忌品，之后压缩成1 吨左右，用铁丝捆好后交给造纸企业。 造纸企业都有各自的指定直接收购商，不从非指定的直接收购商中回收废纸。因为造纸公司是把废 纸作为商品购买的，就废纸的质量和直接收购商设置基准、签订契约，当收购的废纸中混入了规定的禁 忌品，不满足基准要求的情况下，就进行退货等处理。 2 3 日本的纸生产量和废纸使用量 2 0 0 6 年日本的纸和板纸的生产量中，纸有1 9 0 6 万吨，板纸有1 2 0 4 万吨，共计3 1 1 0 万吨。同时，日 本的纸和板纸的消费量共计是3 2 0 6 万吨。仅次于美 国、中国，生产量和消费量位居世界第3 位。纸的生 产量略微超过了3 0 0 0 万吨，十几年保持持平的状态。 比较生产量和消费量的话，消费量略超过生产量。 日本的造纸原料中废纸约占6 0 ，纸浆约占4 0 。纸的原料说是纸也不过分。2 0 0 6 年的纸浆比率为 3 2 表2 废纸中纸板纸的消费量的比例( 2 0 0 6 ) ( ) 4 3 93 ，其中进口纸紫7 1 剩 下的3 22 是国产纸浆。 2 0 0 6 年的日本废纸消费量足 1 8 7 9 万吨，约三分之一用作于生 产纸张，约三分之二用作板纸。用 于生产纸张的废纸原料巾，约三分 之是废报纸，用于生产板纸的废 纸原料中约三分之二是瓦楞纸禧。 表3废纸回收和消费量的变化4 废纸回收量1 5 ，4 7 51 8 ，3 3 22 2 ，3 2 0 2 2 ，8 7 3 堑：堑堡盟垫墨2 盛! 堕! l ，! 塑! ! 童墼21 ：i 塑 废纸回收率( ) 5 1 6 5 777 1 1 17 24 废纸消费量和废纸的进口最 与出口量的变化如表3 所示。废纸的回收率在1 9 9 5 年为5 16 ，到r2 0 0 6 年增加到7 2 4 。可咀认为 H 本废纸的理论回收率的E 限的估算值”是7 2 ，并且现在日本的废纸回收率大体上达到了上限。 这1 1 年间的变化特征为：废纸的进口犀从4 8 万吨减少到7 万吨，反过来废纸的出口量从4 万吨增 加到3 9 0 万吨。这相当于日本全国回收废纸总量的1 7 。其中，对中国的废纸出口量是为3 1 9 万吨”。 随着此项出口的剧增，日本国内的废纸价格也急剧上扬。以度报纸为例，价格从1 0 日元m g 上涨到 1 41 5 1 元m E “。废纸价格的骤涨，与燃料价格的上升一起，称为对E l 本造纸企业的经营造成压力的主要 原因。 图2 日本的废纸输出量5 iilig i 1 6 1 1 2 罢1 0 | 8 B 4 2 。 引3 口本的废纸价格的变动6 ，一一， ，一 如上所示，围绕日本废纸利用的状况急剧变化。废纸作为纸的主要原料，其重要性也越来越突出 i 日本的遗纸厂的宴倒 在日本，随着废纸的回收率的增加，废纸的质量也在不断的降低。另一方面，用户对纸制品的质量 要求变得严格，即使用废纸作原料的产品也被极力要求有很少的夹杂物。为此，因纸张中夹杂物的问题 而索赔的情况有增加的倾向，在日本的各大造纸厂都在推行减少夹杂物的对簧。 作为实例，介绍北越制纸关东工厂( 胜田) 的减少夹杂物的对策工程的概要， 嘉= l 一 墓器釜 口日o 嚣嚣舞嚣。 3 1 关东工厂( 胜田) 的概要 北越制纸关东工厂( 胜田) 位于茨城县H i t a c h i n a k a 市，以从首都圈回收到的废纸作为主要原料，用1 台造纸机生产白板纸。这个工厂的废纸处理设备从1 9 7 5 与抄纸机一起投产。与这台机器开始所生产的 纸种相对应的进行废纸工段的处理量和原料变更。 抄纸设备是1 9 7 5 年4 月开始投产的改良型的带超级成型器和双面涂布的白板纸机。网部为单网6 层抄，网宽为3 , 7 5 0 m m ，克重为1 6 0 4 5 0 9 平方米，除了造纸机主机以外，还附带有表面施胶、涂布 机、纸病检测器、停工漏泄检测器、B M 计等。设计生产能力是日产2 5 0 吨，但此后经过数次的改造， 现在日产3 5 0 吨的两面涂布特殊白板纸。 关东工厂( 胜田) 的废纸处理设备，当初只用于处理报纸废纸。然而，为了解决增产、质量改善、高 白度D I P 处理等诸课题，设置鼓式离解机、改造粗选筛、设置搓揉机、增设了漂白工序。现在用两条 生产线来处理报纸和杂志废纸、优质废纸，制造脱墨纸浆。其中，把有漂白工段的生产线称之为B D P 系列，把没有漂白工序的生产线称之为D I P 系列。 3 2 废纸处理工序改造工程的目的 如前所述，因为用户对低尘埃度的要求越来越强烈，要求对纸制品中含有夹杂物的索赔有增加的倾 向，减少产品中的夹杂物成了紧急任务。同时，胜田工厂以前是以废报纸作为主要废纸原料，为了扩大 原料废纸品种和降低成本，开始扩大主要原料废纸的范围，使用杂志废纸，后D I P 成品中的夹杂物开 始有着增加的倾向。通过之前数次实施的增产改造纸机的工程，因原料收购网络问题不能增产的局面在 近几年中渐渐有所改善。从以上各项工作开始，计划了废纸处理工段的改造与增产工程，在3 年中，分 6 期进行了实施了改造工程。 3 3 废纸处理设备改造工程的概要 胜田工厂废纸处理工段的基本流程如图4 所示。 图4 胜田废纸处理工序的基本流程 胜田废纸处理工段为用1 台圆筒式连续碎浆机来离解原料废纸，把离解的废纸分配到2 个系统。 此次的改造工程中，对图4 中的粗线框中的设备进行了设备更新( 增设) 。以下所示为改造工程的内 容概略。 表4 胜田工厂脱墨除尘的强化改造工程概要 施1 1 时问设备敌浩 内容 第1 期 上午1 2 时0 0 分BDP 粗选筛的更新 引进ADS 第2 期 上午1 2 时0 0 分DIP 粗选筛的更新 引进ADS 第3 期 上午1 2 时0 0 分 更新B D P 前段脱水机、搓揉机的更新引进P W T ，双轴式搓揉机 第4 期 上午1 2 时0 0 分DIP 精选筛的更新 引进GFF 筛 第5 期 上午1 2 时0 0 分DIPFT 的增强 弓l 进MTFT 第6 期 上午1 2 时0 0 分 DIP 后段脱水机的增强 引进多圆盘过滤机 3 4 改造工程的结果 3 4 1 第l 2 期工程：更新B D P 和D I P 粗选筛 D I P B D P 工段中粗选筛都使用孔筛，但是改造受空间的制约，采用了能同时具有孔筛和缝筛处理的 功能以及重杂质去除能力的相川双分离器( A D S ) 。 图5 为D I P 粗选筛改造前后的来浆残渣率的比较。改造后的残渣率比改造前大幅度下降。 图5D I P 粗选筛改造前后来浆的粗渣率的比较 3 4 2 第3 期工程：更新B D P 前段脱水机搓揉机 因为B D P 工段的前段脱水机的能力不足，使搓揉机负荷达不到要求。因此，更新了B D P 前段脱水 机及搓揉机。脱水机和搓揉机分别采用了新浜泵厂制造的大功率浓缩机和双轴式搓揉机。图6 为3 期工 程前后的B D P 工序残渣率的比较。 一 3 5 图6 第3 期工程前后B D P 工段的残渣率的比较 与改造前相比，搓揉机达到相应的动力负荷，通过搓揉机后的残渣率大幅度减少。但是，完成段的 B D P 原料的白度出现了降低，现在的搓揉机的动力消耗为：控制原料夹杂物的含量，大约在3 5 6 0 k W h t 的水平上进行运行。 3 4 3 第4 6 期工程：提高D I P 处理量的工程 为了解决机器输送的废纸原料的问题，进行了如下面的改造。 更新D I P 精选筛( G F F 筛浆机：相川铁工生产) D I P F T 的增强，增设了M T 浮选机：I H I V o i t h 生产 增设D I P 后段脱水机( 多圆盘脱水机+ 斜网浓缩机：I H I V o i t h 生产) 设备改造后，在初期有若干问题发生，但现在基本上能顺利运行。D I P 工段处理量从改造前的1 3 5 B D t D ，变成改造后的1 9 0B D t D ，如最初所期待的的那样，提高了对纸机的的原料供给能力，纸机的 增产也成为了可能。 4 质量 质量改造工程前后的B D P 、D I P 成品浆中的夹杂物含量的比较如下所示。 通过改造工程，大大地降低了完成原料中的夹杂物含量。结果也如当初所期望的那样，因成品纸的 夹杂物而要求索赔的用户也减少了。 但是，随着最近废纸状况的恶化，被认为来自原料废纸中的胶粘物的夹杂物有增加的倾向。今后打 算把处理胶粘异物作为主要着眼点，以提高成品浆料、纸制品的质量为目标，致力于设备和操作两方面 的诸课题的解决。 参考文献：略 图7 除墨除牛强化丁程前后的B D PD I P 成品浆中的夹杂物的比较 ( 菖阳译谢益民校)