中国の製紙工場廃水処理の実態分析 R05051 指導教員 1 .研究背景・目的中国では高度経済成長につれ，工業生産規模の拡大や生活レベルの著しい向上が見られた。近年、水質汚濁環境悪化が加速し，これが中国政府や国民にとって極めて深刻な問題となっている。これまで資金や技術の不足もあって製紙廃水処理が十分でない状況を抱えつづけてきた。中国製紙工場と日本製紙工場の排水処理を分析して、日本との法律や法規の違い，技術格差，人的資本の落差などを比較し，考察したい。 2.パルプ製造工程の分類中国古紙利用量は1995年の810万トンから2006年の 4224万トンまで増加し、10年間で古紙の使用量5倍に成松下潤 4.紙パルプの排水処理技術表２、紙パルプの排水処理技術処理方法物濾過理的沈単及殿純び凝化集学的処浮上理化学的処理図１．パルプ製造工程の分類銭生物処理中和曝気処理設備スクリーン及びフィルター単純沈殿層、スラッジ排除設備凝集沈殿層、薬剤添加設備、スラッジ排除設備浮上分離、薬剤添加設備、付帯設備中和層効果 SS 減少、原料回収 SS 減少 SS 減少、色度向上、石灰凝沈でリン除去可能 SS 補集 PH 調整曝気層、空気圧縮機真空蒸発缶、廃液燃焼炉脱臭、BOD 改善 BOD,COD 大幅に減少酵母発酵活性汚泥法酵母発酵設備 BOD 減少散水濾床法散水濾床、散水ポンプ濃縮燃焼曝気層、沈殿層、 BOD 減少栄養剤供給設備 BOD 減少特徴スラッジ処理困難凝集剤使用、スラッジ処理やや困難抄紙白水に多く利用中和剤使用色度は一般に悪化補集濃度高いほど有利 SP 廃液で実施剰余汚泥の処分問題 SS の多い廃水不可急増した。2006年古紙使用量は全国パルプ使用量の 56％を占めている。広く使われている排水処理法は表2に示す通りであ 1995年法的強制規制により製紙企業約10000軒からる。現実の排水処理においては処理対象の排水におじ 2006年3288軒までに減った。そのうち85％の企業は古て、最も適切な方法と組み合わせを選択することが重紙パルプを利用している。パルプ製造は化学パルプ、要である。すなわち、①CODの高い着色排水②BODの高機械パルプ、古紙パルプを分類されるが、木材資源はいパルプ排水③臭気成分を含むドレン類④SSの多い乏しい中国では、日本の古紙を大量輸入して紙の生産排水などに区分して、排水の特性に応じ、BOD、COD濃を拡大している。 3 .製紙工場排水の成分度の高い排水は、生物処理と凝集沈殿処理の組み合わ表１、製紙工程における廃液排水中の汚濁成分工程調木蒸解洗浄回収精選漂白抄纸廃液、排水の汚濁成分樹皮、木屑、木粉（SS,色）リグニン等有機物（BOD,COD、色）酢酸、メタノール（BOD) 結束繊維、微細繊維（SS,BOD,COD) 塩素化リグニン、還元糖、有機酸（BOD,COD,色）微細繊維、クレー（SS) 紙パルプ製造の各工程排水の汚濁成分を表1に示すせで、BOD、CODは低いがSSの高い排水は、凝集沈殿などの沈降処理を行うのが一般である。さらに最近は高度な処理技術も採用されている。この研究では、中古紙再生に使われる物理的化学処理である「浮上法」に着眼して、処理設備や環境負荷削減効果、費用節約効果について事例分析を行う。５.中小製紙企業の排水処理システム 2008年中国環境省は製紙排水規制を導入、年産５万が、特に蒸解洗浄工程よりの排水はBOD、COD、SS及びトン以下排水処理能力ない製紙企業を休業させた。企色度が高いことが特徴となっている。BOD悪化の主原業持続発展のため、「南通富发紙業有限会社」は2007 因は、へミセルロースから生成した糖類及び有機酸と年からパルプ排水回収システムを作り、2008年2月に揮発性有機物であり、COD及び色度ではリグニン誘導は廃水ゼロ排出目標を達成した。これにより①電気、体が主原因となっている。一方、SSは主に樹皮や各工ガス、水道など使用量の削減。②CODの排出年間382ト程からの微細繊維と填料である。ン削減。と合わせて、品質の改善効果が得られている。間472.5万元の節約効果が得られる。５－１.製紙工場排水処理システム「エネルギー効果」汚水処理施設の負荷低減により、電気の使用量が古紙パルプ製造工程 40kwh/トン削減された。年間生産量25000トン「環境効果」古紙分離脱インク抄紙叩解中段水白水排水水量33万トン削減。企業排水ゼロ化投入前の COD排出量382トンがゼロにできた。５－3.排水ゼロ化事業の資金回収計画図2.製紙工場排水ゼロ化処理システム図３.蒸気回収省エネ装置図４.密封された貯水池紙パルプ製造排水が環境への影響で社会的に大きいな問題となっていた。紙パルプ工場から排出された汚濁物質が閉鎖区域で堆積し、嫌気性の腐敗を伴って深刻な公害をもたらした。この廃水処理システムでは凝集沈殿装置や浮上分図5. 排水ゼロ化事業資金回収計画図離装置が整備された結果、中段水や白水を外に排出せず、循環再利用し、排水ゼロ目標を実現している。５－２.廃水ゼロ化事業の投入効果減少量原料循環など効果により、年間設備コスト400万元にとして、収益増額491万元と見込まれ、91万元の利益表３、排水ゼロ化事業投入前後資源量の比較使用資源排水ゼロ化事業投入以来、図５に示すより、節水、減少が得られていることが明らかになった。６.まとめ・考察紙パルプの代替としてコスト削減から出発した古 2007年度 2008年度平均平均水道水(m3) 25,537 2,762 22,775 89.2% 電気(kwh) 489,125 392,557 96,567 19.7% ルプ資源である木材、エネルギーの節減となり、さら蒸気(t) 4,556 2,717 1,839 40.4% にはごみ、廃水の減量化に大きく貢献することになっ古紙(t) 2,012 1,631 381 18.9% た。固形廃棄物(t) 42.8 21.8 21.0 49.1% パルプの製造は本来的には環境調和型の生産活動クラフト紙(t) 1,636 1,511 125.5 7.7% である。このような特徴をよりよく発揮するための今率表４、排水ゼロ化前後製品１トン当りエネルギー使用量エネルギー水道水(t) 電気(kwh) 蒸気(t) 古紙(t) 排水ゼロ化前 15 300 2.8 1.25 排水ゼロ化後 1.8 260 1.8 1.1 節約量 13.2 40 1 0.15 「節水効果」製品1トン当たりの水使用量1.8ｍ3までに下げ、生産能力によると、循環水システム2.5万トン生産能力を確保して、年間10万元の節水効果が得られる。「回収繊維と古紙の効果」古紙節約0.15トン、１トンの古紙1500元として、年紙のリサイクルは、排水ゼロ化事業の投入により、パ後の課題としては、中古紙の利用に伴う廃液の回収を安定的に行うことと環境への負荷の少ない技術の開発が必要である。水の再利用を図るには、大量の薬品を用いた水処理からの脱却を図ることも重要である。消費者が求める紙の品質や価格を満たしながら古紙増配率を実現していくには、これらの技術の課題を着実にクリアしていくことが望まれる。＊参考資料＊ 1.「水リサイクル・廃水処理技術」東レリサーチセンター 2.「紙とパルプの科学」京都大学学術出版社 3. http://www.chinappi.org/ 中国製紙協会 HU UH