近年來(lái)，一家造紙廠污染一條河的報(bào)道屢見(jiàn)不鮮。前不久，新聞媒體對(duì)淮河污染治理的報(bào)道指出，造紙工業(yè)仍是造成淮河污染的最主要的行業(yè)，這再次為我們敲響了造紙污水污染環(huán)境的警鐘。
造紙工業(yè)怎樣實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，擺脫污染困境？一直是造紙工業(yè)界和相關(guān)研究人員反復(fù)思考的一道難題。
年已78歲的原中國(guó)輕工環(huán)保學(xué)會(huì)常務(wù)理事許文璋，已經(jīng)和造紙工業(yè)打了50多年交道。他介紹說(shuō)，我國(guó)是非木纖維的大國(guó)，草漿產(chǎn)量居世界第一位。但現(xiàn)代化草漿造紙工藝大多采用堿法制漿，堿氯漂白，規(guī)模較大的企業(yè)不僅需要建設(shè)堿回收設(shè)備，同時(shí)還要建設(shè)配套的污水處理工程，企業(yè)為此不得不支付大量的污水處理等費(fèi)用。堿法制漿的這一弊端使一些技術(shù)人員始終對(duì)另外一種制漿工藝，就是中性亞銨法制漿工藝難以割舍。許老還向記者講述了中性亞銨法工藝的發(fā)展過(guò)程。在20世紀(jì)70年代，由于當(dāng)時(shí)我國(guó)堿產(chǎn)量不足，我國(guó)首創(chuàng)了中性亞銨法草漿生產(chǎn)技術(shù)新工藝和新漿種，它不僅能合理開(kāi)發(fā)利用農(nóng)村的多種草纖維資源，而且其廢水pH值為中性，又含銨和木質(zhì)素，對(duì)土壤有一定的肥效和改良作用，可以用于農(nóng)業(yè)灌溉，尤其是有益于西部農(nóng)村農(nóng)用堿性土壤的改造。然而其發(fā)展中也存在一些問(wèn)題，如在漂白過(guò)程中，堿、氯用量過(guò)多，產(chǎn)生大量的有機(jī)氯化合物對(duì)環(huán)境造成破壞等，使這項(xiàng)技術(shù)沒(méi)有得到推廣。
日前，他在接受記者采訪時(shí)對(duì)造紙廢水依然在污染環(huán)境表現(xiàn)出強(qiáng)烈的擔(dān)憂，特別是看到造紙工業(yè)排放的污水嚴(yán)重污染西部和黃河中上游地區(qū)水域環(huán)境的報(bào)道后，更是急切地希望這種狀況盡快得到改善，呼吁造紙工業(yè)應(yīng)盡早步入循環(huán)經(jīng)濟(jì)的軌道。
與許老同樣關(guān)注造紙污水處理難題的還有北京化工大學(xué)的杜俊琪教授。近年來(lái)，北京化工大學(xué)開(kāi)發(fā)出鉀基過(guò)氧化氫＋氧氣的工藝和設(shè)備，鑒于該技術(shù)有可能改善亞銨法工藝漂白過(guò)程的負(fù)面影響，杜教授提出將該工藝技術(shù)與我國(guó)上個(gè)世紀(jì)70年代研制成功的中性亞銨法制漿技術(shù)相結(jié)合，開(kāi)發(fā)在制漿的同時(shí)聯(lián)產(chǎn)多元素復(fù)合肥的清潔生產(chǎn)工藝。
杜教授說(shuō)，中性亞銨法＋鉀基過(guò)氧化氫＋氧氣漂白制漿清潔生產(chǎn)工藝，聯(lián)產(chǎn)復(fù)合有機(jī)肥，節(jié)省了堿法制漿工藝中建設(shè)堿回收和建造污水處理廠的費(fèi)用，可實(shí)現(xiàn)“資源———產(chǎn)品———再生資源———再生產(chǎn)品”的循環(huán)流動(dòng)，基本上實(shí)現(xiàn)了制漿廢水的零排放。這是在循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論指導(dǎo)下產(chǎn)生的新思路，是解決造紙工業(yè)廢水污染，探索中國(guó)特色的漿紙肥一體化的新工藝。
杜教授告訴記者，“九五”期間，北京化工大學(xué)參加了“重點(diǎn)耗水工業(yè)節(jié)水減污清潔生產(chǎn)工藝和示范”的研究課題，成功開(kāi)發(fā)了離子膜電催化合成堿性過(guò)氧化氫和氧氣的技術(shù)。該技術(shù)利用目前用于燃料電池上的前沿技術(shù)來(lái)制備高效電催化膜電極，能在溫和條件下，集反應(yīng)與分離為一體合成過(guò)氧化物，是一種節(jié)能、環(huán)境友好的新型化工過(guò)程。由于過(guò)氧化物和氧氣就地制造就地使用，使用成本大大降低。該裝備用于棉短絨制漿，形成了制漿清潔生產(chǎn)工藝。杜教授說(shuō)，與棉短絨堿蒸煮工藝相比，采用該校開(kāi)發(fā)的這一清潔工藝進(jìn)行技術(shù)改造，可實(shí)現(xiàn)在漿粕質(zhì)量達(dá)標(biāo)的條件下，減少用堿率24.5％，減少蒸汽用量20％，減少用水量50％以上，提高漿粕收率4.05％，提高漿粕白度，實(shí)現(xiàn)不增加生產(chǎn)成本，降低蒸煮黑液色度70％，COD排放下降58％，從而減輕后續(xù)治理的操作負(fù)荷和費(fèi)用，可以在不增加制漿成本的條件下，達(dá)到節(jié)水減污的目的。該成果在硝化棉、縮甲基纖維素鈉、棉漿造紙以及化纖漿粕生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)一步推廣使用的前景十分廣闊。離子膜電催化合成堿性過(guò)氧化氫和氧氣工藝為開(kāi)發(fā)出鉀基過(guò)氧化氫＋氧氣的裝備打下了基礎(chǔ)，也為制漿過(guò)程中實(shí)現(xiàn)無(wú)氯漂白，聯(lián)產(chǎn)有機(jī)復(fù)合肥提供了可行性。
記者在采訪中了解到，作為非木纖維制漿大國(guó)，我國(guó)有非常豐富的稻草、麥草、谷物秸稈、棉短絨、紅麻等資源。據(jù)估算，每年全國(guó)農(nóng)作物副產(chǎn)的秸稈大約就有6億多噸左右，秸稈中含有大量的有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀和微量元素，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要有機(jī)肥料的原料之一。有資料顯示，利用秸稈加工有機(jī)肥料，以現(xiàn)有秸稈產(chǎn)量計(jì)算，6億噸秸稈中氮、磷、鉀養(yǎng)分含量相當(dāng)于400多萬(wàn)噸尿素，700多萬(wàn)噸磷酸鈣和700多萬(wàn)噸硫酸鉀，相當(dāng)于我國(guó)目前化肥施用量的1／4。但在夏收和秋收后，許多農(nóng)民為趕種下一茬作物，將秸稈白白燒掉，造成了空氣污染和資源的浪費(fèi)。
杜教授認(rèn)為，采用中性亞銨法＋鉀基過(guò)氧化氫＋氧氣漂白制漿聯(lián)產(chǎn)多元素有機(jī)復(fù)合肥的方法，實(shí)現(xiàn)無(wú)污染的制漿工藝和設(shè)備后，一方面能為這些廉價(jià)的資源找到增值的途徑，另一方面，如果聯(lián)產(chǎn)出的有機(jī)復(fù)合肥用于農(nóng)作物的種植，還可促進(jìn)糧食作物的增產(chǎn)，提高農(nóng)作物中的氨基酸含量。另外，中性亞銨法的有機(jī)質(zhì)廢液具有一定的黏性，在黃河中上游特別是寧夏、內(nèi)蒙古等缺乏有機(jī)質(zhì)的沙化地區(qū)，可以用于農(nóng)業(yè)灌溉和固沙，改良鹽堿和沙漠化土地，減少揚(yáng)沙天氣，有利于西部地區(qū)生態(tài)環(huán)境的改善。
對(duì)于中性亞銨法＋鉀基過(guò)氧化氫＋氧氣漂白制漿聯(lián)產(chǎn)多元素復(fù)合肥工藝，杜教授說(shuō)，雖然氫氧化鉀的價(jià)格高，看上去會(huì)增加制漿成本，但它經(jīng)過(guò)制漿工藝后，全部變?yōu)橛袡C(jī)復(fù)合肥，可用銷售復(fù)合肥的回款加以補(bǔ)充，即制漿成本高出的部分可用銷售多元素復(fù)合肥的收入抵消。這相當(dāng)于制漿企業(yè)不必進(jìn)行后續(xù)治理，廢水可直接用于農(nóng)田灌溉和鹽堿、沙化土壤的改造。若進(jìn)一步制成各種有機(jī)肥，一噸漿可大約回收300元，可有效降低制漿成本。
目前，杜教授與許老正在與農(nóng)業(yè)部門以及西部地區(qū)的相關(guān)單位聯(lián)系，希望這種新的工藝得到推廣和使用。畢竟造紙工業(yè)要實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，真正成為可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，只有個(gè)人的努力和一種工藝是不夠的，它需要全社會(huì)的力量，需要我們共同的努力。
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