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目前，我國造紙業(yè)正處于高速發(fā)展時期，2005年紙和紙板產(chǎn)量為5600萬t，同比增長13.13%。由于制漿造紙工業(yè)自身的特點(diǎn)，在生產(chǎn)過程中能耗較高，污染物排放量大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2004年造紙行業(yè)廢水排放量為31.8億t，占全國工業(yè)廢水排放量的16.1%，CoDcr排放量為148.9萬t，占全國工業(yè)CODcr排放量的33%，SO2排放量為39.1萬t，占總排放量的2.24%川。在這種情況下，如果單純依靠末端治理來控制污染，則基建投資大、運(yùn)行費(fèi)用高、經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)過于沉重、企業(yè)無法承受，因此實(shí)施清潔生產(chǎn)成為保持造紙企業(yè)持續(xù)發(fā)展的有效途徑。
第一、推行清潔生產(chǎn)的必要性
清潔生產(chǎn)的定義是使用清潔的原材料，通過清潔的生產(chǎn)過程，生產(chǎn)出清潔的產(chǎn)品。推行清潔生產(chǎn)就是摒棄高消耗、高投入的資源型生產(chǎn)模式，用最少的環(huán)境代價獲取最大的環(huán)境需求和發(fā)展。清潔生產(chǎn)的意義在于避開了傳統(tǒng)、滯后的先污染后治理的污染控制模式，強(qiáng)調(diào)在生產(chǎn)中提高資源、能源轉(zhuǎn)換率，減少污染物的產(chǎn)生，降低對環(huán)境的不利影響。因此進(jìn)行清潔生產(chǎn)既要了解有關(guān)環(huán)保法律法規(guī)的要求，又要熟悉行業(yè)本身的特點(diǎn)和生產(chǎn)、消費(fèi)狀況。造紙企業(yè)應(yīng)該從行業(yè)自身特點(diǎn)出發(fā)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、原料選擇、工藝流程、工藝參數(shù)、生產(chǎn)設(shè)備、操作規(guī)程等方面分析生產(chǎn)過程中減少污染產(chǎn)生的可能性，尋找清潔生產(chǎn)的有效途徑，促進(jìn)清潔生產(chǎn)的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)造紙行業(yè)與環(huán)境的平持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展。
第二、造紙行業(yè)實(shí)施清潔生產(chǎn)的途徑
1、備料階段的改進(jìn)
在備料階段要選用清潔的原材料和輔料，不合格的原料不準(zhǔn)進(jìn)車間。原料質(zhì)量直接影響備料效率、制漿質(zhì)量和生產(chǎn)成本。木材原料要檢查是否去皮，是否有朽木混雜在內(nèi);荻葦要去除葦葉、葦根及泥砂雜質(zhì);廢紙要清理，挑選符合一定等級標(biāo)準(zhǔn)的廢紙;草類原料可采用干濕法備料相結(jié)合去除雜質(zhì)。如草類原料經(jīng)過干濕法備料后，能除去80%以上的塵土、泥砂，蒸煮黑液中的SiO2較干法備料減少30%以上。由于原料中的雜質(zhì)不僅會消耗蒸汽和化學(xué)藥品，還會影響產(chǎn)品質(zhì)量，因此，嚴(yán)把原料質(zhì)量關(guān)，對生產(chǎn)后續(xù)過程及排污水平至關(guān)重要。
2、制漿技術(shù)的改進(jìn)
制漿污染占整個造紙過程污染負(fù)荷的80%以上，化學(xué)品消耗量最大，水耗和能耗亦很高，因而有最大的清潔生產(chǎn)潛力。
(1)高得率制漿：高得率制漿可提高資源利用率，減少纖維和化學(xué)藥品的消耗，采用不產(chǎn)生有機(jī)氯化物的新漂劑，能使漂白廢水中的BOD,COD和AOX等含量比化學(xué)漿少得多，生產(chǎn)過程排放廢液的污染負(fù)荷輕，廢液的回收處理比較簡單。例如APMP的制漿得率一般都在85%左右，生產(chǎn)過程中僅有原料量15%的溶出物進(jìn)入制漿廢水中，因此，相對于化學(xué)漿(得率為40%-
50%)來說，其污染負(fù)荷要低得多。APMP漿中所含廢水80%一90%通過螺旋壓榨脫水機(jī)擠壓后可回用，污染負(fù)荷的排放量低于其發(fā)生量。且排放的廢水具有可生化性，采用厭氧-好氧生物處理最終可達(dá)標(biāo)排放。同時高得率漿具有再制漿的優(yōu)良性能，有利于廢紙的回收再利用。
(2)深度脫木素技術(shù)：對紙漿進(jìn)行深度脫木素和低/無污染漂白是制漿工業(yè)的趨勢。研究表明，漂前紙漿的卡伯值愈低則漂白廢水中可吸收有機(jī)物的含量愈低，污染也就愈小，因此要求盡量降低未漂漿的卡伯值，但傳統(tǒng)蒸煮方法不能滿足這一要求。20世紀(jì)80年代初發(fā)展起來的深度脫木素技術(shù)，是通過改變傳統(tǒng)的蒸煮工藝條件或在漂白前進(jìn)行某些處理，來增加木素的脫處量而維持紙漿的質(zhì)量不變。紙漿中的殘余木素含量降低，不僅能減少漂白化學(xué)藥品的消耗，而且降低漂白廢水的污染負(fù)荷。改良型連續(xù)蒸煮(MCC)及深度改良型連續(xù)蒸煮(EMCC)、低固形物蒸煮(LSC)、置換加熱蒸煮(RDH)及等溫蒸煮(ITC)、等深度脫木素形式能適應(yīng)這一要求。這些新技術(shù)除了達(dá)到深度脫木素目的外，還將復(fù)雜的熱交換巧妙地溶入蒸煮過程，充分利用各項(xiàng)余熱。節(jié)約蒸煮用汽。例如，芬蘭En-soGutzeit紙廠進(jìn)行MCC蒸煮的生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)，將針葉木硫酸鹽漿的卡伯值從30降到20。同樣卡伯值的紙漿，MCC工藝的私度比常規(guī)制漿方法的高100ml/g。要漂白到同樣的白度，MCC工藝比常規(guī)工藝少用有效氯10kg/t留t風(fēng)干漿，最后排放的污染負(fù)荷則低于常規(guī)蒸煮。
(3)生物制漿技術(shù)：生物制漿是直接利用微生物降解纖維原料中的木素，解離出纖維，使之成為紙漿。該過程具有環(huán)境友好性，可降低能耗和化學(xué)品用量，因此將生物技術(shù)作用于制漿造紙過程，有利于克服化學(xué)法所存在的缺點(diǎn)(高化學(xué)品消耗，高污染負(fù)荷)，從而降低纖維原料用量和廢水污染負(fù)荷。研究發(fā)現(xiàn)，在機(jī)械磨漿前利用真菌處理木片，與傳統(tǒng)的木片磨木漿(RMP)法比較可節(jié)約25%一50%的電能;若在化學(xué)蒸煮前對麥草原料進(jìn)行酶預(yù)處理，可以提高脫木素程度，降低紙漿卡伯值，減少篩渣率，降低化學(xué)蒸煮階段有效堿的消耗量;與常規(guī)化學(xué)制漿相比，在相同的打漿度下，定酶用量范圍內(nèi)，酶法化學(xué)漿的白度和各項(xiàng)強(qiáng)度性能
指標(biāo)都有所上升。因此，生物技術(shù)用于制漿具有誘人的發(fā)展?jié)摿Γ獞?yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)，差距還很大，應(yīng)加大投資，爭取早日將生物制漿技術(shù)投人產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
3、漂白技術(shù)的改進(jìn)
無污染高中濃漂白技術(shù)主要是選用環(huán)境友好的漂白劑。傳統(tǒng)的紙漿漂白劑主要是氯氣或次氯酸鹽，產(chǎn)生的漂白廢水含有大量的具有“致癌、致畸、致突變”作用的有機(jī)氯化物，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。改革傳統(tǒng)的氯漂技術(shù)，采用無元素氯漂白(ECF)和全無氯漂白(TCF)技術(shù)是今后漂白技術(shù)發(fā)展的方向。
ECF漂白是采用CIO2代替全部元素氯的中濃漂白技術(shù)，采用ECF漂白后，紙漿漂白廢水中的AOX下降了93%，而且AOX的毒性近于消失。對麥草、蘆葦、蔗渣3種非木材紙漿進(jìn)行了不同流程的ECF漂白，結(jié)果表明3種非木材紙漿的白度都可以達(dá)到80%。達(dá)到相同白度的條件下，ECF漂白的漿料黏度提高30%以上
TCF漂白是ECF漂白技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，用不含氯的物質(zhì)如H202、O2、O3等作為漂劑在中高濃條件下對紙漿進(jìn)行漂白。采用TCF漂白技術(shù)可從根本上消除有機(jī)氯化物的產(chǎn)生，改變漂白廢水對環(huán)境的污染，ECF漂白產(chǎn)生的廢水一仍具有一定的微生物毒性，而TCF漂白廢水則檢測不出毒性。TCF漂白廢水可以用作蒸煮后的洗漿用水和配蒸煮藥液的稀釋水，這樣既可節(jié)約制漿用水，同時又回收利用廢液中的堿基，獲取廢液中有機(jī)物的熱能，達(dá)到節(jié)能增效的作用。
4、廢紙制漿
采用廢紙制漿不僅可以緩解世界范圍內(nèi)造紙?jiān)先找娑倘钡拿�，減輕對纖維原料、能源和水資源的消耗，且可減輕紙類廢棄物對環(huán)境的污染。同時廢紙制漿的污染負(fù)荷可極大地降低，廢紙制漿的污染負(fù)荷量為草漿和木漿的l/15，采用廢紙制漿可實(shí)現(xiàn)廢水的完全封閉循環(huán)，做到廢水的零排放或接近零排放。利用1t廢紙，相當(dāng)于節(jié)約3m3木材、l.2t標(biāo)準(zhǔn)煤、600kw·h電和100m3水，所以世界各國都在提高廢紙的回收利用率，增加再生纖維的回收利用比例和再生能源的充分利用。
5、中高濃技術(shù)的應(yīng)用
目前我國制漿造紙全過程基本在低漿濃(3%-4%)下進(jìn)行，許多廠家，特別是小廠，清水經(jīng)一次使用后即排放，噸紙用水量高達(dá)400一500m3。開發(fā)中高濃制漿技術(shù)，不僅可以減少用水量，降低輸送及其他生產(chǎn)過程的能耗，而且還可以提高紙漿質(zhì)量，是造紙工業(yè)節(jié)能降耗的有效途徑。中高濃技術(shù)關(guān)鍵在于設(shè)備(如紙漿流態(tài)化設(shè)備、洗滌和輸送設(shè)備、混
合設(shè)備、打漿設(shè)備等)的開發(fā)。中高濃技術(shù)的實(shí)施可以使造紙業(yè)的用水量減少50%以上既節(jié)約了水資源，又減少了廢水產(chǎn)生量，是清潔生產(chǎn)的一個重要環(huán)節(jié)。
6、紙機(jī)抄造的改進(jìn)
抄紙前的配漿工段不產(chǎn)生明顯的污染物排放，可通過采用高效的造紙化學(xué)品和進(jìn)行過程優(yōu)化，對后續(xù)紙機(jī)工段的污染預(yù)防產(chǎn)生影響。廣東某紙廠在紙漿中添加陽離子助留劑，運(yùn)行結(jié)果表明，白水CODcr下降35%，SS下降33%。浙江某紙廠在涂布白紙板生產(chǎn)中添加PK130作為助留助濾劑，纖維的單程留著率得到較大幅度的提高，使成紙印刷性能、物理性能和光學(xué)性能有了明顯改善;而且改善了白水循環(huán)系統(tǒng)，降低廢水處理負(fù)荷。生產(chǎn)實(shí)踐證明在漿料、蒸汽、線壓力等因素均不變的情況下，紙機(jī)車速可提高5%一10%。另外，添加助劑可降低紙的定量，節(jié)約消耗，減少單位產(chǎn)品的污染排放。紙機(jī)工段是全廠清水耗量最大的部位，約占總耗水量的60%，產(chǎn)生的廢水量也最大;同時紙機(jī)是耗能大戶(電及蒸汽)，節(jié)能可顯著減少鍋爐的大氣污染和固體廢棄物。因此紙機(jī)工段的清潔生產(chǎn)主要在水的循環(huán)、纖維回收、節(jié)能及提高紙機(jī)生產(chǎn)率方面。
清潔生產(chǎn)是一種節(jié)能降耗、從源頭控制污染物產(chǎn)生、注重經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境、生態(tài)效益相結(jié)合的新的生產(chǎn)模式。每一項(xiàng)清潔生產(chǎn)技術(shù)都是為了合理利用資源，將原材料盡可能地轉(zhuǎn)化為有效產(chǎn)品。備料階段的改進(jìn)可提高紙漿質(zhì)量，減少化學(xué)藥品的消耗，有利于黑液回收;制漿技術(shù)和漂白技術(shù)的改進(jìn)，在最大程度上減少制漿過程中對環(huán)境的污染;廢紙制漿技術(shù)則緩
解了纖維原料短缺的矛盾，降低了生產(chǎn)成本;高中濃技術(shù)可降低能耗和噸紙的耗水量;在紙機(jī)抄造部采用高效的造紙助劑可提高纖維留著率，并且降低能耗和耗水量。由此可見，采用清潔生產(chǎn)技術(shù)的目的是為了把消耗和排廢降至最低點(diǎn)，使造紙工業(yè)有可能實(shí)現(xiàn)低污染甚至無污染生產(chǎn)。
因此，在我國造紙企業(yè)中推行清潔生產(chǎn)，不僅能解決當(dāng)前造紙工業(yè)面臨的資源匱乏、環(huán)境污染嚴(yán)重的難題，而且能提升企業(yè)和產(chǎn)品的公眾形象，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。清潔生產(chǎn)將是我國造紙行業(yè)實(shí)現(xiàn)持續(xù)、快速、良性發(fā)展的重要途徑。
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