大力发展造纸业清洁生产促进节能减排

2012-01-31柯文彪

绿色科技 2012年7期

沙茜，柯文彪

（武汉市环境保护科学研究院，湖北武汉 430015）

1 引言

目前，中国的经济发展正愈来愈受到资源短缺和环境污染的困扰，表现为:①传统的发展模式不仅造成了生态环境的极大破坏，而且浪费了大量的资源，加速了自然资源的耗竭，使发展难以持久；②以末端治理为主的工业污染控制，忽视了全过程的污染控制，不能从根本上消除污染［1］。如今，国家“十二五”节能减排中明确规定主要污染物排放总量减少8%～10%，单位GDP能耗下降16%［2］。作为全球第一造纸大国，我国造纸业三大普遍特点是“消耗高、污染大、效率低”［3］，造纸对环境产生了严重的污染。清洁生产以主动预防式的环境战略持续应用于生产过程、产品和服务中，采用清洁的原材料和能源，使用无废或少废的工艺、最后生产出清洁的产品。因此清洁生产［4］对造纸业的节能减排能起到积极促进作用。

我国是一个造纸大国，但还不是一个造纸强国，和发达国家比较差距明显，粗放型的增长方式未根本改变，“消耗高、污染大、效率低”的现象还普遍存在。传统造纸主要原料是草浆，主要污染物是高浓度废水。其废水中包含悬浮物（纤维和纤维细料）、易降解的有机物（半纤维素、甲醇、甲酸、乙酸。糖类等）、难降解的有机物（大分子碳水化合物、木质素）、毒性物质（不饱和脂肪酸）、酸碱毒物（碱法制浆pH值为9～10、酸法制浆pH值为1.2～2.0）。根据国家环保部公布数据（图1）可知，我国造纸工业COD排放总量至2001年连年控制在160万t以下，随着纸和纸板总产量持续增加，单位产品COD排放量连年下降。2007年吨纸COD排放量为21kg，仅为2001年的1／3［5］。可见，我国造纸工业在快速发展的同时环境保护已经取得了巨大成绩。但是，目前造纸业排放COD总量排在国家十大工业之首，占总量约30%，可见，造纸工业环保依然任重而道远。

目前，我国造纸原材料绝大多数是树木，虽说中国地大物博，但森林资源严重不足，森林人均蓄积量仅为世界人均水平的12.6%。近年来，我国非木材纤维和再生纤维用量约占近78%，木材纤维比例仅占22%，是一个非木材纤维和再生纤维造纸大国［6］。而世界造纸工业非木材纤维比例仅占7%，木材纤维比例占93%。2008年我国年产纸和纸板7980 万t，若全部采用木材造纸，年需木材约3.6亿m3。目前漂白木浆几乎100%依赖进口，2008年我国进口木浆、纸和纸制品、废纸共耗资166亿美元，居国家主要进口商品用汇的前列，并呈逐年上升趋势，可见目前造纸对我国森林资源消耗非常大，造纸业节能减排刻不容缓。

2 中国清洁生产现状及发展趋势

1993年，中国政府开始逐步推行清洁生产工作。在国外专家协助下，启动了一系列的推进清洁生产的项目，清洁生产从概念、理论到实践，在全国广为传播。目前，全国绝大多数省、自治区、直辖市都先后开展了清洁生产的培训和试点工作，通过实施清洁生产，普遍取得了良好的经济效益、环境效益和社会效益。根据对开展清洁生产审核的企业调查和统计得知，推行清洁生产以后，企业废水排放量平均削减40%～60%，COD排放量平均削减率约达40%，工业粉尘回收率达95%左右。这些数据表明，实施清洁生产、从源头治理污染物的思想，不但可以降低末端处理污染设施建设费和运行费，而且可以有效控制污染物的排放，同时节约资源，减少污染，降低成本，提高企业综合竞争能力，甚至可以挽救因污染严重而濒临关闭的企业，缓解就业压力和社会矛盾［7］。

近年来，清洁生产逐渐得到各级政府和领导重视，在立法方面表现为把推行清洁生产纳入到有关的法律和规划中。国家在颁布和修订的《中华人民共和国大气污染防治法》、《中华人民共和国水污染防治法》、《中华人民共和国固体废物污染防治法》和《淮河流域水污染防治暂行条例》中，把实施清洁生产作为重要内容，明确提出了通过实施清洁生产，防治工业污染。2002年《清洁生产促进法》的颁布更表明全国的清洁生产工作已走上法制化的轨道。在组织和机构建设方面，从国家到地方的各级政府，特别是经济贸易部门和环保部门都明确要有相应的机构负责清洁生产相关的工作，并成立了行业和地方的清洁生产中心，清洁生产的中介机构也大量出现。在宣传培训方面，充分利用宣传工具，采取多种方式开展宣传和培训，以提高公众和各级领导，特别是企业领导对清洁生产的认识。截至2011年年底，全国共组织了近600个不同类型的清洁生产培训班，有1.8万多人接受了培训。清洁生产正逐步深入人心。

3 在造纸业中可实施的清洁生产工艺改造

3.1 采用膜分离技术处理造纸污水

膜分离是通过膜对混合物中各组分的选择渗透作用的差异，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分混合的气体或液体进行分离、分级、提纯和富集的方法。造纸废水中成分复杂，既有固体悬浮物又有小分子化合物，非常适合膜分离。世界上经济发达、科学技术先进的国家，近几年来将膜分离技术，如超滤（UF）、反渗透（RO）和电渗析（ED）等应用于造纸工业废水的处理，技术已经相对成熟。某造纸厂在白水处理系统上加了一套超滤系统（其生产能力为40m／h，膜面积462m，透膜压力100～400kN／m，膜能耗1.5～2kW·h／m），经过超滤后，有20%的出水可以作为回用，并且悬浮物去除率高达95%，减轻了后期处理污水的压力［8］。其具体节能减排效果见表1。

目前，我国山东、江苏有几家大型造纸企业已经应用膜分离技术，工程应用表明，膜分离具有良好的去除悬浮物、COD、盐分的效果，为后期处理减轻了负担。膜分离技术处理污水不仅可降低COD减少污水排放，而且分离后的水能回用，节约水资源，体现出良好的节能减排效果。

表1 超滤处理结果

3.2 制浆采用多翼片式外流压力粗筛

粗筛是废纸处理过程中的一种筛选设备，目的是除去经碎浆机处理后残留下来的纤维束、塑料片、泡沫，以及小块片的重杂质，可在3%～5%的浓度条件下使用。武汉某纸业公司采用ZSL系列多翼片式外流压力粗筛把现有的普通φ2.0的孔筛（平孔即圆形孔）改为带波纹的锥形孔φ2.2。该筛以密封管路压力切线进解剖学的立式圆筛，它靠筛鼓内外的压力差及筛孔规格尺寸的限制，使合格纤维流过筛孔经良浆口流出，粗渣留在筛鼓的一侧，由转子和轴向推力、粗渣的重力及浆流的余速，粗渣随尾桨推向下方而排出。筛的机体内充满纸浆，进出管路密封，转子的旋转产生瞬间压力脉冲净化筛板，保证筛选正常。该厂通过粗筛改进后筛浆浓度由以前4%以下提高到4%～4.5%，提高了原材料的使用效率。制浆车间单位时间产能由240t／d提高到280t／d，节能降耗效果明显［9］。

3.3 制定成本目标分解及节能减排措施

对生产中的各项消耗性指标进行半年以上的专项效能监察，并进行成本分析调研。在此基础上对各岗位制定相应的奖罚制度:企业成本目标分解到分厂及车间，对相关管理人员进行成本考核；分厂将考核目标落实到主要机台及工序，对操作员工实施相关奖惩考核；工艺质量部对采购材料进行严格检验，要求供应商将卷筒克重控制在标准范围以内，保证较高出纸率。通过对节能降耗各项考核指标，进行层层分解，并落实到每个岗位、每个人和工作的每一个环节，形成了节能降耗“事事有人抓、件件有落实”。

某纸业在清洁生产中制定了完备的成本目标分解及节能减排措施，取得了很好的节能减排效果。下面仅仅以该厂制作硬抄笔记本中封面这一环节为例进行说明，见表2。降耗措施为:①领料时进行登记抽查数据的真实性；②生产前封面必须撞齐，异规封面需挑选单独生产，裁切厚度正常标准为100mm异规产品在80mm以下；③打孔要求厚度按3mm标准，打好的成品书进行及时防护；④包背时先将设备调试正常方可开机，调机时用废书调试。该企业通过实施成本目标分解及节能减排措施一年后，进行能耗统计，得出相同产量原辅料消耗减少5%、全厂用水减少15.5%，用电量减少约10%［10］。

4 促进造纸业清洁生产的建议

国外对造纸方面清洁生产比较重视，在非脱墨造纸方面基本达到零排放［11］，我国虽然在造纸业清洁生产也采取了一系列的措施，如在新建或改建工程中必须上清洁生产工艺、企业上市必须通过清洁生产、无力治理“三废”的企业要强制关闭等。但与国外先进水平仍有不小的差距，发展还是比较缓慢，笔者认为可以从以下几个方面来大力发展我国造纸业清洁生产。

4.1 借鉴国外发展模式

国外一些发达国家清洁生产的现状是把技术改造作为工业资金积累的主要方式，并制定一系列投资向技改倾斜的工业政策，积极推动了清洁生产的发展。政府干预、立法保障、将清洁生产作为首选的环境保护战略，将污染预防纳入环境保护的主流活动，并用经济手段激励企业进行清洁生产［12］。重视企业的研究开发的经济功能，把研究开发、清洁生产作为企业生产过程的重要组成部分和企业发展的动力源。在宣传、教育与培训的推广下，清洁生产深入人心，得到社会广泛认同并积极参与。

表2 某厂硬抄生产线成本目标分解

4.2 提高认识和加强管理

通过从事清洁生产工作，发现很多企业做清洁生产并非自愿，而是为了通过清洁生产审核。这样不利于清洁生产发展，各级政府和各企业领导必须要以发展的眼光看待问题，清洁生产不单纯只是为了应对企业污染，其实也是企业一个发展的机遇。要结合推行总量控制制度，把清洁生产的要求纳入排污许可证、环评和限期治理等制度中，加强环境执法力度，从而促进企业加强清洁生产管理制度［13］。

4.3 政府加大扶持力度

目前，政府对清洁生产审核通过的企业有一定的奖励，但奖励多少并没有形成有效的文件，一定程度上削减了企业积极性［14］。在清洁生产审核过程中，会涉及到高费方案。虽说高费方案有良好的经济效益，但需要投资。这就需要政府大力支持，比如说设立清洁生产专项基金、银行对清洁生产项目贷款时适当降低利息等。

4.4 加强行业的交流学习

目前在中国，作为污染大户的造纸业，大多数企业都不愿将自己企业的情况透露给外界，或者报出去的资料要么伪造要么无关紧要，这对于提高企业的竞争力非常不利。因此，笔者认为加强造纸行业间的交流学习非常重要，多向技术先进的造纸厂学习，对于一些较好的清洁生产管理理念要灵活使用，行业间的交流学习对促进造纸业清洁生产能起到非常重要的作用。