造纸工业的清洁生产技术介绍

 

　　第一、推行清洁生产的必要性

 

　　清洁生产的定义是使用清洁的原材料，通过清洁的生产过程，生产出清洁的产品。推行清洁生产就是摒弃高消耗、高投入的资源型生产模式，用最少的环境代价获取最大的环境需求和发展。清洁生产的意义在于避开了传统、滞后的先污染后治理的污染控制模式，强调在生产中提高资源、能源转换率，减少污染物的产生，降低对环境的不利影响。因此进行清洁生产既要了解有关环保法律法规的要求，又要熟悉行业本身的特点和生产、消费状况。造纸企业应该从行业自身特点出发，在产品设计、原料选择、工艺流程、工艺参数、生产设备、操作规程等方面分析生产过程中减少污染产生的可能性，寻找清洁生产的有效途径，促进清洁生产的实施，实现造纸行业与环境的平持续协调发展。

 

　　第二、造纸行业实施清洁生产的途径

 

　　1、备料阶段的改进

 

　　在备料阶段要选用清洁的原材料和辅料，不合格的原料不准进车间。原料质量直接影响备料效率、制浆质量和生产成本。木材原料要检查是否去皮，是否有朽木混杂在内；荻苇要去除苇叶、苇根及泥砂杂质；废纸要清理，挑选符合一定等级标准的废纸；草类原料可采用干湿法备料相结合去除杂质。如草类原料经过干湿法备料后，能除去80％以上的尘土、泥砂，蒸煮黑液中的SiO2较干法备料减少30％以上。由于原料中的杂质不仅会消耗蒸汽和化学药品，还会影响产品质量，因此，严把原料质量关，对生产后续过程及排污水平至关重要。

 

　　2、制浆技术的改进

 

　　制浆污染占整个造纸过程污染负荷的80％以上，化学品消耗量最大，水耗和能耗亦很高，因而有最大的清洁生产潜力。

 

　　（1）高得率制浆：高得率制浆可提高资源利用率，减少纤维和化学药品的消耗，采用不产生有机氯化物的新漂剂，能使漂白废水中的BOD,COD和AOX等含量比化学浆少得多，生产过程排放废液的污染负荷轻，废液的回收处理比较简单。例如APMP的制浆得率一般都在85％左右，生产过程中仅有原料量15％的溶出物进入制浆废水中，因此，相对于化学浆（得率为40%－

 

　　50%）来说，其污染负荷要低得多。APMP浆中所含废水80％一90％通过螺旋压榨脱水机挤压后可回用，污染负荷的排放量低于其发生量。且排放的废水具有可生化性，采用厌氧-好氧生物处理最终可达标排放。同时高得率浆具有再制浆的优良性能，有利于废纸的回收再利用。

 

　　（2）深度脱木素技术：对纸浆进行深度脱木素和低/无污染漂白是制浆工业的趋势。研究表明，漂前纸浆的卡伯值愈低则漂白废水中可吸收有机物的含量愈低，污染也就愈小，因此要求尽量降低未漂浆的卡伯值，但传统蒸煮方法不能满足这一要求。20世纪80年代初发展起来的深度脱木素技术，是通过改变传统的蒸煮工艺条件或在漂白前进行某些处理，来增加木素的脱处量而维持纸浆的质量不变。纸浆中的残余木素含量降低，不仅能减少漂白化学药品的消耗，而且降低漂白废水的污染负荷。改良型连续蒸煮（MCC）及深度改良型连续蒸煮（EMCC）、低固形物蒸煮（LSC）、置换加热蒸煮（RDH）及等温蒸煮（ITC）、等深度脱木素形式能适应这一要求。这些新技术除了达到深度脱木素目的外，还将复杂的热交换巧妙地溶入蒸煮过程，充分利用各项余热。节约蒸煮用汽。例如，芬兰En-so Gutzeit纸厂进行MCC蒸煮的生产实验，将针叶木硫酸盐浆的卡伯值从30降到20。同样卡伯值的纸浆，MCC工艺的私度比常规制浆方法的高100 ml/g。要漂白到同样的白度，MCC工艺比常规工艺少用有效氯10kg/t留t风干浆，最后排放的污染负荷则低于常规蒸煮。

 

　　（3）生物制浆技术：生物制浆是直接利用微生物降解纤维原料中的木素，解离出纤维，使之成为纸浆。该过程具有环境友好性，可降低能耗和化学品用量，因此将生物技术作用于制浆造纸过程，有利于克服化学法所存在的缺点（高化学品消耗，高污染负荷），从而降低纤维原料用量和废水污染负荷。研究发现，在机械磨浆前利用真菌处理木片，与传统的木片磨木浆（RMP）法比较可节约25％一50％的电能；若在化学蒸煮前对麦草原料进行酶预处理，可以提高脱木素程度，降低纸浆卡伯值，减少筛渣率，降低化学蒸煮阶段有效碱的消耗量；与常规化学制浆相比，在相同的打浆度下，定酶用量范围内，酶法化学浆的白度和各项强度性能

 

　　指标都有所上升。因此，生物技术用于制浆具有诱人的发展潜力，但要应用于实际生产，差距还很大，应加大投资，争取早日将生物制浆技术投人产业化生产。

 

　　3、漂白技术的改进

 

　　无污染高中浓漂白技术主要是选用环境友好的漂白剂。传统的纸浆漂白剂主要是氯气或次氯酸盐，产生的漂白废水含有大量的具有“致癌、致畸、致突变”作用的有机氯化物，造成了严重的环境污染。改革传统的氯漂技术，采用无元素氯漂白（ECF）和全无氯漂白（TCF）技术是今后漂白技术发展的方向。

 

　　ECF漂白是采用CIO2代替全部元素氯的中浓漂白技术，采用ECF漂白后，纸浆漂白废水中的AOX下降了93％，而且AOX的毒性近于消失。对麦草、芦苇、蔗渣3种非木材纸浆进行了不同流程的ECF漂白，结果表明3种非木材纸浆的白度都可以达到80％。达到相同白度的条件下，ECF漂白的浆料黏度提高30％以上

 

　　TCF漂白是ECF漂白技术的进一步发展，用不含氯的物质如H 202、O2、O3等作为漂剂在中高浓条件下对纸浆进行漂白。采用TCF漂白技术可从根本上消除有机氯化物的产生，改变漂白废水对环境的污染，ECF漂白产生的废水一仍具有一定的微生物毒性，而TCF漂白废水则检测不出毒性。TCF漂白废水可以用作蒸煮后的洗浆用水和配蒸煮药液的稀释水，这样既可节约制浆用水，同时又回收利用废液中的碱基，获取废液中有机物的热能，达到节能增效的作用。

 

　　4、废纸制浆

 

　　采用废纸制浆不仅可以缓解世界范围内造纸原料日益短缺的矛盾，减轻对纤维原料、能源和水资源的消耗，且可减轻纸类废弃物对环境的污染。同时废纸制浆的污染负荷可极大地降低，废纸制浆的污染负荷量为草浆和木浆的l／15，采用废纸制浆可实现废水的完全封闭循环，做到废水的零排放或接近零排放。利用1t废纸，相当于节约3 m3木材、l.2 t标准煤、600 kw·h电和1 00m3水，所以世界各国都在提高废纸的回收利用率，增加再生纤维的回收利用比例和再生能源的充分利用。

 

　　5、中高浓技术的应用

 

　　目前我国制浆造纸全过程基本在低浆浓（3％－4％）下进行，许多厂家，特别是小厂，清水经一次使用后即排放，吨纸用水量高达400一500 m3。开发中高浓制浆技术，不仅可以减少用水量，降低输送及其他生产过程的能耗，而且还可以提高纸浆质量，是造纸工业节能降耗的有效途径。中高浓技术关键在于设备（如纸浆流态化设备、洗涤和输送设备、混

 

　　合设备、打浆设备等）的开发。中高浓技术的实施可以使造纸业的用水量减少50％以上既节约了水资源，又减少了废水产生量，是清洁生产的一个重要环节。

 

　　6、纸机抄造的改进

 

　　抄纸前的配浆工段不产生明显的污染物排放，可通过采用高效的造纸化学品和进行过程优化，对后续纸机工段的污染预防产生影响。广东某纸厂在纸浆中添加阳离子助留剂，运行结果表明，白水CODcr下降35％，SS下降33％。浙江某纸厂在涂布白纸板生产中添加PK130作为助留助滤剂，纤维的单程留着率得到较大幅度的提高，使成纸印刷性能、物理性能和光学性能有了明显改善；而且改善了白水循环系统，降低废水处理负荷。生产实践证明在浆料、蒸汽、线压力等因素均不变的情况下，纸机车速可提高5％一10％。另外，添加助剂可降低纸的定量，节约消耗，减少单位产品的污染排放。纸机工段是全厂清水耗量最大的部位，约占总耗水量的60％，产生的废水量也最大；同时纸机是耗能大户（电及蒸汽），节能可显着减少锅炉的大气污染和固体废弃物。因此纸机工段的清洁生产主要在水的循环、纤维回收、节能及提高纸机生产率方面。

 

　　清洁生产是一种节能降耗、从源头控制污染物产生、注重经济效益和环境、生态效益相结合的新的生产模式。每一项清洁生产技术都是为了合理利用资源，将原材料尽可能地转化为有效产品。备料阶段的改进可提高纸浆质量，减少化学药品的消耗，有利于黑液回收；制浆技术和漂白技术的改进，在最大程度上减少制浆过程中对环境的污染；废纸制浆技术则缓

 

　　解了纤维原料短缺的矛盾，降低了生产成本；高中浓技术可降低能耗和吨纸的耗水量；在纸机抄造部采用高效的造纸助剂可提高纤维留着率，并且降低能耗和耗水量。由此可见，采用清洁生产技术的目的是为了把消耗和排废降至最低点，使造纸工业有可能实现低污染甚至无污染生产。

 

　　因此，在我国造纸企业中推行清洁生产，不仅能解决当前造纸工业面临的资源匮乏、环境污染严重的难题，而且能提升企业和产品的公众形象，实现企业的经济效益。清洁生产将是我国造纸行业实现持续、快速、良性发展的重要途径。