造紙工業的清潔生產技術介紹

 

　　第一、推行清潔生產的必要性

 

　　清潔生產的定義是使用清潔的原材料，通過清潔的生產過程，生產出清潔的產品。推行清潔生產就是摒棄高消耗、高投入的資源型生產模式，用最少的環境代價獲取最大的環境需求和發展。清潔生產的意義在于避開了傳統、滯后的先污染后治理的污染控制模式，強調在生產中提高資源、能源轉換率，減少污染物的產生，降低對環境的不利影響。因此進行清潔生產既要了解有關環保法律法規的要求，又要熟悉行業本身的特點和生產、消費狀況。造紙企業應該從行業自身特點出發，在產品設計、原料選擇、工藝流程、工藝參數、生產設備、操作規程等方面分析生產過程中減少污染產生的可能性，尋找清潔生產的有效途徑，促進清潔生產的實施，實現造紙行業與環境的平持續協調發展。

 

　　第二、造紙行業實施清潔生產的途徑

 

　　1、備料階段的改進

 

　　在備料階段要選用清潔的原材料和輔料，不合格的原料不準進車間。原料質量直接影響備料效率、制漿質量和生產成本。木材原料要檢查是否去皮，是否有朽木混雜在內；荻葦要去除葦葉、葦根及泥砂雜質；廢紙要清理，挑選符合一定等級標準的廢紙；草類原料可采用干濕法備料相結合去除雜質。如草類原料經過干濕法備料后，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。由于原料中的雜質不僅會消耗蒸汽和化學藥品，還會影響產品質量，因此，嚴把原料質量關，對生產后續過程及排污水平至關重要。

 

　　2、制漿技術的改進

 

　　制漿污染占整個造紙過程污染負荷的80％以上，化學品消耗量最大，水耗和能耗亦很高，因而有最大的清潔生產潛力。

 

　　（1）高得率制漿：高得率制漿可提高資源利用率，減少纖維和化學藥品的消耗，采用不產生有機氯化物的新漂劑，能使漂白廢水中的BOD,COD和AOX等含量比化學漿少得多，生產過程排放廢液的污染負荷輕，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，生產過程中僅有原料量15％的溶出物進入制漿廢水中，因此，相對于化學漿（得率為40%－

 

　　50%）來說，其污染負荷要低得多。APMP漿中所含廢水80％一90％通過螺旋壓榨脫水機擠壓后可回用，污染負荷的排放量低于其發生量。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標排放。同時高得率漿具有再制漿的優良性能，有利于廢紙的回收再利用。

 

　　（2）深度脫木素技術：對紙漿進行深度脫木素和低/無污染漂白是制漿工業的趨勢。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，但傳統蒸煮方法不能滿足這一要求。20世紀80年代初發展起來的深度脫木素技術，是通過改變傳統的蒸煮工藝條件或在漂白前進行某些處理，來增加木素的脫處量而維持紙漿的質量不變。紙漿中的殘余木素含量降低，不僅能減少漂白化學藥品的消耗，而且降低漂白廢水的污染負荷。改良型連續蒸煮（MCC）及深度改良型連續蒸煮（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這一要求。這些新技術除了達到深度脫木素目的外，還將復雜的熱交換巧妙地溶入蒸煮過程，充分利用各項余熱。節約蒸煮用汽。例如，芬蘭En-so Gutzeit紙廠進行MCC蒸煮的生產實驗，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工藝的私度比常規制漿方法的高100 ml/g。要漂白到同樣的白度，MCC工藝比常規工藝少用有效氯10kg/t留t風干漿，最后排放的污染負荷則低于常規蒸煮。

 

　　（3）生物制漿技術：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。該過程具有環境友好性，可降低能耗和化學品用量，因此將生物技術作用于制漿造紙過程，有利于克服化學法所存在的缺點（高化學品消耗，高污染負荷），從而降低纖維原料用量和廢水污染負荷。研究發現，在機械磨漿前利用真菌處理木片，與傳統的木片磨木漿（RMP）法比較可節約25％一50％的電能；若在化學蒸煮前對麥草原料進行酶預處理，可以提高脫木素程度，降低紙漿卡伯值，減少篩渣率，降低化學蒸煮階段有效堿的消耗量；與常規化學制漿相比，在相同的打漿度下，定酶用量范圍內，酶法化學漿的白度和各項強度性能

 

　　指標都有所上升。因此，生物技術用于制漿具有誘人的發展潛力，但要應用于實際生產，差距還很大，應加大投資，爭取早日將生物制漿技術投人產業化生產。

 

　　3、漂白技術的改進

 

　　無污染高中濃漂白技術主要是選用環境友好的漂白劑。傳統的紙漿漂白劑主要是氯氣或次氯酸鹽，產生的漂白廢水含有大量的具有“致癌、致畸、致突變”作用的有機氯化物，造成了嚴重的環境污染。改革傳統的氯漂技術，采用無元素氯漂白（ECF）和全無氯漂白（TCF）技術是今后漂白技術發展的方向。

 

　　ECF漂白是采用CIO2代替全部元素氯的中濃漂白技術，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種非木材紙漿進行了不同流程的ECF漂白，結果表明3種非木材紙漿的白度都可以達到80％。達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漂白技術的進一步發展，用不含氯的物質如H 202、O2、O3等作為漂劑在中高濃條件下對紙漿進行漂白。采用TCF漂白技術可從根本上消除有機氯化物的產生，改變漂白廢水對環境的污染，ECF漂白產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，獲取廢液中有機物的熱能，達到節能增效的作用。

 

　　4、廢紙制漿

 

　　采用廢紙制漿不僅可以緩解世界范圍內造紙原料日益短缺的矛盾，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境的污染。同時廢紙制漿的污染負荷可極大地降低，廢紙制漿的污染負荷量為草漿和木漿的l／15，采用廢紙制漿可實現廢水的完全封閉循環，做到廢水的零排放或接近零排放。利用1t廢紙，相當于節約3 m3木材、l.2 t標準煤、600 kw·h電和1 00m3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、中高濃技術的應用

 

　　目前我國制漿造紙全過程基本在低漿濃（3％－4％）下進行，許多廠家，特別是小廠，清水經一次使用后即排放，噸紙用水量高達400一500 m3。開發中高濃制漿技術，不僅可以減少用水量，降低輸送及其他生產過程的能耗，而且還可以提高紙漿質量，是造紙工業節能降耗的有效途徑。中高濃技術關鍵在于設備（如紙漿流態化設備、洗滌和輸送設備、混

 

　　合設備、打漿設備等）的開發。中高濃技術的實施可以使造紙業的用水量減少50％以上既節約了水資源，又減少了廢水產生量，是清潔生產的一個重要環節。

 

　　6、紙機抄造的改進

 

　　抄紙前的配漿工段不產生明顯的污染物排放，可通過采用高效的造紙化學品和進行過程優化，對后續紙機工段的污染預防產生影響。廣東某紙廠在紙漿中添加陽離子助留劑，運行結果表明，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、物理性能和光學性能有了明顯改善；而且改善了白水循環系統，降低廢水處理負荷。生產實踐證明在漿料、蒸汽、線壓力等因素均不變的情況下，紙機車速可提高5％一10％。另外，添加助劑可降低紙的定量，節約消耗，減少單位產品的污染排放。紙機工段是全廠清水耗量最大的部位，約占總耗水量的60％，產生的廢水量也最大；同時紙機是耗能大戶（電及蒸汽），節能可顯著減少鍋爐的大氣污染和固體廢棄物。因此紙機工段的清潔生產主要在水的循環、纖維回收、節能及提高紙機生產率方面。

 

　　清潔生產是一種節能降耗、從源頭控制污染物產生、注重經濟效益和環境、生態效益相結合的新的生產模式。每一項清潔生產技術都是為了合理利用資源，將原材料盡可能地轉化為有效產品。備料階段的改進可提高紙漿質量，減少化學藥品的消耗，有利于黑液回收；制漿技術和漂白技術的改進，在最大程度上減少制漿過程中對環境的污染；廢紙制漿技術則緩

 

　　解了纖維原料短缺的矛盾，降低了生產成本；高中濃技術可降低能耗和噸紙的耗水量；在紙機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，采用清潔生產技術的目的是為了把消耗和排廢降至最低點，使造紙工業有可能實現低污染甚至無污染生產。

 

　　因此，在我國造紙企業中推行清潔生產，不僅能解決當前造紙工業面臨的資源匱乏、環境污染嚴重的難題，而且能提升企業和產品的公眾形象，實現企業的經濟效益。清潔生產將是我國造紙行業實現持續、快速、良性發展的重要途徑。