張莉
(湖南省懷化市洪江區環境監測站,湖南 洪江區 418200)
造紙行業是一個與現代經濟發展息息相關的重要產業,它涉及林業、農業、機械制造、環保等多個產業。同時,造紙工業又是一個技術密集,工藝復雜、資源消耗量大,產生污染物多的工業,長期以來,懷化市依托得天獨厚的森林資源條件,造紙工業取得了長足的發展,是懷化市的龍頭企業,2011年的產量已達70萬噸,造紙工業發展的同時,也帶來了一系列的環境問題;因此,懷化市造紙行業必須走循環經濟與節能減排之路,以實現我市造紙工業的健康發展。
傳統的制漿造紙生產通常是由備料、蒸煮、篩選、造紙及堿回收等生產環節組成,即木材通過削皮、加工成木片然后在蒸煮器里添加一定量的堿(燒堿和硫化堿),經過0.8mpa,170℃的蒸煮,將木質素脫除,分解成纖維,再經過洗滌篩選,得到合格的維纖用于造紙,黑液通過蒸發、燃燒、荷化回收燒堿和硫化堿。整個生產過程中將產生樹皮、鋸末、白泥、煤渣、細煤灰等廢渣,SO2、二甲硫醚、甲硫醇等廢氣,以及含有木質素及衍生物的廢水,其中以廢水的污染最為嚴重。經造紙工業的整合,懷化市共有在建和生產的規模制漿造紙企業4家,紙和紙漿產量正在逐年增長,2011年,懷化市紙和紙漿的產量達到近70萬噸,隨著產能的提升,過度地采伐木材勢必導致植被破壞、水土流失,形成新的環境生態問題。因此,懷化市的造紙工業存在著資源持續發展的迫切性和環境保護的嚴峻性。
“循環經濟”一詞是美國經濟學家k·波爾丁在20世紀60年代提出的。相對于傳統經濟而言,循環經濟是一種將清潔生產和廢物的綜合利用融為一體的生態型經濟,它要求運用生態學規律來指導經濟活動,將以往那種“資源—產品—污染排放”單向流動的線性經濟形態,轉變為“資源—產品—再生資源”循環流動的經濟體系。其特征是低開采、高利用、低排放,造紙行業的生產工藝和產品特點,決定其大部分廢棄物可以作為資源再利用。但是生產過程中產生的廢水,因含有木質素及其衍生物,具有從淺棕到褐色的顏色,而且經過常規的厭氧、好氧處理以及絮凝沉淀之后,仍具有較高的COD和色度,若直接排放會對環境造成污染。
環境統計資料顯示,“十一五”期間,造紙行業廢水排放量占全國重點統計企業廢水排放量的17.98%,COD排放量占全國工業COD總排放量的33.6%,造紙行業對全國工業總產值貢獻率僅占2%,但COD卻達33%,造紙廢水的循環利用率不足50%,噸紙綜合能耗達1.38噸標煤,是日本等發達國家的2倍以上。
造紙工業生產在引進先進技術,大力提高裝備技術的同時,還應結合實際采用可持續發展的原料,即擁有自主經營發展的林業資源,以清潔生產工藝,通過低消耗、低排放的生產方式,生產出資源節約型的產品。
從2001年開始,國家頒布了多項有關加快建設造紙工業原料林基地政策,一大批林紙企業為了解決自身木漿的需要,開始加快植樹造林。林紙一體化基地建設有了新的發展,造紙企業大量整合林地后并根據需要引進推廣適合造紙工業的速生、豐產林品種,形成邊采伐邊種植的資源良性循環機制,如駿泰漿廠的模式,就是一種有益的探索。
4.2.1 蒸煮篩選工藝的優化1在制訂工藝路線和設備選型上充分考慮對當地環境的保護,采用低固形連續蒸煮,余熱回收、封閉循環、節能高效。蒸煮得率47%(與傳統立鍋與連蒸相比得率提高1%~2%),噸漿汽耗僅1.63GJ,蒸煮廢液全部回收,產生的臭氣送堿爐燃燒,松節油全部回收,年可回收500~1000噸。2蒸煮的漿料經提取黑液后先氧脫后凈化,封閉篩選后再經過Do—DI—Po四段ECF漂白技術,細漿得率可提高0.5%,黑液提取率提高1%~2%,相當于噸漿減少木材消耗0.065立方米,減少堿流失3.5公斤,氧脫洗滌的黑液全部回收,黑液提取率高達99%。
4.2.2 采用先進技術充分利用生產,廢棄物生產清潔能源
造紙工業生產過程中產生的樹皮、鋸木、黑液、前生物污泥,如不充分利用,對環境的污染是較大的,但使用先進的技術加以燃燒利用可產生很高的循環經濟效益。1利用循環流化床混煤鍋爐,將生產過程中產生的樹皮、木屑、漿渣及污泥生物質燃燒供熱,產生清潔能源,全市所有造紙企業全部使用此技術可節約標煤100萬噸以上。2運用高效堿爐技術,蒸煮洗篩后提取的黑液的高效利用問題,一直以來是造紙業界研究的重點。隨著多效高濃潔晶蒸發技術、高效堿爐技術的普及,出蒸發站黑液固形物的濃度可以達到80%以上,比傳統蒸發節能15%,堿爐處理能力可達到2200噸固形物/天,蒸汽參數達92bar(g),溫度490℃,蒸發漂洗產生的臭氣也可送堿爐燃燒,堿爐的熱效率能達到72%,配套的汽輪發電機組與堿爐和生物質循環硫化床鍋爐實行熱電聯產,除了滿足生產廠家所需汽電外,還可以外供大量綠色電能,駿泰漿廠具有成功的經驗,其堿回收率可達97%,自給率達100%。
4.2.3 白泥的循環利用
造紙企業的白泥,是黑液經堿回收系統處理回收皂化物和堿后,所產生的固體廢棄物,傳統的處置方法是填埋,因其含有0.1%~0.5%的殘堿,而且量特別大,需要大量的土地填埋,還會產生二次污染,回轉窯鍛燒法和濕法碳酸鈣填料生產方法,利用白泥生產石灰,堿回收苛化需要碳酸鈣填料,此項技術基本可實現白泥的循環利用,可使懷化市造紙企業每天約1000噸絕干白泥能轉化為造紙生產所需的石灰和填料碳酸鈣,每天可減少石灰石的開采超過1000噸,極大的改善環境,真正實現資源循環利用。
4.2.4 廢水的循環利用無害化處理
過去年造紙噸產品平均取水量為103m3,除40%的紙機白水直接回用外,超過50%的廢水經部分處理后,直接排放,可見造紙企業對水資源的消耗非常高,因此如何處理和使用好廢水仍是造紙行業今后一項艱巨的任務。如今造紙廢水經過一級、二級處理,即采用物理法去除廢水中呈懸浮狀態的固體污染物,再利用水中微生物去除污水中呈膠體和溶解狀態的有機物,最終使COD、BOD的去除率達85%以上,達到國家的排放標準,減輕對水體的污染。在2010年已實現噸紙產品平均取水量低于80m3,懷化市的造紙企業,已著手改造和升級其污水處理設施。隨著廢水深化處理項目的投入運行,懷化市造紙工業廢水循環利用率已逐步提高。
(1)造紙工業對資源能源的依賴性強,特別是木材的消耗量大,大量的木材采伐對環境生態的破壞很大,林紙一體化可實現林業資源的循環利用,使企業擔當更大的社會、環境責任、實現工業生產、環境保護的和諧發展。
(2)循環經濟造紙生產技術的運用,可以使木材的用量節約10%以上,廢氣排放量減少50%以上,供電供熱煤耗降低70%以上,廢水的排放量減少50%,有效地降低了環境的負荷,其經濟效益和環境效益是巨大的。
(3)按照國家發展循環經濟,推進節能、減排政策的要求,造紙企業必須引進先進的節能、環保設備技術,逐步淘汰原有落后、能耗高的生產工藝,加大行業集中度,走規模經濟、循環經濟之路。
[1]趙洗塵.循環經濟文獻綜述[M].黑龍江:哈爾濱工業大學出版社,2010(05).
[2]朱京海.遼寧省造紙行業現狀與企業轉型發展[J].環境保護與循環經濟,2010(09).