基于低碳經濟背景的綠色造紙研究

李國梅

(陜西科技大學化學化工學院 陜西 咸陽 712081)

引言

隨著生態可持續發展理念不斷深入，低碳經濟應運而生，強調在社會生產中最大程度減少資源、能源消耗以及盡最大可能提高資源、能源利用率，進而保證產能與效益同步提升。在此要求下，造紙行業需要創新造紙工藝與優化生產結構，完成從傳統造紙業向現代綠色產業轉變，進而確保造紙生產符合低碳經濟發展要求。基于此，造紙企業應基于行業特色集中力量發展循環經濟，并將節能減排作為企業發展的首要原則。

1 低碳經濟

低碳經濟在2010年全國兩會上首次被提出，地位為國家戰略。低碳經濟是基于生態文明建設戰略任務要求，結合我國生態環境發展現狀，對社會生產生活具有較高指導意義的一種全新的發展理念，也是為推動生態可持續發展所應運而生的一種新型經濟發展方式[1]。

低碳經濟與高碳經濟屬于相悖關系，二者相互對立。高碳經濟多以不可再生資源、能源為主要動力支撐，低碳經濟則多以可再生資源、能源為主要動力支撐，前者在社會生產中主要以石油、煤炭、天然氣為主，后者則主要以太陽能、風能、水能為主。高碳經濟具有資源能源消耗大、利用不徹底、污染排放量高等特征，低碳經濟則具有低耗能、低排放、低污染為主要特征，低碳經濟始終追求綠色GDP，側重研發與應用新能源與清潔能源技術。

2 低碳經濟在紙業

在粗放型經濟影響下，我國傳統造紙工藝主要表現為高碳特征，資源、能源消耗巨大且利用率不高。而在低碳經濟要求下造紙工藝必須進行優化，由高耗能向低耗能轉變，由資源綜合利用率不高向高利用率轉變，從而構建綠色造紙生產發展體系[2]。

在低碳經濟背景下綠色造紙是必然發展趨勢與主要發展方向。造紙工業是國民經濟的重要組成部分，對國民經濟增長具有重要作用，但傳統造紙工業在傳統制造業中屬于資源能源消耗巨大、對生態環境破壞嚴重的工業類型之一，雖然在一定程度上對國民經濟發展具有促進作用，但對生態環境的破壞是無法避免的，導致傳統造紙工業發展越快，生態環境破壞程度越嚴重。隨著生態環境保護意識逐漸提升，我國對高耗能、高污染產業的治理力度加重，強調現代化造紙工業應摒棄傳統發展理念與發展模式，將低碳經濟理念全面滲透到造紙工藝中，從而促使造紙工業成為符合循環經濟要求的可持續發展成產業。

基于此，在低碳經濟背景下的現代化造紙工業具有良好的發展前景，在實際生產中將主要原料轉變為了以生物質纖維資源為主的原料，大大減少了林木資源的損耗，促使新時期造紙工業走向了可持續發展的綠色循環經濟型的低碳發展“紙”路。

3 基于低碳經濟背景的綠色造紙發展

3.1 科技創新發展低碳經濟

造紙工業生產過程中需要耗費大量的水資源，因此水資源浪費成為傳統造紙工業發展中存在的較為突出的生態問題，基于此，要想基于低碳經濟理念實現綠色造紙發展，應正視水資源浪費問題，以此為切入點集中力量研發水資源重復利用技術，進而保證水資源的綜合利用率[3]。本文以微米級過濾回收白水技術、廢水處理技術、砂濾深度回收超清白水技術、放流水逆滲透回用技術為例進行探討。

1)微米級過濾回收白水技術

在造紙生產中強化微米級過濾回收白水技術應用可以切實提高回收白水使用量，增加白水回收利用點。該技術在實際應用中主要基于多盤精細網面過濾技術，在此技術支持下利用圓盤兩側壓力差原理，過濾掉1um以上污染物，過濾系統主要用于白水回收機中，過濾后的原水在被用于紙機時不會出現堵塞問題，同時還能夠提高紙機清水利用效率，避免水資源浪費。

2)廢水處理技術

首先，反滲透水處理技術。反滲透水處理技術的核心作用就是將造紙生產廢水中的污染物分離出來，在此過程中主要運用到的原理為膜原理，主要動力為壓力。具體應用機制是在廢水處理中廢水在反滲透水設備中會在系統運行壓力大于水溶液滲透壓時，水分會通過多層膜流入中心管，最終在管道內形成水流。反滲透水設備主要包含三個系統，分別是污水預處理系統、反滲透處理系統、二次處理純化水系統，在系統之間聯合作用下進行廢水處理時不再需要對污水進行加熱處理，而是直接能夠在反滲透膜應用原理下完成污水凈化處理，具有操作簡單、工作效率高、資源利用率高、能源損耗小等優勢。其次，廢水凈化處理。膜分離法主要是以具有選擇性分離功能的材料為膜，通過各種物理過程將廢水中的溶質和溶劑的分離、濃縮、提純或精制的方法，具有操作簡單、處理周期短等優勢。

電滲析法在自來水處理中具有消耗少、成本低、設備簡單、污染小等優勢，在廢水處理中主要是通過離子交換和直流電場，讓原水中的帶電粒子順應電場規模定向移動的膜分離方法。微濾法屬于精密過濾法，具有用時短、時效高、經濟效能大等優勢，在廢水處理中主要是以靜壓差為推動力，將原水中存在的微米及亞微米級的細菌、微生物、不易沉淀的膠粒、微小懸浮物進行截停處理的方法。超濾法可以解決目前常規處理對濁度去除不充分的所有問題，經過超濾法處理后的水屬于高標準飲用水，對原水處理方法與微濾相似，只是處理的物質為微濾處理不掉的大物質，并且精密度高于微濾[4]。

3)砂濾深度回收超清白水技術

要想去除紙機多圓盤白水回收機回收白水中的纖維，從而提高白水品質，應利用砂濾深度回收超清白水技術。高技術在實際應用中需要技術人員根據實際需求與回收目標組合成套過濾器，過濾器中含有石英砂物質，能夠對纖維等物質進行吸附，經過處理后的白水能夠被直接用于紙機網部噴淋潤滑。

3.2 低碳紙產品研發

綠色循環經濟型的低碳發展“紙”路是低碳經濟背景下造紙企業健康可持續發展的主要方向，在此要求下造紙企業不經將所有目光皆聚焦在造紙生產上，而是應提高對延伸產業量、延伸產品的研發，從而生產出具有環保型與節能型的產品。

例如，環保型商業用銅版紙。隨著銅版紙產品流入市場，迅速在市場中站穩腳步，并成為商業常用紙產品，每年銷售額與利潤呈不斷上升趨勢。但在傳統造紙工業發展中也有銅版紙產品，為此應分清傳統銅版紙與新時期銅版紙的本質區別。傳統銅版紙生產中需要應用到大量的石油原料，而石油屬于不可再生資源，隨著社會發展中對石油資源的需求量逐漸遞增，如若在造紙中依舊消耗大量的石油資源，將不利于生態環境保護。基于此，造紙企業與相關技術人員針對這一現狀進行新型銅版紙產品研發，目前新時期流入市場的銅版紙所使用的原料不再以石油為主而是以天然生物聚合物為主，具有較強的環保型。與此同時，新時期銅版紙在生產中采用了可降解的膠黏劑，因此其具有較高的降解性，可以對生態環境進行有效保護[5]。

此外，隨著銅版紙新品研發不斷深入，“無熒光”銅版紙順勢而生，技術人員在“無熒光”銅版紙研發中立足環保理念，聚焦產品的全面綠色屬性，因此新時期市場中流通的“無熒光”銅版紙是切實符合綠色理念與低碳經濟的新型產品，其熒光劑含量遠遠低于國家食品級標準，目前該類產品已經被應用于食品領域。

與此同時，某造紙企業為貫徹落實低碳經濟綠色造紙發展要求，組建了新型環保型產品研發團隊，經過長時間努力與嘗試研發出了雙面高效節能銅版紙，目前被廣泛用于雜志中。該產品還曾榮獲國家火炬計劃產業化項目，是綠色造紙體系發展中向節能環保方向邁向的關鍵一步。

3.3 造紙污泥資源化無害化

在實際造紙生產中會產生大量廢水，基于環保原則需要對廢水進行處理，從而實現水資源循環利用，在此過程中經過處理后的廢水會排出一定量的污染物，其中以造紙污泥為主要物質，為切實落實環保理念，造紙企業需要對造紙污泥進行資源化無害化處理。

對造紙污泥進行分析發現，其整體量較為龐大，且成分復雜并含有大量的水，因此造紙污泥的處理工作較為繁雜與困難，但造紙企業必須迎難而上，集中力量攻克這一難關，從而實現造紙污泥資源化無害化。

以某造紙企業為例，高企業組建研發團隊集中資源專項負責造紙污泥資源化無害化研究，提出了污泥本地化綜合處置，這一方法也是當前造紙企業對造紙污泥處理的主要方向。在技術人員長期不斷努力下，提出了一種有效的造紙污泥資源化無害化處理辦法，即將造紙污泥進行統一聚集，向造紙污泥中投入相關填料，促使造紙污泥變廢為寶，由污泥轉變為紙蓋板[6]。

3.4 提高相關人員專業素養

為確保綠色造紙體系發展效果，避免造紙生產對生態環境造成破壞，造紙企業還應加強工作人員管理力度，完善考核機制，與此同時，還應招收專業對口，能力和綜合素養都優異的專業技術人員。在日常工作中，遵循“持證上崗”的原則，要不斷提升工作人員專業素養，可以通過制定學習規劃、培訓制度，業務技術、管理質量等考核內容，定期和不定期對現有工作人員進行多層次、多角度、全方面考核，并將考核結果與獎勵、升職、職稱評定等掛鉤，促使工作人員強化綠色意識、責任意識，主動提升自身業務能力，為提高造紙企業綠色健康可持續發展成效奠定基礎。

3.5 積極與高校進行合作

生態環境保護是全社會的共同責任，低碳經濟背景下我國造紙行業的發展應打開思路積極與科研院校合作，共同對先進技術、環保型產品、生產工藝進行研發創新。

例如，某造紙企業與北京大學、華南理工大學等科研院校進行了深度合作，企業向院校提供充足的研發資金，院校提供專業技術人才，最終在造紙生產節能減排方面研發出4項專利，并皆具有較高的實用性。該造紙企業應用專利后當年電費節省了600萬元，由此可見，新研發出來的技術的節能效果十分突出。基于此，相關造紙企業應積極汲取該企業成功經驗，與科研院校取得良好合作，共同致力于生態環境保護。

4 結語

綜上所述，造紙企業快速發展，相關產品種類不斷豐富，促使紙制品市場需求逐漸擴大，在此背景下造紙企業發展態勢良好。但為進一步推動造紙企業可持續發展，對其提出了新的要求，指出造紙企業應基于低碳經濟向綠色造紙體系發展，落實生態環境保護要求。在此現狀下，造紙企業通過科技創新發展低碳經濟、低碳紙產品研發、造紙污泥資源化無害化、提高相關人員專業素養、積極與高校進行合作等重要途徑，開始向可持續發展的綠色循環經濟型的低碳發展“紙”路邁進。