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1 引言
隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對紙的需求也日益增加，特別是中高檔紙制品，但是造紙業(yè)是一個能耗高、污染重的大戶，原來我們一直把造紙業(yè)污染物的末端治理視為重點，將造紙業(yè)污染物的達(dá)標(biāo)排放作為目的，現(xiàn)在面臨著環(huán)境污染嚴(yán)重、生態(tài)破壞加劇和自然資源短缺的三重壓力下，單純的末端治理已遇到挑戰(zhàn)，被動式的補救處理已不能滿足環(huán)境要求。所以，我們需要從造紙業(yè)的源頭減少資源、能源的消耗，提高資源利用率，降低污染物的產(chǎn)生量和排放量，即最大限度地發(fā)展造紙業(yè)的清潔生產(chǎn)，才能實現(xiàn)造紙業(yè)的可持續(xù)發(fā)展、對環(huán)境影響最小化。
2 清潔生產(chǎn)的涵義
清潔生產(chǎn)是指不斷采取改進(jìn)設(shè)計、使用清潔的能源和原料、采用先進(jìn)的工藝技術(shù)與設(shè)備、改善管理、綜合利用等措施，從源頭削減污染，提高資源利用效率，減少或者避免生產(chǎn)、服務(wù)和產(chǎn)品使用過程中污染物的產(chǎn)生與排放，以減輕或者消除人類健康和環(huán)境的危害。其內(nèi)容包括清潔能源和原材料的高效利用、清潔的生產(chǎn)過程和清潔的產(chǎn)品。
2.1 清潔生產(chǎn)的目標(biāo)
2.1.1 自然資源和能源利用的最合理化
提高資源、能源的利用效率，爭取以最少的資源和原材料的消耗，生產(chǎn)出最多的產(chǎn)品，提高更多的服務(wù)。而且報廢的產(chǎn)品經(jīng)循環(huán)回收利用還能作為原材料和能源直接或間接回到生產(chǎn)工藝流程中，實現(xiàn)了物料的循環(huán)多級利用。
2.1.2 經(jīng)濟(jì)效益最大化
在源頭上減少了物料的消耗，使其利用率最大化，降低了生產(chǎn)成本;采用了清潔的生產(chǎn)過程，減少了工藝流程中污染物的產(chǎn)生量和排放量，降低了污染治理成本，同時獲得了更多的產(chǎn)品和服務(wù)，大大提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
2.1.3 對人類健康和環(huán)境危害最小化
生產(chǎn)產(chǎn)品時，產(chǎn)生的污染物經(jīng)過末端治理達(dá)到污染物排放量和對環(huán)境影響的最小化;經(jīng)清潔工藝流程生產(chǎn)出來的產(chǎn)品，在服務(wù)過程中，不對環(huán)境和人類健康產(chǎn)生有害的影響，在報廢后，還能回收循環(huán)利用，實現(xiàn)了物料的高效利用。
3 造紙業(yè)生產(chǎn)工藝流程
現(xiàn)代造紙工藝可大致概括由兩個環(huán)節(jié)組成，即制漿段和造紙段。
3.1 制漿段
制漿是造紙的第一步，將植物纖維原料分離出纖維而得到白色紙漿和漂白紙漿的過程，我國所用的植物纖維原料種類很多，有針葉樹木材、闊葉樹木材、草類植物、韌皮纖維類、種毛纖維類和廢紙纖維類。制漿方法有機(jī)械法、化學(xué)法和半化學(xué)法。
3.2 造紙段
造紙段可大致分為調(diào)制、抄造、加工等工序。
4 我國造紙業(yè)現(xiàn)狀和存在問題
我國造紙工業(yè)正處于高速發(fā)展階段，全球紙和紙板生產(chǎn)與消費每年以2%一3%的速度增長，而中國的近10年來以18%的增幅列全球的首位。所以，隨著紙質(zhì)消費的增加，產(chǎn)量也隨之增加以滿足人們的需求，目前年總產(chǎn)量已超過3000萬t。而且紙質(zhì)的品種也多樣化，總體上對中高檔紙質(zhì)的需求呈快速上升趨勢。
由于造紙業(yè)本身就是消耗高、污染重的產(chǎn)業(yè)，故隨人們對紙質(zhì)需求的增加，帶來的環(huán)境問題也越來越多，最明顯的是水環(huán)境問題，因為造紙過程中需要大量的水且添加多種助劑，會產(chǎn)生大量由紙機(jī)排水(造紙白水)、抄紙廢水和綜合污水組成的廢水。制漿工藝過程產(chǎn)生的各種廢水、廢渣，如果不對其進(jìn)行及時有效的末端治理而隨意排放，則會對周圍環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。我國廢紙回收率低，一般是以草漿造紙，只利用了原料的40%左右，資源利用率低，廢棄物排放量大。
5 清潔生產(chǎn)機(jī)會分析
推行造紙業(yè)清潔生產(chǎn)，就需要摒棄高消耗、高污染的資源型生產(chǎn)模式，不以犧牲環(huán)境為代價用最少的投入獲取最大的收益。對造紙過程進(jìn)行生命周期全過程的清潔生產(chǎn)，從源頭上節(jié)約資源、削減污染，對于最后的污染物再進(jìn)行有效地末端治理。本文將從清潔生產(chǎn)內(nèi)容的幾個方面進(jìn)行造紙清潔生產(chǎn)機(jī)會分析。
5.1 清潔的能源和原材料
我國所用的造紙原材料種類很多，有針葉樹木材、闊葉樹木材、草類植物(蘆葦、芒稈、麥草、稻草、高粱稈)、韌皮纖維類、種毛纖維類和廢紙纖維類。由于木材資源短缺，草類植物資源利用率低，產(chǎn)生的廢棄物多，所以企業(yè)應(yīng)充分利用廢紙漿以實現(xiàn)物料的循環(huán)回收利用，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，降低生產(chǎn)成本，達(dá)到從源頭削減污染、節(jié)約資源的目的。
5.2 清潔的生產(chǎn)過程
5.2.1 采用無廢或少廢的工藝技術(shù)
(1)發(fā)展機(jī)械制漿法。
機(jī)械法制漿生產(chǎn)成本低，得率高(約90%-98%)，不用或少用化學(xué)藥品，對環(huán)境的污染小，但磨木漿使木素與非纖維素組分絕大部分未被除去，紙易發(fā)黃。后來在預(yù)熱磨木漿的基礎(chǔ)上，加入化學(xué)制漿法化學(xué)品用量5%左右化學(xué)品，這樣既高得率、少污染，又使紙漿具有化學(xué)漿的優(yōu)點。
(2)采用無氯、少氯的漂白紙漿新技術(shù)。
傳統(tǒng)的紙漿漂白采用氯作漂白劑，可產(chǎn)生大量含有有機(jī)鹵化物(AOX)的廢水，AOX具有三致性且沒有方法將其分解，排到環(huán)境中會造成嚴(yán)重的污染，故我國目前鼓勵企業(yè)采取無元素氯漂白技術(shù)(ECF)和全無氯漂白技術(shù)(TCF)。ECF以ClO2替代Cl2作為漂劑的中濃漂白技術(shù)，使紙漿漂白廢水中AOX的含量降低了93%，而且采用ClO2后能改變AOX的性質(zhì)，使其毒性近于消失[3]。進(jìn)一步發(fā)展形成TCF，即不用任何含氯的漂劑如H2O2、O3等作為漂劑對紙漿進(jìn)行漂白，從根本上消除氯化有機(jī)物的生成，滿足的清潔生產(chǎn)要求。
5.2.2 加強廢水的處理與回收利用
(1)蒸煮黑液的處理。造紙工業(yè)的主要污染源來自蒸煮黑液，它幾乎集中了制漿造紙過程90% 的污染物，其中含有大量木質(zhì)素和半纖維素等降解產(chǎn)物、色素、殘堿等，是一種堿性高、COD高、木質(zhì)素含量高的難降解廢水。如果不對其進(jìn)行有效的處理和回收利用，任其排放，不僅對水環(huán)境造成嚴(yán)重污染，還是對資源的巨大浪費，所以我們要對其進(jìn)行堿回收和木質(zhì)素提取。
采用燃燒法堿回收，企業(yè)可以利用濃縮黑液燃燒產(chǎn)生的熱量可用于工藝或發(fā)電，苛化產(chǎn)生大量可回收的NaOH，將苛化后澄清的白液可重新用于紙漿蒸煮，苛化產(chǎn)生的白泥高溫煅造可回收石灰用于苛化過程。由此可知，燃燒法堿回收可充分高效地利用資源和能量，但是此方法易受黑液硅成分的影響，因此，我們要大力推廣除硅技術(shù)，提高堿回收的整體效率。
黑液中存在大量的木質(zhì)素，可回收生產(chǎn)出木質(zhì)素磺酸鹽產(chǎn)品，用于多種工業(yè)助劑的原料，實現(xiàn)資源的多級利用。
(2)中段水和白水的處理。中段水是蒸煮黑液提取后在篩選、洗滌和漂白過程中排出的廢水、其排放量大，含有許多難降解的有機(jī)溶出物、固體懸浮物，故需要用物理、化學(xué)、生物幾種處理方法相結(jié)合的多級綜合處理方法，減少污染物的排放量。
白水是指抄造過程產(chǎn)生的廢水，所含的污染物較低，采用全封閉系統(tǒng)，提高白水回收率，將白水直接或簡單處理返回到工藝流程中，避免水資源的浪費。
5.3 清潔的產(chǎn)品
生產(chǎn)的紙質(zhì)在使用過程中不能對環(huán)境和人類健康產(chǎn)生不利的影響，且在使用后可以分類回收重新利用，作為廢紙纖維造紙的原料。
5.4 加強管理與監(jiān)督
對于企業(yè)自身來說，需要加強對生產(chǎn)工藝流程和污染物的控制，防止出現(xiàn)跑、冒、漏、滴的現(xiàn)象，避免不必要的損失。及時更新工藝技術(shù)以減少物料的消耗、污染物的產(chǎn)生量和排放量。
對于相關(guān)監(jiān)管部門來說，加強對其污染物排放總量和污染物達(dá)標(biāo)排放的監(jiān)管，運用清潔生產(chǎn)指標(biāo)評價定期評價造紙企業(yè)的清潔生產(chǎn)程度，分析造紙生命周期中還可以實施清潔生產(chǎn)的機(jī)會。
6 結(jié)語
由我國造紙業(yè)存在的問題和清潔生產(chǎn)機(jī)會分析可以看出，造紙企業(yè)可以從物料有效回收綜合利用、先進(jìn)的工藝改造、廢水處理等方面尋找更多清潔生產(chǎn)的機(jī)會，實施清潔生產(chǎn)方案，合理利用資源，將原料最大限度地轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，從而使得污染物產(chǎn)生量和排放量降到最低點，有效地解決對環(huán)境造成的污染問題，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，實現(xiàn)不以環(huán)境破壞為代價的造紙工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
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