浅析造纸行业的清洁生产工艺及节能减排

沙 茜，柯文彪

（武汉市环境保护科学研究院，武汉 430015）

浅析造纸行业的清洁生产工艺及节能减排

沙 茜，柯文彪

（武汉市环境保护科学研究院，武汉 430015）

简述了我国造纸业现状及面临的环境压力，介绍了我国清洁生产现状及发展趋势。针对造纸业“消耗高、污染大、效率低”的问题，结合实际造纸行业案例，提出了相应的清洁生产工艺和方案，以及关于大力发展造纸业清洁生产、促进节能减排的建议。

造纸业;清洁生产;节能减排;工艺;建议

造纸业是我国轻工行业中重要的行业之一，同时也是消耗大、污染严重的行业之一。国家“十二五”规划关于节能减排的规定中，明确主要污染物排放总量要减少8%～10%，单位GDP能耗下降16%[1]。作为全球第一造纸大国，我国造纸业普遍存在的特点是“消耗高、污染大、效率低”[2]，造纸对环境产生了严重的污染。清洁生产是以主动预防式的环境战略持续应用于生产过程、产品和服务中，采用清洁的原材料和能源，使用无废或少废的工艺，最后生产出清洁的产品。因此清洁生产[3]对造纸业的节能减排能起到积极促进作用。

1 我国造纸业环保现状

我国是一个造纸大国，但还不是一个造纸强国，与发达国家的差距明显，粗放型的增长方式未根本改变，“消耗高、污染大、效率低”的现象普遍存在。传统造纸主要原料是草浆，主要污染物是高浓度废水。其废水中包含悬浮物（纤维和纤维细料）、易降解的有机物（半纤维素、甲醇、甲酸、乙酸、糖类等）、难降解的有机物（大分子碳水化合物、木质素）、毒性物质、酸碱毒物（碱法制浆pH为9～10、酸法制浆pH为1.2～2.0）。根据国家环保部公布的数据（见下图）可知，我国造纸工业COD排放总量在2001年以后连年控制在160万吨以下， 随着纸和纸板总产量持续增加，单位产品COD排放量连年下降。2007年吨纸COD排放量为21kg，仅为2001年的1/3[4]。可见，我国造纸工业在快速发展的同时环境保护已经取得了巨大成绩。但是，目前造纸业排放的COD总量排在国家十大工业之首，占总量约30%，可见，造纸工业环保工作依然任重而道远。

我国造纸行业COD排放情况

目前，我国造纸原材料绝大多数是树木，但我国森林资源严重不足，森林人均蓄积量仅为世界人均水平的12.6%。近年来，我国非木材纤维和再生纤维用量约占近78%，木材纤维比例仅占22%，是一个非木材纤维和再生纤维造纸大国[5]。而世界造纸工业非木材纤维比例仅占7%，木材纤维比例占93%。2008年我国年产纸和纸板7980万t，若全部采用木材造纸，年需木材约3.6亿m3。目前漂白木浆几乎100%依赖进口，2008年我国进口木浆、纸和纸制品、废纸共耗资166亿美元，居国家主要进口商品用汇的前列，并呈逐年上升趋势，可见目前造纸业对我国森林资源消耗非常大，造纸业节能减排刻不容缓。

2 我国清洁生产现状及发展趋势

1993年，我国政府开始逐步推行清洁生产工作，并启动了一系列推进清洁生产的项目。目前，全国绝大多数省、自治区、直辖市都先后开展了清洁生产的培训和试点工作，通过实施清洁生产，普遍取得了良好的经济、环境和社会效益。根据对开展清洁生产审核的企业调查和统计，推行清洁生产以后，企业废水排放量平均削减40%～60%，COD排放量平均削减率约达40%，工业粉尘回收率达95%左右。这些数据表明，实施清洁生产，从源头治理污染，不但可以降低末端处理污染设施建设费和运行费，而且可以有效控制污染物的排放，同时节约资源、减少污染、降低成本，提高了企业综合竞争能力。

近年来，清洁生产工作已得到政府的重视。1）在立法方面，把推行清洁生产纳入到有关的法律和规划中。国家颁布和修订的《中华人民共和国大气污染防治法》、《中华人民共和国水污染防治法》、《中华人民共和国固体废物污染防治法》和《淮河流域水污染防治暂行条例》等，都将实施清洁生产作为重要内容，明确提出了通过实施清洁生产，防治工业污染[6]。2002年颁布的《清洁生产促进法》更表明了全国的清洁生产工作已走上法制化的轨道。2）在组织和机构建设方面，从国家到地方的各级政府，特别是经济贸易部门和环保部门都明确要有相应的机构负责清洁生产相关的工作，并成立了行业和地方的清洁生产中心，清洁生产的中介机构也大量出现。3）在宣传培训方面，充分利用宣传工具，采取多种方式开展宣传和培训，以提高公众和企业以及有关部门对清洁生产的认识。截至2011年底，全国共组织了近600个不同类型的清洁生产培训班， 约有1.8万人接受了培训。清洁生产的理念正逐步深入人心。

3 在造纸业中可实施的清洁生产工艺改造

目前针对造纸业污染严重、资源消耗量大的形势，采用清洁生产工艺对造纸全过程进行有效改进，从而促进造纸业的节能减排。本文结合具体案例介绍几种技术成熟、节能减排效果明显的清洁生产工艺和方案。

3.1 采用膜分离技术处理造纸污水

膜分离是通过膜对混合物中各组分的选择渗透作用的差异，以外界能量或化学位差，为推动力对双组分或多组分混合的气体或液体进行分离、分级、提纯和富集的方法。造纸废水的成分复杂，既有固体悬浮物又有小分子化合物，非常适合膜分离。世界发达国家近几年来已将膜分离技术，如超滤（UF）、反渗透（RO）和电渗析（ED）等应用于造纸工业废水的处理，技术已经相对成熟。某造纸厂的白水处理系统上了一套超滤系统（其生产能力为40m/h，膜面积462m2，透膜压力100～400kN/m，膜能耗1.5～2kW·h/m），经过超滤后，有20%的出水可以回用，并且悬浮物去除率高达95%，减轻了后期处理污水的压力[7]。其具体节能减排效果见表1。

表1 超滤处理结果

目前，我国山东、江苏有几家大型造纸企业已经应用的工程表明，膜分离具有良好的去除悬浮物、COD、盐分的效果，为后期处理减轻了负担。膜分离技术处理污水不仅降低了COD，减少了污水排放，而且分离后的水能回用，节约了水资源，体现出良好的节能减排效果。

3.2 制浆采用多翼片式外流压力粗筛

粗筛是废纸处理过程中的一种筛选设备，目的是除去经碎浆机处理后残留下来的纤维束、塑料片、泡沫，以及小块片的重杂质，可在3%～5%的浓度条件下使用。武汉某纸业公司采用ZSL系列多翼片式外流压力粗筛将现有的普通φ2.0的平孔筛（平孔即圆形孔）改为带波纹的锥形孔φ2.2。该筛以密封管路压力切线进解剖学的立式圆筛，它靠筛鼓内外的压力差及筛孔规格尺寸的限制，使合格纤维流过筛孔经良浆口流出，粗渣留在筛鼓的一侧，由转子和轴向推力，粗渣的重力及浆流的余速，使之随尾桨推向下方而排出。筛的机体内充满纸浆，进出管路密封，转子的旋转产生瞬间压力脉冲净化筛板，保证筛选正常。该厂通过粗筛改进后筛浆浓度可由以前的4%以下提高到4%～4.5%，提高了原材料的使用效率。制浆车间单位时间产能可由240t/d提高到280t/d，节能降耗效果明显[8]。

3.3 制定成本目标分解及节能减排措施

对生产中的各项消耗性指标进行半年以上的专项效能监察，并进行成本分析调研。在此基础上对各岗位制订相应的奖罚制度：企业成本目标分解到分厂及车间，对相关管理人员进行成本考核；分厂将考核目标落实到主要机台及工序，对操作员工实施相关奖惩考核；工艺质量部对采购材料进行严格检验，要求供应商将卷筒标重控制在标准范围以内，保证较高的出纸率。通过对节能降耗各项考核指标，进行层层分解，并落实到每个岗位、每个人和工作的每一个环节，形成了节能降耗 “事事有人抓、件件有落实”。

某纸厂在清洁生产中制定了完备的成本目标分解及节能减排措施，取得了很好的节能减排的效果。如该厂在制作硬抄笔记本中封面的环节中，详细制定了生产线成本目标分解及降耗措施（见表2）。该厂通过实施成本目标分解及节能减排措施一年后，进行能耗统计，得出相同产量原辅料消耗减少5%、全厂用水减少15.5%，用电量减少约10%[9]。

表2 某厂硬抄生产线成本目标分解及降耗措施

4 促进造纸业清洁生产建议

国外对造纸方面的清洁生产工作比较重视，在非脱墨造纸方面基本达到零排放[10]，相比于我国，虽然在造纸业的清洁生产中也采取了一系列的措施，如在新建或改建工程中必须上清洁生产工艺、企业上市必须通过清洁生产、无力治理“三废”的企业要强制关闭等，但与国外先进水平相比仍有不小的差距，发展还是比较缓慢，笔者认为可以从以下方面来大力发展我国造纸业清洁生产工作。

4.1 借鉴国外先进的发展模式

国外一些发达国家清洁生产的现状是把技术改造作为工业资金积累的主要方式，并制定一系列投资向技改倾斜的工业政策，积极推动了清洁生产的发展。政府干预、立法保障，将清洁生产工作作为首选的环境保护战略，将污染预防纳入环境保护的主流活动，并用经济手段激励企业进行清洁生产[11]。重视企业的研究开发的经济功能，把研究开发清洁生产作为企业生产过程的重要组成部分和企业发展的动力源。在宣传、教育与培训的推广下，清洁生产深入人心，得到社会广泛认同并积极参与。

4.2 提高认识和加强管理制度

通过从事清洁生产工作，发现很多企业做清洁生产并非自愿，而是为了通过清洁生产审核而开展清洁生产工作。这样不利于清洁生产的发展，各级政府和各企业领导必须要以发展的眼光看待问题，清洁生产不单纯只是为了应对企业污染，其实清洁生产也是企业的一个发展机遇。结合推行总量控制制度，把清洁生产的要求纳入到排污许可证、环评和限期治理等制度中，加强环境执法力度，从而促进企业的清洁生产管理制度[12]。

4.3 政府加大扶持力度

目前，政府对通过清洁生产审核的企业有一定的奖励，但奖励多少并没有形成有效的文件，这在一定程度上削减了企业积极性[13]。在清洁生产审核过程中，会涉及到高费方案。虽说高费方案有良好的经济效益，但需要投资。这就需要政府大力支持，如采取设立清洁生产专项基金；银行对清洁生产项目贷款时适当降低利息等。

4.4 加强造纸行业的交流

目前，作为国内污染大户的造纸业，大多数企业都不能做到公开透明，这对于提高企业的竞争力非常不利。因此，应加强造纸行业间的交流学习，因为行业间的交流学习对促进造纸业清洁生产可起到非常重要的作用。

[1]中国“十二五”规划[Z].2010：33.

[2]郑丽萍，姚献平.我国绿色造纸化学品开发应用现状与建议[J].江苏造纸，2010（1）：18-22.

[3]万端极.轻工清洁生产[M].北京：中国环境科学出版社，2006：16-19.

[4]房桂干.制浆造纸废水深度处理新技术[J].江苏造纸，2011（1）：7-11.

[5]中国造纸协会.中国造纸工业2008年度报告[R].中华纸业，2009，30（9）：6-17.

[6]鲍建国，周发武.清洁生产实用教程[M].北京：中国环境科学出版社，2010：55-62.

[7]李文俊，杨玲.膜分离技术处理制浆造纸废水研究发展[J].湖北造纸，2006（3）：5-8.

[8]沙茜，陈卓.金凤凰纸业清洁生产审核报告[R].武汉，2009：59-61.

[9]李祝，柯文彪.玛丽纸业清洁生产审核报告[R].武汉，2009：80-89.

[10]杨学富.制浆造纸工业废水处理[M].北京：化学工业出版社，2001（5）：8-11.

[11]崔兆杰，宋薇，张国英.废纸造纸行业的清洁生产措施与实践[J].环境科学与技术，2004，27（4）：88-90.

[12]赵会芳，胡雨前.中小型废纸造纸企业清洁生产的现状及对策[J].环境保护，2006（3）：24-26.

[13]胡健，吴海珍，李友明，韦朝海.造纸行业清洁生产的技术与措施分析[J].环境保护报，2001（1）：3-4.

Simple Explanation on Cleaner Production Technology and Energy Saving & Emission Reduction in Paper-making Industry

SHA Qian, KE Wen-biao
(Wuhan Academy of Environmental Sciences, Wuhan 430015, China)

The paper summarizes the status and the facing environmental pressure in paper making industry in our country, presents cleaner production and development trend in China. Aimed at the problems of “high consumption, heavy pollution and low efficiency” in paper making industry and based on the actual cases of paper making industry, the paper puts forward the relevant cleaner production technology and scenario, and makes suggestions on developing cleaner production in paper making industry, and promoting energy saving and emission reduction.

paper making industry; cleaner production; energy saving and emission reduction; technology; suggestion

X383

A

1006-5377（2012）11-0036-04