基于低碳经济背景的绿色造纸研究

李国梅

(陕西科技大学化学化工学院 陕西 咸阳 712081)

引言

随着生态可持续发展理念不断深入，低碳经济应运而生，强调在社会生产中最大程度减少资源、能源消耗以及尽最大可能提高资源、能源利用率，进而保证产能与效益同步提升。在此要求下，造纸行业需要创新造纸工艺与优化生产结构，完成从传统造纸业向现代绿色产业转变，进而确保造纸生产符合低碳经济发展要求。基于此，造纸企业应基于行业特色集中力量发展循环经济，并将节能减排作为企业发展的首要原则。

1 低碳经济

低碳经济在2010年全国两会上首次被提出，地位为国家战略。低碳经济是基于生态文明建设战略任务要求，结合我国生态环境发展现状，对社会生产生活具有较高指导意义的一种全新的发展理念，也是为推动生态可持续发展所应运而生的一种新型经济发展方式[1]。

低碳经济与高碳经济属于相悖关系，二者相互对立。高碳经济多以不可再生资源、能源为主要动力支撑，低碳经济则多以可再生资源、能源为主要动力支撑，前者在社会生产中主要以石油、煤炭、天然气为主，后者则主要以太阳能、风能、水能为主。高碳经济具有资源能源消耗大、利用不彻底、污染排放量高等特征，低碳经济则具有低耗能、低排放、低污染为主要特征，低碳经济始终追求绿色GDP，侧重研发与应用新能源与清洁能源技术。

2 低碳经济在纸业

在粗放型经济影响下，我国传统造纸工艺主要表现为高碳特征，资源、能源消耗巨大且利用率不高。而在低碳经济要求下造纸工艺必须进行优化，由高耗能向低耗能转变，由资源综合利用率不高向高利用率转变，从而构建绿色造纸生产发展体系[2]。

在低碳经济背景下绿色造纸是必然发展趋势与主要发展方向。造纸工业是国民经济的重要组成部分，对国民经济增长具有重要作用，但传统造纸工业在传统制造业中属于资源能源消耗巨大、对生态环境破坏严重的工业类型之一，虽然在一定程度上对国民经济发展具有促进作用，但对生态环境的破坏是无法避免的，导致传统造纸工业发展越快，生态环境破坏程度越严重。随着生态环境保护意识逐渐提升，我国对高耗能、高污染产业的治理力度加重，强调现代化造纸工业应摒弃传统发展理念与发展模式，将低碳经济理念全面渗透到造纸工艺中，从而促使造纸工业成为符合循环经济要求的可持续发展成产业。

基于此，在低碳经济背景下的现代化造纸工业具有良好的发展前景，在实际生产中将主要原料转变为了以生物质纤维资源为主的原料，大大减少了林木资源的损耗，促使新时期造纸工业走向了可持续发展的绿色循环经济型的低碳发展“纸”路。

3 基于低碳经济背景的绿色造纸发展

3.1 科技创新发展低碳经济

造纸工业生产过程中需要耗费大量的水资源，因此水资源浪费成为传统造纸工业发展中存在的较为突出的生态问题，基于此，要想基于低碳经济理念实现绿色造纸发展，应正视水资源浪费问题，以此为切入点集中力量研发水资源重复利用技术，进而保证水资源的综合利用率[3]。本文以微米级过滤回收白水技术、废水处理技术、砂滤深度回收超清白水技术、放流水逆渗透回用技术为例进行探讨。

1)微米级过滤回收白水技术

在造纸生产中强化微米级过滤回收白水技术应用可以切实提高回收白水使用量，增加白水回收利用点。该技术在实际应用中主要基于多盘精细网面过滤技术，在此技术支持下利用圆盘两侧压力差原理，过滤掉1um以上污染物，过滤系统主要用于白水回收机中，过滤后的原水在被用于纸机时不会出现堵塞问题，同时还能够提高纸机清水利用效率，避免水资源浪费。

2)废水处理技术

首先，反渗透水处理技术。反渗透水处理技术的核心作用就是将造纸生产废水中的污染物分离出来，在此过程中主要运用到的原理为膜原理，主要动力为压力。具体应用机制是在废水处理中废水在反渗透水设备中会在系统运行压力大于水溶液渗透压时，水分会通过多层膜流入中心管，最终在管道内形成水流。反渗透水设备主要包含三个系统，分别是污水预处理系统、反渗透处理系统、二次处理纯化水系统，在系统之间联合作用下进行废水处理时不再需要对污水进行加热处理，而是直接能够在反渗透膜应用原理下完成污水净化处理，具有操作简单、工作效率高、资源利用率高、能源损耗小等优势。其次，废水净化处理。膜分离法主要是以具有选择性分离功能的材料为膜，通过各种物理过程将废水中的溶质和溶剂的分离、浓缩、提纯或精制的方法，具有操作简单、处理周期短等优势。

电渗析法在自来水处理中具有消耗少、成本低、设备简单、污染小等优势，在废水处理中主要是通过离子交换和直流电场，让原水中的带电粒子顺应电场规模定向移动的膜分离方法。微滤法属于精密过滤法，具有用时短、时效高、经济效能大等优势，在废水处理中主要是以静压差为推动力，将原水中存在的微米及亚微米级的细菌、微生物、不易沉淀的胶粒、微小悬浮物进行截停处理的方法。超滤法可以解决目前常规处理对浊度去除不充分的所有问题，经过超滤法处理后的水属于高标准饮用水，对原水处理方法与微滤相似，只是处理的物质为微滤处理不掉的大物质，并且精密度高于微滤[4]。

3)砂滤深度回收超清白水技术

要想去除纸机多圆盘白水回收机回收白水中的纤维，从而提高白水品质，应利用砂滤深度回收超清白水技术。高技术在实际应用中需要技术人员根据实际需求与回收目标组合成套过滤器，过滤器中含有石英砂物质，能够对纤维等物质进行吸附，经过处理后的白水能够被直接用于纸机网部喷淋润滑。

3.2 低碳纸产品研发

绿色循环经济型的低碳发展“纸”路是低碳经济背景下造纸企业健康可持续发展的主要方向，在此要求下造纸企业不经将所有目光皆聚焦在造纸生产上，而是应提高对延伸产业量、延伸产品的研发，从而生产出具有环保型与节能型的产品。

例如，环保型商业用铜版纸。随着铜版纸产品流入市场，迅速在市场中站稳脚步，并成为商业常用纸产品，每年销售额与利润呈不断上升趋势。但在传统造纸工业发展中也有铜版纸产品，为此应分清传统铜版纸与新时期铜版纸的本质区别。传统铜版纸生产中需要应用到大量的石油原料，而石油属于不可再生资源，随着社会发展中对石油资源的需求量逐渐递增，如若在造纸中依旧消耗大量的石油资源，将不利于生态环境保护。基于此，造纸企业与相关技术人员针对这一现状进行新型铜版纸产品研发，目前新时期流入市场的铜版纸所使用的原料不再以石油为主而是以天然生物聚合物为主，具有较强的环保型。与此同时，新时期铜版纸在生产中采用了可降解的胶黏剂，因此其具有较高的降解性，可以对生态环境进行有效保护[5]。

此外，随着铜版纸新品研发不断深入，“无荧光”铜版纸顺势而生，技术人员在“无荧光”铜版纸研发中立足环保理念，聚焦产品的全面绿色属性，因此新时期市场中流通的“无荧光”铜版纸是切实符合绿色理念与低碳经济的新型产品，其荧光剂含量远远低于国家食品级标准，目前该类产品已经被应用于食品领域。

与此同时，某造纸企业为贯彻落实低碳经济绿色造纸发展要求，组建了新型环保型产品研发团队，经过长时间努力与尝试研发出了双面高效节能铜版纸，目前被广泛用于杂志中。该产品还曾荣获国家火炬计划产业化项目，是绿色造纸体系发展中向节能环保方向迈向的关键一步。

3.3 造纸污泥资源化无害化

在实际造纸生产中会产生大量废水，基于环保原则需要对废水进行处理，从而实现水资源循环利用，在此过程中经过处理后的废水会排出一定量的污染物，其中以造纸污泥为主要物质，为切实落实环保理念，造纸企业需要对造纸污泥进行资源化无害化处理。

对造纸污泥进行分析发现，其整体量较为庞大，且成分复杂并含有大量的水，因此造纸污泥的处理工作较为繁杂与困难，但造纸企业必须迎难而上，集中力量攻克这一难关，从而实现造纸污泥资源化无害化。

以某造纸企业为例，高企业组建研发团队集中资源专项负责造纸污泥资源化无害化研究，提出了污泥本地化综合处置，这一方法也是当前造纸企业对造纸污泥处理的主要方向。在技术人员长期不断努力下，提出了一种有效的造纸污泥资源化无害化处理办法，即将造纸污泥进行统一聚集，向造纸污泥中投入相关填料，促使造纸污泥变废为宝，由污泥转变为纸盖板[6]。

3.4 提高相关人员专业素养

为确保绿色造纸体系发展效果，避免造纸生产对生态环境造成破坏，造纸企业还应加强工作人员管理力度，完善考核机制，与此同时，还应招收专业对口，能力和综合素养都优异的专业技术人员。在日常工作中，遵循“持证上岗”的原则，要不断提升工作人员专业素养，可以通过制定学习规划、培训制度，业务技术、管理质量等考核内容，定期和不定期对现有工作人员进行多层次、多角度、全方面考核，并将考核结果与奖励、升职、职称评定等挂钩，促使工作人员强化绿色意识、责任意识，主动提升自身业务能力，为提高造纸企业绿色健康可持续发展成效奠定基础。

3.5 积极与高校进行合作

生态环境保护是全社会的共同责任，低碳经济背景下我国造纸行业的发展应打开思路积极与科研院校合作，共同对先进技术、环保型产品、生产工艺进行研发创新。

例如，某造纸企业与北京大学、华南理工大学等科研院校进行了深度合作，企业向院校提供充足的研发资金，院校提供专业技术人才，最终在造纸生产节能减排方面研发出4项专利，并皆具有较高的实用性。该造纸企业应用专利后当年电费节省了600万元，由此可见，新研发出来的技术的节能效果十分突出。基于此，相关造纸企业应积极汲取该企业成功经验，与科研院校取得良好合作，共同致力于生态环境保护。

4 结语

综上所述，造纸企业快速发展，相关产品种类不断丰富，促使纸制品市场需求逐渐扩大，在此背景下造纸企业发展态势良好。但为进一步推动造纸企业可持续发展，对其提出了新的要求，指出造纸企业应基于低碳经济向绿色造纸体系发展，落实生态环境保护要求。在此现状下，造纸企业通过科技创新发展低碳经济、低碳纸产品研发、造纸污泥资源化无害化、提高相关人员专业素养、积极与高校进行合作等重要途径，开始向可持续发展的绿色循环经济型的低碳发展“纸”路迈进。