淺析造紙行業的清潔生產工藝及節能減排

沙 茜，柯文彪

（武漢市環境保護科學研究院，武漢 430015）

淺析造紙行業的清潔生產工藝及節能減排

沙 茜，柯文彪

（武漢市環境保護科學研究院，武漢 430015）

簡述了我國造紙業現狀及面臨的環境壓力，介紹了我國清潔生產現狀及發展趨勢。針對造紙業“消耗高、污染大、效率低”的問題，結合實際造紙行業案例，提出了相應的清潔生產工藝和方案，以及關于大力發展造紙業清潔生產、促進節能減排的建議。

造紙業;清潔生產;節能減排;工藝;建議

造紙業是我國輕工行業中重要的行業之一，同時也是消耗大、污染嚴重的行業之一。國家“十二五”規劃關于節能減排的規定中，明確主要污染物排放總量要減少8%～10%，單位GDP能耗下降16%[1]。作為全球第一造紙大國，我國造紙業普遍存在的特點是“消耗高、污染大、效率低”[2]，造紙對環境產生了嚴重的污染。清潔生產是以主動預防式的環境戰略持續應用于生產過程、產品和服務中，采用清潔的原材料和能源，使用無廢或少廢的工藝，最后生產出清潔的產品。因此清潔生產[3]對造紙業的節能減排能起到積極促進作用。

1 我國造紙業環?，F狀

我國是一個造紙大國，但還不是一個造紙強國，與發達國家的差距明顯，粗放型的增長方式未根本改變，“消耗高、污染大、效率低”的現象普遍存在。傳統造紙主要原料是草漿，主要污染物是高濃度廢水。其廢水中包含懸浮物（纖維和纖維細料）、易降解的有機物（半纖維素、甲醇、甲酸、乙酸、糖類等）、難降解的有機物（大分子碳水化合物、木質素）、毒性物質、酸堿毒物（堿法制漿pH為9～10、酸法制漿pH為1.2～2.0）。根據國家環保部公布的數據（見下圖）可知，我國造紙工業COD排放總量在2001年以后連年控制在160萬噸以下， 隨著紙和紙板總產量持續增加，單位產品COD排放量連年下降。2007年噸紙COD排放量為21kg，僅為2001年的1/3[4]。可見，我國造紙工業在快速發展的同時環境保護已經取得了巨大成績。但是，目前造紙業排放的COD總量排在國家十大工業之首，占總量約30%，可見，造紙工業環保工作依然任重而道遠。

我國造紙行業COD排放情況

目前，我國造紙原材料絕大多數是樹木，但我國森林資源嚴重不足，森林人均蓄積量僅為世界人均水平的12.6%。近年來，我國非木材纖維和再生纖維用量約占近78%，木材纖維比例僅占22%，是一個非木材纖維和再生纖維造紙大國[5]。而世界造紙工業非木材纖維比例僅占7%，木材纖維比例占93%。2008年我國年產紙和紙板7980萬t，若全部采用木材造紙，年需木材約3.6億m3。目前漂白木漿幾乎100%依賴進口，2008年我國進口木漿、紙和紙制品、廢紙共耗資166億美元，居國家主要進口商品用匯的前列，并呈逐年上升趨勢，可見目前造紙業對我國森林資源消耗非常大，造紙業節能減排刻不容緩。

2 我國清潔生產現狀及發展趨勢

1993年，我國政府開始逐步推行清潔生產工作，并啟動了一系列推進清潔生產的項目。目前，全國絕大多數省、自治區、直轄市都先后開展了清潔生產的培訓和試點工作，通過實施清潔生產，普遍取得了良好的經濟、環境和社會效益。根據對開展清潔生產審核的企業調查和統計，推行清潔生產以后，企業廢水排放量平均削減40%～60%，COD排放量平均削減率約達40%，工業粉塵回收率達95%左右。這些數據表明，實施清潔生產，從源頭治理污染，不但可以降低末端處理污染設施建設費和運行費，而且可以有效控制污染物的排放，同時節約資源、減少污染、降低成本，提高了企業綜合競爭能力。

近年來，清潔生產工作已得到政府的重視。1）在立法方面，把推行清潔生產納入到有關的法律和規劃中。國家頒布和修訂的《中華人民共和國大氣污染防治法》、《中華人民共和國水污染防治法》、《中華人民共和國固體廢物污染防治法》和《淮河流域水污染防治暫行條例》等，都將實施清潔生產作為重要內容，明確提出了通過實施清潔生產，防治工業污染[6]。2002年頒布的《清潔生產促進法》更表明了全國的清潔生產工作已走上法制化的軌道。2）在組織和機構建設方面，從國家到地方的各級政府，特別是經濟貿易部門和環保部門都明確要有相應的機構負責清潔生產相關的工作，并成立了行業和地方的清潔生產中心，清潔生產的中介機構也大量出現。3）在宣傳培訓方面，充分利用宣傳工具，采取多種方式開展宣傳和培訓，以提高公眾和企業以及有關部門對清潔生產的認識。截至2011年底，全國共組織了近600個不同類型的清潔生產培訓班， 約有1.8萬人接受了培訓。清潔生產的理念正逐步深入人心。

3 在造紙業中可實施的清潔生產工藝改造

目前針對造紙業污染嚴重、資源消耗量大的形勢，采用清潔生產工藝對造紙全過程進行有效改進，從而促進造紙業的節能減排。本文結合具體案例介紹幾種技術成熟、節能減排效果明顯的清潔生產工藝和方案。

3.1 采用膜分離技術處理造紙污水

膜分離是通過膜對混合物中各組分的選擇滲透作用的差異，以外界能量或化學位差，為推動力對雙組分或多組分混合的氣體或液體進行分離、分級、提純和富集的方法。造紙廢水的成分復雜，既有固體懸浮物又有小分子化合物，非常適合膜分離。世界發達國家近幾年來已將膜分離技術，如超濾（UF）、反滲透（RO）和電滲析（ED）等應用于造紙工業廢水的處理，技術已經相對成熟。某造紙廠的白水處理系統上了一套超濾系統（其生產能力為40m/h，膜面積462m2，透膜壓力100～400kN/m，膜能耗1.5～2kW·h/m），經過超濾后，有20%的出水可以回用，并且懸浮物去除率高達95%，減輕了后期處理污水的壓力[7]。其具體節能減排效果見表1。

表1 超濾處理結果

目前，我國山東、江蘇有幾家大型造紙企業已經應用的工程表明，膜分離具有良好的去除懸浮物、COD、鹽分的效果，為后期處理減輕了負擔。膜分離技術處理污水不僅降低了COD，減少了污水排放，而且分離后的水能回用，節約了水資源，體現出良好的節能減排效果。

3.2 制漿采用多翼片式外流壓力粗篩

粗篩是廢紙處理過程中的一種篩選設備，目的是除去經碎漿機處理后殘留下來的纖維束、塑料片、泡沫，以及小塊片的重雜質，可在3%～5%的濃度條件下使用。武漢某紙業公司采用ZSL系列多翼片式外流壓力粗篩將現有的普通φ2.0的平孔篩（平孔即圓形孔）改為帶波紋的錐形孔φ2.2。該篩以密封管路壓力切線進解剖學的立式圓篩，它靠篩鼓內外的壓力差及篩孔規格尺寸的限制，使合格纖維流過篩孔經良漿口流出，粗渣留在篩鼓的一側，由轉子和軸向推力，粗渣的重力及漿流的余速，使之隨尾槳推向下方而排出。篩的機體內充滿紙漿，進出管路密封，轉子的旋轉產生瞬間壓力脈沖凈化篩板，保證篩選正常。該廠通過粗篩改進后篩漿濃度可由以前的4%以下提高到4%～4.5%，提高了原材料的使用效率。制漿車間單位時間產能可由240t/d提高到280t/d，節能降耗效果明顯[8]。

3.3 制定成本目標分解及節能減排措施

對生產中的各項消耗性指標進行半年以上的專項效能監察，并進行成本分析調研。在此基礎上對各崗位制訂相應的獎罰制度：企業成本目標分解到分廠及車間，對相關管理人員進行成本考核；分廠將考核目標落實到主要機臺及工序，對操作員工實施相關獎懲考核；工藝質量部對采購材料進行嚴格檢驗，要求供應商將卷筒標重控制在標準范圍以內，保證較高的出紙率。通過對節能降耗各項考核指標，進行層層分解，并落實到每個崗位、每個人和工作的每一個環節，形成了節能降耗 “事事有人抓、件件有落實”。

某紙廠在清潔生產中制定了完備的成本目標分解及節能減排措施，取得了很好的節能減排的效果。如該廠在制作硬抄筆記本中封面的環節中，詳細制定了生產線成本目標分解及降耗措施（見表2）。該廠通過實施成本目標分解及節能減排措施一年后，進行能耗統計，得出相同產量原輔料消耗減少5%、全廠用水減少15.5%，用電量減少約10%[9]。

表2 某廠硬抄生產線成本目標分解及降耗措施

4 促進造紙業清潔生產建議

國外對造紙方面的清潔生產工作比較重視，在非脫墨造紙方面基本達到零排放[10]，相比于我國，雖然在造紙業的清潔生產中也采取了一系列的措施，如在新建或改建工程中必須上清潔生產工藝、企業上市必須通過清潔生產、無力治理“三廢”的企業要強制關閉等，但與國外先進水平相比仍有不小的差距，發展還是比較緩慢，筆者認為可以從以下方面來大力發展我國造紙業清潔生產工作。

4.1 借鑒國外先進的發展模式

國外一些發達國家清潔生產的現狀是把技術改造作為工業資金積累的主要方式，并制定一系列投資向技改傾斜的工業政策，積極推動了清潔生產的發展。政府干預、立法保障，將清潔生產工作作為首選的環境保護戰略，將污染預防納入環境保護的主流活動，并用經濟手段激勵企業進行清潔生產[11]。重視企業的研究開發的經濟功能，把研究開發清潔生產作為企業生產過程的重要組成部分和企業發展的動力源。在宣傳、教育與培訓的推廣下，清潔生產深入人心，得到社會廣泛認同并積極參與。

4.2 提高認識和加強管理制度

通過從事清潔生產工作，發現很多企業做清潔生產并非自愿，而是為了通過清潔生產審核而開展清潔生產工作。這樣不利于清潔生產的發展，各級政府和各企業領導必須要以發展的眼光看待問題，清潔生產不單純只是為了應對企業污染，其實清潔生產也是企業的一個發展機遇。結合推行總量控制制度，把清潔生產的要求納入到排污許可證、環評和限期治理等制度中，加強環境執法力度，從而促進企業的清潔生產管理制度[12]。

4.3 政府加大扶持力度

目前，政府對通過清潔生產審核的企業有一定的獎勵，但獎勵多少并沒有形成有效的文件，這在一定程度上削減了企業積極性[13]。在清潔生產審核過程中，會涉及到高費方案。雖說高費方案有良好的經濟效益，但需要投資。這就需要政府大力支持，如采取設立清潔生產專項基金；銀行對清潔生產項目貸款時適當降低利息等。

4.4 加強造紙行業的交流

目前，作為國內污染大戶的造紙業，大多數企業都不能做到公開透明，這對于提高企業的競爭力非常不利。因此，應加強造紙行業間的交流學習，因為行業間的交流學習對促進造紙業清潔生產可起到非常重要的作用。

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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