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生态与造纸
摘 要:生态与造纸,一般人看来根本就是两种相互矛盾而不可能同时发展的事物。通俗地讲就是造纸业的存在必然带来环境的破坏和生态的失调,生态的保护必然制约造纸的发展。然而经过国内外造纸业及相关行业的不懈努力,我们在造纸污染治理方面已经取得了一定成果,但是倡导节能减排和发展绿色纸业愿望的实现,依然有很长的路需要我们来走。作为造纸专业的一名准毕业生,我们必须明确当前造纸业中存在的亟待解决生态问题和未来造纸行业的发展方向。并把这些作为我们大学生涯剩下时间里的奋斗目标和学习动力。努力学习钻研专业知识,为造纸技术实现清洁生产贡献自己的绵薄之力。这才是我们学习《生态化学》这门课之后应该做的事情。
关键词:生态,造纸,污染现状,污染物,清洁生产
生态,一个令人向往的词汇。它是本意为生物的生活状态。指生物在一定的自然环境下生存和发展的状态,也指生物的生理特性和生活习性。生态(Eco-)一词源于古希腊字,意思是指家(house)或者我们的环境。简单的说,生态就是指一切生物的生存状态,以及它们之间和它与环境之间环环相扣的关系。
现如今它也不再仅仅作为一个名词出现,而更多的是以一个形容词被广泛使用,如生态农业、生态旅游、生态经济等等。当今社会的各行各业在高速发展的同时,都殊途同归地向着一个共同的目标前进,那就是——生态和谐。
造纸,中国的四个发明之一,也是中华民族文明和
智慧的结晶。在滔滔历史长河中,造纸带给中国人民乃至全世界人民的,不仅是生活的便利与丰富,还有宝贵的财富。工业时代的到来使得造纸工业由手工抄造转为机械化和高效化生产,但同时也给人类带来了许多至今仍然未能解决的问题:造纸带来的水体污染、大气污染以及固体废弃物污染,煤炭能源的高耗低产,森林资源的毁灭性开发。尽管人们早已意识到这些问题,但谁也无法阻挡其愈演愈烈的趋势。近年来,中国政府三令五申并出台一系列政策整改、兼并、取缔一大批中小型造纸企业。但某些地方政府盲目当地经济发展而包庇、纵容污染企业,使得大量农田被毁、庄稼遭罪、渔业受挫,直接影响当地居民的生活安全和收入来源。去年8月份的江苏王子事件便是一个民愤积累后爆发的真实案例,这是我们都不愿看到的。
生态与造纸,一般人看来根本就是两种相互矛盾而不可能同时发展的事物。通俗地讲就是造纸业的存在必然带来环境的破坏和生态的失调,生态的保护必然制约造纸的发展。似乎有两件事很好了印证了这一观点:一是当我爸爸得知我寒窗苦读十年后被调剂到造纸专业时是何等地生气,还有一件是国家倡导绿色经济时我们专业学长是何等地落寞。但是作为一名造纸专业的学生必须面对残酷的现实,这也是我们学习《生态化学》这门课的目的所在。
作为造纸专业的一名准毕业生,我们必须明确当前造纸业中存在的亟待解决生态问题和未来造纸行业的发展方向。并把这些作为我们大学生涯剩下时间里的奋斗目标和学习动力。努力学习钻研专业知识,为造纸技术实现清洁生产贡献自己的绵薄之力。
一、中国造纸业发展状况和和污染现状 据统计,2012年造纸用纸浆生产总量7850万,同比增长1.6%,造纸用纸纸浆消费总量9350万,同比
增长3.4%,纸和纸板生产总10300万吨,同比增长3.7%,纸和纸板消费总量10100万吨,同比增长3.6%。
图1 中国纸和纸板产量和消费量
21世纪前十年是中国造纸工业崛起的十年,在这十年中,中国造纸工业的生产能力、消费水平迅速提高。早在2009年我国已经以“压倒式”的优势和“喜人”的增长潜力,在工业纸和纸板生产总量和消费总量上双双超过美国,跃居全球第一。
东部地区是我国造纸发展的活跃地区,也是我国草浆厂密集区域(包括黄淮海草浆区,苏浙沪皖赣东部速生林区和闽琼粤桂东南沿海速生木本地区)经济发达,人口密集,造纸产量占全国的86.4%。严重污染的流域包括辽河、淮河、海河,近年来逐步转移到中部黄河流域。据国家环保局资料显示,造纸行业污染是造成海河、淮河流域污染而丧失生活使用功能的主要原因之一。[3]
二、造纸产生的主要污染物
造纸工业排放的污染物分为三大类:大气污染、水体污染、固体废弃物。其中,造纸废水造成的水体污染是制约制浆造纸工业可持续发展的主要因素。制浆造纸工业最大的环境污染是水污染,环境污染治理的首要工作也是水污染的治理。
图2 2001-2011中国08年七大水系水质类别比例
图3 造纸工业污染及其物排放标
造纸业水体污染物种类:(1)悬浮物
包括沉降悬浮物和不沉降悬浮物两种,主要是尘土、泥沙、物料碎屑、纤维和纤维细料(可破碎的纤维碎片和杂细胞)
(2)易生物降解有机物
在制浆和漂白过程溶出的原料组分,一般为易于被生物降解的物质,它包括低分子量的平纤维素、甲醇、醋酸、甲酸、糖类等。(3)难生物降解的有机物
主要来源于原料中的木质素和大分子碳水化合物等,这些难降解物质通常带有颜色。(4)毒性物质
包括制浆黑液中的松香酸和不饱和脂肪酸,污水冷凝
液中含有的硫化氢、甲基硫、甲硫醚,漂白碱抽提废水中各种氯代有机化合物,其中剧毒的二恶英曾引起广泛关注。(5)酸碱物质
制浆废水中有很强的酸浆极性物质,可以明显改变接受水体PH值。碱法制浆废水的PH范围为9~12,漂白废水的PH要大很多,可低于2或高于12。酸法制浆废水PH范围为1.2~2.0。(6)有色物质
制浆废水中残余的木质素高度带色,是难降解的有色物质。
(7)黑液:在烧碱法、硫酸盐法制浆过程中,大约有50%的纤维原料物质溶解于蒸煮液中,因其颜色较深,称为黑液。黑液大约有30%~35%的无机物,主要成份是氢氧化钠、碳酸钠、硫化钠、硫酸钠和有机物结合的其他钠盐。有65%~70%的有机物质,主要成份是木素、树脂、淀粉及低分子化合物等。
三、造纸污染严重的原因
(1)生产过程吨产废水排放量大。工艺过程不仅用水量大,排放废水也在150~300Kg/T纸。
(2)造纸原料结构不合理。很长时间国内造纸原料以草浆为主,其制浆废水的制务处理难度比较大,废水图4 造纸厂排放的黑液
处理技术尚不成熟,还不能完全照搬发达国家的先进治理技术。
(3)企业规模小,技术落后。碱回收和其他减少环境污染的先进技术和设备应用维护难度增加。
(4)企业污水治理资金不足。新建企业与改造企业中处理污水的费用,还不到应占金额的25%~30%规定要求,造成企业长期亏损,进入恶性循环。
(5)非木材原料的污染严重。所谓非木材原料是指除了造纸常用的针叶材和阔叶材以外的禾本科植物原料。此类植物中纤维细胞含量较低,并含有大量的硅细胞。硅细胞中含有大量的SiO2,使得纸张滤水效果急剧下降,导致大量碱液、有机物等污染物进入黑液。而非木材造纸的污染主要源于制浆黑液,蒸煮黑液中由于含有大量的有机物质使其十分处理困难,势必造成水体污染。[6]20世纪末,在河南省曾一夜之间出现几千家造纸厂,其中大部分都是以草浆为主,自然摆脱不了最终被叫停和取缔的命运。
图5 某造纸企业污水处理池
四、造纸治污颁布的法令和取得的成就 造纸工业水污染治理的沿革:
1983年《造纸工业水污染排放标准》第一部造纸工业污染排放标准,限定了SS、BOD、PH值三项指标。
1992年《造纸工业水污染物排放标准》限定造纸工业水污染最高允许排放浓度、吨产品最高允许排水量和污染物排放量,并在1998年国家颁布的相关文件将废水的COD指标引入排放标准的基础上,添加了AOX指标。
1993《恶臭污染物排放标准》国家开始加大对造纸废气的治理力度,以减轻对大气以及周边居民的影响。
1999年《草浆造纸工业废水污染防治技术政策》国家开始治理制浆企业污染,特别是草浆企业,并要求在2000年前完成污染治理任务。
2001年《造纸工业水污染排放标准》以吨产品负荷为控制基点,进一步严格排放标准,以碱回收加两级生化,并辅以适当的物化处理为技术依托,加快关停小型制浆企业。
2003年《造纸工业水污染排放标准》对废纸造纸部分的排水量、污染物各指标进一步严格。
2008年《造纸工业水污染排放标准》增加了色度、氨氮、总氮、总磷和二恶英指标,并对排水量和控制指标限值进一步严格。[6]
图6 清洁生产示范单位金东纸业(镇江)
建国60多年来,中国造纸在吨纸的清水用量,重复水用量、能耗、COD排放量、BOD排放量及废渣、废气的治理上都取得了突破性的成绩。其中比较突出的有金东纸业有限公司、昆山钞票纸厂、保定钞票纸厂、芬欧汇川(常熟)纸业有限公司、宁波中华纸业有限公司等造纸企业被国家环保局授予“国家环境友好企业”称号。
位于江苏省镇江市的金东纸业有限公司在2007年通过国家旅游局验收成为造纸业首个工业旅游企业。在金东的厂区,我们可以看到用制浆造纸废水养鱼、灌溉、甚至供人引用。
五、“十二五”规划中对造纸行业的发展要求
2012年1月9日,国家发改委、工信部、国家林业局联合发布《造纸工业发展“十二五”规划》,明确了“十二五”期间我国造纸业发展的六大主要任务:改善原料结构,增加国内供给;增强创新能力,提升技术水平;优化产业布局,合理配置资源;推进清洁生产,保护生态环境;优化企业结构,推进兼并重组;调整产品结构,提高产品质量;建立节约模式,倡导合理消费。
《规划》中的几个说法尤其值得注意。第一,《规划》基于对部分纸种产能过剩的宏观判断,提出将严格控制产能过剩纸种的重复建设。
其次,《规划》反复强调造纸工业要加快推进林纸一体化工程建设,提高原料中木纤维的比重,在“十二五 ”期间,我国造纸原料中木浆比重将由22.0%提高至24.3%,木浆增量约为 700 万吨,其中国产木浆比重由8.4%提高至10.3%,木浆增量约为400万吨。所需木材纤维原料依靠国内外两种资源,国内逐步实现造纸工业用材以原料林基地供应为主。
第三,淘汰落后产能,《规划》要求“十二五”期间要淘汰年产5.1万吨以下的化学木浆生产线、单条年产3.4万吨非木浆生产线和单条年产1万吨及以下废纸浆生产线,以及窄幅、低车速、高消耗、低水平造纸机。到2015年,年产100万吨以上大型综合性制浆造纸企业集团达到20余家。
另外,《规划》提出要将制浆造纸装备自主化比重由30%提高至50%,科技是第一生产力,装备自主化水平不断提高,中国造纸行业的“蛋糕”越做越大,而真正掌握核心科技的国内设备制造企业将迎来新的发展契机。[7]
图7 十二五环境保护主要指标
六、中国造纸行的发展方向—清洁生产
所谓清洁生产是指不断采取改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等措施,从源头削减污染,提高资源利用效率,减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放,以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。
其实早在2003年1月1日我国就开始实行《中华人民共和国清洁生产促进法》,十年来取得了初步的成就,特别是在造纸行业效果十分显著。清洁生产标准对资源和能源的消耗、生产技术、资源综合利用、污染物产生、生产工艺与装备环境管理等方面都作出相应要求,在污水处理效率相同的情况下,有效地减少了污染物的排放。
我国先后通过三批造纸企业清洁生产试点验收,以此带动其他企业改革的推行和实施。据统计,截止2009年底,全国已有12650家企业实施了清洁生产审核,通过实施清洁生产方案累计削减化学需氧量227万吨,二氧化硫71.2万吨,氨氮5.1万吨,节水118亿吨,节能4932万吨煤,取得经济效益482亿元。
然而要想彻底实现《中华人民共和国清洁生产促进法》为我们描绘的宏伟蓝图,我们还有很长的路要走。我们必须从以下四点着手:
(1)推广清洁生产技术和资源化利用过程(2)加快调整产业结构,淘汰技术落后产能(3)改善原料结构,增加优质纸浆供给
(4)推进生产过程预防污染,实施源头和全过程控制
七、造纸业的明天将由我们来创造
也许我和几乎所有我们专业的同学一样,都是很不情愿地来到制浆造纸这个专业,曾经有过抱怨也有过彷徨。但有一句话叫做“既来之,则安之”,也是在这句话的鞭策下,我慢慢地改变对造纸的看法,现在我差不多已经喜欢上这个专业和这个行业。而且,中国乃至世界造纸将如何发展,我们究竟能不能有效解决好造纸与生态的关系,这些都取决于我们!
如今已是大二年级的学生,课程正逐步地从基础课向专业课过渡。我应该在平时不仅仅为了成绩去学习,而应该勤思考、多钻研,主动与专业导师交流学习上的疑惑和想法,积极参加科技创新锻炼活动,悉心关注造纸行业和造纸企业发展动态,争取毕业时把自己塑造成一名优秀的造纸技术人员。
然而除了专业知识的学习和能力的锻炼外,我还应该在生活的点点滴滴中做到以下方面:
(1)不浪费任何一张纸,注意纸制品循环使用。中国纸制品回收率极低,国内大部分生产用废纸都必须从国外进口,每年需要花费大量资金。而我们的废纸却被当做垃圾埋进了土里,丢尽了河里。我们必须行动起来,利用起废纸这个“绿色森林”。
(2)爱护花草树木,保护环境。为了减少草浆生产带来的污染问题,纯木浆生产越来越受到造纸厂青睐。但同时也意味着我们要砍掉更多的树,这是无法避免的。我们能做的就是尽我们所能地减少对生物资源的损坏和开发,并通过植树来弥补我们的过失。(3)尊重造纸行业和造纸人。之前我们曾抱怨甚至痛恨那些造纸厂只为了少数人利益而不顾大家生命安全,肆意破坏我们的生存环境。但当我自己渐渐接触这个领域,我发现在这里大家都在努力的减少自己的错误,降低对社会的危害。他们也不愿看到灰天乌云、荒山臭水,他们心中也有对造纸绿色的梦。
只需做,莫多言!只因为我们都是造纸人,生态和谐是我们共同的追求!也是我们不可推卸的责任!
参考文献
[1]百度百科,http://baike.baidu.com/view [2]中国造纸的世界地位,中华纸业,2012(第二十期)
[3]造纸工业发展历程,中华纸业,2012(第二十期)[4]造纸工业污染物及其能耗特征,造纸工艺节能减排技术指南,(17-26)
[5]我国造纸工业污染现状,造纸工艺节能减排技术指南,(26)
[6]造纸工业发展历程,中华纸业,2012(第二十期)[7]《造纸工业发展“十二五”规划》,国家发改委、工信部、国家林业局
[8]《造纸行业清洁生产评价指标体系(征求意见稿)》,中华人民共和国国家发展和改革委员会,2013年3月14日
[9]我国清洁生产发展历程和成就,造纸行业清洁生产培训教材,环境保护部清洁生产中心轻工业环保研究所编著
[10]中国清洁生产发展及其在纸浆造纸行业实施回顾,中华纸业,2013(第一期)
[11]顾民达,造纸工业清洁生产现状与展望 中华纸业 2013(第一期)
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