我国环境保护的目标及对粘胶纤维产业的影响

　　摘要：环境保护和节能减排是我国“十二五”时期的一项重要工作，目前国家已出台了多项相关规划和规定，作为化纤行业中污染较严重的粘胶纤维行业，面临的环保压力和责任将日益加重。本文介绍了我国环境保护节能减排的相关规定和目标，并针对粘胶纤维产业的生产和节能减排现状提出了合理化的对策和建议。 　　关键词：环境保护；节能减排；粘胶纤维；“三废”；对策 　　中图分类号：TQ352.9 文献标志码：A 　　Domestic Environment Protection Objectives and Its Impact to Viscose Fiber Industry 　　Abstract： Environment protection， energy saving and emission reduction is a critical task in the 12th FiveYear Plan period， thus a series of relative plans and regulations have been issued by the government. To viscose fiber industry， it is urgent to solve the environment problem for the industry’s sustainable development， and in this article， several reasonable countermeasures were put forward after a detailed analysis on the status-quo of the industry’s environment protection . 　　Key words： environment protection； energy saving and emission reduction； viscose fiber； three types of pollution； countermeasures 　　 2 我国粘胶行业的生产及节能减排情况 　　2.1 总体情况 　　近10年来，我国粘胶纤维产能增长迅速，目前已超过300万t/a。据统计，2012年全国粘胶纤维产量达273万t（其中长丝24万t，短纤维249万t），居世界首位，在治理“三废”和节能减排上虽然也取得一定成效，但离中央提出的“生态文明建设”要求还有较大的距离，节能减排目标还有很长的路要走。 　　据统计，2012年我国出口粘胶长丝54 545 t，平均售价6 239美元/t；出口粘胶短纤维26.5万t，总价56 476万美元，平均售价2 131美元/t。由于出口价格低于国外同类产品，因此在国际市场上具有较大的竞争力。虽然如此，国产溶解浆的质量却难以满足优质粘胶纤维生产的需要，因此，约60%的原料要依赖进口解决，其中2012年进口溶解浆158万t，进口棉短绒17万t。 　　企业之间为了争夺市场难免以价格竞争，这对行业的健康可持续发展非常不利。市场竞争应该是基于产品品质的竞争以及品牌的竞争。而在“违法成本低，守法成本高”的错误引导下，如果盲目放弃环保要求只追求短期利益，其结果将是致命的。据了解，环境保护部有一票否决权，如果某家工厂到2020年仍不能完成环保减排指标，必将作为落后企业予以淘汰，这应引起粘胶纤维生产企业的足够重视。环顾全球，欧洲在上世纪70年代为治理环境污染，先后有半数的粘胶纤维企业因污染物超标排放而被勒令关闭。虽然目前在我国实行相关举措尚不现实，但粘胶纤维企业决不能因此抱有侥幸心理。 　　与国外先进的同类工厂相比，我国溶解浆和粘胶纤维工厂无论在产品质量还是污染治理方面均存在较大的差距。国外一些先进的溶解浆和粘胶纤维工厂已经实现了清洁生产和循环经济，并对噪声、光照、辐射、恶臭、突发性安全事故等危害也有严格的监控和管理。如奥地利Lenzing（兰精）公司不设废气排气筒，废气处理回收率达96% ～98%甚至更高，废水处理合格率为100%，实现了污染物零排放或接近零排放。企业每天向职工和周边居民公布厂区和周边环境的水源和空气质量监测数据，还及时公布工厂发生的每一件生产和人身安全事故及处理结果，从不隐瞒。为保障工厂周围居民的安宁生活，溶解浆车间在双休日停止排气，消除噪声。 　　2.2 行业污染治理情况和节能减排措施 　　我国粘胶纤维产业包括溶解浆和粘胶纤维两大部分，执行环保标准为：大气污染物综合排放标准（GB16297—1996）、恶臭污染物排放标准（GB1455—1993）和污水综合排放标准（GB8978—1996）。 　　2.2.1 溶解浆生产中污染物治理情况 　　棉溶解浆排出的黑液经过多年的研究和治理，已有相当大的改善，在正常情况下，处理后的出水水质可达到二级排放标准，即：pH值 6 ～ 9，色度（稀释倍数）80，悬浮物（SS）150 mg/L，BOD 30 mg/L，COD 300 mg/L，硫化物1.0 mg/L，氯0.2 mg/L，此出水可与粘胶纤维废水处理后的出水相混合，经稀释后达标排出。但要达到一级排放标准，即：pH值 6 ～ 9，色度（稀释倍数）50，悬浮物（SS）70 mg/L，BOD 20 mg/L，COD 100 mg/L，硫化物1.0 mg/L，氯0.2 mg/L，目前尚有难度，需要投入一定的资金和时间，开展更深入的研究。在黑液治理方面，曾经试验过的方法包括：采用膜过滤技术，从黑液中回收碱液和浓缩污染物；将黑液制成农用肥料；将黑液制成延迟水泥凝固的药剂等，但都因投资大和运转成本高而未被大规模采用。芬兰某公司曾来我国进行技术交流，将黑液进行真空蒸发和浓缩处理，因价格昂贵也未能被引进。 　　据最新信息，某科研部门正在研发一种新技术，彻底改变棉浆蒸煮的传统工艺，从而大大减少黑液中COD的排放量，目前据称已进入中试阶段。 　　近年来，国内木（竹）溶解浆产量逐渐增多，废水处理后，出水水质一般仅能达到二级排放标准，但在技术先进、配备引进的碱回收装置的大型造纸企业，废水治理后，出水水质有可能符合一级排放标准。 　　用预水解硫酸盐蒸煮技术排出的黑液，采用引进的碱回收技术处理，碱和硫的回收率可达95%以上；用亚硫酸盐蒸煮技术排出的红液，必须全部用来提取木素磺酸盐、酒精、酵母和食用香精等副产品，既能增加收入降低成本，又能减少排污。废水经有效治理后，有可能符合一级排放标准。 　　2.2.2 粘胶纤维生产中排出污染物的治理情况 　　（1）废水治理 　　粘胶废水经治理后，出水水质能符合一级排放标准，即：pH值 6 ～ 9，色度（稀释倍数）50，悬浮物（SS）70 mg/L，BOD 20 mg/L，COD 100 mg/L，总锌2.0 mg/L，硫化物1.0 mg/L，氯0.2 mg/L。其中唯有总锌含量有时会超过2.0 mg/L，这是不允许的。在废水处理站要从废水中降低总锌是个难题，因为废水量太大，即便是取出含锌污泥，按照环保规范，也必须送到有专业资质的处理站处理，不能随便用来制砖或是填埋，非常麻烦。曾经有人设想在酸浴中不用硫酸锌即所谓的“无锌纺丝”法，但事实证明并不可取。因为硫酸锌的作用是使纤维在成形时的凝固反应缓慢进行，有利于形成皮层结构，否则纤维截面的外形呈现出不规则的曲线，降低了纤维的染色均匀性能，也影响纤维的强度和伸长率，最终影响织物的品质。因此，酸浴中含有一定浓度的硫酸锌是质量需要。为降低废水中的总锌含量，在车间内及时回收硫酸锌是最佳选择。 　　在短纤维生产中，可将二浴的溢流液送回到酸站，通过蒸发回用，虽然多消耗蒸汽，但降低了锌的消耗，经济上是合算的。 　　在长丝生产中，纺丝的含锌废水因未能找到合适的回收技术而直接排放，这是导致废水总锌含量超标的原因。含锌废水可用薄膜渗透技术或离子交换树脂技术回收硫酸锌，但国内尚无成熟技术可用。笔者曾经试验用国产的离子交换树脂回收硫酸锌，效果尚可，但树脂的质量较差，易膨胀破碎损耗大，增加成本；进口的树脂质量好，但价格较高，进一步增加了成本，所以未能采用。 　　有一种成本相对较低的方法值得推荐，其主要设计理念为：将含锌废水收集后，用碳酸钠（Na2 CO3 ）中和，控制pH值，使氢氧化锌（Zn（OH）2 ）沉淀下来，再加入硫酸，制成硫酸锌（ZnSO4 ）回收利用。 　　（2）废气治理 　　短纤维生产中排出的废气为二硫化碳和硫化氢混合废气，有高浓度和低浓度两种，治理高浓度废气用直接冷凝法回收的二硫化碳约占投入量的40% ～ 50%，这是所有工厂的技术能力都能做到的，如要回收其剩余废气中的硫化氢和低浓度二硫化碳，存在较大难度，近年来采用引进的国外技术，废气的处理率可达到96%以上，国内已有国产化装置，主要困难是经济问题，建议政府作为环保专项给予财政支持。 　　按照《大气污染物排放标准》（GB 16297 — 1996）的规定，排出的二硫化碳和硫化氢废气应折算成SO2 ，其允许最高排放速率为170 kg/h，废气排气筒高度为100 m，最高允许排放浓度为550 mg/m3（二级排放指标）（一级地区不准建设粘胶纤维项目，所以无一级标准）。按照此排放量，短纤维生产量不得超过年产 1 万t。如扩大生产量，必须增设废气治理装置。一个年产 6 万t的工厂配套建设废气处理装置需要投资近 1 亿元，废气处理率达到96%以上，才能符合排放标准。目前国内只有少数短纤维工厂能符合排放标准，绝大部分工厂在建设时，都没有配套建设废气治理装置，随着产能的不断增加，虽然也补建了国产废气治理装置，但短纤维产能仍大于废气治理的能力，仍是超标排放。 　　长丝生产中排出的废气是低浓度二硫化碳和硫化氢气体，其允许最高排放SO2 速率为170 kg/h，废气排气筒高度为100 m，允许的最高排放浓度为550 mg/m3（二级排放指标）。按照20世纪50年代原东德的设计规定，年产5 000 t纤维规模的废气允许高空排放大气扩散，设计排气筒高度为100 m，排气筒与宿舍区平行风向的间距不应小于1 000 m，中间为绿化隔离带，工厂与城区距离应大于7 000 m。经过多年的改扩建发展，企业年产能已超过 2 万t，与此同时，由于城市人口不断增加，居住密度增大，原先设计的绿化隔离带已不复存在，实际上长丝工厂的废气是超标排放。 　　我国曾经从国外引进两套用于粘胶长丝的低浓度废气治理技术，由于技术条件不符合实际情况等原因，未能投入使用，建议相关企业重新组织科研力量，攻破技术难关，同时也建议政府予以财政支持。 　　（3）废渣处理 　　粘胶纤维工厂的废渣主要为废粘胶、废纤维块和含硫废料等，大都与其它垃圾混合运出，没有做到分类处理。 　　上述粘胶产业污染物排放指标中，虽规定有排放浓度和排放速率，但未严格控制各个企业因产量增加而允许增加总量排放的指标，需要进一步核实。 　　 3 粘胶纤维行业节能减排的对策与建议 　　（1）要充分认识国家实施“十二五”和2020年节能减排目标的重要性，并以此作为企业可持续发展新的里程碑，作为学习和赶上国际先进水平新的起跑点，为贯彻党的十八大提出的“生态文明建设，保护环境，建设美丽中国”做出新的成绩。 　　（2）根据国家和当地环保部门规定的排放总量指标，明确企业自身在“十二五”期间和2020年的污染物允许最高排放总量、排放速率和排放浓度。明确污染物监测地点、监测标准和监测方法并取得当地环保部门批准的有效文件和认证。 　　（3）将全厂的节能减排指标分解并落实到下属各部门，制订出各部门的具体指标和实施措施，编制物料流程平衡图表，标明各个工序的物料、化工料、污染物排放量和能耗，与原设计资料对比，找出薄弱点和关键点。废水处理站和废气处理装置对企业达标排放起着重要作用，因此要确保对全厂各部门的废水和废气排出拥有绝对的监管权。 　　（4）研发新产品和新设备是科技创新，做好节能减排同样是科技创新，把产量、质量、成本、安全和环保统一起来，总结经验和教训，思考怎样实施清洁生产和循环经济，怎样做到污染物零排放或接近零排放，编制全厂节能减排的规划、实施措施和监管制度。 　　（5）原液车间首先应选用优质的溶解浆，要用性能优良的浸渍压榨粉碎机，这是粘胶纤维厂最关键的设备之一，没有合格的碱纤维素，就不会产出优质的粘胶，黄化要严格控制工艺参数，确保安全。采用粘胶连续过滤机应高效、高质量运行，废粘胶应全部回收利用。短纤维生产应淘汰落后的板框过滤机，长丝的板框过滤机有特殊要求，可以保留。 　　很多工厂碱站的压液过滤设备过滤效果不好，需要研发新设备，只有将压液中的固体杂质和纤维过滤干净，才能使膜过滤技术充分发挥分离半纤维素的作用，提高碱液回收率，这样才有可能使碱站实现零排放。 　　（6）保持粘胶良好的可纺性极其重要，加强对喷丝头、计量泵和纺丝滤器等的管理，提高洗涤质量。熟练纺丝操作技术，纺丝机窗应密闭，尽量少打开，保持集束牵伸机和切断机运转正常，不出故障，消灭丝束堆满地的现象，废丝和废粘胶不要落地，即使是无法再利用的废粘胶和废丝，也应送到废料处理站，不能任意排放到地沟。同时定期检测车间内的废气浓度并公布。精练机和烘干机的纤维铺层要均匀，才能压得干，开得松，要消除纤维湿块，才能保证打包机正常运转。要计算和提高烘干机的热效率，节约蒸汽。 　　对纺丝而言，产量、质量、节能减排和安全是统一的。所谓“欲速则不达”，长丝和短纤维纺丝机目前都存在提速问题，速度提高后，废气浓度增加，如果增加排风量，提高车间温度，能耗则会增加，纤维上的疵点也会增多。因此需要探索纺丝速度、车间温湿度、送排风量、能耗、车间环境废气浓度和质量之间的关系。 　　（7）提高酸浴的清洁度，改进酸浴过滤设备，要开发从酸浴污泥中回收酸液的过滤设备，酸站要消除跑冒滴漏，防止设备腐蚀，保持设备的完好运行状态，这样实现酸站零排放或接近零排放才有可能。