造纸行业清洁生产案例分析及对策

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造纸行业清洁生产案例分析及对策

洪冰

（辽宁省环境科学研究院，沈阳１１００３１）

摘要：通过对某一具体造纸项目清洁生产水平分析，并与我国造纸行业清洁生产水平现状的对比，揭示出我国目前造纸

行业在清洁生产方面存在的问题，并通过与国外造纸行业现状比较，指出我国造纸行业发展方向及应采取的有效措施。

关键词：清洁生产；造纸业；水平

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｂｅｔｗｅｅｎａｃａｓｅｏｆｐａｐｅｒｍａｋｉｎｇｐｒｏｊｅｃｔａｎｄｄｏｍｅｓｔｉｃｃｕｒｒｅｎｔｌｅｖｅｌｏｆｔｈｅｃｌｅａｎｅｒｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｉｎｄｕｓｔｒｙｗａｓｍａｄｅａｎｄｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｅｘｉｓｔｅｄｉｎｔｈｅｃｌｅａｎｅｒｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｐａｐｅｒｍａｋｉｎｇｉｎｄｕｓｔｒｙｉｎＣｈｉｎａｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｍｅａｓｕｒｅｓｆｏｒｔｈｅｄｏｍｅｓｔｉｃｐａｐｅｒｍａｋｉｎｇｉｎｄｕｓｔｒｙｗｅｒｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｂｙｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｗｉｔｈｃｕｒｒｅｎｔａｂｒｏａｄｌｅｖｅｌ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｌｅａｎｅｒｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｐａｐｅｒｍａｋｉｎｇｉｎｄｕｓｔｒｙ，ｌｅｖｅｌ

１引言

全球造纸行业生产与消费每年以２％～３％的速

２个案分析

以下为辽宁某集团年产７．５万ｔ高档文化用纸

度增长，亚洲以８．５％增长，名列各大洲之首，而中国造纸行业以１８．１％的增幅列亚洲之首。我国现在已经是世界上仅次于美国的第二大纸品消费国，各类纸和纸制品的消费量占世界纸消费总量的１４％以上，目前我国造纸行业发展已步入快速增长期。造纸行业是我国重要的支柱产业，同时也是资源消耗大、污染严重的行业之一，走可持续发展道路成为造纸企业发展的必然选择，而清洁生产是实施可持续发展战略的最佳模式［１］。清洁生产是以“节能、降耗、减污”为目标，以科学管理和科学技术为手段，实施工业生产全过程控制污染，使污染物的产生量和排放量最小化的一种综合性措施，尽可能地消除或减少工业生产对人类健康和环境的负面影响。清洁生产是一种创造性的思想，该思想将整体预防的环境战略持续应用于生产过程、产品和服务过程中，以期增加生态效率并减少对人类和环境的风险［２］。因此，探求实现我国造纸工业可持续发展的道路成为整个造纸工业发展的当务之急，而清洁生产作为实施可持续发展战略的最佳模式，造纸企业的清洁生产水平即成为企业生存的考核要素。为此国家环境保护总局发布的环境保护行业标准中规定的《清洁生产技

［３］术要求—制浆造纸行业》成为评价造纸行业清洁

建设项目清洁生产分析的内容。

２．１生产工艺及生产设备选用分析

２．１．１生产工艺分析

（１）该项目备料工段采用干湿法备料，即芦苇

经切断、除尘后送入料仓，苇片经除铁器、杂物分离器、水力洗草机碎解除尘、除渣后进入连蒸工段。采用干湿法备料工艺与传统工艺相比物料中杂质去除率高，蒸煮后纸浆的强度高，质量稳定，滤水性能好；采用湿法备料可以更好地除去苇叶、苇毛、苇节和掺杂在原料中的泥砂、石块和铁器等杂物，同时苇片中的热水溶出物及灰分也被除掉。因而降低了蒸煮用碱量，减轻了洗漂工段的负荷，减少系统

５０％的含硅量，并降低黑液黏度５０％，有利于提高

黑液提取率和碱回收率，减少污染物的排放量。

（２）漂白工段采用氧脱木素＋喷放仓＋二氧化氯漂白＋氧碱处理＋二氧化氯漂白的ＯＤＥＯＤ无元素氯漂白工艺，即ＥＣＦ连续漂白工艺。采用无元素氯漂白工艺浆白度高、返黄率低、产生的有机卤化物少、纸浆得率高、纸浆强度高、黑液提取率高。此工艺在传统的蒸煮与漂白两工序之间新增加氧脱木素工序，利用氧气对粗浆进行深度脱木素，使其废水并入黑液回收处理，从而减轻制浆系统的污染负荷，同时也大大减少了可吸附有机卤化物（ＡＯＸ）

生产的依据。

２０

环境保护与循环经济

的产生量。另外，此工艺以二氧化氯完全代替元素氯，可使漂白废水中的ＡＯＸ含量降低，并且改变了

产生的水经沉淀处理后再回用于备料工段，节约了水用量；碱回收车间产生的污冷凝水经汽提后回用到制浆车间；抄纸白水经多圆盘处理后全部回用于制浆工段；中段水与生活污水经污水处理站处理达标的一部分用于处理灰渣，其余排入河流。

本项目采用碱法制浆生产高档文化用纸，在工艺路线和设备方面均有所改进，通过采取一系列的节能降耗措施，使水、电、蒸汽等公用工程消耗普遍下降。该项目能源消耗情况见表１。

表１

序号

项目新鲜水电煤蒸汽

能源消耗情况

单位

消耗量

ＡＯＸ的性能，使其毒性减少。

（３）该项目采用碱回收技术处理黑液，黑液是

制浆过程中污染最重的废水，碱回收技术是目前降低制浆污染的最有效的措施。采用碱回收技术后，减少污染物的同时，也回收了大部分的碱，具有良好的经济效益和环境效益。

（４）抄纸过程中产生的纸机白水量大，但其污染负荷相对较小，采用多圆盘回收技术，回收其中的纤维后，水可回用于制浆工段，减少了新鲜水用量，同时也减轻了末端治理的污染负荷。

２．１．２生产设备选用分析

１２３４

ｔ／ｔｐｋＷｈ／ｔｐｔ／ｔｐｔ／ｔｐ

４５．３１２４７．０

１．２６．６

（１）工艺设计根据工艺先进、技术成熟、操作稳妥、生产可靠的原则进行，设备力求高效、节能、适用、经济。项目所用设备大部分采用国内先进的高效、节能设备，以节约机械能和动力资源。其中打浆设备选用台湾设备，比大陆设备数量少，打浆纤维强度高，而且磨浆电耗低，可降低建设投资、节约能源、降低生产成本。

（２）碱回收炉采用近年新研制出的单汽包形式，单汽包碱炉具有工作部件组装程度高、现场安装工作量少、单汽包及尾部烟气纵向冲刷受热面可有效防止堵灰、开停炉简捷等优点。

（３）选用新型的压榨部，可提高纸页进烘干部的干度，从而节约热能。

２．２．２

表２。

物耗分析

该项目物耗与碱法清洁生产指标对比情况见

表２

序号

物料消耗对比

本项目

碱法（国际先进）

物料原料芦苇碱回收率

单位

１２

ｔ／ｔｐｔ／ｔｐ

２．３２８５．００

≤２．４≥８５．０

２．２．３污染产生和排放水平分析

２．１．３原料及产品分析

通过采取一系列污染控制措施后，该项目污染物排放水平对比分析见表３。

表３

污染物排放水平对比

本项目

（１）项目所用的原料是当地丰富的芦苇资源，芦苇本身是一种可再生资源，而且其生长很快。该项目选取芦苇制浆生产高档文化用纸，充分利用了当地的资源，避免了资源的浪费，同时也创造了可观的经济效益和社会效益。

（２）自制芦苇浆，再配以１０％的商品针叶木浆生产高档文化用纸。产品档次高，其本身具有良好的强度／质量比，是一种优良的印刷用纸；产品被废弃后其中的造纸纤维可以回收再生利用，产品本身不会对环境产生影响，是一种清洁的产品。

ｋｇ／ｔｐ≤５０≤１６０≤４５≤５０

每ｔ绝干浆产生的污染物量

废水量

碱法（国际先进）

４２．５８２．０３１．０３４．０

ＣＯＤｃｒＢＯＤ５ＳＳ

２．２．４废物回收及循环利用分析

本项目充分利用产生的废水，提高水重复利用率，最大限度地减少新鲜水用量；制浆产生的黑液全部进入碱回收车间，经过蒸发、燃烧、苛化后回收碱，碱回收率达８５％，回收的碱再用于该项目，既减少了污染物的排放，又节省了碱使用量，具有良好的经济效益和环境效益。

２．２清洁生产指标评价

比照国家制浆造纸行业清洁生产技术要求

（ＨＪ／ＴＸＸ－２００２），预测了该项目的清洁生产水平。

２．２．１能耗分析

制浆造纸水消耗量大，如何使水的用量减少到最小，使水得到最合理的利用是该项目水利用的关键。该项目备料工段采用干湿法备料，干湿法备料

２．３清洁生产评价

该项目资源、能源利用指标、污染物产生指标

２１

与漂白烧碱法麦草浆产品（含作为中间产品）的生

表４

序号

类

能源消耗物料消耗

别

新鲜水（・／ｍ３ｔｐ－１）原料草（・／ｔｔｐ－１）碱回收率（／％）废水量（・／ｍ３ｔｐ－１）（ｋｇ・ｔｐ－１）ＣＯＤｃｒ／・ＢＯＤ５（／ｋｇｔｐ－１）（ｋｇ・ＳＳ／ｔｐ－１）

产工艺过程清洁生产技术指标对比情况见表４。

该项目清洁生产指标对比

清洁生产指标

该项目

一级

二级

三级

１２

４５．３２．３８５．０４２．５８２．０３１．０３４．０

≤５０．０≤２．４≥８５．０≤５０．０≤１６０．０≤４５．０≤５０．０

５０．０～８０．０≤２．４７５．０～８５．０５０．０～７０．０１６０．０～２００．０４５．０～６０．０５０．０～８０．０

８０．０～１１０．０２．４～２．５７０．０～７５．０７０．０～１００．０２００．０～２５０．０６０．０～７５．０８０．０～１２０．０

３

污染物产生负荷指标

根据以上分析可以得出如下结论：

本项目从生产过程控制到产品，均较好地按照清洁生产的要求进行了设计，将清洁生产的思想贯穿于生产工艺的全过程；在能耗、物耗、水耗方面，污染物排放量控制及废物循环利用等方面均达到国际先进水平。

３．１．２生产工艺技术和设备落后

从总体来说，我国造纸行业生产工艺和装备水平仍然与世界先进水平有很大差距，主要是能耗、物耗高，效率低，产品质量较差等。对于造纸废水处理，近年来，国内虽然有一些比较成熟的治理设施和处理技术，但是一次性固定投资较高，污水处理运行费用也很高，使一些小规模纸厂很难承受。

２．４提高清洁生产水平的建议

由以上分析可知，该项目的清洁生产水平处于

３．１．３产品档次低

近年来，虽然随着环保工作力度的加大、市场

国际先进水平，尤其是采用二氧化氯无元素氯漂白，使污染物产生量较少，同时也使ＡＯＸ的产生量比使用元素氯漂白少，并且产生的ＡＯＸ的毒性小。但由于ＡＯＸ难降解且易在生物体内富集，对生物有致癌、致变异的作用，所以最好是采用全无氯漂白。鉴于目前全无氯漂白技术在国内外碱法芦苇浆漂白没有大规模的生产实践，故建议企业不断探索全无氯漂白技术，待条件成熟后，采用全无氯替代二氧化氯漂白，进一步提高清洁生产水平。

需求的改变，造纸业产品结构有了较大调整，但产品仍以中低档为主，企业技术水平低，污染物产量高。治理技术落后、经济效益低下的面貌并没有得到根本改变，一个纸厂污染一条河的情况仍比比皆是。

３．２我国造纸行业实现清洁生产的有效措施通过以上对比分析可以看出我国造纸行业清

洁生产存在的部分问题，再结合我国造纸业的现状以及污染和治理情况，可知在造纸行业推行清洁生产，能够给造纸工业企业带来不可估量的社会、经济和环境效益。

３

３．１

我国造纸行业实现清洁生产的途径

我国造纸行业成为重污染行业的原因从以上案例看出，我国造纸行业的技术水平是

３．２．１扩大企业经济规模

可以达到国际先进水平的，但是为什么目前我国造纸行业却成为重污染行业呢？通过将该项目与我国造纸行业现状对比，找出原因。

世界上主要产纸国家２０世纪９０年代浆厂平均规模为１５万ｔ／ａ，纸厂６万ｔ／ａ，我国平均只有１万ｔ左右，相比之下，差距很大。从近２ａ建设项目投资额增加和中国经济与世界市场逐渐接轨的趋势看，木浆厂合理规模应扩大到１０万—１５万ｔ以上。只有当企业达到一定经济规模时，才具备采用环境无害化技术，全面实施清洁生产的能力。

３．１．１生产规模小

我国造纸企业平均规模约１万ｔ，由于企业规模小，致使能耗物耗高。造纸行业平均吨纸耗水约

１４０ｍ３／ｔ，万元造纸工业总产值新鲜用水量１８８ｍ３／ｔ，

水重复利用率平均只有４６％，吨浆综合能耗达１．５ｔ标准煤，能源利用率只有一般大中型企业的３０％左右。

３．２．２提高废纸作为原材料的替代率，增加再生纤

维的回收利用比重和再生能源的充分利用

当今世界上制浆造纸的原料以木材为主，占

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环境保护与循环经济

而我国造纸原９０％以上；非木材原料只占７％～８％。

料是以非木材纤维为主，５０％以上是草类纤维，木材纤维只占１５％左右。由于木材原料少，对于造纸企业扩大经济规模、发展中高档产品、提高产品质量及有效控制环境污染，都有较大困难。增加废纸的回收利用可以解决我国木材纤维材料短缺制约造纸工业发展的矛盾，同时大大减轻造纸工业对环境的污染。１９９９年大部分发达国家的废纸回收率都超过４０％，利用率也达到５０％以上，而我国废纸的回收率和利用率分别仅为２７％和３８．８％，具有广阔的回收空间和利用潜力。

励“符合经济规模的林纸一体化木浆、纸和纸板生产”。使造纸工业现有规模小、技术落后、污染严重的状况得到改善。坚决走以木浆为主要原料、林纸一体化的纸业发展道路。大力发展速生丰产林造纸原料基地，促进原料结构和产品结构趋于合理。

３．２．５加强造纸先进生产工艺与装备的研发

要大力依靠科技进步，不断进行技术更新和技术改造，加强科技交流，促进成果转化。引进、消化、吸收国外先进技术与设备，使之国产化，开发系列国产装备，以提高行业的整体水平。

本文案例也正是因其规模大、产品档次高、采用了先进的工艺技术和设备，才使其清洁生产指标达到了国际先进水平。

３．２．３调整结构，提高经济效益

调整产品结构，增加市场有效供给，适应多元

化消费需求。纸及纸板产品要向薄型化、上档次、高质量、多品种方面发展，大宗产品突出提高质量和档次，特色产品注重新产品、新品种；调整企业结构，实现大型企业集团化，中小企业特色化，经济类型多元化，使企业组织结构和规模结构逐步趋于合理。

参考文献

［１］赵会芳．生命周期评价在促进造纸行业清洁生产中的应

（１）：５６－５８．用［Ｊ］．黑龙江造纸，２００６

［２］王树功，麦志勤，李明光，等．我国造纸行业清洁生产的思

路及案例分析［Ｊ］．重庆环境科学，２００１，２３（４）：５１－５５．

３．２．４加强林纸一体化建设

产业结构调整指导目录（２００５年本）中，国家鼓

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