解決傳統(tǒng)草漿造紙工藝所帶來的黑液污染問題,是造紙業(yè)公認(rèn)的世界性難題。經(jīng)過多年研究生產(chǎn),山東德州滬平永發(fā)造紙有限公司通過生物制漿技術(shù),徹底解決了生產(chǎn)高強(qiáng)瓦楞原紙過程中的黑液污染問題,實現(xiàn)了污染物的資源化生態(tài)循環(huán)利用,為我國麥草、棉稈、稻草等農(nóng)業(yè)廢棄物的回收利用找到一條出路。
以生物技術(shù)分解消化草漿黑液
由于草漿造紙污染難以達(dá)標(biāo),關(guān)停草漿造紙生產(chǎn)線,發(fā)展林漿紙一體化是我國造紙業(yè)的大方向。近年來,國家強(qiáng)行關(guān)停的2000多家污染嚴(yán)重的造紙企業(yè)中,大部分是草漿生產(chǎn)企業(yè)。記者近日在魯西北的平原縣看到,設(shè)計年產(chǎn)能30萬噸的山東省德州滬平永發(fā)造紙有限公司,依然在不斷消耗著麥草、棉稈等農(nóng)業(yè)廢棄物。
原來,這家企業(yè)經(jīng)過反復(fù)實驗,早在2000年就在實驗室里用生物化解技術(shù)成功改變了麥草制漿造紙黑液的性質(zhì),使其成為多種有機(jī)溶劑能夠直接用于麥草制漿蒸煮的原材料,初步實現(xiàn)了制漿污染物的資源化生態(tài)循環(huán)利用。2004年底,企業(yè)用新的生物制漿工藝技術(shù)生產(chǎn)出了首批合格的高強(qiáng)瓦楞原紙。之后,企業(yè)又投資數(shù)千萬元相繼完成了10條生產(chǎn)線的制漿技術(shù)工藝改造,最終形成了一套優(yōu)化、完善、成熟的生物制漿工藝,在國內(nèi)外首家實現(xiàn)了生物制漿技術(shù)的規(guī);笊a(chǎn)。目前,這家企業(yè)已成為國內(nèi)規(guī)模最大的以自制草漿為原料生產(chǎn)高強(qiáng)瓦楞原紙的造紙企業(yè)。
企業(yè)以自主研發(fā)的“魯6號菌群”替代傳統(tǒng)制漿工藝所用的化學(xué)助劑生產(chǎn)高強(qiáng)瓦楞原紙。基本原理是,利用“魯6號菌群”代謝的產(chǎn)物,在一定壓力和溫度下使麥草原料中的木素結(jié)構(gòu)改變、軟化,小分子量木素溶出,并使原料中的果膠、原糖類物質(zhì)溶出,再利用常規(guī)制漿設(shè)備制得合格的漿料!棒6號菌群”由長鏈菌、單鏈菌、多形態(tài)菌等組成。由于蒸煮過程產(chǎn)生的黑液含有大量半纖維素、木素、半糖等有機(jī)物質(zhì),為“魯6號菌群”提供養(yǎng)分和生存條件,且代謝旺盛,產(chǎn)生大量作為制漿成份的生物物質(zhì)和液態(tài)游離COD成份。經(jīng)過生物轉(zhuǎn)換,使蒸煮過程中產(chǎn)生的黑液得到自行消化,并轉(zhuǎn)化為能夠蒸煮制漿的生物液。
生物制漿技術(shù)具有較高的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益
蒸煮黑液作為菌群的培養(yǎng)液,循環(huán)用于蒸煮制漿過程中,從源頭上控制了污染。使用這一技術(shù)用于瓦楞原紙生產(chǎn),可有效減少污水、廢氣排放,完全可以達(dá)標(biāo)排放,而且節(jié)約大量經(jīng)營成本。
從2008年7月17日到現(xiàn)在,這家企業(yè)基本做到了廢物“零排放”。記者在企業(yè)排污口看到,只有少量來自發(fā)電環(huán)節(jié)的廢水排出,從感官上看水的顏色顯得很清潔。李敬民說,生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的中段水經(jīng)處理后,達(dá)標(biāo)回用于生產(chǎn)系統(tǒng)的洗滌用水,企業(yè)造紙環(huán)節(jié)基本可達(dá)到廢水“零排放”。僅廢水循環(huán)利用就可節(jié)約大量新水,企業(yè)地下水的提取由原來的噸紙50立方米減少到現(xiàn)在的2立方米。另外,由于此技術(shù)不使用任何化學(xué)助劑,在生產(chǎn)的整個過程中不產(chǎn)生任何有害氣體。記者在廠區(qū)內(nèi)聞不到刺激性氣味。據(jù)測算,這項生物制漿技術(shù)噸紙可減少二氧化硫排放0.298噸。
采用這項工藝后,蒸煮過程無需添加化學(xué)藥品,沒有蒸煮黑液的排出,免去了處理黑液的濃縮蒸發(fā)工段和處理廢水投資巨大的堿回收系統(tǒng),節(jié)省了投資。據(jù)測算,按年產(chǎn)30萬噸高強(qiáng)瓦楞原紙來分析估算,可節(jié)約成本為9692萬元,平均噸紙可節(jié)約成本320多元。使用這一技術(shù)粗漿得漿率可達(dá)75%以上,與傳統(tǒng)制漿工藝相比提高15%。
山東輕工業(yè)學(xué)院制漿造紙科學(xué)與技術(shù)教育部重點(diǎn)實驗室主任謝儀民認(rèn)為,采用生物制漿工藝發(fā)展草漿造紙,適合我國林木資源缺乏的現(xiàn)狀,為農(nóng)村麥草等農(nóng)業(yè)廢棄物找到一條出路。草漿造紙所帶來生化黑泥,沒有發(fā)臭的異味,可用來加工有機(jī)復(fù)合肥,實現(xiàn)廢棄資源的循環(huán)利用。
推廣生物制漿技術(shù)仍面臨較大困難
目前,采用生物技術(shù)清潔生產(chǎn)瓦楞原紙新工藝已獲得國家發(fā)明專利,并得到相關(guān)部門的鑒定認(rèn)可。2005年4月,被山東省科技廳鑒定為“國際先進(jìn)”水平;2006年7月,被國家發(fā)改委列為“資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)項目”;2008年7月,運(yùn)用這項技術(shù)年產(chǎn)20萬噸高強(qiáng)瓦楞原紙擴(kuò)建工程通過國家環(huán)保部的環(huán)境驗收,公司當(dāng)年還被國家科技部認(rèn)定為“高新技術(shù)企業(yè)”。但目前這一技術(shù)并未在其他草漿造紙企業(yè)得到推廣。李敬民等人提出如下建議:
一是將生物制漿生產(chǎn)高強(qiáng)瓦楞原紙技術(shù)列入國家科技成果重點(diǎn)推廣計劃項目。傳統(tǒng)草漿紙廠工藝無法避免污染問題,特別是草漿黑液的強(qiáng)污染性成了斷送草漿造紙的“命門”。山東省造紙工業(yè)協(xié)會總工程師蔡朝清認(rèn)為,這一生物治理廢水技術(shù)能有效解決草漿黑液的污染問題,為品質(zhì)要求不高的瓦楞原紙生產(chǎn)開辟了一條草漿生產(chǎn)路徑,具有一定的推廣價值。
二是在山東德州召開推廣生物制漿生產(chǎn)高強(qiáng)瓦楞原紙技術(shù)現(xiàn)場會。生物制漿工藝完全可以使草漿紙廠起死回生,可以大量代替木漿造紙。按照國家發(fā)改委制定的規(guī)劃,到2010年要使我國木漿自給率達(dá)到15%,木漿產(chǎn)量達(dá)到750萬噸,需消耗木材3700萬立方米;到2020年,如果達(dá)到50%以上的木漿比例,要消耗木材1.2億立方米。這意味著造紙業(yè)對我國林木資源的消耗將逐年大幅度遞增。山東省環(huán)保局副局長張曉東說:“這一技術(shù)如果能有條件地得到推廣,對全國草漿造紙的治污問題是件好事!”
三是將這一技術(shù)工藝的相關(guān)項目研發(fā)列入國家重點(diǎn)科研課題,并給予相應(yīng)的資金扶持。據(jù)測算,全國約有年產(chǎn)2000余萬噸的草漿造紙廠,如果運(yùn)用生物制漿工藝解決了污染問題,可以繼續(xù)大力發(fā)展草漿造紙業(yè),從而有效解決造紙原料緊張問題。