【編者按】以加快植樹造林、調整原料結構、采用先進技術、加強節(jié)能減排為主線,堅持“減量化、再利用、再循環(huán)”的原則,優(yōu)化資源利用方式、提高資源利用率和減少廢棄物排放為目標,促進了一批造紙企業(yè)邁上了低排放、低污染之路,這將推動造紙工業(yè)節(jié)能減排的進一步發(fā)展。
【顧民達,高級工程師,中國造紙學會、中國造紙協(xié)會專家委員會資深專家】
1 節(jié)能減排現狀
(1)根據國家環(huán)保部統(tǒng)計,2008年制漿造紙及紙制品產業(yè)(統(tǒng)計企業(yè)5759家),用水總量為108.96億噸,其中新鮮水量為48.84億噸,占工業(yè)總耗水量549.63億噸的8.89%。重復用水量為60.12億噸,水重復利用率為55.18%。萬元工業(yè)產值(現價)新鮮水用量為94.0噸。
(2)造紙工業(yè)2008年廢水排放量為40.77億噸,占全國工業(yè)廢水總排放量217.38億噸的18.76%;造紙工業(yè)廢水排放達標量為37.51億噸,占造紙工業(yè)廢水排放總量的92%。
(3)排放廢水中化學需氧量(COD)為128.8萬噸,占全國工業(yè)COD總排放量404.8億噸的31.82%。萬元工業(yè)產值(現價)化學需氧量(COD)排放強度為25千克。
(4)中國造紙工業(yè)產量從2000年的3050萬噸增加到2009年的8640萬噸,而廢水COD排放量從203萬噸下降到129萬噸,下降近60%,萬元產值COD排放量也從0.168噸下降到0.025噸,下降572%,這說明近10年來,造紙企業(yè)規(guī)模、裝備水平、原料結構、排放標準有了大幅度的提高和改善。
2 節(jié)能減排的目標
《造紙產業(yè)發(fā)展政策》提出:到2010年,紙及紙板新增產能2650萬噸,淘汰現有落后產能650萬噸,有效產能達到9000萬噸。實現噸產品平均取水量由2005年103米3降至2010年的80米3,減少22.3%;綜合能耗(標煤)由1.38噸/噸產品降至1.10噸/噸,減少20.3%;污染物(COD)排放總量由160萬噸減到140萬噸,減少12.5%, 實現增產減排目標。
3 加快植樹造林,發(fā)展低碳造紙
(1)植樹造林是國家的一項基本國策。植樹造林可大量吸收大氣中的CO2,并放出氧氣,據文獻記載,森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的碳庫,在降低大氣溫室氣體濃度、減緩全球氣體變暖中,能發(fā)揮十分重要的獨特作用。其次,植樹造林能使水土得到保持,有效地控制水土流失和土地沙漠化,所以森林有“綠色水庫”之稱。再次植樹造林能防風固沙,根除風沙災害。對造紙行業(yè)來說,人工速生林是造紙的優(yōu)選纖維原料,但有一點必須提醒紙業(yè)行家,不能光用木材,不管植樹造林,否則,將會破壞生態(tài),也不可能長期持續(xù)供應木材,我們應借鑒芬蘭和巴西的林紙一體化的經驗,結合我國的具體情況,發(fā)展我國低碳造紙工業(yè)。
(2)國家林業(yè)局要求,在明晰林地承包經營權和林木所有權后,既要加大森林保護力度,還要全面放活林地經營,到2020年,森林保有量達到2.23億公頃,比2005年增加4000萬公頃,森林覆蓋率達到23%以上。政府已從金融、保險和財政上加大支持,讓林紙企業(yè)和農民有利,放心地經營林業(yè)。
(3)到目前為止,全國造紙行業(yè)較大的植樹造林項目有:湖南泰格、印尼金光(中國)、芬蘭斯道拉·恩索(中國)、山東華泰、山東太陽、福建南紙、福建青州、廣東鼎豐、湛江晨鳴、云南云景、寧夏美利、安徽安慶,以及山東、山西、河南、河北、湖北、江西、遼寧等地都在加快植樹造林。到2008年底,全國約有70多個制漿造紙企業(yè)正在和地方、農戶合作,加快建設漿紙林(包括自有林和合作林)基地。到2010年有望建成造紙林基地500萬公頃、新增木漿生產能力645萬噸。
(4)支持國內有條件的企業(yè)集團到國外建設造紙林基地及木片加工廠,以緩解國內木材資源的緊缺。
4 調整原料結構,減少“三廢”排放
(1)木漿及廢紙用量大幅增加,這對節(jié)能減排起到積極作用。2009年木漿及廢紙用量已占總消耗量比例的85%(總消耗量中,其中木漿23%、廢紙漿62%、非木漿15%)。
(2)關停了一大批能耗大、污染嚴重的草漿廠,新建和擴建了以木漿和廢紙為原料的大型制漿造紙廠,其生產線的技術裝備均接近或達到國際先進水平,這些企業(yè)的噸紙取水量、能源消耗以及污染物排放指標低于國外行業(yè)企業(yè)標準。
(3)擴大廢紙回收利用,2009年廢紙總用量已達到6173.75萬噸,從而大幅度減少木、竹原料的使用量以及能源、水資源、化工原料的消耗量。由于廢紙已經過蒸煮、洗選、漂白等工序處理,雜質含量很少,污染程度較低,顯著地改善水污染環(huán)境。
(4)2009年從國外進口木漿1367萬噸、廢紙2750萬噸 (進口廢紙的主要成分是木質纖維),同時從美國、澳大利亞、印尼、俄羅斯、越南、馬來西亞等國進口木片100多萬噸,供紙廠生產木漿。
5 采用國外先進技術,提高節(jié)能減排水平
近年來,我國從國外引進大量的新技術、新設備,包括制漿、造紙、堿回收“三廢”處理、自控裝置等,這些新技術設備對我國造紙工業(yè)的發(fā)展以及節(jié)能減排、低碳造紙起到了積極的推動作用。
5.1 海南金海漿紙公司
該廠年產100萬噸硫酸鹽法漂白化學木漿項目,是當今國際上規(guī)模最大、技術裝備最先進、“三廢”處理最完整的單一生產線,噸漿補充新水量為30米3以下,COD排放值低于100mg/L。制漿黑液送堿爐燃燒,樹皮、木屑、漿渣和污泥經多燃料爐燃燒,生成能源,供發(fā)電、生產系統(tǒng)。
5.2 山東亞太森博漿紙公司
該公司的生產污水經過三級處理后,化學需氧量為80mg/L,噸紙板取水量10米3以下,水重復利用率90%。鍋爐煙氣中SO2濃度為400mg/m3左右。2008年企業(yè)萬元工業(yè)產值能耗0.405噸標煤,噸紙板單耗標煤0.34噸,噸漿單耗標煤0.15噸。在建的100萬噸/年漂白木漿項目,采用緊湊式連蒸技術,黑液提取率接近100%,兩段氧脫木素,ECF漂白工藝,噸漿AOX排放量小于0.5千克,堿回收采用超高濃結晶蒸發(fā),堿回收率99%以上。
5.3 山東華泰集團
該集團引進4條世界一流水平的新聞紙生產線,從制漿到抄紙再到包裝入庫,采用世界先進的DCS、QCS、MCC等自動控制技術和“同一平臺”概念新技術,使水、電、汽等資源得到了合理調配和充分循環(huán)利用,噸紙綜合能耗降低60%以上。該公司從瑞典引進世界最先進的造紙廢水厭氧生化處理技術裝備,水的循環(huán)利用率達到96%以上,噸紙水耗8米3以下。
5.4 貴州赤天化紙業(yè)公司
該公司從芬、德、瑞、奧、西、美、英、加等國引進年產20萬噸具有國際先進水平的竹漿生產線。包括竹片洗滌、篩選,連續(xù)蒸煮,封閉篩選、壓榨洗漿、中濃漂白,雙網壓榨、氣墊干燥,管式降膜蒸發(fā)器、單汽包低臭型堿爐、雙列四電場靜電除塵器,預掛式綠泥過濾機、壓力盤式白液過濾機、真空盤式白泥洗滌機,臥式石灰窯,R8法二氧化氯制備,二級生化處理、氣浮。其中漂白選用輕ECF和TCF新工藝,設計指標TCF運行時漂白工段污水排放量<3m3/t漿,CODCr發(fā)生量<17kg/t漿;ECF運行時漂白工段污水排放量<7m3/t漿,CODCr發(fā)生量<22kg/t漿。漂后漿的白度為88%ISO。
5.5 湖南岳陽紙業(yè)公司
該公司引進年產40萬噸印刷紙項目,1條日產550噸具有國際先進水平的廢紙脫墨漿生產線,配套建設日處理規(guī)模為6萬米3的污水處理工程,以及熱電聯產項目。項目清潔生產能力達到國際先進水平,其中噸紙耗新鮮水小于8米3,噸紙綜合能耗低于620千克標煤,噸紙廢水排放量小于6米3,噸紙COD產生量低于18千克,白水循環(huán)利用率大于90%,熱電聯產的生物質鍋爐每年可利用制漿造紙廢棄物18.2萬噸,“三廢”得到充分利用。
5.6 湖南駿泰漿紙公司
該公司采用木材為原料生產40萬噸/年漂白紙漿,使用的能源100%為生物質燃料(濃縮黑液和樹皮、木屑、生物污泥等固體廢物)發(fā)電供熱,正常生產時不需補充化石燃料,更有效地減排二氧化碳和二氧化硫。該公司黑液提取率>99%,堿回收率達98%,漂前用堿100%自給,除滿足全廠熱電需求外,還有35萬兆瓦綠色電能外供電網?粱a的白泥經過回轉窯煅燒成生石灰循環(huán)使用,利用率>98%。噸風干漿取水量45米3,基準排水量<30米3,COD<50kg/t、BOD≤15kg/t、SS≤10kg/t,電耗<700kWh/t,水循環(huán)利用率>90%。
5.7 山東太陽紙業(yè)公司
該公司引進2條化機漿生產線,采用余熱利用技術,將廢水蒸發(fā)后送入高壓堿回收爐焚燒,產生的熱量用來發(fā)電,廢水實現零排放;即將運行的1000噸/日堿回收及余熱發(fā)電系統(tǒng),將充分回收利用余熱。
6 研制開發(fā)具有國際先進水平的國產裝備
堅持引進技術和自主研發(fā)相結合的原則,跟蹤研究國際前沿技術,發(fā)展具有自主知識產權的先進技術和裝備。
6.1 河南江河紙業(yè)公司
該公司自主研發(fā)的抄寬3150mm、車速1000m/min造紙成套設備多項關鍵技術具有明顯的自主創(chuàng)新性,其整體技術水平已達到國內領先水平,稀釋水流漿箱、機內膜轉移涂布機等5項核心技術達到國際先進水平。成套設備中帶飄片的稀釋水流漿箱、頂網成形器、機內膜轉移涂布機、空氣轉向器、空氣干燥箱、縱向定量脈沖衰減器、涂料在線除氣器、氣囊加壓雙刮刀、自動全幅式高壓洗滌裝置,并設計配置了適應于車速1000m/min紙機的DCS、傳動系統(tǒng)和紙病控制系統(tǒng)。由于對紙機進行節(jié)能改造,提高紙機車速,實現增效節(jié)能,2009年噸紙產品綜合能耗降至0.672噸標煤,廢水5.5米3以下,CODCr含量55mg/L以下,榮獲2009年河南省總工會、發(fā)改委、環(huán)保局聯合授予的“河南省節(jié)能減排先進單位”稱號。
6.2 無錫滬東麥斯特環(huán)境工程有限公司
該公司采用CQJ超效淺層離子氣。―AF),高效運用了國際先進的微氧化技術和高密度的離子氣泡技術,改變了水的表面張力,提升了水中的溶解氧,解決了生化和物化都難以降解的CODCr技術難題。該技術裝備的特點:脫色能力強、CODCr去除率高、運行成本低,適用于不同漿種和紙種的污水處理。如廣州造紙公司當生物處理后的出水CODCr濃度200mg/L時,經氣浮處理,出水CODCr濃度在60mg/L以下,色度不到20倍,噸水成本不超過0.7元。又如泰格林紙集團化機漿生物處理后出水CODCr400~450mg/L,經離子氣浮處理后出水CODCr80~110 mg/L,色度從285倍降至30倍以下。總的來說,經離子氣浮處理后出水的CODCr為50~80mg/L。國內已有300多家制漿造紙企業(yè)采用或準備采用該公司的深度處理技術裝備。
6.3 山東汶瑞機械公司
該公司為四川永豐漿紙公司提供全套洗選漂成套設備,包括鼓式真空洗漿機、澄清池、苛化器、預掛過濾機等主體設備。共9臺洗漿機,其中5臺120米2、。該公司并為孟加拉國KPM紙廠提供8臺真空洗漿機,印度Bindal 紙廠7臺110米2洗漿機也由汶瑞公司提供。
6.4 江蘇華機集團
該集團是國內大型板(管)式蒸發(fā)器及制漿造紙裝備基地。該公司主要致力于制漿造紙環(huán)保節(jié)能新技術、新設備,主要產品板式蒸發(fā)器年產量為50萬米2,管式蒸發(fā)器為10萬米2,國內市場占有率已超過70%,至今已為100多家造紙企業(yè)提供了800余臺(套)蒸發(fā)設備。近年又開發(fā)了濕法備料、連續(xù)蒸煮、氧脫木素系統(tǒng)、二氧化氯制備、過氧化氫漂白裝置以及新型堿回收苛化設備等。
7 采用循環(huán)經濟理念,提高污染治理效能
近年來,我國已有一批在清潔生產與污染治理方面取得顯著成效的企業(yè),這些企業(yè)采用循環(huán)經濟理念進行污水處理和回收利用,實現了“資源→產品→再生資源”的封閉循環(huán),推動低碳制漿造紙。
7.1 印尼金光APP及其子公司江蘇金東紙業(yè)
APP率先在國內按照循環(huán)經濟理念,實施造紙工業(yè)與環(huán)境協(xié)調發(fā)展的現代化造紙企業(yè)集團。APP集團經營中打造了兩個循環(huán)產業(yè)鏈:造紙廠實行“減量化、再利用、再循環(huán)”的“靜脈產業(yè)鏈”,將“資源—產品—廢棄物”開環(huán)式流程轉變?yōu)椤百Y源—產品—廢棄物—再資源化”的閉環(huán)式流程;集團實行林漿紙一體化的“動脈產業(yè)鏈”,各工廠通過原料互供、資源共享,實現了廢棄物的減量化、資源化和無害化。該公司林紙循環(huán)模式入選“2009跨國公司中國貢獻榜”。
江蘇金東紙業(yè)公司引進國際上最先進的紙機和節(jié)水治污新工藝、新設備,大力推行循環(huán)經濟,全面實施清潔生產,水循環(huán)利用率達96%以上,噸紙用水量為9.53米3,排水量降到7.86米3。處理后的廢水用于工廠的道路抑塵、綠化、灌溉等領域,節(jié)水治污跨入國際先進行列,被國家環(huán)保總局命名為全國首批國家環(huán)境友好企業(yè)。
7.2 山東太陽、泉林、晨鳴、華泰和寧夏美利以及江蘇雙燈等紙業(yè)公司
這些企業(yè)以速生林基地、蘆葦基地和制漿造紙為主建設生態(tài)工業(yè)園區(qū),使經濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護得到了有效的協(xié)調,整個系統(tǒng)實行水資源封閉循環(huán)利用,同時在工廠附近建設調節(jié)水庫,集中尾水用于林地、葦田灌溉,達到了水資源充分利用。
7.3 山東匯鑫生物漿紙公司
該公司采用生物技術新工藝,實現了“三個歷史性突破”,做到了“三個前所未有”。一是突破了歷史上草類纖維制漿蒸煮黑液改性并生成為蒸煮液的新思路,做到了黑液資源化循環(huán)利用;二是突破了中段廢水處理及循環(huán)使用中各種物質積累的難題,做到了草類制漿生產高強瓦楞原紙中段水全部循環(huán)回用不外排;三是突破了采用全新的生物技術制漿新工藝,做到了利用麥草、稻草、棉稈等農作物秸稈都能生產出優(yōu)質高強瓦楞原紙。業(yè)內專家評價“該技術是草類原料制漿造紙污染治理的一項重大突破,改變了生物制漿工藝的傳統(tǒng)概念和思維。該公司榮獲山東省節(jié)能減排示范企業(yè)。
7.4 山東泉林紙業(yè)公司
該公司走的是一條具有循環(huán)經濟生態(tài)紙業(yè)之路,改變了長期以來國內造紙業(yè)走的“資源→產品→污染排放”的高污染、低利用、高消耗的傳統(tǒng)落后發(fā)展模式。泉林紙業(yè)從減量化、再利用、再循環(huán)的原則出發(fā),首先是針對生產體系中的污染物,采用高科技治理,確保污染物達標排放;運用創(chuàng)新技術提取黑液中木素生產有機化肥;生產過程的水,通過處理回用于生產以及紙漿林和蘆竹的灌溉,不向外部水體排放污染物,保護區(qū)域水體環(huán)境,實現了“資源→產品→再生資源”的封閉循環(huán)。該公司被評為山東省優(yōu)秀循環(huán)經濟企業(yè)。
7.5 天津萬利天然纖維薄膜公司
該公司關停了噸漿用水量多達100米3的化學草漿生產線,改用廢紙生產高強瓦楞原紙,采取循環(huán)水回用新工藝:制漿造紙污水→格柵→斜板沉淀池→水解池→調節(jié)池→UASB反應池→輻流沉淀池→SBR反應池→紙機,使噸紙用水量由100米3下降到2.8 米3,取得了節(jié)水減排的顯著成效。
7.6 廣西貴糖集團
該集團利用甘蔗形成兩條主鏈:甘蔗→制糖→廢糖蜜制酒精→酒精廢醪液制復合肥→復合肥回施甘蔗田,以及甘蔗→制糖→蔗渣造紙→堿和熱能回收→白泥回收。該集團采用循環(huán)經濟模式,物流中沒有廢物概念,只有資源概念,各環(huán)節(jié)實現了充分的資源共享,變污染負效益為資源正效益。
7.7 四川永豐漿紙公司
該公司年產12萬噸漂白竹漿生產線,投產后在節(jié)能減排方面取得了顯著成效。該項目主要技術裝備均為國內制造,包括低能耗間歇蒸煮、鼓式洗漿機、封閉篩選、氧脫木素、ECF漂白、二氧化氯制備裝置、九體六效全板結晶蒸發(fā)、單汽包低臭燃燒技術、預掛真空過濾機、氣墊干燥漿板機以及“三廢”處理裝置等。漿板白度達到88%ISO,污水排放CODCr100mg/L以下,噸漿耗標煤≤350千克,耗水≤50米3。該企業(yè)是竹類制漿低碳造紙的成功典范,其經驗值得推廣。
8 認真貫徹水污染物排放新標準
(1)新的《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標準》已于2008年8月1日起實施,相對于原有標準,CODCr、BOD5、SS的排放指標降低了大約50%~70%,同時增加了色度、總氮、總磷、氨氮、AOX以及二惡英的排放限值,并對環(huán)境承載能力弱、需要特別保護的地區(qū)提出了更為嚴格的水污染物排放先進控制技術限值。新標準的頒布和實施將給造紙企業(yè)環(huán)境保護工作帶來一定的壓力。
(2)根據新標準提出的各項排放要求,造紙企業(yè)在進一步改進生產工藝與技術裝備的同時,選用更先進完善的廢水處理技術,提高設備的運行管理水平,嚴格規(guī)范操作,以達到新標準的排放要求。
9 發(fā)展低排放低污染的技術措施
(1)充分利用國內外兩種原料資源,提高木漿比重、擴大廢紙回收利用、合理利用非木漿,逐步形成以木材纖維、廢紙為主,非木材纖維為輔的造紙原料政策。
(2)推廣應用深度脫木素蒸煮工藝,高得率制漿技術,生物技術,低污染制漿技術,中高濃技術,氧脫木素、無元素氯或全無氯漂白技術,封閉篩選,高效廢紙脫墨技術等以及水封閉循環(huán)技術,高效廢水處理和固體廢物回收處理技術,造紙機采用新型脫水器材、寬區(qū)壓榨、全封閉式汽罩、熱泵,熱回收技術以及制漿造紙工藝過程及管理系統(tǒng)計算機控制技術等。
(3) 研究開發(fā)節(jié)水新技術、新設備,包括化學沉淀、過濾、生物處理、離子交換和無機物吸附、冷凍結晶、膜技術和反滲透以及深入研究制漿造紙廢水零排放有關技術裝備。
(4)鼓勵企業(yè)采用先進節(jié)能技術,改造、淘汰能耗高、污染嚴重的裝備,充分發(fā)揮制漿造紙適宜熱電聯產的有利條件,提高能源綜合利用效率。
(5)支持林紙企業(yè)加大投資力度,與地方、農戶聯合擴大造林面積,選用優(yōu)質樹種,提高單位畝產,鼓勵有條件的制漿造紙集團去國外發(fā)展造紙林基地。