纸张是现代生活必不可少的东西,全世界社会用纸量在不断 增长,而造纸工业耗用资源较多,若管理不当,还会给环境造成 很大影响。 木材、竹子、蔗渣、草类及二次纤维等各种原料,如果生产 不是以可持续的方式加以种植、养护、采集、运输和加工生产的 话,会导致严重的环境后果。 很多造纸厂用水量很大,因而废水排放量也相当大。如果生 产操作控制不当,将会造成生产过程中化学药品及纤维的大量流 失。大多数造纸厂还消耗大量动力和能源用于物料的输送与加热, 大部分热能产自矿物燃料。 近年来,为了减轻对环境造成不良影响,为了改进环境管理, 制浆造纸企业致力于开发和采用清洁技术。通过采用这些方法,浆 厂或纸厂现在能够达到很高的环境标准。不过,大部分工作是针 对以木材为原料的大型制浆造纸厂,这仅仅是符合先进工业国家 的具体情况,而对发展中国家那些较小造纸厂的需要,则很少有 所涉及。 80年代初起,联合国环境署(UNEP)即已开始试图在制浆 造纸工业促进清洁技术的开发与推广,并认为有必要以报告的形 式,总结适用于中小型造纸厂的清洁生产方法与控制技术。这份 技术报告是一份论述在较小型制浆造纸厂中实现清洁生产可能性 的文件,可供教育与培训采用,也可用于环境管理体系的计划制 定、开发与实施的依据,以取得减轻环境影响的成效。技术报告 中许多实例材料是摘自UNEP与企业合作的成果。 造纸使用三种主要纤维原料:木材、非木材植物和废纸。非 木材纤维绝大部分来自农业废料,这些农作物不是专为造纸目的 而种植收割的,其环境影响与种植过程中土地、水、肥料及农药 的使用有关,所以本报告也简单介绍了在收割或处理过程中如何 使这些影响降至最低限度应注意的事项。 木材纤维可以取自生长缓慢的天然林,这不一定是制浆所需 的最可靠的持续性纤维资源,从永久性的观点出发,怎样合理砍 伐造纸用林的确是一个问题。然而,至今在人造林场,木材种植、 养护和砍伐同样受到环境法规的某些限制。面对这些挑战,不时 出现各种建议,旨在解决问题,既符合环境要求,又能满足社会 意向。这些建议有来自各个国家的,也有来自国际性组织的。 废纸是造纸的第三种原料来源,废纸回用对环境的影响,很 大程度上取决于收购方式,以及制成纸张的质量要求。选用的废 纸等级合适,可以大大提高成品纸质量,但却会影响到生产成本, 也会改变二次纤维处理过程对环境的影响。在某些情况下,把废 纸烧掉,回收热量,可能比用于造纸更为合适。 在制浆过程中,通过机械或化学方法,使纤维得以分离(必 要时加以漂白),再经加工处理,以取得成品纸张所需的最佳使用 纤维。排放的废水带走可溶物质、固态物料(主要是纤维和树皮 块)以及无机化合物。制浆及相关操作(如备料、发电或碱回 收),不仅产生固体废物,也是废水、废气的主要来源。 目前,已有减少硫酸盐制浆环境影响的清洁技术出现,特别 是高效洗浆技术及蒸煮废液回收技术。尤其要指出的是,如果一 个化浆厂的废液回收与废渣利用率相当高,则可望在能源及燃料 供应上做到完全自给自足,从而大大减少生产能源的环境影响。目 前,延时蒸煮,漂白方法的改进,高效洗浆及化学品回收等系统 主要是在大型木浆造纸厂开发和应用。从生态及经济的角度来看, 当前至关重要的是使中小型造纸厂也能获得类似的、行之有效的 技术。中国及印度的经验已表明,在年产50000t以上的浆厂,选 用高效洗浆设备和化学品回收装置,可取得技术可行、经济合理 的效果。 非木材纤维浆制浆过程都存在硅含量高的问题,使生产过程 中黑液粘度增大,黑液泵送困难。 在黑液中引入烟道气,对其进行碳酸化处理,从而降低黑液 的pH值,可取得控制硅的沉淀,达到除硅的目的。这个方法已在 扩大中试及工厂试验中得到验收。其他除硅的办法还有从绿液中 沉淀,迄今为止,均尚未能为生产实践认可。 排空废气又是另一个应该重视的问题,最主要的是化学制浆 及动力生产过程的大气排放。必须控制燃烧过程,以便使硫及氮 的排放降至最小。很多常见方法如静电除尘器及水膜除尘器,减 少气态及粉尘状大气污染物的排放。硫酸盐法制浆过程产生的有 毒化合物,可在源头予以收集并送去燃烧。 造纸过程一般比制浆过程的环境影响小得多,通过清洁技术 与有效的废水处理相结合,所有类型的纸厂都可达到很高的环境 保护水平。纸厂的废水主要包含悬浮固体和部分溶解的固形物。造 纸过程所需动力和热能来源于蒸汽。蒸汽通常是由锅炉产生的,蒸 汽又用于发电。多数锅炉为燃煤锅炉,因而必须采取有效措施控 制污染物的产生和排放。在废水和废物管理上,只要致力于应用 清洁技术,从根本上减少废水和废料的生成,则在很多情况下,都 可以取得最佳环境效益。如果没有适当的清洁技术可应用,而又 无法改变现状,或者排放量的削减还未能达到废水排放标准的要 求,则必须配备污染控制装置。废水处理包括去除悬浮固体和溶 解的有机物,通常采用沉淀/絮凝方法以及各种生物处理方法。这 份报告也叙述了来自处理设施的污泥和沉淀物的处置问题。另外, 也论述了废水用于灌溉取代排入水域的问题。 制浆造纸产生各种固体废弃物。废物管理的第一步,是对废 物流进行审核。 为此,应采用相应的清洁技术,以求取得资源的高效利用和 优厚经济效益。只要可能,就应回收废物,用作原材料和能源,最 后才考虑进行最终处置。建立目标明确,运行正常可靠,并严格 加以监控的体系,是有效处理废物的关键。同样的原则也适用于 所有作业场所及厂区周围社区的噪声控制。为促进环境保护的持 续发展,政府部门要提出更严格的法规标准,加强环境规划、污 染控制、废物管理、以及环境审计,使其更为完备。 面对这些法规标准以及日益增多的环境课题,工业企业开始 采用较为规范的工作方法,试图在处理环境问题时,做到更充分 利用资源。企业正更多地采用管理手段,如环境影响评价、环境 审计、生命周期分析及应急准备等可能成为法定的手段。此外,致 力于制定正规的环境管理体系(EnvironmentalManagementSys- tem)的工作也已在大量进行中。在这一方面,已出现一些地区性 和目的性的标准,例如欧洲联盟的生态管理系统和审核计划(简 称EMAS),以及国际标准化组织提出的适用于全体的ISO14000 有关EMS部分。 片断: 2.1资源利用 制浆的基本概念是,处理原材料,使产生的纤维具有造纸所 需的性质。纤维原料可以是阔叶木或针叶木,非木材植物和农业 废料(如竹、草类、蔗渣),纺织纤维或回收纤维。有多种制浆工 艺可供选用,每种适用于不同的纤维原料及不同的造纸要求。在 制浆造纸过程中,水主要用作纤维的输送介质,有时也为化学反 应的进行创造条件。 大多数制浆工艺使用化学品来分离纤维,将纤维漂白至所需 白度,化学品也用于其他特定用途(如控制浆池的沉积量,泥渣 的增加等)。所有制浆工艺都需要电力驱动泵、磨浆机、运输带和 其他设备,而热能则提供必要温度,以保证化学反应的进行。图 2-1概要地给出适用于各类制浆工艺都具备的这些基本原则。 制浆的主要产出是纸浆,但也同时向大气和水域排放残余物 质和能量。来自液体、设备和锅炉的蒸发水,是排入大气的主要 组分。制浆过程还产生少量的气态无机化合物,这些气体和粉尘来自生产所用的化学品。 另外,排空物质还会有少量来自纤维原料的挥发性有机物化学品 (如可萃取物质)及化学药剂与纤维原料发生反应的产物(如有机 硫化物)。 大部分生产用水最终会以废水形式排出,并带走残余化学品 及溶解的纤维化学组分。化学制浆工艺有一套有效的化学品回收 系统,可回收接近100%的制浆用化学品,剩余部分随制浆漂白过 程产生的废化学品一起排掉。机械制浆及二次纤维制浆用过的化 学药品则全部排放。残余的纤维原料可以是固形物(纤维碎片,树 皮),也可以是溶出的碳水化合物和金属离子,余热一般随水蒸气 及热废水散逸。 制浆过程的这些基本特点也存在于造纸过程。当然,造纸过 程水耗、能耗及化学品用量通常比制浆要低得多,因而其废水的 污染负荷也低得多。 除了环境影响之外,没有用在产品,而是从生产过程排放的 水、能量及原料,还造成了资源及资金的浪费。浪费的物料中主 要是纤维。存放过久的竹子或蔗渣容易腐烂,生产的浆量少而质 次。黑液如不加利用,等于是浪费了可回用于生产过程中的燃料 和化学品。造纸过程中的纤维流失过高,又等于多耗用了昂贵的 纸浆。 生产过程的资源管理要做到少投入少流失。同时还要想方设 法给未能获得使用的残余物料找出其他用途。为达到这一总目标, 需要从多方面着手,包括现场管理,投资改造设备,建立环境管 理体系,并且要有序地进行这些工作,以便提高经济效益。
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