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中国造纸工业迈上低排放低污染之路
  2011-09-01   阅读3485次

1  节能减排现状

(1)根据国家环保部统计,2008年制浆造纸及纸制品产业(统计企业5759家),用水总量为108.96亿吨,其中新鲜水量为48.84亿吨,占工业总耗水量549.63亿吨的8.89%。重复用水量为60.12亿吨,水重复利用率为55.18%。万元工业产值(现价)新鲜水用量为94.0吨。

(2)造纸工业2008年废水排放量为40.77亿吨,占全国工业废水总排放量217.38亿吨的18.76%;造纸工业废水排放达标量为37.51亿吨,占造纸工业废水排放总量的92%。

(3)排放废水中化学需氧量(COD)为128.8万吨,占全国工业COD总排放量404.8亿吨的31.82%。万元工业产值(现价)化学需氧量(COD)排放强度为25千克。

(4)中国造纸工业产量从2000年的3050万吨增加到2009年的8640万吨,而废水COD排放量从203万吨下降到129万吨,下降近60%,万元产值COD排放量也从0.168吨下降到0.025吨,下降572%,这说明近10年来,造纸企业规模、装备水平、原料结构、排放标准有了大幅度的提高和改善。

2  节能减排的目标

《造纸产业发展政策》提出:到2010年,纸及纸板新增产能2650万吨,淘汰现有落后产能650万吨,有效产能达到9000万吨。实现吨产品平均取水量由2005年103米3降至2010年的80米3,减少22.3%;综合能耗(标煤)由1.38吨/吨产品降至1.10吨/吨,减少20.3%;污染物(COD)排放总量由160万吨减到140万吨,减少12.5%, 实现增产减排目标。

3  加快植树造林,发展低碳造纸

(1)植树造林是国家的一项基本国策。植树造林可大量吸收大气中的CO2,并放出氧气,据文献记载,森林是陆地生态系统中最大的碳库,在降低大气温室气体浓度、减缓全球气体变暖中,能发挥十分重要的独特作用。其次,植树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“绿色水库”之称。再次植树造林能防风固沙,根除风沙灾害。对造纸行业来说,人工速生林是造纸的优选纤维原料,但有一点必须提醒纸业行家,不能光用木材,不管植树造林,否则,将会破坏生态,也不可能长期持续供应木材,我们应借鉴芬兰和巴西的林纸一体化的经验,结合我国的具体情况,发展我国低碳造纸工业。 

(2)国家林业局要求,在明晰林地承包经营权和林木所有权后,既要加大森林保护力度,还要全面放活林地经营,到2020年,森林保有量达到2.23亿公顷,比2005年增加4000万公顷,森林覆盖率达到23%以上。政府已从金融、保险和财政上加大支持,让林纸企业和农民有利,放心地经营林业。

(3)到目前为止,全国造纸行业较大的植树造林项目有:湖南泰格、印尼金光(中国)、芬兰斯道拉·恩索(中国)、山东华泰、山东太阳、福建南纸、福建青州、广东鼎丰、湛江晨鸣、云南云景、宁夏美利、安徽安庆,以及山东、山西、河南、河北、湖北、江西、辽宁等地都在加快植树造林。到2008年底,全国约有70多个制浆造纸企业正在和地方、农户合作,加快建设浆纸林(包括自有林和合作林)基地。到2010年有望建成造纸林基地500万公顷、新增木浆生产能力645万吨。

(4)支持国内有条件的企业集团到国外建设造纸林基地及木片加工厂,以缓解国内木材资源的紧缺。

4  调整原料结构,减少“三废”排放

(1)木浆及废纸用量大幅增加,这对节能减排起到积极作用。2009年木浆及废纸用量已占总消耗量比例的85%(总消耗量中,其中木浆23%、废纸浆62%、非木浆15%)。

(2)关停了一大批能耗大、污染严重的草浆厂,新建和扩建了以木浆和废纸为原料的大型制浆造纸厂,其生产线的技术装备均接近或达到国际先进水平,这些企业的吨纸取水量、能源消耗以及污染物排放指标低于国外行业企业标准。

(3)扩大废纸回收利用,2009年废纸总用量已达到6173.75万吨,从而大幅度减少木、竹原料的使用量以及能源、水资源、化工原料的消耗量。由于废纸已经过蒸煮、洗选、漂白等工序处理,杂质含量很少,污染程度较低,显著地改善水污染环境。

(4)2009年从国外进口木浆1367万吨、废纸2750万吨 (进口废纸的主要成分是木质纤维),同时从美国、澳大利亚、印尼、俄罗斯、越南、马来西亚等国进口木片100多万吨,供纸厂生产木浆。

5  采用国外先进技术,提高节能减排水平

近年来,我国从国外引进大量的新技术、新设备,包括制浆、造纸、碱回收“三废”处理、自控装置等,这些新技术设备对我国造纸工业的发展以及节能减排、低碳造纸起到了积极的推动作用。

5.1  海南金海浆纸公司

该厂年产100万吨硫酸盐法漂白化学木浆项目,是当今国际上规模最大、技术装备最先进、“三废”处理最完整的单一生产线,吨浆补充新水量为30米3以下,COD排放值低于100mg/L。制浆黑液送碱炉燃烧,树皮、木屑、浆渣和污泥经多燃料炉燃烧,生成能源,供发电、生产系统。

5.2  山东亚太森博浆纸公司

该公司的生产污水经过三级处理后,化学需氧量为80mg/L,吨纸板取水量10米3以下,水重复利用率90%。锅炉烟气中SO2浓度为400mg/m3左右。2008年企业万元工业产值能耗0.405吨标煤,吨纸板单耗标煤0.34吨,吨浆单耗标煤0.15吨。在建的100万吨/年漂白木浆项目,采用紧凑式连蒸技术,黑液提取率接近100%,两段氧脱木素,ECF漂白工艺,吨浆AOX排放量小于0.5千克,碱回收采用超高浓结晶蒸发,碱回收率99%以上。

5.3  山东华泰集团

该集团引进4条世界一流水平的新闻纸生产线,从制浆到抄纸再到包装入库,采用世界先进的DCS、QCS、MCC等自动控制技术和“同一平台”概念新技术,使水、电、汽等资源得到了合理调配和充分循环利用,吨纸综合能耗降低60%以上。该公司从瑞典引进世界最先进的造纸废水厌氧生化处理技术装备,水的循环利用率达到96%以上,吨纸水耗8米3以下。

5.4  贵州赤天化纸业公司

该公司从芬、德、瑞、奥、西、美、英、加等国引进年产20万吨具有国际先进水平的竹浆生产线。包括竹片洗涤、筛选,连续蒸煮,封闭筛选、压榨洗浆、中浓漂白,双网压榨、气垫干燥,管式降膜蒸发器、单汽包低臭型碱炉、双列四电场静电除尘器,预挂式绿泥过滤机、压力盘式白液过滤机、真空盘式白泥洗涤机,卧式石灰窑,R8法二氧化氯制备,二级生化处理、气浮。其中漂白选用轻ECF和TCF新工艺,设计指标TCF运行时漂白工段污水排放量<3m3/t浆,CODCr发生量<17kg/t浆;ECF运行时漂白工段污水排放量<7m3/t浆,CODCr发生量<22kg/t浆。漂后浆的白度为88%ISO。

5.5  湖南岳阳纸业公司

该公司引进年产40万吨印刷纸项目,1条日产550吨具有国际先进水平的废纸脱墨浆生产线,配套建设日处理规模为6万米3的污水处理工程,以及热电联产项目。项目清洁生产能力达到国际先进水平,其中吨纸耗新鲜水小于8米3,吨纸综合能耗低于620千克标煤,吨纸废水排放量小于6米3,吨纸COD产生量低于18千克,白水循环利用率大于90%,热电联产的生物质锅炉每年可利用制浆造纸废弃物18.2万吨,“三废”得到充分利用。

5.6  湖南骏泰浆纸公司

该公司采用木材为原料生产40万吨/年漂白纸浆,使用的能源100%为生物质燃料(浓缩黑液和树皮、木屑、生物污泥等固体废物)发电供热,正常生产时不需补充化石燃料,更有效地减排二氧化碳和二氧化硫。该公司黑液提取率>99%,碱回收率达98%,漂前用碱100%自给,除满足全厂热电需求外,还有35万兆瓦绿色电能外供电网。苛化生产的白泥经过回转窑煅烧成生石灰循环使用,利用率>98%。吨风干浆取水量45米3,基准排水量<30米3,COD<50kg/t、BOD≤15kg/t、SS≤10kg/t,电耗<700kWh/t,水循环利用率>90%。

5.7  山东太阳纸业公司

该公司引进2条化机浆生产线,采用余热利用技术,将废水蒸发后送入高压碱回收炉焚烧,产生的热量用来发电,废水实现零排放;即将运行的1000吨/日碱回收及余热发电系统,将充分回收利用余热。

6  研制开发具有国际先进水平的国产装备

坚持引进技术和自主研发相结合的原则,跟踪研究国际前沿技术,发展具有自主知识产权的先进技术和装备。

6.1  河南江河纸业公司

该公司自主研发的抄宽3150mm、车速1000m/min造纸成套设备多项关键技术具有明显的自主创新性,其整体技术水平已达到国内领先水平,稀释水流浆箱、机内膜转移涂布机等5项核心技术达到国际先进水平。成套设备中带飘片的稀释水流浆箱、顶网成形器、机内膜转移涂布机、空气转向器、空气干燥箱、纵向定量脉冲衰减器、涂料在线除气器、气囊加压双刮刀、自动全幅式高压洗涤装置,并设计配置了适应于车速1000m/min纸机的DCS、传动系统和纸病控制系统。由于对纸机进行节能改造,提高纸机车速,实现增效节能,2009年吨纸产品综合能耗降至0.672吨标煤,废水5.5米3以下,CODCr含量55mg/L以下,荣获2009年河南省总工会、发改委、环保局联合授予的“河南省节能减排先进单位”称号。

6.2  无锡沪东麦斯特环境工程有限公司

该公司采用CQJ超效浅层离子气浮(DAF),高效运用了国际先进的微氧化技术和高密度的离子气泡技术,改变了水的表面张力,提升了水中的溶解氧,解决了生化和物化都难以降解的CODCr技术难题。该技术装备的特点:脱色能力强、CODCr去除率高、运行成本低,适用于不同浆种和纸种的污水处理。如广州造纸公司当生物处理后的出水CODCr浓度200mg/L时,经气浮处理,出水CODCr浓度在60mg/L以下,色度不到20倍,吨水成本不超过0.7元。又如泰格林纸集团化机浆生物处理后出水CODCr400~450mg/L,经离子气浮处理后出水CODCr80~110 mg/L,色度从285倍降至30倍以下。总的来说,经离子气浮处理后出水的CODCr为50~80mg/L。国内已有300多家制浆造纸企业采用或准备采用该公司的深度处理技术装备。

6.3  山东汶瑞机械公司

该公司为四川永丰浆纸公司提供全套洗选漂成套设备,包括鼓式真空洗浆机、澄清池、苛化器、预挂过滤机等主体设备。共9台洗浆机,其中5台120米2、。该公司并为孟加拉国KPM纸厂提供8台真空洗浆机,印度Bindal 纸厂7台110米2洗浆机也由汶瑞公司提供。

6.4  江苏华机集团

该集团是国内大型板(管)式蒸发器及制浆造纸装备基地。该公司主要致力于制浆造纸环保节能新技术、新设备,主要产品板式蒸发器年产量为50万米2,管式蒸发器为10万米2,国内市场占有率已超过70%,至今已为100多家造纸企业提供了800余台(套)蒸发设备。近年又开发了湿法备料、连续蒸煮、氧脱木素系统、二氧化氯制备、过氧化氢漂白装置以及新型碱回收苛化设备等。

7  采用循环经济理念,提高污染治理效能

近年来,我国已有一批在清洁生产与污染治理方面取得显著成效的企业,这些企业采用循环经济理念进行污水处理和回收利用,实现了“资源→产品→再生资源”的封闭循环,推动低碳制浆造纸。

7.1  印尼金光APP及其子公司江苏金东纸业

APP率先在国内按照循环经济理念,实施造纸工业与环境协调发展的现代化造纸企业集团。APP集团经营中打造了两个循环产业链:造纸厂实行“减量化、再利用、再循环”的“静脉产业链”,将“资源—产品—废弃物”开环式流程转变为“资源—产品—废弃物—再资源化”的闭环式流程;集团实行林浆纸一体化的“动脉产业链”,各工厂通过原料互供、资源共享,实现了废弃物的减量化、资源化和无害化。该公司林纸循环模式入选“2009跨国公司中国贡献榜”。

江苏金东纸业公司引进国际上最先进的纸机和节水治污新工艺、新设备,大力推行循环经济,全面实施清洁生产,水循环利用率达96%以上,吨纸用水量为9.53米3,排水量降到7.86米3。处理后的废水用于工厂的道路抑尘、绿化、灌溉等领域,节水治污跨入国际先进行列,被国家环保总局命名为全国首批国家环境友好企业。

7.2  山东太阳、泉林、晨鸣、华泰和宁夏美利以及江苏双灯等纸业公司

这些企业以速生林基地、芦苇基地和制浆造纸为主建设生态工业园区,使经济发展和生态环境保护得到了有效的协调,整个系统实行水资源封闭循环利用,同时在工厂附近建设调节水库,集中尾水用于林地、苇田灌溉,达到了水资源充分利用。

7.3  山东汇鑫生物浆纸公司

该公司采用生物技术新工艺,实现了“三个历史性突破”,做到了“三个前所未有”。一是突破了历史上草类纤维制浆蒸煮黑液改性并生成为蒸煮液的新思路,做到了黑液资源化循环利用;二是突破了中段废水处理及循环使用中各种物质积累的难题,做到了草类制浆生产高强瓦楞原纸中段水全部循环回用不外排;三是突破了采用全新的生物技术制浆新工艺,做到了利用麦草、稻草、棉秆等农作物秸秆都能生产出优质高强瓦楞原纸。业内专家评价“该技术是草类原料制浆造纸污染治理的一项重大突破,改变了生物制浆工艺的传统概念和思维。该公司荣获山东省节能减排示范企业。

7.4  山东泉林纸业公司

该公司走的是一条具有循环经济生态纸业之路,改变了长期以来国内造纸业走的“资源→产品→污染排放”的高污染、低利用、高消耗的传统落后发展模式。泉林纸业从减量化、再利用、再循环的原则出发,首先是针对生产体系中的污染物,采用高科技治理,确保污染物达标排放;运用创新技术提取黑液中木素生产有机化肥;生产过程的水,通过处理回用于生产以及纸浆林和芦竹的灌溉,不向外部水体排放污染物,保护区域水体环境,实现了“资源→产品→再生资源”的封闭循环。该公司被评为山东省优秀循环经济企业。

7.5  天津万利天然纤维薄膜公司

该公司关停了吨浆用水量多达100米3的化学草浆生产线,改用废纸生产高强瓦楞原纸,采取循环水回用新工艺:制浆造纸污水→格栅→斜板沉淀池→水解池→调节池→UASB反应池→辐流沉淀池→SBR反应池→纸机,使吨纸用水量由100米3下降到2.8 米3,取得了节水减排的显著成效。

7.6  广西贵糖集团

该集团利用甘蔗形成两条主链:甘蔗→制糖→废糖蜜制酒精→酒精废醪液制复合肥→复合肥回施甘蔗田,以及甘蔗→制糖→蔗渣造纸→碱和热能回收→白泥回收。该集团采用循环经济模式,物流中没有废物概念,只有资源概念,各环节实现了充分的资源共享,变污染负效益为资源正效益。

7.7  四川永丰浆纸公司

该公司年产12万吨漂白竹浆生产线,投产后在节能减排方面取得了显著成效。该项目主要技术装备均为国内制造,包括低能耗间歇蒸煮、鼓式洗浆机、封闭筛选、氧脱木素、ECF漂白、二氧化氯制备装置、九体六效全板结晶蒸发、单汽包低臭燃烧技术、预挂真空过滤机、气垫干燥浆板机以及“三废”处理装置等。浆板白度达到88%ISO,污水排放CODCr100mg/L以下,吨浆耗标煤≤350千克,耗水≤50米3。该企业是竹类制浆低碳造纸的成功典范,其经验值得推广。

8  认真贯彻水污染物排放新标准

(1)新的《制浆造纸工业水污染物排放标准》已于2008年8月1日起实施,相对于原有标准,CODCr、BOD5、SS的排放指标降低了大约50%~70%,同时增加了色度、总氮、总磷、氨氮、AOX以及二恶英的排放限值,并对环境承载能力弱、需要特别保护的地区提出了更为严格的水污染物排放先进控制技术限值。新标准的颁布和实施将给造纸企业环境保护工作带来一定的压力。

(2)根据新标准提出的各项排放要求,造纸企业在进一步改进生产工艺与技术装备的同时,选用更先进完善的废水处理技术,提高设备的运行管理水平,严格规范操作,以达到新标准的排放要求。

9  发展低排放低污染的技术措施

(1)充分利用国内外两种原料资源,提高木浆比重、扩大废纸回收利用、合理利用非木浆,逐步形成以木材纤维、废纸为主,非木材纤维为辅的造纸原料政策。

(2)推广应用深度脱木素蒸煮工艺,高得率制浆技术,生物技术,低污染制浆技术,中高浓技术,氧脱木素、无元素氯或全无氯漂白技术,封闭筛选,高效废纸脱墨技术等以及水封闭循环技术,高效废水处理和固体废物回收处理技术,造纸机采用新型脱水器材、宽区压榨、全封闭式汽罩、热泵,热回收技术以及制浆造纸工艺过程及管理系统计算机控制技术等。

(3) 研究开发节水新技术、新设备,包括化学沉淀、过滤、生物处理、离子交换和无机物吸附、冷冻结晶、膜技术和反渗透以及深入研究制浆造纸废水零排放有关技术装备。

(4)鼓励企业采用先进节能技术,改造、淘汰能耗高、污染严重的装备,充分发挥制浆造纸适宜热电联产的有利条件,提高能源综合利用效率。

(5)支持林纸企业加大投资力度,与地方、农户联合扩大造林面积,选用优质树种,提高单位亩产,鼓励有条件的制浆造纸集团去国外发展造纸林基地。

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