近年來,一家造紙廠污染一條河的報道屢見不鮮。前不久,新聞媒體對淮河污染治理的報道指出,造紙工業仍是造成淮河污染的最主要的行業,這再次為我們敲響了造紙污水污染環境的警鐘。
造紙工業怎樣實現清潔生產,擺脫污染困境?一直是造紙工業界和相關研究人員反復思考的一道難題。
年已78歲的原中國輕工環保學會常務理事許文璋,已經和造紙工業打了50多年交道。他介紹說,我國是非木纖維的大國,草漿產量居世界第一位。但現代化草漿造紙工藝大多采用堿法制漿,堿氯漂白,規模較大的企業不僅需要建設堿回收設備,同時還要建設配套的污水處理工程,企業為此不得不支付大量的污水處理等費用。堿法制漿的這一弊端使一些技術人員始終對另外一種制漿工藝,就是中性亞銨法制漿工藝難以割舍。許老還向記者講述了中性亞銨法工藝的發展過程。在20世紀70年代,由于當時我國堿產量不足,我國首創了中性亞銨法草漿生產技術新工藝和新漿種,它不僅能合理開發利用農村的多種草纖維資源,而且其廢水pH值為中性,又含銨和木質素,對土壤有一定的肥效和改良作用,可以用于農業灌溉,尤其是有益于西部農村農用堿性土壤的改造。然而其發展中也存在一些問題,如在漂白過程中,堿、氯用量過多,產生大量的有機氯化合物對環境造成破壞等,使這項技術沒有得到推廣。
日前,他在接受記者采訪時對造紙廢水依然在污染環境表現出強烈的擔憂,特別是看到造紙工業排放的污水嚴重污染西部和黃河中上游地區水域環境的報道后,更是急切地希望這種狀況盡快得到改善,呼吁造紙工業應盡早步入循環經濟的軌道。
與許老同樣關注造紙污水處理難題的還有北京化工大學的杜俊琪教授。近年來,北京化工大學開發出鉀基過氧化氫+氧氣的工藝和設備,鑒于該技術有可能改善亞銨法工藝漂白過程的負面影響,杜教授提出將該工藝技術與我國上個世紀70年代研制成功的中性亞銨法制漿技術相結合,開發在制漿的同時聯產多元素復合肥的清潔生產工藝。
杜教授說,中性亞銨法+鉀基過氧化氫+氧氣漂白制漿清潔生產工藝,聯產復合有機肥,節省了堿法制漿工藝中建設堿回收和建造污水處理廠的費用,可實現“資源———產品———再生資源———再生產品”的循環流動,基本上實現了制漿廢水的零排放。這是在循環經濟理論指導下產生的新思路,是解決造紙工業廢水污染,探索中國特色的漿紙肥一體化的新工藝。
杜教授告訴記者,“九五”期間,北京化工大學參加了“重點耗水工業節水減污清潔生產工藝和示范”的研究課題,成功開發了離子膜電催化合成堿性過氧化氫和氧氣的技術。該技術利用目前用于燃料電池上的前沿技術來制備高效電催化膜電極,能在溫和條件下,集反應與分離為一體合成過氧化物,是一種節能、環境友好的新型化工過程。由于過氧化物和氧氣就地制造就地使用,使用成本大大降低。該裝備用于棉短絨制漿,形成了制漿清潔生產工藝。杜教授說,與棉短絨堿蒸煮工藝相比,采用該校開發的這一清潔工藝進行技術改造,可實現在漿粕質量達標的條件下,減少用堿率24.5%,減少蒸汽用量20%,減少用水量50%以上,提高漿粕收率4.05%,提高漿粕白度,實現不增加生產成本,降低蒸煮黑液色度70%,COD排放下降58%,從而減輕后續治理的操作負荷和費用,可以在不增加制漿成本的條件下,達到節水減污的目的。該成果在硝化棉、縮甲基纖維素鈉、棉漿造紙以及化纖漿粕生產企業進一步推廣使用的前景十分廣闊。離子膜電催化合成堿性過氧化氫和氧氣工藝為開發出鉀基過氧化氫+氧氣的裝備打下了基礎,也為制漿過程中實現無氯漂白,聯產有機復合肥提供了可行性。
記者在采訪中了解到,作為非木纖維制漿大國,我國有非常豐富的稻草、麥草、谷物秸稈、棉短絨、紅麻等資源。據估算,每年全國農作物副產的秸稈大約就有6億多噸左右,秸稈中含有大量的有機質、氮、磷、鉀和微量元素,是農業生產的重要有機肥料的原料之一。有資料顯示,利用秸稈加工有機肥料,以現有秸稈產量計算,6億噸秸稈中氮、磷、鉀養分含量相當于400多萬噸尿素,700多萬噸磷酸鈣和700多萬噸硫酸鉀,相當于我國目前化肥施用量的1/4。但在夏收和秋收后,許多農民為趕種下一茬作物,將秸稈白白燒掉,造成了空氣污染和資源的浪費。 杜教授認為,采用中性亞銨法+鉀基過氧化氫+氧氣漂白制漿聯產多元素有機復合肥的方法,實現無污染的制漿工藝和設備后,一方面能為這些廉價的資源找到增值的途徑,另一方面,如果聯產出的有機復合肥用于農作物的種植,還可促進糧食作物的增產,提高農作物中的氨基酸含量。另外,中性亞銨法的有機質廢液具有一定的黏性,在黃河中上游特別是寧夏、內蒙古等缺乏有機質的沙化地區,可以用于農業灌溉和固沙,改良鹽堿和沙漠化土地,減少揚沙天氣,有利于西部地區生態環境的改善。
對于中性亞銨法+鉀基過氧化氫+氧氣漂白制漿聯產多元素復合肥工藝,杜教授說,雖然氫氧化鉀的價格高,看上去會增加制漿成本,但它經過制漿工藝后,全部變為有機復合肥,可用銷售復合肥的回款加以補充,即制漿成本高出的部分可用銷售多元素復合肥的收入抵消。這相當于制漿企業不必進行后續治理,廢水可直接用于農田灌溉和鹽堿、沙化土壤的改造。若進一步制成各種有機肥,一噸漿可大約回收300元,可有效降低制漿成本。
目前,杜教授與許老正在與農業部門以及西部地區的相關單位聯系,希望這種新的工藝得到推廣和使用。畢竟造紙工業要實現清潔生產,真正成為可持續發展的產業,只有個人的努力和一種工藝是不夠的,它需要全社會的力量,需要我們共同的努力。
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