制漿造紙工業(yè)環(huán)境管理

　　紙張是現(xiàn)代生活必不可少的東西，全世界社會用紙量在不斷增長，而造紙工業(yè)耗用資源較多，若管理不當，還會給環(huán)境造成很大影響。木材、竹子、蔗渣、草類及二次纖維等各種原料，如果生產(chǎn)不是以可持續(xù)的方式加以種植、養(yǎng)護、采集、運輸和加工生產(chǎn)的話，會導致嚴重的環(huán)境后果。很多造紙廠用水量很大，因而廢水排放量也相當大。如果生產(chǎn)操作控制不當，將會造成生產(chǎn)過程中化學藥品及纖維的大量流失。大多數(shù)造紙廠還消耗大量動力和能源用于物料的輸送與加熱，大部分熱能產(chǎn)自礦物燃料。近年來，為了減輕對環(huán)境造成不良影響，為了改進環(huán)境管理，制漿造紙企業(yè)致力于開發(fā)和采用清潔技術。通過采用這些方法，漿廠或紙廠現(xiàn)在能夠達到很高的環(huán)境標準。不過，大部分工作是針對以木材為原料的大型制漿造紙廠，這僅僅是符合先進工業(yè)國家的具體情況，而對發(fā)展中國家那些較小造紙廠的需要，則很少有所涉及。80年代初起，聯(lián)合國環(huán)境署（UNEP）即已開始試圖在制漿造紙工業(yè)促進清潔技術的開發(fā)與推廣，并認為有必要以報告的形式，總結(jié)適用于中小型造紙廠的清潔生產(chǎn)方法與控制技術。這份技術報告是一份論述在較小型制漿造紙廠中實現(xiàn)清潔生產(chǎn)可能性的文件，可供教育與培訓采用，也可用于環(huán)境管理體系的計劃制定、開發(fā)與實施的依據(jù)，以取得減輕環(huán)境影響的成效。技術報告中許多實例材料是摘自UNEP與企業(yè)合作的成果。造紙使用三種主要纖維原料：木材、非木材植物和廢紙。非木材纖維絕大部分來自農(nóng)業(yè)廢料，這些農(nóng)作物不是專為造紙目的而種植收割的，其環(huán)境影響與種植過程中土地、水、肥料及農(nóng)藥的使用有關，所以本報告也簡單介紹了在收割或處理過程中如何使這些影響降至最低限度應注意的事項。木材纖維可以取自生長緩慢的天然林，這不一定是制漿所需的最可靠的持續(xù)性纖維資源，從永久性的觀點出發(fā)，怎樣合理砍伐造紙用林的確是一個問題。然而，至今在人造林場，木材種植、養(yǎng)護和砍伐同樣受到環(huán)境法規(guī)的某些限制。面對這些挑戰(zhàn)，不時出現(xiàn)各種建議，旨在解決問題，既符合環(huán)境要求，又能滿足社會意向。這些建議有來自各個國家的，也有來自國際性組織的。廢紙是造紙的第三種原料來源，廢紙回用對環(huán)境的影響，很大程度上取決于收購方式，以及制成紙張的質(zhì)量要求。選用的廢紙等級合適，可以大大提高成品紙質(zhì)量，但卻會影響到生產(chǎn)成本，也會改變二次纖維處理過程對環(huán)境的影響。在某些情況下，把廢紙燒掉，回收熱量，可能比用于造紙更為合適。在制漿過程中，通過機械或化學方法，使纖維得以分離（必要時加以漂白），再經(jīng)加工處理，以取得成品紙張所需的最佳使用纖維。排放的廢水帶走可溶物質(zhì)、固態(tài)物料（主要是纖維和樹皮塊）以及無機化合物。制漿及相關操作（如備料、發(fā)電或堿回收），不僅產(chǎn)生固體廢物，也是廢水、廢氣的主要來源。目前，已有減少硫酸鹽制漿環(huán)境影響的清潔技術出現(xiàn)，特別是高效洗漿技術及蒸煮廢液回收技術。尤其要指出的是，如果一個化漿廠的廢液回收與廢渣利用率相當高，則可望在能源及燃料供應上做到完全自給自足，從而大大減少生產(chǎn)能源的環(huán)境影響。目前，延時蒸煮，漂白方法的改進，高效洗漿及化學品回收等系統(tǒng)主要是在大型木漿造紙廠開發(fā)和應用。從生態(tài)及經(jīng)濟的角度來看，當前至關重要的是使中小型造紙廠也能獲得類似的、行之有效的技術。中國及印度的經(jīng)驗已表明，在年產(chǎn)50000t以上的漿廠，選用高效洗漿設備和化學品回收裝置，可取得技術可行、經(jīng)濟合理的效果。非木材纖維漿制漿過程都存在硅含量高的問題，使生產(chǎn)過程中黑液粘度增大，黑液泵送困難。在黑液中引入煙道氣，對其進行碳酸化處理，從而降低黑液的pH值，可取得控制硅的沉淀，達到除硅的目的。這個方法已在擴大中試及工廠試驗中得到驗收。其他除硅的辦法還有從綠液中沉淀，迄今為止，均尚未能為生產(chǎn)實踐認可。排空廢氣又是另一個應該重視的問題，最主要的是化學制漿及動力生產(chǎn)過程的大氣排放。必須控制燃燒過程，以便使硫及氮的排放降至最小。很多常見方法如靜電除塵器及水膜除塵器，減少氣態(tài)及粉塵狀大氣污染物的排放。硫酸鹽法制漿過程產(chǎn)生的有毒化合物，可在源頭予以收集并送去燃燒。造紙過程一般比制漿過程的環(huán)境影響小得多，通過清潔技術與有效的廢水處理相結(jié)合，所有類型的紙廠都可達到很高的環(huán)境保護水平。紙廠的廢水主要包含懸浮固體和部分溶解的固形物。造紙過程所需動力和熱能來源于蒸汽。蒸汽通常是由鍋爐產(chǎn)生的，蒸汽又用于發(fā)電。多數(shù)鍋爐為燃煤鍋爐，因而必須采取有效措施控制污染物的產(chǎn)生和排放。在廢水和廢物管理上，只要致力于應用清潔技術，從根本上減少廢水和廢料的生成，則在很多情況下，都可以取得最佳環(huán)境效益。如果沒有適當?shù)那鍧嵓夹g可應用，而又無法改變現(xiàn)狀，或者排放量的削減還未能達到廢水排放標準的要求，則必須配備污染控制裝置。廢水處理包括去除懸浮固體和溶解的有機物，通常采用沉淀/絮凝方法以及各種生物處理方法。這份報告也敘述了來自處理設施的污泥和沉淀物的處置問題。另外，也論述了廢水用于灌溉取代排入水域的問題。制漿造紙產(chǎn)生各種固體廢棄物。廢物管理的第一步，是對廢物流進行審核。為此，應采用相應的清潔技術，以求取得資源的高效利用和優(yōu)厚經(jīng)濟效益。只要可能，就應回收廢物，用作原材料和能源，最后才考慮進行最終處置。建立目標明確，運行正?？煽?，并嚴格加以監(jiān)控的體系，是有效處理廢物的關鍵。同樣的原則也適用于所有作業(yè)場所及廠區(qū)周圍社區(qū)的噪聲控制。為促進環(huán)境保護的持續(xù)發(fā)展，政府部門要提出更嚴格的法規(guī)標準，加強環(huán)境規(guī)劃、污染控制、廢物管理、以及環(huán)境審計，使其更為完備。面對這些法規(guī)標準以及日益增多的環(huán)境課題，工業(yè)企業(yè)開始采用較為規(guī)范的工作方法，試圖在處理環(huán)境問題時，做到更充分利用資源。企業(yè)正更多地采用管理手段，如環(huán)境影響評價、環(huán)境審計、生命周期分析及應急準備等可能成為法定的手段。此外，致力于制定正規(guī)的環(huán)境管理體系（EnvironmentalManagementSys-tem）的工作也已在大量進行中。在這一方面，已出現(xiàn)一些地區(qū)性和目的性的標準，例如歐洲聯(lián)盟的生態(tài)管理系統(tǒng)和審核計劃（簡稱EMAS），以及國際標準化組織提出的適用于全體的ISO14000有關EMS部分。片斷：2.1資源利用制漿的基本概念是，處理原材料，使產(chǎn)生的纖維具有造紙所需的性質(zhì)。纖維原料可以是闊葉木或針葉木，非木材植物和農(nóng)業(yè)廢料（如竹、草類、蔗渣），紡織纖維或回收纖維。有多種制漿工藝可供選用，每種適用于不同的纖維原料及不同的造紙要求。在制漿造紙過程中，水主要用作纖維的輸送介質(zhì)，有時也為化學反應的進行創(chuàng)造條件。大多數(shù)制漿工藝使用化學品來分離纖維，將纖維漂白至所需白度，化學品也用于其他特定用途（如控制漿池的沉積量，泥渣的增加等）。所有制漿工藝都需要電力驅(qū)動泵、磨漿機、運輸帶和其他設備，而熱能則提供必要溫度，以保證化學反應的進行。圖2－1概要地給出適用于各類制漿工藝都具備的這些基本原則。制漿的主要產(chǎn)出是紙漿，但也同時向大氣和水域排放殘余物質(zhì)和能量。來自液體、設備和鍋爐的蒸發(fā)水，是排入大氣的主要組分。制漿過程還產(chǎn)生少量的氣態(tài)無機化合物，這些氣體和粉塵來自生產(chǎn)所用的化學品。另外，排空物質(zhì)還會有少量來自纖維原料的揮發(fā)性有機物化學品（如可萃取物質(zhì)）及化學藥劑與纖維原料發(fā)生反應的產(chǎn)物（如有機硫化物）。大部分生產(chǎn)用水最終會以廢水形式排出，并帶走殘余化學品及溶解的纖維化學組分?；瘜W制漿工藝有一套有效的化學品回收系統(tǒng)，可回收接近100％的制漿用化學品，剩余部分隨制漿漂白過程產(chǎn)生的廢化學品一起排掉。機械制漿及二次纖維制漿用過的化學藥品則全部排放。殘余的纖維原料可以是固形物（纖維碎片，樹皮），也可以是溶出的碳水化合物和金屬離子，余熱一般隨水蒸氣及熱廢水散逸。制漿過程的這些基本特點也存在于造紙過程。當然，造紙過程水耗、能耗及化學品用量通常比制漿要低得多，因而其廢水的污染負荷也低得多。除了環(huán)境影響之外，沒有用在產(chǎn)品，而是從生產(chǎn)過程排放的水、能量及原料，還造成了資源及資金的浪費。浪費的物料中主要是纖維。存放過久的竹子或蔗渣容易腐爛，生產(chǎn)的漿量少而質(zhì)次。黑液如不加利用，等于是浪費了可回用于生產(chǎn)過程中的燃料和化學品。造紙過程中的纖維流失過高，又等于多耗用了昂貴的紙漿。生產(chǎn)過程的資源管理要做到少投入少流失。同時還要想方設法給未能獲得使用的殘余物料找出其他用途。為達到這一總目標，需要從多方面著手，包括現(xiàn)場管理，投資改造設備，建立環(huán)境管理體系，并且要有序地進行這些工作，以便提高經(jīng)濟效益。本書前言80年代初，聯(lián)合國環(huán)境署（UNEP）在瑞典國際發(fā)展局（SwedishInternationalDevelopmentAuthority，簡稱SIDA）資助下，出版了一本《制漿造紙工業(yè)環(huán)境管理手冊》。該書重點論述清潔生產(chǎn)及控制方法。其后，環(huán)境署亞太地區(qū)辦事處（簡稱UNEP/ROAP）組織了一些研究項目，對南亞地區(qū)造紙工業(yè)進行調(diào)研，并提出對熱帶地區(qū)造紙工業(yè)的環(huán)境影響進行評價的方法。這些項目還包括如何減少其環(huán)境影響的廠內(nèi)處理和控制技術。近年來，造紙工業(yè)在開發(fā)清潔技術方面進展很快，但出于各種原因，重點大多放在以木材為原料的大型制漿造紙廠，對世界上發(fā)展中地區(qū)中小型制漿造紙企業(yè)的情況，以及典型纖維原料企業(yè)進行的工作卻少得多。亞洲制漿造紙企業(yè)在這方面開展的工作既是首創(chuàng)的，又是很重要的，這些工作表明，對中小型企業(yè)來說，清潔生產(chǎn)和控制技術是會帶來巨大的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益的。本技術報告旨在說明中小造紙企業(yè)（包括以非木材纖維為主要原材料的企業(yè)），通過實行清潔生產(chǎn)與環(huán)境管理系統(tǒng)而提高其環(huán)保狀況的潛力。引用的工廠資料大多是聯(lián)合國環(huán)境署與工業(yè)界的合作成果，還有些資料是來自多方面的，包括UNEP的工作手冊。盡管過去十多年來，對小型企業(yè)和其環(huán)境的認識有了很大提高，但是在很多主要問題上仍然是一片空白。本文試圖借用大型企業(yè)以及木材制漿造紙工藝的有關情況來填補這些空白。中小企業(yè)在滿足當?shù)氐募垙埿枨蠹疤峁┚蜆I(yè)機會方面發(fā)揮著非常重要的作用，同時也帶來嚴重環(huán)境問題，希望本書幫助這些企業(yè)在取得經(jīng)濟效益的同時，改進其對環(huán)境的影響。本書也希望能促進有關這些方面知識的深入及技術改進的方法。本書還希望能通過提高制漿造紙企業(yè)的環(huán)境意識，促使企業(yè)和政府有關部門提供有關減少環(huán)境影響的途徑。本書所涉及的環(huán)境問題包括水污染、排放氣體、資源浪費、固體廢棄物及化學品處理。發(fā)生在廠外而又與生產(chǎn)有關的其他方面，以及纖維原料的砍伐是另一大類問題，將不在本書討論范圍內(nèi)。污染防治不僅指對三廢有效的控制和管理，還包括資源的有效利用，如能源、水、原料等。通過技術與管理手段提高效率，通常不僅能降低成本，還能改善環(huán)境狀況。本書主要面向下列三個方面的讀者：（1）造紙廠日常生產(chǎn)管理人員，可從本書有關職業(yè)健康、資源消耗、污染排放、清潔生產(chǎn)及廢物處理方法的內(nèi)容中得益。（2）企業(yè)的主管人員，在許多國家都是企業(yè)環(huán)保問題的最終負責人。本書關于環(huán)境管理的章節(jié)，對這些管理者特別有用，這里要特別強調(diào)防治的重要性。（3）政府環(huán)保主管部門、法規(guī)和標準的制訂機構(gòu)以及行業(yè)協(xié)會，可從本書得到一些國家是如何選用某項環(huán)保措施、原因及其潛在影響。本書還在適當之處采用案例研究的形式給出。UNEP工業(yè)環(huán)境辦公室希望政府機構(gòu)與企業(yè)能借此機會，共同努力，使制漿造紙工業(yè)做到持續(xù)保護環(huán)境。

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