制浆造纸工业环境管理

　　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。本书前言80年代初，联合国环境署（UNEP）在瑞典国际发展局（SwedishInternationalDevelopmentAuthority，简称SIDA）资助下，出版了一本《制浆造纸工业环境管理手册》。该书重点论述清洁生产及控制方法。其后，环境署亚太地区办事处（简称UNEP/ROAP）组织了一些研究项目，对南亚地区造纸工业进行调研，并提出对热带地区造纸工业的环境影响进行评价的方法。这些项目还包括如何减少其环境影响的厂内处理和控制技术。近年来，造纸工业在开发清洁技术方面进展很快，但出于各种原因，重点大多放在以木材为原料的大型制浆造纸厂，对世界上发展中地区中小型制浆造纸企业的情况，以及典型纤维原料企业进行的工作却少得多。亚洲制浆造纸企业在这方面开展的工作既是首创的，又是很重要的，这些工作表明，对中小型企业来说，清洁生产和控制技术是会带来巨大的环境效益和经济效益的。本技术报告旨在说明中小造纸企业（包括以非木材纤维为主要原材料的企业），通过实行清洁生产与环境管理系统而提高其环保状况的潜力。引用的工厂资料大多是联合国环境署与工业界的合作成果，还有些资料是来自多方面的，包括UNEP的工作手册。尽管过去十多年来，对小型企业和其环境的认识有了很大提高，但是在很多主要问题上仍然是一片空白。本文试图借用大型企业以及木材制浆造纸工艺的有关情况来填补这些空白。中小企业在满足当地的纸张需求及提供就业机会方面发挥着非常重要的作用，同时也带来严重环境问题，希望本书帮助这些企业在取得经济效益的同时，改进其对环境的影响。本书也希望能促进有关这些方面知识的深入及技术改进的方法。本书还希望能通过提高制浆造纸企业的环境意识，促使企业和政府有关部门提供有关减少环境影响的途径。本书所涉及的环境问题包括水污染、排放气体、资源浪费、固体废弃物及化学品处理。发生在厂外而又与生产有关的其他方面，以及纤维原料的砍伐是另一大类问题，将不在本书讨论范围内。污染防治不仅指对三废有效的控制和管理，还包括资源的有效利用，如能源、水、原料等。通过技术与管理手段提高效率，通常不仅能降低成本，还能改善环境状况。本书主要面向下列三个方面的读者：（1）造纸厂日常生产管理人员，可从本书有关职业健康、资源消耗、污染排放、清洁生产及废物处理方法的内容中得益。（2）企业的主管人员，在许多国家都是企业环保问题的最终负责人。本书关于环境管理的章节，对这些管理者特别有用，这里要特别强调防治的重要性。（3）政府环保主管部门、法规和标准的制订机构以及行业协会，可从本书得到一些国家是如何选用某项环保措施、原因及其潜在影响。本书还在适当之处采用案例研究的形式给出。UNEP工业环境办公室希望政府机构与企业能借此机会，共同努力，使制浆造纸工业做到持续保护环境。

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