基于低碳經(jīng)濟(jì)背景的綠色造紙研究

李國梅

(陜西科技大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 陜西 咸陽 712081)

引言

隨著生態(tài)可持續(xù)發(fā)展理念不斷深入，低碳經(jīng)濟(jì)應(yīng)運而生，強調(diào)在社會生產(chǎn)中最大程度減少資源、能源消耗以及盡最大可能提高資源、能源利用率，進(jìn)而保證產(chǎn)能與效益同步提升。在此要求下，造紙行業(yè)需要創(chuàng)新造紙工藝與優(yōu)化生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，完成從傳統(tǒng)造紙業(yè)向現(xiàn)代綠色產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變，進(jìn)而確保造紙生產(chǎn)符合低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求?；诖?，造紙企業(yè)應(yīng)基于行業(yè)特色集中力量發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，并將節(jié)能減排作為企業(yè)發(fā)展的首要原則。

1 低碳經(jīng)濟(jì)

低碳經(jīng)濟(jì)在2010年全國兩會上首次被提出，地位為國家戰(zhàn)略。低碳經(jīng)濟(jì)是基于生態(tài)文明建設(shè)戰(zhàn)略任務(wù)要求，結(jié)合我國生態(tài)環(huán)境發(fā)展現(xiàn)狀，對社會生產(chǎn)生活具有較高指導(dǎo)意義的一種全新的發(fā)展理念，也是為推動生態(tài)可持續(xù)發(fā)展所應(yīng)運而生的一種新型經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式[1]。

低碳經(jīng)濟(jì)與高碳經(jīng)濟(jì)屬于相悖關(guān)系，二者相互對立。高碳經(jīng)濟(jì)多以不可再生資源、能源為主要動力支撐，低碳經(jīng)濟(jì)則多以可再生資源、能源為主要動力支撐，前者在社會生產(chǎn)中主要以石油、煤炭、天然氣為主，后者則主要以太陽能、風(fēng)能、水能為主。高碳經(jīng)濟(jì)具有資源能源消耗大、利用不徹底、污染排放量高等特征，低碳經(jīng)濟(jì)則具有低耗能、低排放、低污染為主要特征，低碳經(jīng)濟(jì)始終追求綠色GDP，側(cè)重研發(fā)與應(yīng)用新能源與清潔能源技術(shù)。

2 低碳經(jīng)濟(jì)在紙業(yè)

在粗放型經(jīng)濟(jì)影響下，我國傳統(tǒng)造紙工藝主要表現(xiàn)為高碳特征，資源、能源消耗巨大且利用率不高。而在低碳經(jīng)濟(jì)要求下造紙工藝必須進(jìn)行優(yōu)化，由高耗能向低耗能轉(zhuǎn)變，由資源綜合利用率不高向高利用率轉(zhuǎn)變，從而構(gòu)建綠色造紙生產(chǎn)發(fā)展體系[2]。

在低碳經(jīng)濟(jì)背景下綠色造紙是必然發(fā)展趨勢與主要發(fā)展方向。造紙工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，對國民經(jīng)濟(jì)增長具有重要作用，但傳統(tǒng)造紙工業(yè)在傳統(tǒng)制造業(yè)中屬于資源能源消耗巨大、對生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重的工業(yè)類型之一，雖然在一定程度上對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有促進(jìn)作用，但對生態(tài)環(huán)境的破壞是無法避免的，導(dǎo)致傳統(tǒng)造紙工業(yè)發(fā)展越快，生態(tài)環(huán)境破壞程度越嚴(yán)重。隨著生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識逐漸提升，我國對高耗能、高污染產(chǎn)業(yè)的治理力度加重，強調(diào)現(xiàn)代化造紙工業(yè)應(yīng)摒棄傳統(tǒng)發(fā)展理念與發(fā)展模式，將低碳經(jīng)濟(jì)理念全面滲透到造紙工藝中，從而促使造紙工業(yè)成為符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)要求的可持續(xù)發(fā)展成產(chǎn)業(yè)。

基于此，在低碳經(jīng)濟(jì)背景下的現(xiàn)代化造紙工業(yè)具有良好的發(fā)展前景，在實際生產(chǎn)中將主要原料轉(zhuǎn)變?yōu)榱艘陨镔|(zhì)纖維資源為主的原料，大大減少了林木資源的損耗，促使新時期造紙工業(yè)走向了可持續(xù)發(fā)展的綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)型的低碳發(fā)展“紙”路。

3 基于低碳經(jīng)濟(jì)背景的綠色造紙發(fā)展

3.1 科技創(chuàng)新發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)

造紙工業(yè)生產(chǎn)過程中需要耗費大量的水資源，因此水資源浪費成為傳統(tǒng)造紙工業(yè)發(fā)展中存在的較為突出的生態(tài)問題，基于此，要想基于低碳經(jīng)濟(jì)理念實現(xiàn)綠色造紙發(fā)展，應(yīng)正視水資源浪費問題，以此為切入點集中力量研發(fā)水資源重復(fù)利用技術(shù)，進(jìn)而保證水資源的綜合利用率[3]。本文以微米級過濾回收白水技術(shù)、廢水處理技術(shù)、砂濾深度回收超清白水技術(shù)、放流水逆滲透回用技術(shù)為例進(jìn)行探討。

1)微米級過濾回收白水技術(shù)

在造紙生產(chǎn)中強化微米級過濾回收白水技術(shù)應(yīng)用可以切實提高回收白水使用量，增加白水回收利用點。該技術(shù)在實際應(yīng)用中主要基于多盤精細(xì)網(wǎng)面過濾技術(shù)，在此技術(shù)支持下利用圓盤兩側(cè)壓力差原理，過濾掉1um以上污染物，過濾系統(tǒng)主要用于白水回收機(jī)中，過濾后的原水在被用于紙機(jī)時不會出現(xiàn)堵塞問題，同時還能夠提高紙機(jī)清水利用效率，避免水資源浪費。

2)廢水處理技術(shù)

首先，反滲透水處理技術(shù)。反滲透水處理技術(shù)的核心作用就是將造紙生產(chǎn)廢水中的污染物分離出來，在此過程中主要運用到的原理為膜原理，主要動力為壓力。具體應(yīng)用機(jī)制是在廢水處理中廢水在反滲透水設(shè)備中會在系統(tǒng)運行壓力大于水溶液滲透壓時，水分會通過多層膜流入中心管，最終在管道內(nèi)形成水流。反滲透水設(shè)備主要包含三個系統(tǒng)，分別是污水預(yù)處理系統(tǒng)、反滲透處理系統(tǒng)、二次處理純化水系統(tǒng)，在系統(tǒng)之間聯(lián)合作用下進(jìn)行廢水處理時不再需要對污水進(jìn)行加熱處理，而是直接能夠在反滲透膜應(yīng)用原理下完成污水凈化處理，具有操作簡單、工作效率高、資源利用率高、能源損耗小等優(yōu)勢。其次，廢水凈化處理。膜分離法主要是以具有選擇性分離功能的材料為膜，通過各種物理過程將廢水中的溶質(zhì)和溶劑的分離、濃縮、提純或精制的方法，具有操作簡單、處理周期短等優(yōu)勢。

電滲析法在自來水處理中具有消耗少、成本低、設(shè)備簡單、污染小等優(yōu)勢，在廢水處理中主要是通過離子交換和直流電場，讓原水中的帶電粒子順應(yīng)電場規(guī)模定向移動的膜分離方法。微濾法屬于精密過濾法，具有用時短、時效高、經(jīng)濟(jì)效能大等優(yōu)勢，在廢水處理中主要是以靜壓差為推動力，將原水中存在的微米及亞微米級的細(xì)菌、微生物、不易沉淀的膠粒、微小懸浮物進(jìn)行截停處理的方法。超濾法可以解決目前常規(guī)處理對濁度去除不充分的所有問題，經(jīng)過超濾法處理后的水屬于高標(biāo)準(zhǔn)飲用水，對原水處理方法與微濾相似，只是處理的物質(zhì)為微濾處理不掉的大物質(zhì)，并且精密度高于微濾[4]。

3)砂濾深度回收超清白水技術(shù)

要想去除紙機(jī)多圓盤白水回收機(jī)回收白水中的纖維，從而提高白水品質(zhì)，應(yīng)利用砂濾深度回收超清白水技術(shù)。高技術(shù)在實際應(yīng)用中需要技術(shù)人員根據(jù)實際需求與回收目標(biāo)組合成套過濾器，過濾器中含有石英砂物質(zhì)，能夠?qū)w維等物質(zhì)進(jìn)行吸附，經(jīng)過處理后的白水能夠被直接用于紙機(jī)網(wǎng)部噴淋潤滑。

3.2 低碳紙產(chǎn)品研發(fā)

綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)型的低碳發(fā)展“紙”路是低碳經(jīng)濟(jì)背景下造紙企業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展的主要方向，在此要求下造紙企業(yè)不經(jīng)將所有目光皆聚焦在造紙生產(chǎn)上，而是應(yīng)提高對延伸產(chǎn)業(yè)量、延伸產(chǎn)品的研發(fā)，從而生產(chǎn)出具有環(huán)保型與節(jié)能型的產(chǎn)品。

例如，環(huán)保型商業(yè)用銅版紙。隨著銅版紙產(chǎn)品流入市場，迅速在市場中站穩(wěn)腳步，并成為商業(yè)常用紙產(chǎn)品，每年銷售額與利潤呈不斷上升趨勢。但在傳統(tǒng)造紙工業(yè)發(fā)展中也有銅版紙產(chǎn)品，為此應(yīng)分清傳統(tǒng)銅版紙與新時期銅版紙的本質(zhì)區(qū)別。傳統(tǒng)銅版紙生產(chǎn)中需要應(yīng)用到大量的石油原料，而石油屬于不可再生資源，隨著社會發(fā)展中對石油資源的需求量逐漸遞增，如若在造紙中依舊消耗大量的石油資源，將不利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)?；诖?，造紙企業(yè)與相關(guān)技術(shù)人員針對這一現(xiàn)狀進(jìn)行新型銅版紙產(chǎn)品研發(fā)，目前新時期流入市場的銅版紙所使用的原料不再以石油為主而是以天然生物聚合物為主，具有較強的環(huán)保型。與此同時，新時期銅版紙在生產(chǎn)中采用了可降解的膠黏劑，因此其具有較高的降解性，可以對生態(tài)環(huán)境進(jìn)行有效保護(hù)[5]。

此外，隨著銅版紙新品研發(fā)不斷深入，“無熒光”銅版紙順勢而生，技術(shù)人員在“無熒光”銅版紙研發(fā)中立足環(huán)保理念，聚焦產(chǎn)品的全面綠色屬性，因此新時期市場中流通的“無熒光”銅版紙是切實符合綠色理念與低碳經(jīng)濟(jì)的新型產(chǎn)品，其熒光劑含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家食品級標(biāo)準(zhǔn)，目前該類產(chǎn)品已經(jīng)被應(yīng)用于食品領(lǐng)域。

與此同時，某造紙企業(yè)為貫徹落實低碳經(jīng)濟(jì)綠色造紙發(fā)展要求，組建了新型環(huán)保型產(chǎn)品研發(fā)團(tuán)隊，經(jīng)過長時間努力與嘗試研發(fā)出了雙面高效節(jié)能銅版紙，目前被廣泛用于雜志中。該產(chǎn)品還曾榮獲國家火炬計劃產(chǎn)業(yè)化項目，是綠色造紙體系發(fā)展中向節(jié)能環(huán)保方向邁向的關(guān)鍵一步。

3.3 造紙污泥資源化無害化

在實際造紙生產(chǎn)中會產(chǎn)生大量廢水，基于環(huán)保原則需要對廢水進(jìn)行處理，從而實現(xiàn)水資源循環(huán)利用，在此過程中經(jīng)過處理后的廢水會排出一定量的污染物，其中以造紙污泥為主要物質(zhì)，為切實落實環(huán)保理念，造紙企業(yè)需要對造紙污泥進(jìn)行資源化無害化處理。

對造紙污泥進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，其整體量較為龐大，且成分復(fù)雜并含有大量的水，因此造紙污泥的處理工作較為繁雜與困難，但造紙企業(yè)必須迎難而上，集中力量攻克這一難關(guān)，從而實現(xiàn)造紙污泥資源化無害化。

以某造紙企業(yè)為例，高企業(yè)組建研發(fā)團(tuán)隊集中資源專項負(fù)責(zé)造紙污泥資源化無害化研究，提出了污泥本地化綜合處置，這一方法也是當(dāng)前造紙企業(yè)對造紙污泥處理的主要方向。在技術(shù)人員長期不斷努力下，提出了一種有效的造紙污泥資源化無害化處理辦法，即將造紙污泥進(jìn)行統(tǒng)一聚集，向造紙污泥中投入相關(guān)填料，促使造紙污泥變廢為寶，由污泥轉(zhuǎn)變?yōu)榧埳w板[6]。

3.4 提高相關(guān)人員專業(yè)素養(yǎng)

為確保綠色造紙體系發(fā)展效果，避免造紙生產(chǎn)對生態(tài)環(huán)境造成破壞，造紙企業(yè)還應(yīng)加強工作人員管理力度，完善考核機(jī)制，與此同時，還應(yīng)招收專業(yè)對口，能力和綜合素養(yǎng)都優(yōu)異的專業(yè)技術(shù)人員。在日常工作中，遵循“持證上崗”的原則，要不斷提升工作人員專業(yè)素養(yǎng)，可以通過制定學(xué)習(xí)規(guī)劃、培訓(xùn)制度，業(yè)務(wù)技術(shù)、管理質(zhì)量等考核內(nèi)容，定期和不定期對現(xiàn)有工作人員進(jìn)行多層次、多角度、全方面考核，并將考核結(jié)果與獎勵、升職、職稱評定等掛鉤，促使工作人員強化綠色意識、責(zé)任意識，主動提升自身業(yè)務(wù)能力，為提高造紙企業(yè)綠色健康可持續(xù)發(fā)展成效奠定基礎(chǔ)。

3.5 積極與高校進(jìn)行合作

生態(tài)環(huán)境保護(hù)是全社會的共同責(zé)任，低碳經(jīng)濟(jì)背景下我國造紙行業(yè)的發(fā)展應(yīng)打開思路積極與科研院校合作，共同對先進(jìn)技術(shù)、環(huán)保型產(chǎn)品、生產(chǎn)工藝進(jìn)行研發(fā)創(chuàng)新。

例如，某造紙企業(yè)與北京大學(xué)、華南理工大學(xué)等科研院校進(jìn)行了深度合作，企業(yè)向院校提供充足的研發(fā)資金，院校提供專業(yè)技術(shù)人才，最終在造紙生產(chǎn)節(jié)能減排方面研發(fā)出4項專利，并皆具有較高的實用性。該造紙企業(yè)應(yīng)用專利后當(dāng)年電費節(jié)省了600萬元，由此可見，新研發(fā)出來的技術(shù)的節(jié)能效果十分突出。基于此，相關(guān)造紙企業(yè)應(yīng)積極汲取該企業(yè)成功經(jīng)驗，與科研院校取得良好合作，共同致力于生態(tài)環(huán)境保護(hù)。

4 結(jié)語

綜上所述，造紙企業(yè)快速發(fā)展，相關(guān)產(chǎn)品種類不斷豐富，促使紙制品市場需求逐漸擴(kuò)大，在此背景下造紙企業(yè)發(fā)展態(tài)勢良好。但為進(jìn)一步推動造紙企業(yè)可持續(xù)發(fā)展，對其提出了新的要求，指出造紙企業(yè)應(yīng)基于低碳經(jīng)濟(jì)向綠色造紙體系發(fā)展，落實生態(tài)環(huán)境保護(hù)要求。在此現(xiàn)狀下，造紙企業(yè)通過科技創(chuàng)新發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、低碳紙產(chǎn)品研發(fā)、造紙污泥資源化無害化、提高相關(guān)人員專業(yè)素養(yǎng)、積極與高校進(jìn)行合作等重要途徑，開始向可持續(xù)發(fā)展的綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)型的低碳發(fā)展“紙”路邁進(jìn)。