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我国造纸业发展循环经济构想

2021-08-18 来源:锦州机械信息网

我国造纸业发展循环经济构想

造纸行业是一个与国民经济发展和社会文明建设息息相关的重要产业,纸和纸板消费量增长速度与国内生产总量增长速度基本相同,是制造业中为数不多的需求量大于供应量的行业之一,发展潜力巨大。国际造纸业顺应当今对生态环境的要求,现已走上了以木浆为主要原料大规模现代化装备的造纸工业发展之路,摘掉了污染大户黑帽,实现了造纸业的循环经济。我国造纸业由于历史原因走的是一条以草浆为主要造纸原料、小规摸生产的造纸道路,工艺落后,技术装备水平差,资源利用率低,水污染排放量大。污染问题已成为阻碍社会经济发展的要素和我国实现造纸业的持续发展的重大问题。我国造纸业每年废水排放量达30亿t,占到全国工业废水总排放量的15.6%,排放的废水中化学好氧量占全国工业排放总量的43%,不少造纸企业因为污染被关停和处罚。在生态要求日益严格的今天,为实现造纸业的可持续发展,探寻我国造纸业实现循环经济的途径具有十分重要的现实意义。

1 造纸业循环经济内涵

循环经济是针对工业高消耗、高排放的线性经济而言的,是可持续发展战略的经济体现。循环经济是对物质闭环流动型经济的简称,是以物质、能量梯次和闭路循环使用为特征的,在环境方面表现为污染低徘放,甚至污染零排放。循环经济把清洁生产、资源综合利用、生态设计和可持续消费融为一体,是一种“促进人与自然的协调与和谐”的经济发展模式。它要求运用生态学的规律来指导人类的经济活动。按照自然生态系统物质循环和能量流动规律重构经济系统,使经济系统和谐地纳入到自然生态系统的物质循环过程中,建立起一种新形态的经济。因此,循环经济本质上是一种生态经济。

造纸行业是一个生物制品业,相比非生物业更易实现物质的循环利用;造纸业还是一个与其他行业(包括林业、化工、包装、机械等)相关度较大的行业,系统内外各因素间呈非线性关系,各因素之间相互联系,相互作用,且都与污染产生相关。

能否实现造纸业的可持续发展不仅与行业内部原料供应、原料结构、产品结构、技术结构、规模、管理水平、污染治理废物资源化等因素有关,还与相关产业的生态化以及相关的外部政策有关。因此,实现造纸业的循环经济不是单纯的废水末端处理,也不是某一个过程的改进,而是要从原料、生产、消费,回收全过程按减量化、再用、循环利用的原则生产、运作,管理。使生产过程中每个环节产生的污染物最小,废物资源化,原料持续供应,作为一个系统工程把人工生产过程融入到自然生态系统中去,实现全过程的生态化。

2 影响造纸业循环经济的因素分析

以污染物产生为主线,造纸系统各因素之间的关系及其对污染产生的关系见图1。

附图

图1 造纸系统各因素关系及其与污染的关系

2.1 原料结构

(1)原料是造纸的基础,也是影响工艺路线和污染的重要因素。造纸原料有木材纤维、非木纤维和废纸三大类。从造纸工艺和产品质量方面来说,以木材为原料的造纸的工艺先进,产品质量好;从污染产生情况来说,以木材造纸生产中产生的废水量少,通过一定的处理废水可以达标排放;用废纸作原料造纸则可以节省原料制浆过程,产生的废水易于回收其中有用物质,是节省资源、能源、减少污染的一条捷径。而草类资源中麦草是用量最多的原料,目前其生产过程中产生的黑液治理上还没有过关,对小规模草浆碱回收因回收率低,经济上不可行;对于大规模草浆碱回收回收率可达72%,运行稳定,基本可达标排放;对其它用苇、蔗渣、竹、麻等原料的造纸废水治理基本能达标排放。因此,发展以木浆、废纸为原料的造纸是实现造纸业经济与环境双赢经济发展模式。

(2)作为造纸系统的一个环节,造纸原料的源源供应是保证造纸工业经济可持续发展的前提。一个造纸企业没有连续的原料供应则生产难以为继;一个国家没有连续的造纸原料供应,则将要严重依赖进口;世界没有连续的造纸原料供应,则将影响到人类文明发展的进程。因此,实现造纸业的循环经济必须重视原料基地的建设,做到纸的生产消费与资源供给相平衡。

(3)我国是一个木材资源匮乏,草类资源丰富的国家。我国造纸工业是以草类造纸发展起来的,而“以草为主”却成为当今我国纸业极端小、土、脏的根本原因。目前仍有许多规模小的草浆企业,其技术装备落后,管理水平和工人素质差,草浆黑液治理率低,对水污染依然很严重,成为制约造纸业可持续发展的瓶颈。

(4)我国目前造纸业以草浆为主原料结构是造成污染严重的根本原因。2000年,我国纸和纸板产量达3200万 t,位居世界第三位。但原料结构中木浆比例只占20%,其中国产木浆仅占8%,这种原料结构不合理状况,严重制约了我国造纸工业向规模现代化、产品高档化、技术装备现代化、生产清洁化方向发展。因此,原料结构调整是我国造纸业实现循环经济的首要问题。

2.2规模与技术装备

(1)现代造纸工业都是以木材为原料,大规模、先进的工艺技术装备为特征的。大规模易于形成规模效应,易于实现装备现代化。先进的技术装备使单位物耗、能耗降低,还便于实施碱回收,把生产过程中的废物变成可循环再用的资源。而小规模造纸常为草浆造纸,其装备落后,单位产品物耗、能耗高,废水排放量大,污染重,实施碱回收又得不偿失。在市场经济下,小规模因装备落后是无法与大规模、技术装备先进的造纸工业相竞争的。

(2)我国内企的制浆设备包括化学木浆蒸煮和化学草浆蒸煮和相应漂白设备,造纸设备除少数企业引进少数造纸机外,单台造纸机生产能力都在3万t/年以下,与发达国家相比,我国造纸业装备水平整体上还是相当陈旧落后。而技术装备落后是导致中国造纸业效率低,污染重、成本高的关键。

2.3 产品结构

造纸业水污染与产品结构有关。高档次产品,往往与高技术水平、先进工艺和设备相联,其资源利用率高,污染产生量小;低档次产品,采用粗放式生产方式,技术含量低,生产工艺和设备落后,生产成本高,资源利用率低,是造成产品积压,企业亏损的原因,同时产生严重的水污染。低档次产品是以牺牲环境获取经济效益,面对日益严格的环保要求和外资企业价低质优的竞争优势,其淘汰出局是必然的趋势。因此,调整产品结构向较高档次发展不仅是经济发展的要求,也是环境保护的要求。

2.4污染控制及废物资源化

(1)污染控制水平与生产原料、规模、技术装备有关。造纸过程中会产生黑液,中段废水和白水,后两部分废水已有成熟的工艺可以回收其中的废物,变废为宝。而黑液的排放浓度极高,较难处理。对大规模木浆废水可以通过碱回收实现废物回用;对大规模非木材原料中的苇浆,其黑液碱回收率也可达到80%,而对于小规模麦草浆废水,碱回收则基于技术上的限制,处理难达到排放要求,是造纸工业最主要的污染源。因此,继续淘汰草浆小规模造纸,优化原料结构,研究黑液治理技术是解决草浆废水治理难题的艰巨的任务。

(2)废纸的回收利用与经济效益和污染直接相关。废纸是优良的造纸原料,利用废纸则能产生很大的经济效益和环境效益。废纸不回收,则不仅造成资源的浪费,还将消耗更多新生资源,产生更多的污染,是典型的线性经济,不可持续的发展模式。因此,循环利用废纸生产再生纸是形成造纸工业闭路循环的重要一环。

在造纸纤维原料资源严重短缺的我国,废纸在造纸原料结构中正占有越来越高的比例,但相比法大国家,废纸回收率较低。2000年,我国造纸工业纸浆结构中,废纸浆占到纸浆总量的39.3%,2001年废纸浆用量占造纸用浆总量的44%,高于世界平均比重(34%)。一些省份的废纸利用率更高。如2001年浙江、广东废纸利用率分别占到造纸浆总量的76%和60%。但废纸利用率的提高主要是靠进口废纸解决的,其中70%来自美国。2001年,我国国内废纸回收995万t,回收率27%,大大低于43.7%的世界平均水平。目前,我国废纸的回收利用还不规范,废纸没有合理分类。因此,提高废纸回收率是节约资源,减少造纸业污染,使造纸生产融入自然生态系统的有效途径之一。

2.5 管理水平

造纸企业内部的管理水平高低,直接影响着生产过程中污染物产生量和产品质量的优劣。管理水平低,其生产过程中的能耗、物耗和污染必然会大,生产效率低。国内外的调查证实,工业污染物的排放30%~40%是由于管理不善造成的。实行清洁生产和推行ISO14000环境管理认证是提高生产效率,减少污染的有力措施。

不仅如此,在原料的采购、相关产业产品的生产、供应和产品的销售(既供应链)过程中也会产生污染,因此,实现造纸业的循环经济,不仅是生产过程的减污和废物的末端治理,还应包括从采购到销售的全过程减污控制,既实行供应链管理。另外,实施各个过程控制的信息化是实现生产过程和企业供应链生态化管理的重要手段,同时也是提高经济效益、减少污染的有力措施。

2.6 绿色政策保障

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