环境化学课程论文-造纸与生态

生态与造纸生态与造纸 摘摘 要 要 生态与造纸 一般人看来根本就是两种相互 矛盾而不可能同时发展的事物 通俗地讲就是造纸业 的存在必然带来环境的破坏和生态的失调 生态的保 护必然制约造纸的发展 然而经过国内外造纸业及相 关行业的不懈努力 我们在造纸污染治理方面已经取 得了一定成果 但是倡导节能减排和发展绿色纸业愿 望的实现 依然有很长的路需要我们来走 作为造纸 专业的一名准毕业生 我们必须明确当前造纸业中存 在的亟待解决生态问题和未来造纸行业的发展方向 并把这些作为我们大学生涯剩下时间里的奋斗目标和 学习动力 努力学习钻研专业知识 为造纸技术实现 清洁生产贡献自己的绵薄之力 这才是我们学习 生 态化学 这门课之后应该做的事情 关键词 关键词 生态 造纸 污染现状 污染物 清洁生产 生态 一个令人向往的词汇 它是本意为生物的 生活状态 指生物在一定的自然环境下生存和发展的 状态 也指生物的生理特性和生活习性 生态 Eco 一词源于古希腊字 意思是指家 house 或者我 们的环境 简单的说 生态就是指一切生物的生存状 态 以及它们之间和它与环境之间环环相扣的关系 1 现如今它也不再仅仅作为一个名词出现 而更多 的是以一个形容词被广泛使用 如生态农业 生态旅 游 生态经济等等 当今社会的各行各业在高速发展 的同时 都殊途同归地向着一个共同的目标前进 那 就是 生态和谐 造纸 中国的四个发明之一 也是中华名族文明 和智慧的结晶 在滔滔历史长河中 造纸带给中国人 民乃至全世界人民的 不仅是生活的便利与丰富 还 有宝贵的财富 工业时代的到来使得造纸工业由手工 抄造转为机械化和高效化生产 但同时也给人类带来 了许多至今仍然未能解决的问题 造纸带来的水体污 染 大气污染以及固体废弃物污染 煤炭能源的高耗 低产 森林资源的毁灭性开发 尽管人们早已意识到 这些问题 但谁也无法阻挡其愈演愈烈的趋势 近年 来 中国政府三令五申并出台一系列政策整改 兼并 取缔一大批中小型造纸企业 但某些地方政府盲目当 地经济发展而包庇 纵容污染企业 使得大量农田被 毁 庄稼遭罪 渔业受挫 直接影响当地居民的生活 安全和收入来源 去年 8 月份的江苏王子事件便是一 个民愤积累后爆发的真实案例 这是我们都不愿看到 的 生态与造纸 一般人看来根本就是两种相互矛 盾而不可能同时发展的事物 通俗地讲就是造纸业的 存在必然带来环境的破坏和生态的失调 生态的保护 必然制约造纸的发展 似乎有两件事很好了印证了这 一观点 一是当我爸爸得知我寒窗苦读十年后被调剂 到造纸专业时是何等地生气 还有一件是国家倡导绿 色经济时我们专业学长是何等地落寞 但是作为一名 造纸专业的学生必须面对残酷的现实 这也是我们学 习 生态化学 这门课的目的所在 作为造纸专业的一名准毕业生 我们必须明确当 前造纸业中存在的亟待解决生态问题和未来造纸行业 的发展方向 并把这些作为我们大学生涯剩下时间里 的奋斗目标和学习动力 努力学习钻研专业知识 为 造纸技术实现清洁生产贡献自己的绵薄之力 一 中国造纸业发展状况和和污染现状一 中国造纸业发展状况和和污染现状 据统计 2012 年造纸用纸浆生产总量 7850 万 同比增长 1 6 造纸用纸纸浆消费总量 9350 万 同 比增长 3 4 纸和纸板生产总 10300 万吨 同比增 长 3 7 纸和纸板消费总量 10100 万吨 同比增长 3 6 21 世纪前十年是中国造纸工业崛起的十年 在这 十年中 中国造纸工业的生产能力 消费水平迅速提 高 早在 2009 年我国已经以 压倒式 的优势和 图 1 中国纸和纸板产量和消费量 喜人 的增长潜力 在工业纸和纸板生产总量和消 费总量上双双超过美国 跃居全球第一 2 东部地区是我国造纸发展的活跃地区 也是我国 草浆厂密集区域 包括黄淮海草浆区 苏浙沪皖赣东 部速生林区和闽琼粤桂东南沿海速生木本地区 经济 发达 人口密集 造纸产量占全国的 86 4 严重污 染的流域包括辽河 淮河 海河 近年来逐步转移到 中部黄河流域 据国家环保局资料显示 造纸行业污 染是造成海河 淮河流域污染而丧失生活使用功能的 主要原因之一 3 二 造纸产生的主要污染物二 造纸产生的主要污染物 造纸工业排放的污染物分为三大类 大气污染 水体污染 固体废弃物 其中 造纸废水造成的水体 污染是制约制浆造纸工业可持续发展的主要因素 制 浆造纸工业最大的环境污染是水污染 环境污染治理 的首要工作也是水污染的治理 造纸业水体污染物种类 1 悬浮物 包括沉降悬浮物和不沉降悬浮物两种 主要是尘土 泥沙 物料碎屑 纤维和纤维细料 可破碎的纤维碎 片和杂细胞 2 易生物降解有机物 在制浆和漂白过程溶出的原料组分 一般为易于被生 物降解的物质 它包括低分子量的平纤维素 甲醇 醋酸 甲酸 糖类等 3 难生物降解的有机物 主要来源于原料中的木质素和大分子碳水化合物等 这些难降解物质通常带有颜色 4 毒性物质 包括制浆黑液中的松香酸和不饱和脂肪酸 污水冷凝 液中含有的硫化氢 甲基硫 甲硫醚 漂白碱抽提废 水中各种氯代有机化合物 其中剧毒的二恶英曾引起 广泛关注 5 酸碱物质 制浆废水中有很强的酸浆极性物质 可以明显改变接 受水体 PH 值 碱法制浆废水的 PH 范围为 9 12 漂 白废水的 PH 要大很多 可低于 2 或高于 12 酸法制 浆废水 PH 范围为 1 2 2 0 6 有色物质 制浆废水中残余的木质素高度带色 是难降解的有色 物质 7 黑液 在烧碱法 硫酸盐法制浆过程中 大约 有 50 的纤维原料物质溶解于蒸煮液中 因其颜色较 深 称为黑液 黑液大约有 30 35 的无机物 主要 成份是氢氧化钠 碳酸钠 硫化钠 硫酸钠和有机物 结合的其他钠盐 有 65 70 的有机物质 主要成份 是木素 树脂 淀粉及低分子化合物等 4 图 3 造纸工业污染及其物排放标 准 图 4 造纸厂排放的黑液 图 2 2001 2011 中国 08 年七大水系水质类别比 例 3 造纸污染严重的原因造纸污染严重的原因 1 生产过程吨产废水排放量大 工艺过程不仅用 水量大 排放废水也在 150 300Kg T 纸 2 造纸原料结构不合理 很长时间国内造纸原料 以草浆为主 其制浆废水的制务处理难度比较大 废 水处理技术尚不成熟 还不能完全照搬发达国家的先 进治理技术 3 企业规模小 技术落后 碱回收和其他减少环 境污染的先进技术和设备应用维护难度增加 4 企业污水治理资金不足 新建企业与改造企业 中处理污水的费用 还不到应占金额的 25 30 规 定要求 造成企业长期亏损 进入恶性循环 5 5 非木材原料的污染严重 所谓非木材原料是指 除了造纸常用的针叶材和阔叶材以外的禾本科植物原 料 此类植物中纤维细胞含量较低 并含有大量的硅 细胞 硅细胞中含有大量的 SiO2 使得纸张滤水效 果急剧下降 导致大量碱液 有机物等污染物进入黑 液 而非木材造纸的污染主要源于制浆黑液 蒸煮黑 液中由于含有大量的有机物质使其十分处理困难 势 必造成水体污染 6 20 世纪末 在河南省曾一夜之 间出现几千家造纸厂 其中大部分都是以草浆为主 自然摆脱不了最终被叫停和取缔的命运 四 造纸治污颁布的法令和取得的成就四 造纸治污颁布的法令和取得的成就 造纸工业水污染治理的沿革 1983 年 造纸工业水污染排放标准 第一部造纸 工业污染排放标准 限定了 SS BOD PH 值三项指 标 1992 年 造纸工业水污染物排放标准 限定造纸 工业水污染最高允许排放浓度 吨产品最高允许排水 量和污染物排放量 并在 1998 年国家颁布的相关文 件将废水的 COD 指标引入排放标准的基础上 添加 了 AOX 指标 1993 恶臭污染物排放标准 国家开始加大对造 纸废气的治理力度 以减轻对大气以及周边居民的影 响 1999 年 草浆造纸工业废水污染防治技术政策 国家开始治理制浆企业污染 特别是草浆企业 并要 求在 2000 年前完成污染治理任务 2001 年 造纸工业水污染排放标准 以吨产品负 荷为控制基点 进一步严格排放标准 以碱回收加两 级生化 并辅以适当的物化处理为技术依托 加快关 停小型制浆企业 2003 年 造纸工业水污染排放标准 对废纸造纸 部分的排水量 污染物各指标进一步严格 2008 年 造纸工业水污染排放标准 增加了色度 氨氮 总氮 总磷和二恶英指标 并对排水量和控制 指标限值进一步严格 6 建国 60 多年来 中国造纸在吨纸的清水用量 重 复水用量 能耗 COD 排放量 BOD 排放量及废渣 废气的治理上都取得了突破性的成绩 其中比较突出 的有金东纸业有限公司 昆山钞票纸厂 保定钞票纸 厂 芬欧汇川 常熟 纸业有限公司 宁波中华纸业 有限公司等造纸企业被国家环保局授予 国家环境友 好企业 称号 位于江苏省镇江市的金东纸业有限公司在 2007 年通过国家旅游局验收成为造纸业首个工业旅游企业 在金东的厂区 我们可以看到用制浆造纸废水养鱼 灌溉 甚至供人引用 图 5 某造纸企业污水处理池 图 6 清洁生产示范单位金东纸业 镇江 中外专家参观造纸处理后废水养鱼池 五 五 十二五十二五 规划中对造纸行业的发展要求规划中对造纸行业的发展要求 2012年1月9日 国家发改委 工信部 国家林业 局联合发布 造纸工业发展 十二五 规划 明确 了 十二五 期间我国造纸业发展的六大主要任务 改善原料结构 增加国内供给 增强创新能力 提升 技术水平 优化产业布局 合理配置资源 推进清洁生 产 保护生态环境 优化企业结构 推进兼并重组 调 整产品结构 提高产品质量 建立节约模式 倡导合 理消费 规划 中的几个说法尤其值得注意 第一 规划 基于对部分纸种产能过剩的宏观 判断 提出将严格控制产能过剩纸种的重复建设 其次 规划 反复强调造纸工业要加快推进林 纸一体化工程建设 提高原料中木纤维的比重 在 十二五 期间 我国造纸原料中木浆比重将由 22 0 提高至24 3 木浆增量约为 700 万吨 其中 国产木浆比重由8 4 提高至10 3 木浆增量约为400 万吨 所需木材纤维原料依靠国内外两种资源 国内 逐步实现造纸工业用材以原料林基地供应为主 第三 淘汰落后产能 规划 要求 十二五 期间要淘汰年产5 1万吨以下的化学木浆生产线 单 条年产3 4万吨非木浆生产线和单条年产1万吨及以下 废纸浆生产线 以及窄幅 低车速 高消耗 低水平 造纸机 到2015年 年产100万吨以上大型综合性制 浆造纸企业集团达到20余家 另外 规划 提出要将制浆造纸装备自主化比 重由30 提高至50 科技是第一生产力 装备自主化 水平不断提高 中国造纸行业的 蛋糕 越做越大 而真正掌握核心科技的国内设备制造企业将迎来新的 发展契机 7 六 中国造纸行的发展方向六 中国造纸行的发展方向 清洁生产清洁生产 所谓清洁生产是指不断采取改进设计 使用清洁 的能源和原料 采用先进的工艺技术与设备 改善管 理 综合利用等措施 从源头削减污染 提高资源利 用效率 减少或者避免生产 服务和产品使用过程中 污染物的产生和排放 以减轻或者消除对人类健康和 环境的危害 8 其实早在 2003 年 1 月 1 日我国就开始实行 中华 人民共和国清洁生产促进法 十年来取得了初步的 成就 特别是在造纸行业效果十分显著 清洁生产标 准对资源和能源的消耗 生产技术 资源综合利用 污染物产生 生产工艺与装备环境管理等方面都作出 相应要求 在污水处理效率相同的情况下 有效地减 少了污染物的排放 9 我国先后通过三批造纸企业清洁生产试点验收 以此带动其他企业改革的推行和实施 据统计 截止 2009 年底 全国已有 12650 家企业实施了清洁生产审 核 通过实施清洁生产方案累计削减化学需氧量 227 万吨 二氧化硫 71 2 万吨 氨氮 5 1 万吨 节水 118 亿吨 节能 4932 万吨煤 取得经济效益 482 亿元 10 然而要想彻底实现 中华人民共和国清洁生产 促进法 为我们描绘的宏伟蓝图 我们还有很长的路 要走 我们必须从以下四点着手 1 推广清洁生产技术和资源化利用过程 2 加快调整产业结构 淘汰技术落后产能 3 改善原料结构 增加优质纸浆供给 4 推进生产过程预防污染 实施源头和全过程控 制 11 七 造纸业的明天将由我们来创造七 造纸业的明天将由我们来创造 也许我和几乎所有我们专业的同学一样 都是 很不情愿地来到制浆造纸这个专业 曾经有过抱怨也 有过彷徨 但有一句话叫做 既来之 则安之 也 是在这句话的鞭策下 我慢慢地改变对造纸的看法 现在我差不多已经喜欢上这个专业和这个行业 而且 中国乃至世界造纸将如何发展 我们究竟能不能有效 图 7 十二五环境保护主要指标 解决好造纸与生态的关系 这些都取决于我们 如今已是大二年级的学生 课程正逐步地从基 础课向专业课过渡 我应该在平时不仅仅为了成绩去 学习 而应该勤思考 多钻研 主动与专业导师交流 学习上的疑惑和想法 积极参加科技创新锻炼活动 悉心关注造纸行业和造纸企业发展动态 争取毕业时 把自己塑造成一名优秀的造纸技术人员 然而除了专业知识的学习和能力的锻炼外 我还 应该在生活的点点滴滴中做到以下方面 1 不浪费任何一张纸 注意纸制品循环使用 中 国纸制品回收率极低 国内大部分生产用废纸都必须 从国外进口 每年需要花费大量资金 而我们的废纸 却被当做垃圾埋进了土里 丢尽了河里 我们必须行 动起来 利用起废纸这个 绿色森林 2 爱护花草树木 保护环境 为了减少草浆生产 带来的污染问题 纯木浆生产越来越受到造纸厂青