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惠言达寄语：

人们并不是害怕失去，而是害怕失去以后没有更好的可以代替。

德国博思特POSITAL FRABA编码器年度*

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绿色化学又称清洁化学，绿色化学是在设计、制造和应用化学品的过程中减少或消除有害物质的使用和产生一整套原则的利用。其目的是依靠科技发展创造污染系数低、资源和能源消耗少的化学反应和生产工艺。其理想是不再使用有毒、有害物质，不再产生废物，不再处理废物，是一门从源头阻止污染的化学。绿色化学的发展必将对造纸工业的发展起着深远的影响，值得我们深入研究与探讨。

关键词：绿色化学；制浆造纸；绿色制浆造纸

1绿色化学

1.1绿色化学的重要意义

近年来化学工业向大气、水和土壤等排放了大量有毒有害的物质。人类为先污染后治理的作法付出了惨重的代价，而且有些污染是很难**的，如气候变暖、臭氧层破坏、重金属和农药在环境介质间的传递等等。近年来，绿色化学与技术的发展证明，绿色化学是化学科学与化学工业可持续发展的必由之路。美国化学会主席EdWasserman在1999年总结绿色化学授奖庆典上指出：“绿色化学的进步将证明，我们有能力为我们生存的地球负责。获奖成就只是绿色化学运动发展的一个缩影，但它们发出这样的信息：绿色化学是有效的、也是有益的。绿色化学是对人类健康和生存环境所做的正义事业[1]。”

1.2绿色化学内容

绿色化学与环境治理是二个不同的概念，环境治理是对已被污染的环境进行治理，使它恢复到被污染前的状态，它是一种被动的行为。而绿色化学是一种主动积极的预防，是从源头上阻止污染物的生成，不能简单的把绿色化学理解为化学反应或化工生产中，不排放有毒有害物质。绿色化学要求淘汰有毒的原材料，探求新的合成路线，采用无污染的反应途径和工艺，能大限度的减少“三废”，并实行“原材料选择、产品生产、产品使用、循环再利用”全过程控制。绿色化学技术的发展和应用能提高资源和能源的利用率，防止或减轻污染，改善环境质量，从而大大提高生产过程的经济和社会效益，成为实现经济和社会可持续发展的途径之一。

2制浆造纸与绿色化学

2.1造纸工业污染问题

造纸工业是国民经济的重要基础原材料工业，造纸产业具有资金技术密集、规模效益显著的特点，其产业关联度强，市场容量大，是拉动林业、农业、印刷、包装、机械制造等产业发展的重要力量，已成为我国国民经济发展新的增长点。纸及纸板的消费水平是衡量一个国家现代化水平和文明程度的标志。同时造纸产业是耗能、耗水大户，也是节能减排、污染治理的重点行业。近年来，我国已成为世界造纸工业的生产、消费和贸易大国，造纸产量以每年10%以上的速度递增。与此同时，制浆造纸工业对自然环境所造成的污染仍比较严重，尤其是对水环境的污染，已成为工业污染防治的难点，其重要原因是仍然存在产业布局、企业规模、原料结构不合理，技术装备、生产工艺落后，碱回收率低等问题。

2.2绿色制浆造纸

绿色化学的发展为制浆造纸工业提供了绿色产业的崭新前景，造纸工业节能减排、综合治理的新技术和新方法，环保科技创新等，为实现我国制浆造纸污染治理技术达到水平，实现我国制浆造纸工业的绿色可持续发展做出新的贡献。“十三五”期间，随着国民绿色化学清洁生产的环保意识日益增强，以及国家对造纸行业环境管理和整治力度的加强，与造纸行业相关的产业政策、标准和法规相继出台，这一方面促使国家对造纸环保研发支持力度不断加大，同时企业也自主加大治污资金投入，从而使我国制浆造纸污染治理技术的研究与应用步入了一个新的历史时期。从制浆造纸废液、废水的处理，到固体废物的资源化利用，再到废气、噪声的处理、用水的控制及能量的回收，大量的新技术不断涌现，且相当一部分已陆续进入产业化应用阶段[2]。2.2.1采用无毒、无害原料由于我国资源匮乏，森林资源，不能像发达国家那样*使用木材造纸，我国因地制宜，挖掘其它具有造纸价值的植物纤维原料替代木材纤维，保护森林，维持生态平衡。各地因地制宜利用当地各种农作物秸秆等禾本科植物造纸，例如稻、麦草、竹子、芦苇、荻、麻等各种非木材植物纤维。实现秸秆的高效转化，保护森林资源，发展生态农业，发展绿色造纸。2.2.2用可再生资源为原料我国资源，为降低成本，降低能耗，减少排放，实现资源的再生循环利用、保护环境，目前废纸作为二次纤维回用，其废纸制浆造纸已超过60%。2.2.3蒸煮工艺改良及蒸煮助剂的应用淘汰落后蒸煮设备及工艺，使用环保技术，减少能耗，降低蒸煮废液的排放，提高蒸煮废液及热量等的回用，保护纤维质量，提高纸浆得率。例如使用连续蒸煮技术或DDS超级间蒸替代落后的蒸球等蒸煮，实现绿色生产。2.2.4ECF/TCF替代传统的氯化（C）漂白技术使用含氯漂白剂的传统漂白工艺中，二恶英主要产生于纸浆的氯化（Chlorination）阶段。氯化过程中，浆中残余木素通过加成、取代、置换等反应过程，形成大量的有机氯化物。有机氯化物中的氯苯类和氯酚类物质是形成二恶英的关键前驱物，直接影响二恶英的产生量。二恶英是一类环境危害非常大的有机污染物，具有高毒性。二恶英污染物具有强烈的致癌、致畸、致突变的“三致效应”，人类和动物通过饮食和环境污染等途径摄入或接触到二恶英，将可能导致生殖、遗传、免疫、神经、内分泌等系统等受到严重的负面影响，危害生物体的健康。二恶英污染物毒性大，尤其是2，3，7，8-TCDD，其毒性是林的10倍、霜的900倍、化钾的1000倍。其高毒性已经成为环境保护的重点控制对象。采用新的漂白工艺，降低成浆的卡伯值，减少含氯漂白剂的用量是削减二恶英形成的有效措施。新的漂白工艺主要方法包括无元素氯漂白（ECF）、全无氯漂白（TCF）。这些新的漂白工艺可提高料浆的可漂性，减少漂白工序中含氯漂白剂的用量，从而降低二恶英的生成量。采用无元素氯漂白和全无氯漂白技术漂白工艺是目前能够大程度削减有机氯化物生成的漂白工艺[3]。2.2.5碱法化学制浆黑液处理碱法化学制浆黑液的CODCr高达200g/L，若不经处理直接排放，对水环境危害大，可视为事故排放。国内外目前对制浆黑液的主流处理技术都是采用碱回收处理。碱回收技术主要是将碱法制浆后产生的黑液经过蒸发、燃烧、苛化等主要工艺流程，处理后回收黑液中的化学品（主要是碱），并利用有机物燃烧后产生的热量。将回收后的碱重复使用于制浆环节中的蒸煮工段，从而避免了黑液的直接排放，提高了化学品的循环使用，从源头上减少了污染物的排放，减轻了环境的污染，使生产更加绿色化。2.2.6造纸白泥的资源化利用碱回收过程中由于绿液的苛化制备出了生产所需的白液重复用于蒸煮工段。同时也制造出了苛化的另一产物———白泥。白泥主要成分为碳酸钙。针对木浆生产企业而言，白泥成分单一可直接煅烧后回用。但我国主要采用非木材制浆，其苛化后的沉淀———白泥成分复杂，难以回用。目前白泥主要的处理方式为外运填埋。不仅造成了环境的污染同时也提高了企业的生产成本。近年来经过对造纸白泥的改性、提纯等处理初步探索出经处理后的白泥可用于水泥、陶瓷等作为建材使用，减少了企业的负担以及环境的压力，并带来了经济效益、环境效益和社会效益。2.2.7造纸白水的封闭循环造纸过程中产生大量的白水，白水富含纤维、细小纤维、填料等，如直接排放，将会造成纤维等造纸物料的损失和造纸用水量的急剧提升以及环境的污染。目前造纸白水均已回用，并向造纸白水的封闭循环*过渡。造纸白水的封闭循环是造纸节能减排，减少用水的关键。造纸白水回收处理的实用技术主要有气浮法、多圆盘过滤和二级生物处理。2.2.8中段废水处理制浆造纸过程产生的废水包括除黑液、红液等制浆废液以外的备料废水、洗选漂废水、蒸发站污冷凝水、造纸白水以及机械浆、化学机械浆、半化学浆、废纸制浆废水等。制浆造纸废水排放量大，主要污染物为各种木素、纤维素、半纤维素降解产物和含氯漂白过程中产生的有毒物质，是目前造纸企业污染治理的重点。近几年国内制浆造纸企业废水处理以及技术进展情况概括如下[4]。（1）混凝沉淀法：是目前制浆造纸企业常用的化学法制浆过程废水处理方法，混凝法通常与生物法或化学法组合使用，是组合工艺中的重要部分。混凝沉淀法的关键问题是混凝剂的选择，目前国内常用的混凝剂为无机混凝剂和有机混凝剂两大类。无机混凝剂以铁盐和铝盐类为主，有机混凝剂为聚丙烯酰胺类。混凝沉淀法投资少、运行费用低、设备简单，可以用于废水的一级处理和深度处理。（2）生物法：①好氧生物处理法，活性污泥法：和生物膜法两种好氧生物处理法在制浆废水处理中都有应用，其中以活性污泥法应用更为广泛。目前国内针对好氧生物处理法的工艺及技术改进主要集中在曝气工段和曝气方式上，通过工艺及技术改进提高曝气动力效率，降低能耗。②厌氧生物处理法，由于废水厌氧处理不需要曝气充氧，运转费用低，产生的污泥量少且性质稳定、易于处理，厌氧处理还可产生生物能（沼气），因而该技术得到了较快的发展。（3）深度处理工艺：增设深度处理的主要目的就是去除废水中难生化降解的大分子有机物，使出水达到新的排放标准。目前国内采用较多的深度处理方法包括：①混凝沉淀法，即加药絮凝沉淀，在废水中加入PAC和PAM絮凝剂，絮凝过程可以将水中的SS、胶体和部分带有色度的大分子有机物絮聚，然后通过沉淀的方式进行分离。②化学氧化法，目前较流行的是采用Fenton氧化法，即用H2O2在酸性条件下，用FeSO4作催化剂，将水中的有机物氧化。③吸附法，废水经过比表面积大的多孔载体，如活性炭和硅藻土等，这些载体会将水中的有机物吸附。2.2.9制浆黑液中木质素的提取制浆黑液的处理方式通常采用碱回收处理法，黑液的木质素燃烧后主要以热量的形式被回用。木质素是一种富有工业价值的有机原料。目前，国内外木质素及其衍生物制品很多，在各领域的应用有了新的发展。可用作工业上的水煤添加剂和脱硫剂、阳离子絮凝剂和阻垢剂、脲醛树脂胶黏剂、水泥增塑剂等；可用作强力工程材料作为木质素塑木、PE复合薄膜等使用；可用作建筑材料作为修路材料、制半水石膏等；在农业上可制造化肥、农药缓释剂等[5]。提取附加值高的木质素，对造纸废液中木质素进行回收和综合利用，是减少污染、增加经济效益的其他途径。2.2.10生产过程中酶的使用酶是自然界动植物、部分有机体内产生的一类大型蛋白质。具有专一、高效和多样性的特点，可降解部分特定的高分子，作为生物催化剂加快反应速度。20年来，酶制剂在制浆造纸工业中的应用有了很大的发展，尤其在生物制浆中减少蒸煮化学品的用量、生物漂白过程中减少漂剂的用量、生物酶促打浆节能减排技术、酶法废纸脱墨性能的改善、纸浆的酶法改性、制浆造纸废液生物处理、利用生物酶改进纸浆的滤水性、纸浆中树脂控制、用生物手段控制腐浆等诸多方面[6]。不会对环境造成二次污染的酶制剂在制浆造纸过程中的应用和发展，尤其是当前生物酶用于造纸过程中的各个工段，对造纸工业减少能耗，降低化学药品用量，减轻环境污染方面做出了积极贡献，为建立绿色环境友好型的制浆造纸工业成为可能。

3前景与展望

绿色化学在获得物质的转化过程中充分利用原料中的每一个原子，实现“*”，因此既可以充分利用有限的资源，又不会产生污染。绿色化学充分体现了能源节约型和环境友好型。为减少制浆造纸企业“三废”排放，消除污染物的形成，有利于污染物的防治和环境保护；为资源循环利用，变废为宝；为显著提高生产技术水平；为降低成本，提高经济效益，绿色化学已在整个造纸行业发展，担负着重要的社会、经济、环境效益。随着环境问题日益得到普通百姓和各级政府的高度重视，绿色化学的发展得到了进一步推动。绿色化学与清洁生产是实现制浆造纸工业向现代工业形态的转变，实现我国制浆造纸工业的绿色可持续发展，虽然目前还有许多路要走，但这是制浆造纸产业的必然趋势。