采用生物技術(shù)，秸稈制漿造紙開(kāi)創(chuàng)草漿綠色造紙新紀(jì)元

宋先鋒

山東匯鑫生物漿紙股份有限公司 253102

采用生物技術(shù)，秸稈制漿造紙開(kāi)創(chuàng)草漿綠色造紙新紀(jì)元

宋先鋒

山東匯鑫生物漿紙股份有限公司 253102

山東匯鑫生物漿紙股份有限公司始建于1987年，是一家以麥草、稻草、棉桿等非木纖維秸稈為主要原料，采用純生物技術(shù)生產(chǎn)高強(qiáng)瓦楞原紙的造紙企業(yè)。設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力30萬(wàn)噸，年耗用秸稈30萬(wàn)噸，是目前國(guó)內(nèi)規(guī)模較大的自制秸稈漿生產(chǎn)企業(yè)。公司自主研發(fā)成功的“采用生物技術(shù)，秸稈制漿造紙新工藝”于2005年4月通過(guò)國(guó)家技術(shù)鑒定，鑒定結(jié)論為“國(guó)際先進(jìn)”。該技術(shù)已先后獲得國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利和省市科技進(jìn)步獎(jiǎng)；2006年7月通過(guò)了國(guó)家環(huán)保部的環(huán)境驗(yàn)收；2008年底，公司被國(guó)家科技部認(rèn)定為“國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)”；今年被山東省政府批準(zhǔn)為“省級(jí)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化龍頭企業(yè)”，又被國(guó)家科技部列為“火炬計(jì)劃項(xiàng)目”。采用該工藝，該公司已經(jīng)進(jìn)行了連續(xù)7年的規(guī)?；a(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了蒸煮黑液資源化生態(tài)循環(huán)和中段水全部循環(huán)利用不外排，為我國(guó)造紙行業(yè)破解原材料瓶頸、徹底治理草漿污染、推進(jìn)秸稈綜合利用、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和低碳經(jīng)濟(jì)、搞好節(jié)能減排，探索出了成功之路，開(kāi)辟了草漿綠色造紙的新紀(jì)元。

一、“采用生物技術(shù)秸稈制漿造紙”的核心技術(shù)

首先在生物菌池中加入特種培養(yǎng)基，將優(yōu)選的生物菌群置于培養(yǎng)基中，利用菌群的代謝作用將培養(yǎng)基改性為有機(jī)溶劑和酶的生物液，這種生物液替代了原蒸煮用化工原料生成為一種新的蒸煮劑。以此類(lèi)生物液參與蒸煮后的黑液，全部回輸?shù)缴锞靥娲嗽胤N培養(yǎng)基，經(jīng)生物菌群的代謝作用，這類(lèi)替代特種培養(yǎng)基的蒸煮黑液又被改性為生物液并繼續(xù)參與蒸煮……如此反復(fù)，秸稈制漿黑液完全形成資源化生態(tài)循環(huán)，不僅真正使制漿黑液變廢為寶，而且從源頭上徹底根治了秸稈類(lèi)原料蒸煮黑液的污染。在這種資源化生態(tài)循環(huán)形式中，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)在穩(wěn)定的數(shù)據(jù)范圍內(nèi)已經(jīng)成功運(yùn)行了7年，在國(guó)內(nèi)外率先實(shí)現(xiàn)了草類(lèi)纖維原料蒸煮制漿的首端治理與資源化生態(tài)長(zhǎng)期循環(huán)的獨(dú)創(chuàng)性完美結(jié)合。

附：生物技術(shù)用于蒸煮工段的工藝流程：

連續(xù)7年的運(yùn)行資料證實(shí)，在蒸煮過(guò)程中，每噸絕干草產(chǎn)生黑液5.5m3。

擠漿后黑液中的COD含量40000mg/L，折算成有機(jī)物含量約220kg。

這類(lèi)有機(jī)物（220kg）的去向：

①含有這些有機(jī)物的黑液經(jīng)斜網(wǎng)纖維回收工段處理，COD降解12000mg/L左右，即網(wǎng)上纖維約66kg回用于造紙，網(wǎng)下黑液進(jìn)入沉淀池。

②黑液經(jīng)沉淀后，COD降解2000mg/L左右,折有機(jī)物11kg沉淀進(jìn)入污泥,用作生產(chǎn)生物肥。

③在生物菌池中，少量有機(jī)物被生物菌分解成無(wú)機(jī)氣體排出，尚有一部分以污泥形式排出，此時(shí)COD降解16000mg/L左右，折含有機(jī)物88kg。

④菌液池中，黑液經(jīng)生物菌的代謝作用改性后，主要轉(zhuǎn)化為用于蒸煮的有機(jī)溶劑和酶 （即蒸煮劑），經(jīng)滅活后回用于蒸煮車(chē)間。此時(shí)蒸煮劑中COD含量10000mg/L,折含有機(jī)物質(zhì)55kg，回用于蒸球。

如此反復(fù)循環(huán)運(yùn)行7年時(shí)間，沒(méi)出現(xiàn)任何異變或積累。

二、“采用生物技術(shù)秸稈制漿造紙”衍生出新材料、新工藝

傳統(tǒng)的利用草漿生產(chǎn)瓦楞原紙工藝，一般是采用亞硫酸銨或亞硫酸鈉做蒸煮劑。而我們采用生物技術(shù)將草漿黑液改性后轉(zhuǎn)化成的生物液全部直接用于蒸煮，完全替代并衍生成為一種有機(jī)蒸煮材料，蒸煮工段不再添加其他任何化工原料。為使這種有機(jī)蒸煮材料能有與之配套的新工藝，能生產(chǎn)出合格的瓦楞原紙，該公司通過(guò)反復(fù)調(diào)整蒸煮時(shí)間、蒸煮溫度、蒸煮壓力以及漿紙混配比例等多項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，終于優(yōu)化、完善并成功運(yùn)行了一整套“采用生物技術(shù)草類(lèi)蒸煮制漿新工藝”。同時(shí)，自主研發(fā)成功了新型制漿設(shè)備，利用該類(lèi)新工藝生產(chǎn)出了新漿料，從而探索出了一條較為科學(xué)、規(guī)范的“采用生物技術(shù)秸稈制漿造紙”的生產(chǎn)流程。

現(xiàn)在，我公司所有的生產(chǎn)線(xiàn)全部采用生物技術(shù)制漿造紙，利用麥草、稻草、棉稈完全能夠生產(chǎn)出優(yōu)等AA級(jí)高強(qiáng)瓦楞原紙。

三、“采用生物技術(shù)秸稈制漿造紙”實(shí)現(xiàn)了中段水全部回用不外排

采用生物技術(shù)制漿造紙，中段水可生化性非常好，有三個(gè)顯著特點(diǎn)：一是回用水水質(zhì)穩(wěn)定。經(jīng)常規(guī)的生化處理系統(tǒng)處理后，COD長(zhǎng)期穩(wěn)定在1500mg/L左右，SS為900～1000 mg/L，pH＝7.5。二是沒(méi)有鹽分積累。回用水中含有微量的無(wú)機(jī)鹽，其中鉀787mg/L、鈣147mg/L、 鈉431mg/L、 鎂50.2mg/L、 鋁4.6mg/L、鐵3.3mg/L、鉻0.008mg/L、鉛0.013mg/L、鎘0.0022mg/L。不存在任何積累問(wèn)題，從未出現(xiàn)異?，F(xiàn)象?，F(xiàn)在噸紙耗水量在1.5～2m3之間，中水回用率100%，不存在人們擔(dān)心的無(wú)機(jī)鹽積累的問(wèn)題。三是產(chǎn)品質(zhì)量持續(xù)穩(wěn)定，生產(chǎn)過(guò)程全部正常。

附：中段水處理回用流程：

中水處理數(shù)據(jù)顯示：

噸紙總用水量為55m3左右，污水處理系統(tǒng)進(jìn)口COD含量5300mg/L左右，折含有機(jī)物291.5kg。

這類(lèi)有機(jī)物（291.5kg）的去向：

經(jīng)格柵、斜網(wǎng)回收工段，噸紙（按噸紙用水55m3計(jì)算）折回收殘漿20.9kg用于造紙。

水中有機(jī)質(zhì)經(jīng)厭氧菌、好氧菌的分解作用將COD大幅度降解，其中一部分產(chǎn)生無(wú)機(jī)化合物（二氧化碳、甲烷等）以氣體形式排空，一部分代謝、轉(zhuǎn)化為生物菌的營(yíng)養(yǎng)劑，供菌群繁殖，折削減COD 75.23kg。

污泥脫水工段脫出污泥112.87kg，用于生產(chǎn)生物肥。

經(jīng)深度處理的污水，其COD含量降為1500mg/L左右并一直保持穩(wěn)定，全部回用于生產(chǎn)車(chē)間。

——這就是該公司之所以連續(xù)回用不排水的根本原因。

需要補(bǔ)充說(shuō)明的是，由于該公司在蒸煮工段全部采用生物技術(shù)，不添加任何化工原料，于是中水處理流程中的生物菌所獨(dú)有的凝聚、沉淀作用凸顯出來(lái)，所以今年以來(lái)，在中水處理過(guò)程中，基本不再添加絮凝劑等類(lèi)化學(xué)藥品，污泥脫水時(shí)間也由之前的24小時(shí)不間斷進(jìn)行，調(diào)整為階段性脫水，此舉既大量節(jié)約了資源和費(fèi)用，又保持了水質(zhì)的穩(wěn)定，整個(gè)污水處理過(guò)程不產(chǎn)生任何新的污染，真正做到了節(jié)能、減排、低碳和循環(huán)利用。

綜上所述，采用生物技術(shù)，利用秸稈制漿造紙，既實(shí)現(xiàn)了使制漿黑液改性并轉(zhuǎn)化成為新的蒸煮材料和中段水全部回用“兩大循環(huán)”，完全根治了草漿蒸煮污染，通過(guò)創(chuàng)新工藝又能生產(chǎn)出優(yōu)等紙，徹底改寫(xiě)了草漿造紙污染的歷史。從2008年7月至今，已經(jīng)連續(xù)28個(gè)月滴水沒(méi)有外排，終結(jié)了草漿造紙外排水的歷史，徹底改變了“一個(gè)紙廠(chǎng)污染一條河”的局面和狀況。

四、“采用生物技術(shù)秸稈制漿造紙”的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)

1、利國(guó)：

⑴可緩解國(guó)家對(duì)木漿和廢紙的進(jìn)口壓力，節(jié)約外匯；減少植樹(shù)造紙的巨額投資和大量占地；減少木材砍伐，有利于環(huán)境保護(hù)。

⑵大量節(jié)約水資源。噸紙耗用清水已由55m3驟降為不足2m3（因抄造過(guò)程中烘缸揮發(fā)和水處理流程中蒸發(fā)掉少量水分，所以?xún)H補(bǔ)充清水1.8m3/噸紙），噸紙節(jié)水53m3。以該公司年產(chǎn)30萬(wàn)噸高瓦紙計(jì)算，年可節(jié)水1600萬(wàn)m3。

⑶大量節(jié)約煤炭資源和能源。由于蒸煮保溫時(shí)間由3～4小時(shí)/球縮短為60～70分鐘/球，蒸煮溫度由180℃降為140℃左右，蒸煮壓力由8kg降為4kg左右，節(jié)能降耗效果十分明顯，因此該公司年30萬(wàn)噸產(chǎn)能可節(jié)標(biāo)煤6萬(wàn)多噸。

⑷大量節(jié)約化工原料。蒸煮黑液經(jīng)生物菌群的代謝作用改性后生成的生物液，完全可替代化工原料用于蒸煮，噸漿節(jié)省亞銨等化工原料300kg；另外中水處理過(guò)程中減少聚合氯化鋁95%以上，該公司30萬(wàn)噸產(chǎn)能年節(jié)約化工原料10多萬(wàn)噸。

由此看出，“生物技術(shù)制漿造紙”完全符合資源節(jié)約、環(huán)境友好、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、低碳經(jīng)濟(jì)、節(jié)能減排的基本國(guó)策和發(fā)展趨勢(shì)。

2、利民：

秸稈造紙促農(nóng)民回收秸稈畝均增收100元以上；造紙不排水，保護(hù)和優(yōu)化了人們的生活環(huán)境。

3、利企：

⑴原材料來(lái)源充足。以秸稈作為造紙?jiān)?，是農(nóng)業(yè)為人類(lèi)生存而年年產(chǎn)生的閑置資源，是取之不盡、用之不竭的。我國(guó)年產(chǎn)作物秸稈約7億噸，若能提高其利用率，草漿造紙企業(yè)完全可實(shí)現(xiàn) “有米可炊”。

⑵生產(chǎn)成本低。秸稈制漿，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于木漿和廢紙漿的價(jià)格；黑液改性成為蒸煮材料，減少了化工材料成本；黑液采用生物處理，減少了黑液處理的大量投資與處理費(fèi)用；生物技術(shù)制漿造紙，中段水處理費(fèi)用大大降低；中段水全部回用，可節(jié)約大量水資源費(fèi)用。

從目前形勢(shì)分析，我國(guó)木材資源匱乏，木漿及廢紙的進(jìn)口將因價(jià)格和數(shù)量等因素而倍受限制。因此今后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間之內(nèi)，造紙行業(yè)難以真正擺脫原料短缺的桎梏，這將給“世界第一造紙大國(guó)”造成嚴(yán)重影響。而采用生物技術(shù)，利用秸稈制漿造紙，既能徹底治理草漿污染，又獨(dú)具節(jié)能減排、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、低碳經(jīng)濟(jì)等諸多優(yōu)勢(shì)，這無(wú)疑將為保持整個(gè)造紙行業(yè)持續(xù)、健康發(fā)展，以及盡快建成世界第一造紙強(qiáng)國(guó)帶來(lái)新的生機(jī)和無(wú)限希望。

2010－9－28