造纸工业二恶英减排途径研讨论文

造纸工业二恶英减排途径研讨论文

　　二恶英是一类工业生产中无意产生的持久性有机污染物（POPs），具有高毒性、难降解和生物富集的特征，可通过空气、水、迁徙物种及产品远距离传输并沉积，并在生态系统中长期累积。相关研究表明，二恶英是世界上毒性最强的物质之一，即使暴露在非常低剂量的二恶英中也有可能引发癌症、损害神经系统、引发免疫系统疾病、生殖紊乱以及干扰婴幼儿的正常发育，直接威胁人类生存繁衍和可持续发展。包括二恶英在内的持久性有机污染物被联合国环境规划署（UNEP）视为“世界面临的最大挑战之一”。由于POPs类物质对人体健康和生物体的巨大毒性和危害，国际社会于2001年签署了《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》，旨在减少、消除和预防POPs污染，保护人类健康和环境。中国作为公约的首批缔约国，于2007年启动“中华人民共和国履行《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》国家实施计划（NIP）”，开始履行对各类POPs削减的承诺和义务。

　　在《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》中把首批受控的12种POPs物质分为了3大类：第一、第二类为故意生产的含氯杀虫剂；第三类为包括二恶英在内的非故意产生的持久性有机污染物（UPOPs）。UPOPs由于其产生的伴生性，并且涉及国民经济中的众多行业，是减排POPs类物质的难点，也是NIP中主要控制的POPs类物质。

　　制浆造纸被认为是化学品和消耗性产品中最大的UPOPs排放源。随着我国加入《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》，POPs减排和控制成为我国环境保护目标的重要内容，对于造纸行业的二恶英减排不仅是国际履约的重要保障，也是实现行业优化、转型、提高的重要机遇。通过应用和推广国际行业内先进的最佳可行技术与最佳环境实践，可大幅提高整个行业生产的环境友好程度和可持续发展能力。

我国造纸行业二恶英减排的困境

行业整体环境保护能力欠缺

　　现代造纸工业是一个对技术装备要求很高的行业，装备水平的高低直接决定了制浆造纸的技术工艺的选择以及产出效率和污染排放水平。改革开放以来，中国造纸工业的技术与装备水平有了很大的提高，部分大型造纸企业已经拥有了世界上领先的技术与装备。但是中小企业的状况就不容乐观，尤其是年产量在3万吨以下的生产线，其工业装备水平甚至远远低于20世纪六七十年代国际平均水平。由于中小型造纸企业占了中国造纸行业的主要份额，中国造纸行业的整体技术装备水平与国际先进水平仍然存在很大的差距。

　　技术装备和工艺水平的落后，导致行业整体污染排放问题十分严重，2009年造纸及纸制品工业产生的废水量和COD分别占工业排放的18.78%和33%，在国家统计的41个工业行业中，高居第1位。我国大多数造纸企业的环境污染治理能力、环境管理水平和资金投入水平应对常规污染控制尚存在较大困难，对于二恶英减排更是力有不逮。

科技支撑薄弱

　　二恶英是一种微量污染物，由于其异构体多、检出限极低，其减排需要较高的科技支撑能力。我国从事二恶英及其减排研究开展较晚，技术力量较为薄弱，目前长期从事二恶英研究并具有检测能力仅清华大学、中国科学院生态环境研究中心等为数不多的几家研究机构。而且，针对我国造纸行业不同工艺条件、不同造纸原料的二恶英排放特征和控制技术所做的原创性研究还存在空白。

减排的政策约束不强

　　随着NIP的启动，二恶英减排已经成为了中国环境目标的重要内容，并且环保部也出台了《全国主要行业持久性有机污染物防治“十二五”规划》，但是针对造纸企业的二恶英排放并没有强制标准和要求，这导致对二恶英排放主体的强制约束不足，二恶英减排还没有成为企业决策的影响因素。

减排策略

技术改造对策

　　尽管整个造纸过程都有可能产生二恶英类化合物，但是许多研究也表明二恶英产生和释放会因为生产原料、生产工艺、生产流程、污染治理等生产条件的不同存在巨大的差异。自从在制浆造纸废水中发现二恶英后，国外许多企业和机构对于工艺和生产优化对二恶英削减的作用进行了深入的研究，得到了一些可行的控制二恶英产生的新工艺。UNEP在此基础上制定了造纸行业二恶英控制的最佳可行技术/最佳环境实践（BAT/BEP）导则。由于我国造纸原料的复杂性以及产生工艺的差异性远远超过国外，因此，应该在借鉴国际先进控制经验的基础上筛选适合中国的工艺技术进行推广。根据环保部2009年开展的“中国无意产生的持久性有机污染物非木浆造纸行业排放研究”项目的研究成果，目前主要有工艺替代、工艺优化类技术措施适合在中国推广。

　　工艺替代措施。工艺替代措施主要包括漂白工艺和蒸煮工艺的替代。漂白过程中含氯漂白剂的使用已经被证明是造纸过程中二恶英产生最主要的环节，采用新的漂白工艺、减少或替换含氯漂白剂的用量是削减二恶英类形成的有效措施，目前成熟的技术包括：采用O2、O3、H2O2和酶漂等全无氯漂白工艺（TCF）和使用ClO2取代Cl2的无元素氯漂白工艺（ECF）。蒸煮工艺的替代主要是采用连续蒸煮工艺替代间歇蒸煮工艺和蒸球蒸煮工艺。

　　工艺优化措施。工艺优化措施可使用在蒸煮、洗浆和漂白多个工艺环节。在蒸煮环节的优化措施有在蒸煮过程中添加蒽醌或多硫化物和改良连续蒸煮工艺，这能够在蒸煮过程中尽量脱除木素以减少二恶英类物质的前驱物的形成。洗浆环节的措施有：强化漂前洗浆，通过增加洗鼓真空度、合理设计水腿和喷淋水位置、加大喷淋水量来提高纸浆的洗净度，降低水相中有机物的含量；增加螺旋挤浆设备等提高黑液提取率，减少中段水中的COD、BOD、SS等污染物质，降低氯化过程中二恶英类有机污染物的形成风险。漂白环节的措施主要是通过增加O2、H2O2和酶漂等工序，减少含氯漂白剂的使用量、削减后续工段二恶英类的生成量。

　　除此之外，还有一些措施能有效减少二恶英类物质产生和排放的风险，包括：不使用被氯酚污染的原料、不使用含二苯并二恶英和二苯并二呋喃的消泡剂、加强污泥的管理与处置和加强碱回收工艺管理。