(漳州市中天環(huán)保科技有限公司,福建 漳州 363000)
清潔生產是指不斷采取改進設計、使用清潔的能源和原材料、采用先進的工藝技術與設備、改善管理、綜合利用等措施,從源頭削減污染,提高資源利用率,以降低對環(huán)境和人類的危害[1]。2016年7月,為了促進清潔生產,規(guī)范清潔生產審核行為,國家發(fā)展和改革委員會和原環(huán)境保護部頒布了《清潔生產審核辦法》。制漿造紙行業(yè)是高消耗高污染產業(yè),傳統的發(fā)展模式已受到資源短缺和環(huán)境污染的限制,以末端治理為主的污染控制模式應逐漸被清潔生產的“源削減”模式所取代。作為一種全新的發(fā)展戰(zhàn)略,清潔生產以“節(jié)能、降耗、減排、增效”為核心目標,從根源上解決環(huán)境和資源問題,從而實現經濟、社會持續(xù)共贏發(fā)展[2]。本文以某瓦楞紙生產企業(yè)的廢紙制漿過程為例,根據清潔生產審核程序和步驟,從生產工藝及設備要求、資源和能源消耗、污染物產生三大方面進行清潔生產水平分析,并闡述清潔生產方案和實施成效。
該企業(yè)紙品生產規(guī)模為15萬t/a,以國產廢紙為原料,經碎漿、高濃除渣、粗篩、除砂器、精篩、濃縮和磨漿等工序制備廢紙漿,再輸送至造紙車間生產高強瓦楞紙。企業(yè)主要工程組成包括制漿車間、造紙車間、鍋爐車間和污水處理站,主要生產設備為4600型雙疊網紙機,配有2臺25 t/h的燃煤鍋爐,廢氣處理采用“布袋除塵+雙堿脫硫”,廢水處理采用10 000 m3/d“高效淺層氣浮+水解+生物接觸氧化”工藝。下面主要分析制漿車間的現狀。
企業(yè)廢紙碎漿工序采用D型水力碎漿機(315 kW),碎漿濃度可達到5%。廢渣主要通過絞繩、圓筒篩、高濃除渣器、三段除砂器等排出,粗篩和精篩分別采用升流式壓力篩(ZSL54C2 m2200 kW)和外流式壓力篩(ZSL331.2 m245 kW),濃縮工序采用多盤濃縮機(ZNP2615 kW),長纖維束采用雙盤磨漿機(132 kW)。
制漿車間用水取自附近地表水,主要用電設備為碎漿機、壓力篩和盤磨機等,審核前車間資源和能源消耗情況如表1所示。
表1 資源和能源消耗情況
制漿車間廢水產生于濃縮工序、篩選除渣設備清洗和廢渣濾液等,主要污染物為CODCr、BOD5、SS和氨氮等,廢水產生量為66.85萬m3,CODCr產生量為1 370.42 t。
根據《制漿造紙行業(yè)清潔生產評價指標體系》規(guī)定,重點考慮廢紙漿定量評價指標項目,以審核前全年各項數據作為評價基礎,對廢紙制漿過程進行清潔生產水平分析。如表2可知,廢紙制漿過程的清潔生產整體水平處于Ⅲ級,達到國內清潔生產一般水平,但經現場調查發(fā)現,該企業(yè)的制漿車間仍存在許多清潔生產潛力。
通過對現場工藝流程、設備運行狀況、水平衡情況等研究分析,筆者發(fā)現,該企業(yè)主要存在如下問題:原設計工藝流程可進一步精簡,減少設備運行能耗;濃縮工序處理效率低,需長時間脫水,耗能大;圓筒篩排出的廢塑料含有較多的纖維;水重復利用率偏低;碎漿機、磨漿機等高耗能設備存在空轉現場。
該企業(yè)確定制漿車間為審核重點,并確定3個清潔生產審核目標,具體如表3所示。
表2 廢紙漿定量評價指標項目
表3 清潔生產審核目標
通過建立審核重點的物料平衡、水平衡等,筆者發(fā)現纖維隨廢渣流出嚴重、碎漿和磨漿設備能源浪費嚴重、碎漿用水部分采用新鮮水、設備清洗廢水未回用等問題,為清潔生產方案的制定提供依據。
制漿車間共制定2個中/高費方案、6個無/低費方案,具體如下。一是尾漿處理技術改造(中高費方案),采用尾漿篩替換圓筒篩和雜質分離機,可提高尾漿處理能力,同時防止跑漿現象,每年減少纖維流失約100 t/a,提高廢紙利用率。二是制漿車間節(jié)能改造(中高費方案),取消中濃除渣器和二段粗篩,原有三段除砂改為二段除砂,一段粗篩機更換為低能耗設備(110 kW),精篩機改用篩鼓面積較大(2 m2)的型號。方案共拆除8臺設備,新增2臺設備,總耗能減少185 kW×24 h/d×300 d/a=133.2萬kW·h/a。三是低耗濃縮技術改造,采用自身無需能耗的斜篩替換多盤濃縮機,斜篩具有結構簡單、成本低、處理能力大的優(yōu)點,方案可節(jié)省能耗21.6萬kW·h/a。
四是白水回用技術改造,將紙機網部白水引至制漿車間,用于碎漿、篩選和除渣設備的清洗,清洗廢水經簡易沉淀后回用至碎漿工序,同時碎漿不再補加新水,全部采用白水。方案可減少新水取用量約12.5萬m3/a。五是降低耗能設備運行時長,碎漿機運行時長減少1.5 h/d,磨漿機運行時長減少3 h/d,方案可節(jié)省能耗約26.1萬kW·h/a。六是規(guī)范廢紙和廢渣堆放場所。七是加強管道、設備密封管理,減少跑冒滴漏現象。八是規(guī)范廢渣濾液導流措施,提升車間環(huán)境。
企業(yè)制漿車間的8個方案全部實施,總投入158.1萬元,年效益150.66萬元,同時在節(jié)電、節(jié)水廢水減排等方面取得明顯成效,具體情況如表4所示。
表4 已實施清潔生產方案成果
方案實施后,企業(yè)的清潔生產審核目標均可完成,并在單位產品取水量和水重復利用率兩個二級指標上提升1個等級。
通過在廢紙制漿過程中推行清潔生產,企業(yè)提出8個清潔生產審核方案,共投入158.1萬元,方案實施后,節(jié)電180.9萬kW·h/a、節(jié)水12.57萬m3/a、節(jié)省廢紙消耗120 t/a,廢水減排11.24萬m3/a,年收益達150.66萬元/a,具有明顯的經濟效益和環(huán)境效益。因此,企業(yè)開展清潔生產審核工作非常有意義。