針對不同工藝,，研發(fā)突破10項關(guān)鍵技術(shù)及11項支撐技術(shù)，形成了5套科技創(chuàng)新集成技術(shù),，實現(xiàn)了制漿造紙清潔生產(chǎn)與水污染全過程控制——
“現(xiàn)在我可以自信地說,，綠色造紙在我們這代人手中實現(xiàn)了！”中國工程院院士,、華南理工大學(xué)教授陳克復(fù)高興地說,。去年他與多位專家到技術(shù)成果應(yīng)用企業(yè)山東太陽紙業(yè)股份有限公司考察時，大家驚喜地發(fā)現(xiàn)：廢水處理后的排水口水質(zhì)清澈,，蘆葦叢生,，成為當?shù)氐囊粋€著名景點，還有很多新人在此拍攝婚紗照,。
針對造紙行業(yè)水污染的重大問題,，近10年來，陳克復(fù)帶領(lǐng)團隊針對不同工藝,，研發(fā)突破10項關(guān)鍵技術(shù)及11項支撐技術(shù),，形成了5套科技創(chuàng)新集成技術(shù)，實現(xiàn)了制漿造紙清潔生產(chǎn)與水污染全過程控制,，通過全行業(yè)共同努力,，造紙行業(yè)摘掉了排污大戶的帽子，樹立起我國造紙的新形象,。
國家連續(xù)4次發(fā)文整治造紙業(yè)
造紙是我國重要的基礎(chǔ)原材料產(chǎn)業(yè),，2011年產(chǎn)量近1億噸，居世界第一,。但隨之而來的是水環(huán)境污染問題也日益突出,，數(shù)據(jù)顯示,，2011年造紙行業(yè)廢水排放總量達38.3億噸，約占工業(yè)廢水排放總量的1/5,；化學(xué)需氧量（COD）排放總量達74.2萬噸,，約占工業(yè)COD排放總量的1/4，被社會稱為“污染大戶”,。
“當年國家連續(xù)4次發(fā)文,，明確提出專項整治造紙這一重點排污行業(yè)，嚴控廢水和COD排放量,。解決造紙行業(yè)水污染是迫在眉睫的重大科技難題,。”陳克復(fù)回憶道,。
陳克復(fù)1971年到天津輕工業(yè)學(xué)院任教并開始進修制漿造紙專業(yè),，師從我國造紙專家隆言泉教授?！奥±蠋煶Ｕf,，什么時候我們能把造紙污染、設(shè)備落后這兩大難題解決了,，才算有真正的進步,。”這句話他一直銘記在心,。
1994年,，我國發(fā)生了震驚中外的“淮河流域水污染事件”，造紙企業(yè)排放未經(jīng)過處理的廢水是引發(fā)此事的重要原因,?！芭懦鰜淼乃际呛诘??！甭牭接腥巳绱嗣枋鑫廴镜氐那闆r，他痛心不已,，“我這輩子的首要目標,，就是要想辦法解決造紙行業(yè)的污染問題”。
2011年,，他帶領(lǐng)項目組聯(lián)合山東兩家大型造紙企業(yè)組建了產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新團隊,。
“我們的科研理念就是盡可能讓資源全利用?！标惪藦?fù)提出,，“第一，研發(fā)的技術(shù)必須實現(xiàn)造紙行業(yè)全覆蓋,；第二,，改變造紙業(yè)傳統(tǒng)的廢水末端治理模式,，提出清潔生產(chǎn)與末端治理相結(jié)合的水污染全過程控制新模式，把廢水量降到最低,。最終的目標是讓造紙業(yè)水污染排放指標優(yōu)于歐盟,、美國等標準，水污染控制技術(shù)水平要達到國際領(lǐng)先,?！?/span>
技術(shù)創(chuàng)下多個國際首次
“一項新技術(shù)的落地應(yīng)用，是一個極其復(fù)雜的過程,，會碰到很多不可預(yù)見的問題,。”陳克復(fù)感嘆道,。
針對COD濃度高,、污染負荷重、常規(guī)處理方式難以達標的問題,，團隊創(chuàng)新性地將機械蒸汽再壓縮蒸發(fā)技術(shù)應(yīng)用于化學(xué)機械制漿廢水的預(yù)蒸發(fā),，再結(jié)合多效蒸發(fā)器進一步濃縮后送堿回收系統(tǒng)燃燒處理，實現(xiàn)水污染物的資源化利用,。
化學(xué)法制漿中,，如何實現(xiàn)纖維素、半纖維素,、木素三大組分的連續(xù)分離,，是一道國際難題。實驗室里可以用低酸分離半纖維素,，但到了工廠,，此方法不靈了，因為低酸分離會影響到后續(xù)的流程,。正在團隊一籌莫展時,，他們從廣東人的“煲湯”中得到啟發(fā)。
“比如蟲草在100攝氏度的高溫下,，連續(xù)煮二三十分鐘,，就能分離出其中的有益成分。能不能用這種方法分離半纖維素,？”團隊嘗試用熱水煮木材,，不斷嘗試之下，他們發(fā)現(xiàn)用170攝氏度高溫蒸煮木片,，就能成功分離半纖維素,。
可要在生產(chǎn)線上實現(xiàn)170攝氏度的高溫環(huán)境，這又產(chǎn)生了新挑戰(zhàn),。為此,，團隊創(chuàng)新研發(fā)連續(xù)水解蒸煮技術(shù),、協(xié)同深度脫木素技術(shù)，在連續(xù)狀態(tài)下先后分離提取半纖維素,、木素,，最后剩下纖維素，成功實現(xiàn)纖維原料的全利用,。這在國際上尚屬首次,。
廢紙變成新紙最關(guān)鍵的脫墨處理流程，傳統(tǒng)使用的堿性脫墨技術(shù)是導(dǎo)致污染負荷嚴重的主要環(huán)節(jié),。團隊創(chuàng)新研發(fā)了近中性脫墨技術(shù)和造紙廢水梯級循環(huán)回用技術(shù),，實現(xiàn)廢紙制漿水重復(fù)利用率大于95%，造紙水重復(fù)利用率大于90%,，節(jié)約了用水量,，減少了廢水排放。
但如何在大型現(xiàn)代化廢紙制漿堿性系統(tǒng)中實現(xiàn)近中性脫墨,？“這是我們研發(fā)這項技術(shù)時面臨的較大困難,。”陳克復(fù)說,，合作企業(yè)的廢紙制漿造紙生產(chǎn)線產(chǎn)量非常大,，每天24小時不間斷運行。技術(shù)首先要在生產(chǎn)線上做生產(chǎn)實驗,，由于實驗室研發(fā)的情況跟實際生產(chǎn)有差距,，需要不斷調(diào)整實驗方案。經(jīng)不斷協(xié)同合作,，最終實現(xiàn)了技術(shù)應(yīng)用,。
但技術(shù)問題接踵而來。到了終端的制漿造紙廢水排放階段,，團隊發(fā)現(xiàn),，采用工廠現(xiàn)有的常規(guī)污泥脫水處理和設(shè)備，根本無法處理達到資源化利用的干度,。“又不能外送填埋處理,，那樣做容易出現(xiàn)污染轉(zhuǎn)移和二次污染,。因此,，這個問題不解決就無法實現(xiàn)污泥的資源化利用，嚴重影響該技術(shù)在生產(chǎn)企業(yè)的推廣應(yīng)用,?！苯?jīng)實地考察、技術(shù)交流,，通過幾個月的艱苦奮戰(zhàn),，團隊研發(fā)出造紙深度處理污泥電滲透脫水處理技術(shù),，實現(xiàn)污泥由原來的30%干度提高到45%以上，解決了污泥脫水的難題,，為該技術(shù)的應(yīng)用鋪平了道路,。
十年磨一劍。團隊研發(fā)突破了10項關(guān)鍵技術(shù)及11項支撐技術(shù),，形成5套科技創(chuàng)新集成技術(shù),，創(chuàng)造了多項國際首次。
廢水等排放量已低于多個重點行業(yè)
“采用我們技術(shù)的企業(yè),，不僅廢水處理成本降低了,，單位產(chǎn)量廢水和COD排放指標也遠優(yōu)于歐盟標準，清潔生產(chǎn)技術(shù)水平達到國際領(lǐng)先,?！标惪藦?fù)說，“特別是噸產(chǎn)品的COD排放量,，通過多次第三方鑒定,，我們已經(jīng)實現(xiàn)了歐盟標準的1/10?！?/span>
如今,，項目所研發(fā)的制漿造紙清潔生產(chǎn)與水污染全過程控制技術(shù)，已全部入選生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《HJ 2302-2018 制漿造紙工業(yè)污染防治可行技術(shù)指南》,，作為行業(yè)推薦的先進技術(shù)在全國范圍內(nèi)推廣,。相關(guān)技術(shù)已在山東太陽紙業(yè)股份有限公司、山東華泰紙業(yè)股份有限公司等10家大中型造紙企業(yè)的制漿造紙生產(chǎn)線上及末端廢水處理中應(yīng)用,，并推廣應(yīng)用到廣東,、廣西、河南,、河北等地的制漿造紙企業(yè),。
數(shù)據(jù)顯示，在該項目的推動下,，中國造紙行業(yè)廢水與COD排放總量比2011年下降38.2%和55%,，廢水和COD排放量已低于多個重點行業(yè)，摘掉了污染大戶的帽子,。
“大家以為造紙都必須砍樹,，事實上完全不是?！标惪藦?fù)忍不住為造紙行業(yè)“正名”,。他說，“少用一張紙,，少砍一棵樹”此類的公益廣告,，初衷是好的,，但對造紙行業(yè)的認知仍然存在誤區(qū)。實際上,，我國造紙原料并不靠砍樹,，其中65%的原料來源于回收的廢紙，25%源于進口或本土小部分桉樹木漿,，10%源于甘蔗渣,、竹子、蘆葦,、麥草等其他廢纖維原料,。
“當年的造紙業(yè)污染問題，現(xiàn)在看來基本解決了,，但落后問題還沒有百分百解決,。我和我的老師一樣，寄希望于我的團隊和學(xué)生,，沒有做完的事情繼續(xù)做下去,。”陳克復(fù)說,，“我們的技術(shù)不設(shè)壁壘,，歡迎和行業(yè)其他企業(yè)共享技術(shù)成果。只有通過全行業(yè)共同行動,，造紙行業(yè)才能摘掉排污大戶的帽子,，真正實現(xiàn)綠色發(fā)展?！?/span>
