中国轻工院士陈克复：清洁生产与末端治理相结合的水污染全过程控制新模式 -威尼斯2299
阅读次数： 发布时间:2020-05-24 21:29:07
记者：陈院士您好！首先，祝贺您作为第一完成人的项目荣获2019年度国家科学技术进步奖一等奖，成为全国仅有的22个科技进步奖一等奖之一。请您介绍一下项目对行业发展带来的重要意义。
陈克复：节水减排、减少水污染是国内外造纸行业面临的共同难题和持续努力的方向。为了遏制并全面解决造纸行业的水污染，国家不仅出台了严格的《制浆造纸工业水污染物排放标准》，而且连续发文，要求专项整治造纸这一重点排污行业。在国家水体污染控制与治理科技重大专项、工业和信息化部清洁生产专项等支持下，华南理工大学与山东太阳纸业股份有限公司、山东华泰纸业股份有限公司共同组成产学研用科技团队，研发突破了覆盖造纸行业化学机械法制浆、化学法制浆、废纸制浆和造纸等所有主要工艺的清洁生产与水污染控制技术，在现代化大型生产线实施产业化及推广应用，获授权发明专利30件，发表sci论文36篇，出版专著3部，产生显著的经济效益和环境社会效益。
本项目构建了清洁生产与末端治理相结合的水污染全过程控制新模式，使我国制浆造纸清洁生产技术达到国际领先水平，成果被列入国家水专项标志性成果，为造纸行业新旧动能转换和绿色制造提供了示范。
记者：在获奖项目技术攻关过程中，研发团队遇到的最棘手的问题及难点是什么？
陈克复：项目从研发到应用、到产业化是一个极其复杂的过程，存在许多不确定因素。技术过硬是一方面，企业全力支持也尤为重要，不仅需要领导重视、而且需要从上到下各级技术人才的通力配合，真正把产学研合作落到实处，才能实现技术的落地，创造价值。在本次获奖项目的技术攻关中，我们遇到的最棘手的问题及难点就是造纸生产流程废水排放点多，循环水回用路线复杂，每一项技术的实施改进都涉及多个工序，因此，需要研发团队和生产团队紧密协作，在每次实施前都进行周密部署，拿出最优方案，尽量减少对产品产量的影响，而且要在降低成本、提高产品质量方面下功夫。
记者：请您具体介绍一下项目的推广应用情况以及应用后带来了哪些环境、经济与社会效益？并结合项目的研究成果，具体介绍一下项目技术与其他现行技术相比所具有的优势是什么？
陈克复：本项目所研发的制浆造纸清洁生产与水污染全过程控制技术，已在山东太阳纸业股份有限公司、山东华泰纸业股份有限公司等10家大中型造纸企业的制浆造纸生产线上及末端废水处理中应用，目前又推广应用到广东、广西、河南、河北等地的制浆造纸企业。除此之外，项目技术已全部被选入生态环境部发布的《hj2302-2018制浆造纸工业污染防治可行技术指南》，作为行业推荐的先进技术在全国范围内推广。
以废纸脱墨制浆造纸为例，废水主要来源于制浆工段废纸碎浆、洗筛、浮选脱墨、漂白等工序，以及抄纸过程产生的白水。废水污染物除细小纤维、填料外， 更重要的危害性物质为油墨和可溶性胶黏物(dcs)。常规方法都是使用碱性脱墨，虽然效果好，但是纤维损伤大且易发生碱性发黑，后续药剂消耗高，污染负荷重，废水codcr浓度达4000mg/l以上；另外，废水中细小纤维和dcs浓度高，限制了水循环回用。如何解决？一是研发了高浓碎浆和近中性脱墨技术，实现碎浆过程油墨和纤维的高效分离，首次在大型现代化废纸制浆碱性系统中实现ph 值7.5条件下的近中性脱墨，提高了纤维质量，减少了化学品消耗，废水codcr浓度降至2500mg/l ；二是研发了可溶性胶黏物控制技术，并集成应用多圆盘白水过滤和三级微气浮循环水处理技术，废水中dcs 浓度降低20%以上，实现白水三回路封闭循环和80% 以上细小纤维的高效回收。与其他现行技术相比，制浆和造纸过程的水重复利用率提高5%以上，分别达到95%和90%；吨纸制浆造纸全过程废水产生量降至10 m3 以下；另外，在生产成本方面，与原有技术相比，吨纸降低近40元；实现了降污增效。
再以化学法制浆为例，废水主要来源于蒸煮、漂白等工序，水污染物主要是降解的半纤维素、木素等有机物；对于二氧化氯漂白，除会产生有毒有害可吸附有机卤化物aox 外，因洗涤废水含高浓度氯离子，腐蚀性强，很难回用。因而相对其他制浆过程，化学法制浆原料利用率低、废水污染大。是否有更好的办法能把半纤维素也分离出来加以利用，提高原料利用率。能否进一步挖潜，降低废水污染。对于前者，研究论文很多，但在工程上能把原料三大组分连续分离出来还没有先例，通过联合攻关，首创连续水解- 连续蒸煮方法，实现三大组分的完全分离，解决了这一国际难题，提高了产品的附加值。对于后者，创新“蒸煮- 氧漂”协同脱木素技术及“置换- 扩散- 挤压”滤液高效分离技术，尽可能多地把水污染物送碱回收系统进行资源化处理；通过上述方法，纸浆的可漂性增加，然后再通过单元强化，显著减少二氧化氯漂白剂用量，增加废水回用。与其他现行技术相比，项目吨纸化学法制浆废水量可降至20 m3以下，废水codcr浓度也只有1000 mg/l，达到国际领先水平。
