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綠色化學又稱清潔化學，綠色化學是在設計、制造和應用化學品的過程中減少或消除有害物質的使用和產生一整套原則的利用。其目的是依靠科技發展創造污染系數低、資源和能源消耗少的化學反應和生產工藝。其理想是不再使用有毒、有害物質，不再產生廢物，不再處理廢物，是一門從源頭阻止污染的化學。綠色化學的發展必將對造紙工業的發展起著深遠的影響，值得我們深入研究與探討。

關鍵詞：綠色化學；制漿造紙；綠色制漿造紙

1綠色化學

1.1綠色化學的重要意義

近年來化學工業向大氣、水和土壤等排放了大量有毒有害的物質。人類為先污染后治理的作法付出了慘重的代價，而且有些污染是很難**的，如氣候變暖、臭氧層破壞、重金屬和農藥在環境介質間的傳遞等等。近年來，綠色化學與技術的發展證明，綠色化學是化學科學與化學工業可持續發展的必由之路。美國化學會主席EdWasserman在1999年總結綠色化學授獎慶典上指出：“綠色化學的進步將證明，我們有能力為我們生存的地球負責。獲獎成就只是綠色化學運動發展的一個縮影，但它們發出這樣的信息：綠色化學是有效的、也是有益的。綠色化學是對人類健康和生存環境所做的正義事業[1]。”

1.2綠色化學內容

綠色化學與環境治理是二個不同的概念，環境治理是對已被污染的環境進行治理，使它恢復到被污染前的狀態，它是一種被動的行為。而綠色化學是一種主動積極的預防，是從源頭上阻止污染物的生成，不能簡單的把綠色化學理解為化學反應或化工生產中，不排放有毒有害物質。綠色化學要求淘汰有毒的原材料，探求新的合成路線，采用無污染的反應途徑和工藝，能大限度的減少“三廢”，并實行“原材料選擇、產品生產、產品使用、循環再利用”全過程控制。綠色化學技術的發展和應用能提高資源和能源的利用率，防止或減輕污染，改善環境質量，從而大大提高生產過程的經濟和社會效益，成為實現經濟和社會可持續發展的途徑之一。

2制漿造紙與綠色化學

2.1造紙工業污染問題

造紙工業是國民經濟的重要基礎原材料工業，造紙產業具有資金技術密集、規模效益顯著的特點，其產業關聯度強，市場容量大，是拉動林業、農業、印刷、包裝、機械制造等產業發展的重要力量，已成為我國國民經濟發展新的增長點。紙及紙板的消費水平是衡量一個國家現代化水平和文明程度的標志。同時造紙產業是耗能、耗水大戶，也是節能減排、污染治理的重點行業。近年來，我國已成為世界造紙工業的生產、消費和貿易大國，造紙產量以每年10%以上的速度遞增。與此同時，制漿造紙工業對自然環境所造成的污染仍比較嚴重，尤其是對水環境的污染，已成為工業污染防治的難點，其重要原因是仍然存在產業布局、企業規模、原料結構不合理，技術裝備、生產工藝落后，堿回收率低等問題。

2.2綠色制漿造紙

綠色化學的發展為制漿造紙工業提供了綠色產業的嶄新前景，造紙工業節能減排、綜合治理的新技術和新方法，環保科技創新等，為實現我國制漿造紙污染治理技術達到水平，實現我國制漿造紙工業的綠色可持續發展做出新的貢獻。“十三五”期間，隨著國民綠色化學清潔生產的環保意識日益增強，以及國家對造紙行業環境管理和整治力度的加強，與造紙行業相關的產業政策、標準和法規相繼出臺，這一方面促使國家對造紙環保研發支持力度不斷加大，同時企業也自主加大治污資金投入，從而使我國制漿造紙污染治理技術的研究與應用步入了一個新的歷史時期。從制漿造紙廢液、廢水的處理，到固體廢物的資源化利用，再到廢氣、噪聲的處理、用水的控制及能量的回收，大量的新技術不斷涌現，且相當一部分已陸續進入產業化應用階段[2]。2.2.1采用無毒、無害原料由于我國資源匱乏，森林資源，不能像發達國家那樣*使用木材造紙，我國因地制宜，挖掘其它具有造紙價值的植物纖維原料替代木材纖維，保護森林，維持生態平衡。各地因地制宜利用當地各種農作物秸稈等禾本科植物造紙，例如稻、麥草、竹子、蘆葦、荻、麻等各種非木材植物纖維。實現秸稈的高效轉化，保護森林資源，發展生態農業，發展綠色造紙。2.2.2用可再生資源為原料我國資源，為降低成本，降低能耗，減少排放，實現資源的再生循環利用、保護環境，目前廢紙作為二次纖維回用，其廢紙制漿造紙已超過60%。2.2.3蒸煮工藝改良及蒸煮助劑的應用淘汰落后蒸煮設備及工藝，使用環保技術，減少能耗，降低蒸煮廢液的排放，提高蒸煮廢液及熱量等的回用，保護纖維質量，提高紙漿得率。例如使用連續蒸煮技術或DDS超級間蒸替代落后的蒸球等蒸煮，實現綠色生產。2.2.4ECF/TCF替代傳統的氯化（C）漂白技術使用含氯漂白劑的傳統漂白工藝中，二惡英主要產生于紙漿的氯化（Chlorination）階段。氯化過程中，漿中殘余木素通過加成、取代、置換等反應過程，形成大量的有機氯化物。有機氯化物中的氯苯類和氯酚類物質是形成二惡英的關鍵前驅物，直接影響二惡英的產生量。二惡英是一類環境危害非常大的有機污染物，具有高毒性。二惡英污染物具有強烈的致癌、致畸、致突變的“三致效應”，人類和動物通過飲食和環境污染等途徑攝入或接觸到二惡英，將可能導致生殖、遺傳、免疫、神經、內分泌等系統等受到嚴重的負面影響，危害生物體的健康。二惡英污染物毒性大，尤其是2，3，7，8-TCDD，其毒性是林的10倍、霜的900倍、化鉀的1000倍。其高毒性已經成為環境保護的重點控制對象。采用新的漂白工藝，降低成漿的卡伯值，減少含氯漂白劑的用量是削減二惡英形成的有效措施。新的漂白工藝主要方法包括無元素氯漂白（ECF）、全無氯漂白（TCF）。這些新的漂白工藝可提高料漿的可漂性，減少漂白工序中含氯漂白劑的用量，從而降低二惡英的生成量。采用無元素氯漂白和全無氯漂白技術漂白工藝是目前能夠大程度削減有機氯化物生成的漂白工藝[3]。2.2.5堿法化學制漿黑液處理堿法化學制漿黑液的CODCr高達200g/L，若不經處理直接排放，對水環境危害大，可視為事故排放。國內外目前對制漿黑液的主流處理技術都是采用堿回收處理。堿回收技術主要是將堿法制漿后產生的黑液經過蒸發、燃燒、苛化等主要工藝流程，處理后回收黑液中的化學品（主要是堿），并利用有機物燃燒后產生的熱量。將回收后的堿重復使用于制漿環節中的蒸煮工段，從而避免了黑液的直接排放，提高了化學品的循環使用，從源頭上減少了污染物的排放，減輕了環境的污染，使生產更加綠色化。2.2.6造紙白泥的資源化利用堿回收過程中由于綠液的苛化制備出了生產所需的白液重復用于蒸煮工段。同時也制造出了苛化的另一產物———白泥。白泥主要成分為碳酸鈣。針對木漿生產企業而言，白泥成分單一可直接煅燒后回用。但我國主要采用非木材制漿，其苛化后的沉淀———白泥成分復雜，難以回用。目前白泥主要的處理方式為外運填埋。不僅造成了環境的污染同時也提高了企業的生產成本。近年來經過對造紙白泥的改性、提純等處理初步探索出經處理后的白泥可用于水泥、陶瓷等作為建材使用，減少了企業的負擔以及環境的壓力，并帶來了經濟效益、環境效益和社會效益。2.2.7造紙白水的封閉循環造紙過程中產生大量的白水，白水富含纖維、細小纖維、填料等，如直接排放，將會造成纖維等造紙物料的損失和造紙用水量的急劇提升以及環境的污染。目前造紙白水均已回用，并向造紙白水的封閉循環*過渡。造紙白水的封閉循環是造紙節能減排，減少用水的關鍵。造紙白水回收處理的實用技術主要有氣浮法、多圓盤過濾和二級生物處理。2.2.8中段廢水處理制漿造紙過程產生的廢水包括除黑液、紅液等制漿廢液以外的備料廢水、洗選漂廢水、蒸發站污冷凝水、造紙白水以及機械漿、化學機械漿、半化學漿、廢紙制漿廢水等。制漿造紙廢水排放量大，主要污染物為各種木素、纖維素、半纖維素降解產物和含氯漂白過程中產生的有毒物質，是目前造紙企業污染治理的重點。近幾年國內制漿造紙企業廢水處理以及技術進展情況概括如下[4]。（1）混凝沉淀法：是目前制漿造紙企業常用的化學法制漿過程廢水處理方法，混凝法通常與生物法或化學法組合使用，是組合工藝中的重要部分。混凝沉淀法的關鍵問題是混凝劑的選擇，目前國內常用的混凝劑為無機混凝劑和有機混凝劑兩大類。無機混凝劑以鐵鹽和鋁鹽類為主，有機混凝劑為聚丙烯酰胺類。混凝沉淀法投資少、運行費用低、設備簡單，可以用于廢水的一級處理和深度處理。（2）生物法：①好氧生物處理法，活性污泥法：和生物膜法兩種好氧生物處理法在制漿廢水處理中都有應用，其中以活性污泥法應用更為廣泛。目前國內針對好氧生物處理法的工藝及技術改進主要集中在曝氣工段和曝氣方式上，通過工藝及技術改進提高曝氣動力效率，降低能耗。②厭氧生物處理法，由于廢水厭氧處理不需要曝氣充氧，運轉費用低，產生的污泥量少且性質穩定、易于處理，厭氧處理還可產生生物能（沼氣），因而該技術得到了較快的發展。（3）深度處理工藝：增設深度處理的主要目的就是去除廢水中難生化降解的大分子有機物，使出水達到新的排放標準。目前國內采用較多的深度處理方法包括：①混凝沉淀法，即加藥絮凝沉淀，在廢水中加入PAC和PAM絮凝劑，絮凝過程可以將水中的SS、膠體和部分帶有色度的大分子有機物絮聚，然后通過沉淀的方式進行分離。②化學氧化法，目前較流行的是采用Fenton氧化法，即用H2O2在酸性條件下，用FeSO4作催化劑，將水中的有機物氧化。③吸附法，廢水經過比表面積大的多孔載體，如活性炭和硅藻土等，這些載體會將水中的有機物吸附。2.2.9制漿黑液中木質素的提取制漿黑液的處理方式通常采用堿回收處理法，黑液的木質素燃燒后主要以熱量的形式被回用。木質素是一種富有工業價值的有機原料。目前，國內外木質素及其衍生物制品很多，在各領域的應用有了新的發展。可用作工業上的水煤添加劑和脫硫劑、陽離子絮凝劑和阻垢劑、脲醛樹脂膠黏劑、水泥增塑劑等；可用作強力工程材料作為木質素塑木、PE復合薄膜等使用；可用作建筑材料作為修路材料、制半水石膏等；在農業上可制造化肥、農藥緩釋劑等[5]。提取附加值高的木質素，對造紙廢液中木質素進行回收和綜合利用，是減少污染、增加經濟效益的其他途徑。2.2.10生產過程中酶的使用酶是自然界動植物、部分有機體內產生的一類大型蛋白質。具有專一、高效和多樣性的特點，可降解部分特定的高分子，作為生物催化劑加快反應速度。20年來，酶制劑在制漿造紙工業中的應用有了很大的發展，尤其在生物制漿中減少蒸煮化學品的用量、生物漂白過程中減少漂劑的用量、生物酶促打漿節能減排技術、酶法廢紙脫墨性能的改善、紙漿的酶法改性、制漿造紙廢液生物處理、利用生物酶改進紙漿的濾水性、紙漿中樹脂控制、用生物手段控制腐漿等諸多方面[6]。不會對環境造成二次污染的酶制劑在制漿造紙過程中的應用和發展，尤其是當前生物酶用于造紙過程中的各個工段，對造紙工業減少能耗，降低化學藥品用量，減輕環境污染方面做出了積極貢獻，為建立綠色環境友好型的制漿造紙工業成為可能。

3前景與展望

綠色化學在獲得物質的轉化過程中充分利用原料中的每一個原子，實現“*”，因此既可以充分利用有限的資源，又不會產生污染。綠色化學充分體現了能源節約型和環境友好型。為減少制漿造紙企業“三廢”排放，消除污染物的形成，有利于污染物的防治和環境保護；為資源循環利用，變廢為寶；為顯著提高生產技術水平；為降低成本，提高經濟效益，綠色化學已在整個造紙行業發展，擔負著重要的社會、經濟、環境效益。隨著環境問題日益得到普通百姓和各級政府的高度重視，綠色化學的發展得到了進一步推動。綠色化學與清潔生產是實現制漿造紙工業向現代工業形態的轉變，實現我國制漿造紙工業的綠色可持續發展，雖然目前還有許多路要走，但這是制漿造紙產業的必然趨勢。