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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(zhì)的使用和產(chǎn)生一整套原則的利用。其目的是依靠科技發(fā)展創(chuàng)造污染系數(shù)低、資源和能源消耗少的化學反應和生產(chǎn)工藝。其理想是不再使用有毒、有害物質(zhì)，不再產(chǎn)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(fā)展必將對造紙工業(yè)的發(fā)展起著深遠的影響，值得我們深入研究與探討。

關(guān)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(yè)向大氣、水和土壤等排放了大量有毒有害的物質(zhì)。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(nóng)藥在環(huán)境介質(zhì)間的傳遞等等。近年來，綠色化學與技術(shù)的發(fā)展證明，綠色化學是化學科學與化學工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。美國化學會主席EdWasserman在1999年總結(jié)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(fā)展的一個縮影，但它們發(fā)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(huán)境所做的正義事業(yè)[1]。”

1.2綠色化學內(nèi)容

綠色化學與環(huán)境治理是二個不同的概念，環(huán)境治理是對已被污染的環(huán)境進行治理，使它恢復到被污染前的狀態(tài)，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(chǎn)中，不排放有毒有害物質(zhì)。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(chǎn)品生產(chǎn)、產(chǎn)品使用、循環(huán)再利用”全過程控制。綠色化學技術(shù)的發(fā)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(huán)境質(zhì)量，從而大大提高生產(chǎn)過程的經(jīng)濟和社會效益，成為實現(xiàn)經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展的途徑之一。

2制漿造紙與綠色化學

2.1造紙工業(yè)污染問題

造紙工業(yè)是國民經(jīng)濟的重要基礎原材料工業(yè)，造紙產(chǎn)業(yè)具有資金技術(shù)密集、規(guī)模效益顯著的特點，其產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度強，市場容量大，是拉動林業(yè)、農(nóng)業(yè)、印刷、包裝、機械制造等產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要力量，已成為我國國民經(jīng)濟發(fā)展新的增長點。紙及紙板的消費水平是衡量一個國家現(xiàn)代化水平和文明程度的標志。同時造紙產(chǎn)業(yè)是耗能、耗水大戶，也是節(jié)能減排、污染治理的重點行業(yè)。近年來，我國已成為世界造紙工業(yè)的生產(chǎn)、消費和貿(mào)易大國，造紙產(chǎn)量以每年10%以上的速度遞增。與此同時，制漿造紙工業(yè)對自然環(huán)境所造成的污染仍比較嚴重，尤其是對水環(huán)境的污染，已成為工業(yè)污染防治的難點，其重要原因是仍然存在產(chǎn)業(yè)布局、企業(yè)規(guī)模、原料結(jié)構(gòu)不合理，技術(shù)裝備、生產(chǎn)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(fā)展為制漿造紙工業(yè)提供了綠色產(chǎn)業(yè)的嶄新前景，造紙工業(yè)節(jié)能減排、綜合治理的新技術(shù)和新方法，環(huán)?？萍紕?chuàng)新等，為實現(xiàn)我國制漿造紙污染治理技術(shù)達到水平，實現(xiàn)我國制漿造紙工業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展做出新的貢獻。“十三五”期間，隨著國民綠色化學清潔生產(chǎn)的環(huán)保意識日益增強，以及國家對造紙行業(yè)環(huán)境管理和整治力度的加強，與造紙行業(yè)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)政策、標準和法規(guī)相繼出臺，這一方面促使國家對造紙環(huán)保研發(fā)支持力度不斷加大，同時企業(yè)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(shù)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(shù)不斷涌現(xiàn)，且相當一部分已陸續(xù)進入產(chǎn)業(yè)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(fā)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(tài)平衡。各地因地制宜利用當?shù)馗鞣N農(nóng)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(xiàn)秸稈的高效轉(zhuǎn)化，保護森林資源，發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，發(fā)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(xiàn)資源的再生循環(huán)利用、保護環(huán)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(huán)保技術(shù)，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(zhì)量，提高紙漿得率。例如使用連續(xù)蒸煮技術(shù)或DDS超級間蒸替代落后的蒸球等蒸煮，實現(xiàn)綠色生產(chǎn)。2.2.4ECF/TCF替代傳統(tǒng)的氯化（C）漂白技術(shù)使用含氯漂白劑的傳統(tǒng)漂白工藝中，二惡英主要產(chǎn)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(zhì)是形成二惡英的關(guān)鍵前驅(qū)物，直接影響二惡英的產(chǎn)生量。二惡英是一類環(huán)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(huán)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(jīng)、內(nèi)分泌等系統(tǒng)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(jīng)成為環(huán)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(shù)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(jīng)處理直接排放，對水環(huán)境危害大，可視為事故排放。國內(nèi)外目前對制漿黑液的主流處理技術(shù)都是采用堿回收處理。堿回收技術(shù)主要是將堿法制漿后產(chǎn)生的黑液經(jīng)過蒸發(fā)、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(chǎn)生的熱量。將回收后的堿重復使用于制漿環(huán)節(jié)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(huán)使用，從源頭上減少了污染物的排放，減輕了環(huán)境的污染，使生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)物———白泥。白泥主要成分為碳酸鈣。針對木漿生產(chǎn)企業(yè)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(huán)境的污染同時也提高了企業(yè)的生產(chǎn)成本。近年來經(jīng)過對造紙白泥的改性、提純等處理初步探索出經(jīng)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(yè)的負擔以及環(huán)境的壓力，并帶來了經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。2.2.7造紙白水的封閉循環(huán)造紙過程中產(chǎn)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(huán)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(huán)*過渡。造紙白水的封閉循環(huán)是造紙節(jié)能減排，減少用水的關(guān)鍵。造紙白水回收處理的實用技術(shù)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(chǎn)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(fā)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(chǎn)物和含氯漂白過程中產(chǎn)生的有毒物質(zhì)，是目前造紙企業(yè)污染治理的重點。近幾年國內(nèi)制漿造紙企業(yè)廢水處理以及技術(shù)進展情況概括如下[4]。（1）混凝沉淀法：是目前制漿造紙企業(yè)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?；炷恋矸ǖ年P(guān)鍵問題是混凝劑的選擇，目前國內(nèi)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?；炷恋矸ㄍ顿Y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(nèi)針對好氧生物處理法的工藝及技術(shù)改進主要集中在曝氣工段和曝氣方式上，通過工藝及技術(shù)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(zhuǎn)費用低，產(chǎn)生的污泥量少且性質(zhì)穩(wěn)定、易于處理，厭氧處理還可產(chǎn)生生物能（沼氣），因而該技術(shù)得到了較快的發(fā)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(nèi)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(jīng)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(zhì)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(zhì)素燃燒后主要以熱量的形式被回用。木質(zhì)素是一種富有工業(yè)價值的有機原料。目前，國內(nèi)外木質(zhì)素及其衍生物制品很多，在各領域的應用有了新的發(fā)展?？捎米鞴I(yè)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(zhì)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(nóng)業(yè)上可制造化肥、農(nóng)藥緩釋劑等[5]。提取附加值高的木質(zhì)素，對造紙廢液中木質(zhì)素進行回收和綜合利用，是減少污染、增加經(jīng)濟效益的其他途徑。2.2.10生產(chǎn)過程中酶的使用酶是自然界動植物、部分有機體內(nèi)產(chǎn)生的一類大型蛋白質(zhì)。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(yè)中的應用有了很大的發(fā)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(jié)能減排技術(shù)、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(huán)境造成二次污染的酶制劑在制漿造紙過程中的應用和發(fā)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(yè)減少能耗，降低化學藥品用量，減輕環(huán)境污染方面做出了積極貢獻，為建立綠色環(huán)境友好型的制漿造紙工業(yè)成為可能。

3前景與展望

綠色化學在獲得物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程中充分利用原料中的每一個原子，實現(xiàn)“*”，因此既可以充分利用有限的資源，又不會產(chǎn)生污染。綠色化學充分體現(xiàn)了能源節(jié)約型和環(huán)境友好型。為減少制漿造紙企業(yè)“三廢”排放，消除污染物的形成，有利于污染物的防治和環(huán)境保護；為資源循環(huán)利用，變廢為寶；為顯著提高生產(chǎn)技術(shù)水平；為降低成本，提高經(jīng)濟效益，綠色化學已在整個造紙行業(yè)發(fā)展，擔負著重要的社會、經(jīng)濟、環(huán)境效益。隨著環(huán)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(fā)展得到了進一步推動。綠色化學與清潔生產(chǎn)是實現(xiàn)制漿造紙工業(yè)向現(xiàn)代工業(yè)形態(tài)的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)我國制漿造紙工業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展，雖然目前還有許多路要走，但這是制漿造紙產(chǎn)業(yè)的必然趨勢。