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“水十條”重點(diǎn)行業(yè)清潔化改造技術(shù)解讀
2018-07-17 / ：159
造紙企業(yè)無元素氯漂白解決了什么問題
“水十條”要求造紙行業(yè)完成無元素氯漂白工藝改造。那么，無元素氯漂白解決了什么問題？
一堆木材、竹子，甚至是稻草、甘蔗渣，通過現(xiàn)代造紙術(shù)，就能變成一張張潔白的紙。要得到這樣純凈、雪白的紙，造紙廠就需要對(duì)紙漿進(jìn)行漂白，較為落后的元素氯漂白技術(shù)會(huì)產(chǎn)生二噁英、可吸附有機(jī)鹵素（AOX）等有毒有害的物質(zhì)，雖然短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的量很少，然而由于這些物質(zhì)很難被降解，排入環(huán)境后，會(huì)一直積累，最終可能通過種種渠道進(jìn)入人體，對(duì)人體健康產(chǎn)生危害。
為了控制漂白過程中有毒有害物質(zhì)的產(chǎn)生，造紙企業(yè)紛紛響應(yīng)“水十條”的要求，將元素氯漂白工藝改造成為無元素氯工藝，在為人們提供潔白的紙張的同時(shí)，還減少了污染物的排放，嚴(yán)格控制了環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。
（作者:白璐 文君 徐馳 中國環(huán)境科學(xué)研究院工程設(shè)計(jì)研究中心）
鋼鐵企業(yè)焦?fàn)t熄焦為何要由“濕”變“干”
焦炭是鋼鐵企業(yè)高爐煉鐵重要的原料，是煤在焦?fàn)t中煉制的產(chǎn)物。煉制得到赤熱焦炭需要在熄焦?fàn)t中冷卻，傳統(tǒng)冷卻方式為濕熄焦（用水噴淋）?！八畻l”要求鋼鐵企業(yè)焦?fàn)t完成干熄焦技術(shù)改造。那么，鋼鐵企業(yè)焦?fàn)t為什么要進(jìn)行干熄焦改造，干熄焦技術(shù)改造又能給鋼鐵焦化企業(yè)帶來哪些變化？
濕熄焦即用水噴淋對(duì)赤熱焦炭進(jìn)行冷卻。通常，企業(yè)在濕熄焦過程中為了降低新鮮水耗而采用焦化廢水噴淋，致使焦化廢水中的酚、氰和多環(huán)芳烴等有毒有害物質(zhì)釋放到空氣中，造成嚴(yán)重的大氣污染。同時(shí)濕熄焦過程也伴隨著熱量的大量散失，且獲得的焦炭質(zhì)量不高。
干熄焦是目前鋼鐵企業(yè)焦?fàn)t廣泛應(yīng)用且成熟的熄焦技術(shù)，是用冷惰性氣體（通常為氮?dú)猓?duì)赤熱焦炭進(jìn)行冷卻。干熄焦不僅避免了濕熄焦帶來的大氣污染問題，同時(shí)回收了赤熱焦炭中的熱量（回收1噸赤熱焦炭中的熱量可產(chǎn)0.5噸高壓蒸汽，發(fā)電100 kWh），且提高了焦炭質(zhì)量，環(huán)保、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)效益明顯。
綜合來看，干熄焦技術(shù)改造不僅減少污染物排放，同時(shí)節(jié)約能源消耗，還可提高焦炭產(chǎn)品質(zhì)量，是環(huán)境效益、節(jié)能效益和經(jīng)濟(jì)效益三贏的舉措，也是提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的必由之路。
?。ㄗ髡?王建兵 侯嬪 王春榮 中國礦業(yè)大學(xué)（北京）化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院）
氮肥生產(chǎn)，可以沃土，不可肥水
氮肥是作物生長不可或缺的營養(yǎng)物質(zhì)，施用氮肥不僅能提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量，還能提高農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量。而在《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》（國發(fā)〔2015〕17號(hào)）（簡(jiǎn)稱“水十條”）中要求氮肥行業(yè)尿素生產(chǎn)完成工藝?yán)淠核饨馕夹g(shù)改造。那么，氮肥行業(yè)尿素生產(chǎn)為什么要進(jìn)行水解解吸技術(shù)改造，水解解吸技術(shù)又能給氮肥行業(yè)尿素生產(chǎn)帶來什么呢？
尿素生產(chǎn)是用氨和二氧化碳反應(yīng)合成尿素（溶液），蒸發(fā)后形成尿素顆粒。由于氨和二氧化碳難以完全反應(yīng)，尿素溶液蒸發(fā)時(shí)未反應(yīng)的氨和二氧化碳以及少量的合成尿素會(huì)進(jìn)入蒸汽，進(jìn)而隨蒸汽冷卻進(jìn)入冷凝液，致使冷凝液中氨氮、尿素濃度極高。若直接處理或排放，會(huì)帶來嚴(yán)重的處理壓力和環(huán)境污染，并造成氨氮、尿素的失損。
水解解吸技術(shù)是目前解決上述問題成熟有效的技術(shù)。其中：水解是將冷凝液加熱加壓，使尿素水解為氨和二氧化碳；解吸是將冷凝液加熱，使氨和二氧化碳釋放出來，從而被回收利用。
水解解吸不僅回收了氨和二氧化碳，還減輕了后續(xù)廢水處理的負(fù)擔(dān)，經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益顯著。以年產(chǎn)50萬噸尿素的氮肥企業(yè)為例：冷凝液處理量約為20萬噸，水解解吸設(shè)備一次性投入為2000萬元，蒸汽和電能消耗為2500萬元/年；年回收氨15000噸，折合收益4200萬元/年；減少廢水處理費(fèi)用400萬元。因此應(yīng)用水解解吸技術(shù)改造后，年收益約為2100萬元，一年即可收回投資成本。
綜合來看，水解解吸技術(shù)是經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益雙贏的舉措，更是提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的必由之路。
（作者:趙淑霞 北京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院;章麗萍 中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;曹占高 中國氮肥工業(yè)協(xié)會(huì)）
制藥行業(yè)—經(jīng)濟(jì)、環(huán)境雙贏的綠色酶法
化學(xué)合成法和生物發(fā)酵法是制藥行業(yè)（原料藥制造）采用最為廣泛、普遍的傳統(tǒng)藥劑制造方法。“水十條”要求制藥行業(yè)（抗生素、維生素）完成綠色酶法的清潔化改造。那么，綠色酶法是什么？它相對(duì)于傳統(tǒng)藥劑制造方法有哪些優(yōu)勢(shì)呢？
酶法合成技術(shù)始于上世紀(jì)六七十年代，如今它已廣泛的應(yīng)用于輕工、化工、食品和環(huán)保等眾多領(lǐng)域。綠色酶法則是酶法合成技術(shù)在工業(yè)清潔生產(chǎn)中的一個(gè)重要發(fā)展方向。目前，綠色酶法已成熟地應(yīng)用于制藥行業(yè)（抗生素、維生素）生產(chǎn)中。
相對(duì)于傳統(tǒng)藥劑制造方法，綠色酶法的優(yōu)勢(shì)主要為：一是將多步合成簡(jiǎn)化為一步合成，省略結(jié)晶、烘干等步驟，簡(jiǎn)化了工藝流程；二是催化效率高且引導(dǎo)藥物定向合成，大幅提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品純度；三是工藝流程簡(jiǎn)化和藥物定向合成減少了污水和副產(chǎn)危險(xiǎn)廢物的產(chǎn)生量。以青霉素半合成技術(shù)為例：傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)首先要把菌株發(fā)酵得來的母液制成青霉素Ｇ鉀鹽或者鈉鹽，再經(jīng)過結(jié)晶、烘干、研磨等步驟處理成粉，然加入不同的側(cè)鏈合成耐酸、耐酶、廣譜、抗綠膿桿菌廣譜等四類半合成青霉素。然而，酶法技術(shù)則是通過青霉素發(fā)酵母液直接裂解，在酶的作用下定向合成半合成青霉素，在整個(gè)生產(chǎn)過程中不需要生成青霉素工業(yè)鹽，過程污水和副產(chǎn)危險(xiǎn)廢物的產(chǎn)生量也得到大大降低。
綜合來看，采用綠色酶法不僅精簡(jiǎn)了工藝、提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品純度，還減少了制藥過程中污水和副產(chǎn)危險(xiǎn)廢物的產(chǎn)生量，降低了環(huán)境成本。因此，在制藥行業(yè)（抗生素、維生素）采用綠色酶法是非常值得選擇。
?。ㄗ髡?曾萍 中國環(huán)境科學(xué)研究院水環(huán)境研究所;鄭祥 中國人民大學(xué);耿金菊 南京大學(xué)）
印染行業(yè)—低排水染整工藝
印染行業(yè)是紡織工業(yè)重要的組成部分，是紡織品服裝生產(chǎn)鏈中產(chǎn)品深加工，提升品質(zhì)、功能和價(jià)值的重要環(huán)節(jié)，是高附加值服裝、家用紡織品和高技術(shù)紡織品等產(chǎn)業(yè)的重要技術(shù)支撐。
印染是以水為介質(zhì)的化學(xué)和物理加工過程，包括退漿、煮練、漂白、絲光、染色、印花和后整理等多道工序。在加工過程中，由于染料、助劑等化學(xué)品的添加和排放，紡織品經(jīng)不斷交替的干濕處理，使得印染行業(yè)成為紡織產(chǎn)業(yè)鏈中水資源消耗和廢水排放的主要環(huán)節(jié)。根據(jù)2015年環(huán)境統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，在調(diào)查統(tǒng)計(jì)的41個(gè)工業(yè)行業(yè)中，紡織工業(yè)廢水排放量18.4億噸，位列全國各工業(yè)行業(yè)廢水排放量的第三位；化學(xué)需氧量排放量20.6萬噸，居第四位；氨氮排放量1.5萬噸，居第四位。印染行業(yè)廢水排放量約占紡織工業(yè)廢水排放量的70%，是我國在水污染物減排、排放總量控制、清潔生產(chǎn)以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等方面嚴(yán)格把控的重點(diǎn)行業(yè)之一。
“水十條”要求印染行業(yè)實(shí)施低排水染整工藝改造。低排水染整工藝是指在染整加工過程中應(yīng)用無水、少水染整技術(shù)和設(shè)備，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，減少水資源的消耗和污染物的排放。具有減排效果的前處理、染色、印花和后整理技術(shù)以及水回收利用技術(shù)都屬于低排水染整工藝。經(jīng)過多年的發(fā)展，印染行業(yè)低排水染整工藝取得了很大進(jìn)展。高效退煮漂短流程、生物酶前處理、冷軋堆前處理、針織物連續(xù)平幅前處理等前處理加工技術(shù)節(jié)水10%-40%、減少化學(xué)需氧量排放10%以上；冷軋堆染色、小浴比染色、低鹽低堿染色、退染一浴法染色等染色工藝技術(shù)節(jié)水15%-30%、減少化學(xué)需氧量排放30%左右；轉(zhuǎn)移印花、涂料印花等印花技術(shù)節(jié)水50%以上、減少化學(xué)需氧量排放30%左右。這些先進(jìn)適用技術(shù)為印染行業(yè)實(shí)施低排水工藝改造提供了技術(shù)支撐。
黨的十九大把生態(tài)文明建設(shè)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)提升到前所未有的戰(zhàn)略高度，“水十條”對(duì)印染行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展提出了更新更高的要求，對(duì)企業(yè)加強(qiáng)減排新技術(shù)的研發(fā)利用是一個(gè)有力的促進(jìn)。實(shí)施低排水染整工藝改造具有明顯的社會(huì)效益和環(huán)境效益，對(duì)提升印染行業(yè)清潔生產(chǎn)水平、實(shí)現(xiàn)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮重要的作用。
?。ㄗ髡撸憾∷技?張懷東 中國印染行業(yè)協(xié)會(huì)）
制革行業(yè)—鉻減量化和封閉循環(huán)利用技術(shù)
“水十條”要求制革行業(yè)實(shí)施鉻減量化和封閉循環(huán)利用技術(shù)改造。那么什么是鉻減量化和封閉循環(huán)利用技術(shù)？它又能給制革行業(yè)帶來什么改變？
鞣制是制革過程最重要的工序，目前應(yīng)用最廣泛的鞣制工藝為鉻鞣。傳統(tǒng)的鉻鞣工藝，鉻的利用率僅為60%-70%，其余的鉻最終隨污水或污泥進(jìn)入外環(huán)境，給人類健康造成嚴(yán)重的威脅（六價(jià)鉻能致畸、致癌變，引起皮疹、浮腫、鼻黏膜潰瘍等疾?。?。降低甚至消除制革過程的鉻污染，勢(shì)在必行。
鉻減量化和封閉循環(huán)利用技術(shù)的目的就在于降低制革過程的鉻污染。鉻減量化技術(shù)指運(yùn)用無鉻鞣制工藝或者減量化鉻鞣技術(shù)，實(shí)現(xiàn)鉻污染的消除或減輕。主要包括：少鉻鞣制技術(shù)、高吸收鉻鞣技術(shù)。其中：少鉻鞣制技術(shù)指通過在鉻鞣體系中引入其它無機(jī)/有機(jī)鞣劑或采用復(fù)合鞣革等技術(shù)，保證產(chǎn)品質(zhì)量同時(shí)減少鉻鞣劑用量；高吸收鉻鞣技術(shù)是指通過采用鉻鞣助劑或新型鞣劑等，使鉻的吸收率最大限度地接近100%，降低鉻的排放。封閉循環(huán)利用技術(shù)指通過工藝調(diào)整，使得鞣制工段中的廢水充分循環(huán)利用，既節(jié)約用水又減少含鉻廢水的產(chǎn)生和排放。
因此，實(shí)施鉻減量化和封閉循環(huán)利用技術(shù)改造是制革行業(yè)降低甚至消除制革過程鉻污染的重要手段，也是制革行業(yè)減少鉻排放的必由之路，對(duì)制革行業(yè)意義重大。
（作者:方剛 郭亞靜 劉菁鈞 中國環(huán)境科學(xué)研究院生態(tài)環(huán)境部清潔生產(chǎn)中心）
