“水十條”重點行業清潔化改造技術解讀

“水十條”重點行業清潔化改造技術解讀

生態環境部  發布於 2018-07-16  

造紙企業無元素氯漂白解決了什麽問題

“水十條”要求造紙行業完成無元素氯漂白工藝改造。那麽，無元素氯漂白解決了什麽問題？

一堆木材、竹子，甚至是稻草、甘蔗渣，通過現代造紙術，就能變成一張張潔白的紙。要得到這樣純淨、雪白的紙，造紙廠就需要對紙漿進行漂白，較為落後的元素氯漂白技術會產生二噁英、可吸附有機鹵素（AOX）等有毒有害的物質，雖然短時間內產生的量很少，然而由於這些物質很難被降解，排入環境後，會一直積累，最終可能通過種種渠道進入人體，對人體健康產生危害。

為了控製漂白過程中有毒有害物質的產生，造紙企業紛紛響應“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，還減少了汙染物的排放，嚴格控製了環境風險。

（作者:白璐 文君 徐馳 中國環境科學研究院工程設計研究中心）

鋼鐵企業焦爐熄焦為何要由“濕”變“幹”

焦炭是鋼鐵企業高爐煉鐵重要的原料，是煤在焦爐中煉製的產物。煉製得到赤熱焦炭需要在熄焦爐中冷卻，傳統冷卻方式為濕熄焦（用水噴淋）。“水十條”要求鋼鐵企業焦爐完成幹熄焦技術改造。那麽，鋼鐵企業焦爐為什麽要進行幹熄焦改造，幹熄焦技術改造又能給鋼鐵焦化企業帶來哪些變化？

濕熄焦即用水噴淋對赤熱焦炭進行冷卻。通常，企業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、氰和多環芳烴等有毒有害物質釋放到空氣中，造成嚴重的大氣汙染。同時濕熄焦過程也伴隨著熱量的大量散失，且獲得的焦炭質量不高。

幹熄焦是目前鋼鐵企業焦爐廣泛應用且成熟的熄焦技術，是用冷惰性氣體（通常為氮氣）對赤熱焦炭進行冷卻。幹熄焦不僅避免了濕熄焦帶來的大氣汙染問題，同時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0.5噸高壓蒸汽，發電100 kWh），且提高了焦炭質量，環保、節能、經濟效益明顯。

綜合來看，幹熄焦技術改造不僅減少汙染物排放，同時節約能源消耗，還可提高焦炭產品質量，是環境效益、節能效益和經濟效益三贏的舉措，也是提高企業競爭力的必由之路。

（作者:王建兵 侯嬪 王春榮 中國礦業大學（北京）化學與環境工程學院）

氮肥生產，可以沃土，不可肥水

氮肥是作物生長不可或缺的營養物質，施用氮肥不僅能提高農產品的產量，還能提高農產品的質量。而在《水汙染防治行動計劃》（國發〔2015〕17號）（簡稱“水十條”）中要求氮肥行業尿素生產完成工藝冷凝液水解解吸技術改造。那麽，氮肥行業尿素生產為什麽要進行水解解吸技術改造，水解解吸技術又能給氮肥行業尿素生產帶來什麽呢？

尿素生產是用氨和二氧化碳反應合成尿素（溶液），蒸發後形成尿素顆粒。由於氨和二氧化碳難以完全反應，尿素溶液蒸發時未反應的氨和二氧化碳以及少量的合成尿素會進入蒸汽，進而隨蒸汽冷卻進入冷凝液，致使冷凝液中氨氮、尿素濃度極高。若直接處理或排放，會帶來嚴重的處理壓力和環境汙染，並造成氨氮、尿素的失損。

水解解吸技術是目前解決上述問題成熟有效的技術。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，還減輕了後續廢水處理的負擔，經濟和環境效益顯著。以年產50萬噸尿素的氮肥企業為例：冷凝液處理量約為20萬噸，水解解吸設備一次性投入為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；減少廢水處理費用400萬元。因此應用水解解吸技術改造後，年收益約為2100萬元，一年即可收回投資成本。

綜合來看，水解解吸技術是經濟效益和環境效益雙贏的舉措，更是提高企業競爭力的必由之路。

（作者:趙淑霞 北京市環境保護科學研究院;章麗萍 中國礦業大學（北京）;曹占高 中國氮肥工業協會）

製藥行業—經濟、環境雙贏的綠色酶法

化學合成法和生物發酵法是製藥行業（原料藥製造）采用最為廣泛、普遍的傳統藥劑製造方法。“水十條”要求製藥行業（抗生素、維生素）完成綠色酶法的清潔化改造。那麽，綠色酶法是什麽？它相對於傳統藥劑製造方法有哪些優勢呢？

酶法合成技術始於上世紀六七十年代，如今它已廣泛的應用於輕工、化工、食品和環保等眾多領域。綠色酶法則是酶法合成技術在工業清潔生產中的一個重要發展方向。目前，綠色酶法已成熟地應用於製藥行業（抗生素、維生素）生產中。

相對於傳統藥劑製造方法，綠色酶法的優勢主要為：一是將多步合成簡化為一步合成，省略結晶、烘幹等步驟，簡化了工藝流程；二是催化效率高且引導藥物定向合成，大幅提高了生產效率和產品純度；三是工藝流程簡化和藥物定向合成減少了汙水和副產危險廢物的產生量。以青黴素半合成技術為例：傳統生產技術首先要把菌株發酵得來的母液製成青黴素Ｇ鉀鹽或者鈉鹽，再經過結晶、烘幹、研磨等步驟處理成粉，然加入不同的側鏈合成耐酸、耐酶、廣譜、抗綠膿杆菌廣譜等四類半合成青黴素。然而，酶法技術則是通過青黴素發酵母液直接裂解，在酶的作用下定向合成半合成青黴素，在整個生產過程中不需要生成青黴素工業鹽，過程汙水和副產危險廢物的產生量也得到大大降低。

綜合來看，采用綠色酶法不僅精簡了工藝、提高了生產效率和產品純度，還減少了製藥過程中汙水和副產危險廢物的產生量，降低了環境成本。因此，在製藥行業（抗生素、維生素）采用綠色酶法是非常值得選擇。

（作者:曾萍 中國環境科學研究院水環境研究所;鄭祥 中國人民大學;耿金菊 南京大學）

印染行業—低排水染整工藝

印染行業是紡織工業重要的組成部分，是紡織品服裝生產鏈中產品深加工，提升品質、功能和價值的重要環節，是高附加值服裝、家用紡織品和高技術紡織品等產業的重要技術支撐。

印染是以水為介質的化學和物理加工過程，包括退漿、煮練、漂白、絲光、染色、印花和後整理等多道工序。在加工過程中，由於染料、助劑等化學品的添加和排放，紡織品經不斷交替的幹濕處理，使得印染行業成為紡織產業鏈中水資源消耗和廢水排放的主要環節。根據2015年環境統計數據，在調查統計的41個工業行業中，紡織工業廢水排放量18.4億噸，位列全國各工業行業廢水排放量的第三位；化學需氧量排放量20.6萬噸，居第四位；氨氮排放量1.5萬噸，居第四位。印染行業廢水排放量約占紡織工業廢水排放量的70%，是我國在水汙染物減排、排放總量控製、清潔生產以及產業結構調整等方麵嚴格把控的重點行業之一。

“水十條”要求印染行業實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用無水、少水染整技術和設備，在保證產品質量的同時，減少水資源的消耗和汙染物的排放。具有減排效果的前處理、染色、印花和後整理技術以及水回收利用技術都屬於低排水染整工藝。經過多年的發展，印染行業低排水染整工藝取得了很大進展。高效退煮漂短流程、生物酶前處理、冷軋堆前處理、針織物連續平幅前處理等前處理加工技術節水10%-40%、減少化學需氧量排放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節水15%-30%、減少化學需氧量排放30%左右；轉移印花、塗料印花等印花技術節水50%以上、減少化學需氧量排放30%左右。這些先進適用技術為印染行業實施低排水工藝改造提供了技術支撐。

黨的十九大把生態文明建設和生態環境保護提升到前所未有的戰略高度，“水十條”對印染行業綠色轉型發展提出了更新更高的要求，對企業加強減排新技術的研發利用是一個有力的促進。實施低排水染整工藝改造具有明顯的社會效益和環境效益，對提升印染行業清潔生產水平、實現行業轉型升級和可持續發展發揮重要的作用。

（作者：丁思佳 張懷東 中國印染行業協會）

製革行業—鉻減量化和封閉循環利用技術

“水十條”要求製革行業實施鉻減量化和封閉循環利用技術改造。那麽什麽是鉻減量化和封閉循環利用技術？它又能給製革行業帶來什麽改變？

鞣製是製革過程最重要的工序，目前應用最廣泛的鞣製工藝為鉻鞣。傳統的鉻鞣工藝，鉻的利用率僅為60%-70%，其餘的鉻最終隨汙水或汙泥進入外環境，給人類健康造成嚴重的威脅（六價鉻能致畸、致癌變，引起皮疹、浮腫、鼻黏膜潰瘍等疾病）。降低甚至消除製革過程的鉻汙染，勢在必行。

鉻減量化和封閉循環利用技術的目的就在於降低製革過程的鉻汙染。鉻減量化技術指運用無鉻鞣製工藝或者減量化鉻鞣技術，實現鉻汙染的消除或減輕。主要包括：少鉻鞣製技術、高吸收鉻鞣技術。其中：少鉻鞣製技術指通過在鉻鞣體係中引入其它無機/有機鞣劑或采用複合鞣革等技術，保證產品質量同時減少鉻鞣劑用量；高吸收鉻鞣技術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。封閉循環利用技術指通過工藝調整，使得鞣製工段中的廢水充分循環利用，既節約用水又減少含鉻廢水的產生和排放。

因此，實施鉻減量化和封閉循環利用技術改造是製革行業降低甚至消除製革過程鉻汙染的重要手段，也是製革行業減少鉻排放的必由之路，對製革行業意義重大。

（作者:方剛 郭亞靜 劉菁鈞 中國環境科學研究院生態環境部清潔生產中心）