制浆造纸工业空气污染问题与对策

制浆造纸工业在生产过程中排放的污染物主要包括：固体悬浮粒子、CO、CO2、SO2、，NOx、硫化物等，除此之外还包括VOCs、二恶英(PCDDs)、呋喃(PCDFs)等。
　　不同的制浆方法会产生不同类型的污染物：机械法制浆能源消耗较多，然而化学法制浆由于使用了较多的化学试剂，会产生其他类型的污染物。另外不同的产品，由于生产工艺的不同，如生产原料及添加填料的不同，也会产生不同的气体污染。下面对主要空气污染物进行分类综述。
　　一、恶臭气体
　　   能够刺激嗅觉器官，并引起人们不J偷快及损坏生活环境的气体物质均可称为恶臭气体。恶臭污染不仅给人的感觉器官以刺激，使人产生厌恶感，而且臭气中所含有的某些有害物质如H2S等，将直接危害人体健康。
　　制浆造纸工业中恶臭污染的产生与化学法制浆的生产工艺密不可分，其中硫酸盐制浆过程中使用NaOH和Na2S，另外亚硫酸盐法添加亚硫酸(H2SO3)和亚硫酸氢根离子(HSO3-)，这些均为恶臭气体的产生源头。恶臭气体主要存在于蒸煮放气、多效蒸发器不凝气和碱回收炉排气中，其种类主要包括SO2、H2S、甲硫醇和二甲基硫化物等。
　　一般情况下硫化物气体中含量   高的是H2S，但在制浆造纸工业中，制浆反应过程中的含碱量使H2S较难生成。反应过程中硫化物经甲基化形成甲硫醇，由于其弱酸性，使其容易气化，虽然二甲基硫醇   容易气化，但由于需要进一步甲基化，使其生成速度缓慢。因此，在制浆造纸工业中，甲硫醇是硫化物恶臭气体中的   主要成分。
　　制浆造纸厂排放出的恶臭气体不仅造成环境污染，同时危害人体健康。有研究表明，患者接触甲硫醇后立即出现明显的咽部不适、声嘶胸闷咳嗽、气急等症状，同时伴有眼痛流泪，出现短暂意识丧失，且可能造成脏器损害。
　　另外，部分制浆厂使用臭氧等气体作为漂白剂，漂白气体除具有强烈的刺激性气味，还会导致慢性   ，使工人患有呼吸道症状与   的风险提高，长期接触臭氧会导致哮喘，使支气管   的发病率提高并对支气管造成持续性伤害。
　　二、挥发性有机物
　　世界卫生组织定义挥发性有机物(VOCs)是能够被固体吸附剂吸附、低沸点在50~100℃、高沸点在240~260℃之间的有机化合物。
　　在制浆造纸工业中，VOCs主要源于化学制浆、漂白及废水处理过程，其具体类别包括：萜类、醇类、酚类、酮类、烃类等。
　　甲醇是制浆造纸厂主要VOCs污染物之一。      大气和河流理事会对制浆造纸厂排放的挥发性有机物进行了研究，结果表明，甲醇是其中主要有害空气污染物。研究人员在检测造纸厂熔融物溶解槽清洗器通风口处气体时，在四个检测点中，甲醇的平均浓度范围为10~1100mg/kg。另外，从造纸车间、真空泵出水口、造纸工厂办公区都检测出芳香族有机物，如苯等，在工厂废纸分拣处还检测出4种烷烃类有机污染物。
　　VOCs能明显增加对流层臭氧的含量，同时降低平流层臭氧含量。另外，VOCs能引起人体机体免疫功能失调，影响人的神经系统功能，表现出头晕头痛、嗜睡无力、胸闷等症状；有的还可能影响消化系统，使人出现食欲不振、恶心等症状，严重时甚至可损伤肝和造血系统，出现变态反应等。因此，如何控制制浆造纸厂排放气体中VOCs含量至关重要。
　　三、悬浮颗粒物
　　悬浮颗粒物一般是指以固体或微小颗粒两种形态存在于气体介质中的分散胶体。固体颗粒物又分为：灰尘、烟、煤烟及烟雾。锅炉燃煤对空气的影响尤为明显，煤的不   燃烧形成烟和煤烟，而我国制浆造纸工业一直以煤为主要能源，对大气环境造成污染。制浆造纸厂悬浮粒子主要是备料时的粉尘和碱回收炉、石灰窑的烟尘。碱回收炉和熔融物溶解槽排放出的悬浮粒子主要包含的是钠盐，而石灰窑中主要包含的是钙盐。这些粒子吸附在制浆造纸厂排放烟气灰尘中及其他固体颗粒上。
　　大量颗粒物进入人体肺部，会使局部支气管通气功能下降，细支气管和肺泡换气功能丧失。悬浮颗粒物中粒径小于2.5μm的细颗粒称为PM2.5，PM2.5能引起呼吸系统   ，并影响心肺功能，使肺癌患病几率提高。
　　四、温室气体
　　温室气体主要包括CO2、CH4、N2O，其中CO2是   主要的污染物。制浆造纸工业中温室气体(主要指CO2)排放范围包括：①固定燃烧设备(如窑炉、锅炉等)及厂界内移动运输等生产辅助设备(如叉车、铲车、吊车等)使用化石燃料燃烧产生的直接排放；②添加配浆化学试剂(CaCO3、Na2CO3)过程产生的直接排放；③使用外购电力、热力导致的间接排放。
　　2010年，我国已超越   成为温室气体   排放大国，且制浆造纸工业CO2排放占   工业总排放量的2%，是轻工业中温室气体   排放大户。同时全球纸及纸板的需求与生产也在逐年增加，意味着制浆造纸工业的温室气体排放量也将随之提高，从而造成   大的环境负担。因此，造纸厂的排放控制对降低全球碳排放量至关重要。
　　五、制浆造纸工业空气污染物的防治对策
　　造纸工作者可以从两个方面着手降低制浆造纸工业的空气污染情况：①污染物的回收和降解，此方法特别适用于化学制浆过程，能够降低化学制浆中产生的污染，并且能够降低经济成本；②调整生产工艺，控制生产技术，使之从源头上减少污染物的产生。
　　1、吸附法
　　吸附法是利用多孔性固体吸附剂处理气体混合物，有目的地将其中一种或几种组分吸附在固体表面。此方法净化、设备简单、操作方便，适用于制浆造纸工业空气中挥发性有机物、NH3、H2S、SO2等气体污染物净化。常用的吸附剂包括活性炭、活性Al2O3、沸石分子筛和硅胶。
　　活性炭吸附是减少低浓度有机物的主要方法之一，其良好的吸附性能归因于它丰富的孔隙结构。另外分子筛作为常用吸附材料，与其他吸附剂相比其优点为：①选择性强，能根据分子大小与极性不同进行选择性吸附；②吸附能力强，对低浓度气体仍有较强的吸附力；③，不容易受温度影响，在较高温度下仍具有较强吸附力。
　　但是吸附法的主要缺点是，吸附过程中吸附剂会达到饱和从而影响吸附效率，使用前   对吸附剂进行   。因此，对吸附剂的   使用及降低成本造成不利影响。
　　2、机械法
　　制浆造纸工业中备料时产生的粉尘主要使用机械法进行去除，如旋风除尘器，除尘效率为90%左右；碱回收炉、石灰窑的烟尘一般使用电除尘器进行除尘，      可达99%以上。粗大的悬浮粒子，主要来自燃煤锅炉，石灰窑和熔融物溶解槽排气也是其重要来源。
　　3、光催化降解法
　　近年来UV光氧催化净化器半导体光催化技术得到了极为迅速的发展，采用UV光解净化器光催化降解法治理制浆造纸工业空气污染具有巨大的潜能。
　　锐钛矿型纳米TiO2是一种   的光氧催化净化器光催化剂。光催化降解的主要优点包括：①可以降解多种有机化合物；②有机污染物经处理后形成H2O、CO2和无机酸等   产物，不需要后续处理；③反应可在低温下进行；④太阳能辐射可以   反应，从而减少能耗；⑤同时完成吸附剂   和吸附有机物的降解；⑥可以减少由热法   造成的吸附剂损耗。
　　光解净化器光催化降解是一种可以使活性炭   、同时又可以破坏有机吸附物的一种方法。将TiO2与活性炭相结合，一方面活性炭可以作为纳米TiO2的支撑物，集中TiO2周围的污染物和中间产物，另一方面TiO2可降解污染物使活性炭   。使用这种活性炭吸附与光催化降解相结合的方法，去除制浆造纸厂大气排放物中的甲醇。在紫外线辐射条件下，经过12h，甲醇的去除率达到90%。由此可见，将光催化降解与吸附法相结合，能够   地治理制浆造纸工业排放的污染气体。
　　空气污染逐渐成为关注的热点问题，空气污染对人类生存环境的影响不可小觑。制浆造纸工业环境污染问题已引起造纸工作者的重视，但是制浆造纸厂的空气污染情况却似乎没能引起足够重视。因此，目前迫切需要加快对制浆造纸工业空气污染问题的研究与治理。纳米TiO2光催化降解可挥发性有机物技术，成为环境污染控制的一个研究热点。