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目錄PAGEIII基于生命周期法的化學(xué)制漿紙對(duì)環(huán)境的影響評(píng)價(jià)實(shí)證分析摘要造紙業(yè)是國(guó)家重點(diǎn)工業(yè),眾多產(chǎn)業(yè)以此為基礎(chǔ)。但是以化學(xué)制漿法造紙工藝造成的環(huán)境污染問(wèn)題十分嚴(yán)重,在可持續(xù)發(fā)展的理念下,政府和企業(yè)開(kāi)始注重造紙業(yè)污染治理,尋求應(yīng)對(duì)措施。本研究采取生命周期評(píng)價(jià)的方法,選擇生產(chǎn)1t新聞紙作為功能單位,對(duì)化學(xué)制漿法生產(chǎn)紙產(chǎn)品的備料、制漿、抄造過(guò)程進(jìn)行數(shù)據(jù)收集,列出生命周期清單,利用eBalance軟件進(jìn)行特征化、歸一化和加權(quán)評(píng)估。得到以下研究結(jié)果:(1)量化了基于化學(xué)制漿法制造新聞紙對(duì)不同影響類(lèi)型的影響。其中對(duì)全球變暖的影響總量為2493kgCO2eq,對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化的影響總量為1.833kgPO43-eq,對(duì)酸化的影響總量為2.967kgSO2eq,可吸入顆粒物總量為0.8297kgPM2.5eq。(2)識(shí)別了關(guān)鍵流程與關(guān)鍵物質(zhì)?;诨瘜W(xué)制漿法制造新聞紙的關(guān)鍵流程為制漿階段,對(duì)酸化、富營(yíng)養(yǎng)化、全球變暖和可吸入顆粒物的貢獻(xiàn)率分別為65.3%、88.7%、65.4%、65.1%。其中全球變暖的關(guān)鍵物質(zhì)為CO2,酸化的關(guān)鍵物質(zhì)為SO2,可吸入顆粒物的關(guān)鍵物質(zhì)為氮氧化物,富營(yíng)養(yǎng)化的關(guān)鍵物質(zhì)為COD。(3)識(shí)別了關(guān)鍵影響類(lèi)型。全球變暖、酸化、可吸入顆粒物和富營(yíng)養(yǎng)化四種影響類(lèi)型的加權(quán)結(jié)果分別為0.0497、0.0084、0.0035和0.0033?;诨瘜W(xué)制漿法制造新聞紙的關(guān)鍵影響類(lèi)型為全球變暖,在四種環(huán)境影響類(lèi)型中占比76.5%。關(guān)鍵詞:化學(xué)制漿法;造紙業(yè);生命周期評(píng)價(jià);能源消耗;可持續(xù)發(fā)展目錄摘要 IAbstract II1緒論 11.1研究背景及意義 11.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 21.2.1國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀 21.2.2國(guó)外現(xiàn)狀 31.3研究?jī)?nèi)容 31.4研究方法 42目標(biāo)與范圍 52.1相關(guān)理論概述 52.1.1生命周期評(píng)價(jià)發(fā)展概述 52.1.2生命周期評(píng)價(jià)的局限性 52.1.3生命周期評(píng)價(jià)的意義 52.2目標(biāo)與范圍的確定 62.2.1目標(biāo)的確定 62.2.2系統(tǒng)范圍界定 62.3數(shù)據(jù)收集 82.4清單分析 82.4.1原料消耗 82.4.2能量消耗 82.4.3大氣污染物 92.4.4水污染物 92.4.5固體廢物 92.4.6生命周期清單 103生命周期環(huán)境影響評(píng)價(jià) 103.1特征化 103.2歸一化 133.3加權(quán)評(píng)估 143.4生命周期解釋評(píng)價(jià) 154結(jié)論和展望 174.1結(jié)論 174.2不足 174.3展望 18參考文獻(xiàn) 19 -PAGE7-1緒論1.1研究背景及意義造紙?jiān)谌祟?lèi)發(fā)展的進(jìn)程中發(fā)揮著無(wú)可替代的作用,是我國(guó)最重要的發(fā)明之一。時(shí)至今日,造紙業(yè)已經(jīng)發(fā)展為一個(gè)衡量國(guó)民經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)的重要產(chǎn)業(yè),我國(guó)造紙業(yè)規(guī)模已經(jīng)位居世界前沿,紙產(chǎn)品的消費(fèi)與進(jìn)口量也已經(jīng)超越了多數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家,但與此同時(shí)造紙業(yè)也存在著資源浪費(fèi)和環(huán)境污染的問(wèn)題,根據(jù)“十四五”規(guī)劃要求,落實(shí)可持續(xù)發(fā)展,實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)排放物全面達(dá)標(biāo),對(duì)造紙業(yè)的污染治理已經(jīng)刻不容緩。我國(guó)是重要的紙產(chǎn)品生產(chǎn)國(guó),也是最大的紙產(chǎn)品消費(fèi)國(guó),造紙業(yè)支援了全國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,曾多次受到輕工部的表?yè)P(yáng)。紙品及相關(guān)紙品的消費(fèi)總量?jī)H次于美國(guó),位居世界第二[1]。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2007年全年產(chǎn)量超過(guò)100萬(wàn)噸以上企業(yè)有12個(gè)[2]。雖然規(guī)模上有了顯著的提升,但化學(xué)制漿法造紙暴露的環(huán)境問(wèn)題不容忽視。制漿和漂白過(guò)程中,生產(chǎn)原料在強(qiáng)氧化性試劑、強(qiáng)酸試劑的作用下產(chǎn)生了一系類(lèi)污染物隨著廢液排放到附近流域[3]。雖然自然界的水體有一定的自?xún)糇饔?,但在缺少?gòu)U水處理的情況下,還是會(huì)給環(huán)境帶來(lái)不小的負(fù)擔(dān)。最直接的影響是造成水體溶氧量的降低,對(duì)水域內(nèi)生物的生存帶來(lái)威脅[4]。廢液中含有大量有機(jī)物,在各種微生物的作用下生成氨、亞硫酸鹽等毒害物質(zhì)[5]。一些對(duì)水質(zhì)要求較高的魚(yú)蝦耐受不了最終死亡,魚(yú)蝦尸體也屬于有機(jī)物,進(jìn)一步擴(kuò)大了這種影響,最終造成了范圍內(nèi)生物數(shù)量大幅降低。造紙過(guò)程對(duì)電的消耗也十分巨大,我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中主要以煤為主要發(fā)電來(lái)源,這勢(shì)必會(huì)加重大氣污染。除了污染大氣和水體,其產(chǎn)生的固體廢棄物如果處理不當(dāng)會(huì)污染附近土壤,影響作物生長(zhǎng),經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期堆積和雨水沖刷,會(huì)對(duì)惡化周邊生態(tài),加劇環(huán)境污染[6]。面對(duì)日益嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題政府采取了相應(yīng)的政策,制定了全世界最為嚴(yán)格的污染物治理標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)能落后、工藝落后的小型造紙廠被強(qiáng)制關(guān)閉,積極開(kāi)展相關(guān)的研究工作,改良技術(shù)工藝,提高治理能力。在實(shí)踐中摸索出了一系列技術(shù)方法,通過(guò)化學(xué)制漿黒液堿回收技術(shù)、膜分離廢水處理技術(shù)、固體廢棄物處理技術(shù)對(duì)造紙污染進(jìn)行全方位處理?,F(xiàn)在,造紙業(yè)正努力朝著增產(chǎn)減污的方向前行,根據(jù)《第二次全國(guó)污染源普查公報(bào)》發(fā)布會(huì)的數(shù)據(jù),造紙行業(yè)已經(jīng)不是水污染最嚴(yán)重的企業(yè),在節(jié)能減排方面也取得了不錯(cuò)的成績(jī)[7]。造紙工藝主要有機(jī)械制漿法、無(wú)堿木漿造紙方法、化學(xué)制漿法。在現(xiàn)代化造紙工業(yè)中主要是采用化學(xué)制漿方法造紙,但此方法有很大的弊端,在生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的大量廢液中含有多種化學(xué)試劑會(huì)極大地影響當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境,損害人們的身體健康。另一方面,處理污水的工藝較為復(fù)雜,成本也相對(duì)較高。鑒于化學(xué)法制漿造紙應(yīng)用的廣泛性以及污染的嚴(yán)重性。本研究將對(duì)基于化學(xué)制漿法制造新聞紙的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行生命周期研究,尋找關(guān)鍵物質(zhì)以及關(guān)鍵環(huán)節(jié),為降低環(huán)境成本,節(jié)約能源,提高資源利用率提供改進(jìn)方向,以達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的目的。1.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀早期,各地根據(jù)當(dāng)?shù)靥厣弥褡拥仍牧咸岣吡水a(chǎn)量,降低了費(fèi)用,使得紙產(chǎn)品有了一定程度的普及。但生產(chǎn)規(guī)模受到手工業(yè)的限制,因此沒(méi)有帶來(lái)環(huán)境問(wèn)題。隨著近幾十年的發(fā)展,造紙業(yè)規(guī)模得到充分的擴(kuò)張,面對(duì)大量的消費(fèi)需求,各地造紙企業(yè)擴(kuò)大生產(chǎn),更新設(shè)備,完成了現(xiàn)代造紙業(yè)的轉(zhuǎn)型,部分企業(yè)已邁入世界一流水平,中國(guó)一躍成為造紙業(yè)大國(guó)。隨之而來(lái)的是造紙業(yè)巨大的能源消耗,尤其是水能源消耗引起的一系列環(huán)境問(wèn)題。為了更好的實(shí)現(xiàn)紙產(chǎn)品清潔化生產(chǎn),國(guó)內(nèi)學(xué)者開(kāi)始嘗試將LCA思想應(yīng)用到紙產(chǎn)品的生產(chǎn)中。楊冬璐通過(guò)實(shí)地測(cè)量、收集數(shù)據(jù),對(duì)四種常見(jiàn)紙產(chǎn)品的進(jìn)行生命周期評(píng)價(jià),在經(jīng)濟(jì)和環(huán)境層面給出了相應(yīng)的建議。得到的結(jié)論是瓦楞紙板是四種類(lèi)型中對(duì)環(huán)境影響最小的,原料的選擇上采取廢紙能降低環(huán)境負(fù)荷,改變能源結(jié)構(gòu)也可以減少污染物的排放[10]。葛振香對(duì)山東省的造紙業(yè)情況進(jìn)行了調(diào)查,選擇當(dāng)?shù)貎煞N造紙工藝進(jìn)行全生命周期評(píng)價(jià)。在比較結(jié)果中,脫墨漿造紙工藝更優(yōu)[11]。周婷針對(duì)秸稈造紙展開(kāi)相關(guān)研究,分析了泉林紙業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程[12]。李夢(mèng)婷基于勁嘉股份有限公司的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),對(duì)折疊紙盒開(kāi)展生命周期評(píng)價(jià),提出具體的改進(jìn)方案。研究均指出制漿過(guò)程是主要的污染來(lái)源,這也是改善造紙業(yè)污染情況的切入點(diǎn)[13]。1.2.2國(guó)外現(xiàn)狀西方的造紙技術(shù)主要是由中國(guó)傳入,在工業(yè)革命時(shí)期,造紙業(yè)在機(jī)器的幫助下開(kāi)始快速擴(kuò)張,相較于原始的人工生產(chǎn),效率有了極大地提高。與此同時(shí)出現(xiàn)的環(huán)境問(wèn)題得到了各國(guó)的重視,開(kāi)始發(fā)展廢紙的利用,經(jīng)過(guò)不斷地努力,各國(guó)的廢紙利用率逐步上升,其中最高的為丹麥,廢紙利用率達(dá)到97%。除此之外,各大型造紙企業(yè)紛紛建立自己的原材料林業(yè)基地,研究新型造紙技術(shù),其中英國(guó)公司發(fā)明的中型脫墨技術(shù)對(duì)全球造紙業(yè)都產(chǎn)生了十分重要的影響。西方國(guó)家造紙業(yè)的高產(chǎn)能、低污染離不開(kāi)學(xué)者進(jìn)行的大量LCA研究。BradenD等人對(duì)廢紙漿再生產(chǎn)箱板紙進(jìn)行了生命周期評(píng)價(jià),得出結(jié)論:生產(chǎn)過(guò)程對(duì)酸性化、資源消耗、富營(yíng)養(yǎng)化、全球變暖、人體毒性等影響類(lèi)型有潛在影響;處理高濃度污染物,需要消耗大量能量和水資源[14]。IsabelaS等人采用LCA法對(duì)書(shū)寫(xiě)紙的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行了分析,結(jié)果說(shuō)明減少電力消耗和優(yōu)化運(yùn)輸環(huán)節(jié)可以減少潛在環(huán)境影響[15]。AnnaF等人使用投出產(chǎn)出法對(duì)四種造紙?jiān)侠w維進(jìn)行了比較分析,研究結(jié)果表明,廢紙是比蔗渣和紡織品更好的造紙?jiān)侠w維[16]。SotoodehniaP對(duì)廢紙?jiān)偕镆掖?、廢紙回收和廢紙?zhí)盥襁M(jìn)行了生命周期比較分析,分析結(jié)果表明,生物乙醇制造方案可降低溫室氣體排放,帶來(lái)能源回收效益,減少潛在環(huán)境污染[17]。1.3研究?jī)?nèi)容本文利用生命周期評(píng)價(jià)方法(LCA)對(duì)化學(xué)制漿法生產(chǎn)紙產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行研究分析。紙產(chǎn)品根據(jù)不同用途和不同生產(chǎn)原料分為眾多不同類(lèi)型,首先確定研究對(duì)象為較為常見(jiàn)的新聞紙,降低數(shù)據(jù)收集難度。通過(guò)查閱文獻(xiàn),了解化學(xué)制漿法的主要流程,獲取各環(huán)節(jié)的原料消耗、能量消耗以及三類(lèi)污染物排放情況的數(shù)據(jù),列出清單,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行特征化分析以及各環(huán)節(jié)對(duì)環(huán)境類(lèi)型的貢獻(xiàn)比,找到靈敏度最高的影響因素和主要消耗、排放環(huán)節(jié),針對(duì)這些問(wèn)題尋找切實(shí)可行的對(duì)策方法,以促進(jìn)我國(guó)造紙業(yè)的綠色清潔可持續(xù)發(fā)展。1.4研究方法生命周期評(píng)價(jià)(LCA)是系統(tǒng)化定量描述一種產(chǎn)品從原料采集到運(yùn)輸,直至最后報(bào)廢回收的整個(gè)相關(guān)過(guò)程[8]。從而評(píng)價(jià)這個(gè)過(guò)程中的消耗與排放對(duì)環(huán)境的影響,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,降低對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。具體的流程主要分為目標(biāo)與范圍的定義、清單分析、影響評(píng)價(jià)、生命周期評(píng)價(jià)結(jié)果解釋幾個(gè)部分。需要說(shuō)明的是,在產(chǎn)品從搖籃到墳?zāi)沟恼麄€(gè)過(guò)程中涉及到多個(gè)影響因素。在數(shù)據(jù)的獲取方面造成一定困難,使得部分計(jì)算分析的過(guò)程無(wú)法開(kāi)展,進(jìn)而對(duì)研究結(jié)果產(chǎn)生不可避免的偏差。因此本文基于實(shí)際情況,選取從工廠大門(mén)到工廠大門(mén)的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行研究,對(duì)于不確定性較強(qiáng)的運(yùn)輸、銷(xiāo)售、回收處理等環(huán)節(jié)均不做考慮,從而確定研究結(jié)果的客觀性及科學(xué)性。具體的研究路徑如圖1-1所示。另外,本研究選用的數(shù)據(jù)分析軟件為億科環(huán)境科技有限公司開(kāi)發(fā)的eBalance軟件,完全由我國(guó)科研人員獨(dú)立開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì),填補(bǔ)了我國(guó)生命周期評(píng)價(jià)軟件領(lǐng)域的空白[9]。相較于國(guó)際上目前較為流行的Simapro軟件與Gabi軟件,eBalance軟件更能針對(duì)國(guó)內(nèi)的實(shí)際情況,具有一定的本土化優(yōu)勢(shì),同時(shí)在操作上也更加便捷,適合初學(xué)者使用。圖1-1研究技術(shù)路線
2目標(biāo)與范圍2.1相關(guān)理論概述2.1.1生命周期評(píng)價(jià)發(fā)展概述隨著發(fā)展的不斷深入,人們開(kāi)始對(duì)環(huán)境問(wèn)題投入越來(lái)越多的關(guān)注。面對(duì)工業(yè)化帶來(lái)的滿(mǎn)目瘡痍,各方提出了多種應(yīng)對(duì)措施和防范對(duì)策,從末端排放控制到過(guò)程監(jiān)管再到產(chǎn)品全程管理,逐步發(fā)展為現(xiàn)在被廣泛使用的生命周期評(píng)價(jià)體系,此方法最早是美國(guó)中西部研究所為分析研究可口可樂(lè)公司兩種包裝而提出的定量化方案[18]。通過(guò)實(shí)際的應(yīng)用效果,證明了該方法的科學(xué)可行性,之后世界環(huán)境毒理所與化學(xué)學(xué)會(huì)對(duì)該方法進(jìn)行了明確的定義:LCA是評(píng)價(jià)一個(gè)產(chǎn)品系統(tǒng)生命周期整個(gè)階段—從原材料的提取加工,到產(chǎn)品生產(chǎn)、包裝、市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)、使用、再使用和產(chǎn)品維護(hù)、直至再循環(huán)和最終廢物處理—的環(huán)境影響工具[19]。生命周期理論開(kāi)始受到各地企業(yè)和研究人員的重視,相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)也隨之建立,研究范圍從最初的包裝材料向建筑材料,化學(xué)品等多領(lǐng)域發(fā)展[20]。政府為了更好對(duì)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控、管理,推行了一系列強(qiáng)制措施,進(jìn)一步促進(jìn)了LCA的普及與應(yīng)用,加快了標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。時(shí)至今日,生命周期評(píng)價(jià)的理論與標(biāo)準(zhǔn)模型已經(jīng)比較成熟,對(duì)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展起到了積極作用。2.1.2生命周期評(píng)價(jià)的局限性盡管目前生命周期評(píng)價(jià)的理論框架已經(jīng)十分清晰,但其中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)—數(shù)據(jù)收集存在著極大的障礙與偶然性。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,企業(yè)不會(huì)對(duì)全部數(shù)據(jù)進(jìn)行保存整理,因商業(yè)機(jī)密的緣故不會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行公布;一些研究對(duì)象的生產(chǎn)過(guò)程較為復(fù)雜,牽涉的環(huán)節(jié)較多,這也會(huì)給數(shù)據(jù)帶來(lái)誤差。從我國(guó)的基本情況來(lái)看,目前主流的生命周期評(píng)價(jià)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)還不能完全適用于國(guó)內(nèi)的造紙領(lǐng)域,如果能針對(duì)本土造紙業(yè)的造紙工藝與能源使用情況建立自己的數(shù)據(jù)庫(kù),評(píng)價(jià)結(jié)果將會(huì)更有參考價(jià)值,對(duì)整改對(duì)策更有指導(dǎo)意義。2.1.3生命周期評(píng)價(jià)的意義通過(guò)對(duì)產(chǎn)品的全程跟蹤分析,可以得出對(duì)不同環(huán)境類(lèi)型的影響,清楚流程中各環(huán)節(jié)對(duì)環(huán)境影響的差異。這使得企業(yè)在追求生態(tài)友好與低污染、低排放的生產(chǎn)目標(biāo)中找到方向,調(diào)整治理措施,在靈敏度較高的影響因素上加大技術(shù)升級(jí)與廢物回收處理的力度;政府在宏觀的管控上也有了參考依據(jù),對(duì)于具體環(huán)節(jié)設(shè)置具體的標(biāo)準(zhǔn),促進(jìn)生產(chǎn)轉(zhuǎn)型,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展;個(gè)人通過(guò)這種方法可以了解產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的負(fù)擔(dān)情況,改變消費(fèi)結(jié)構(gòu),減輕資源壓力,倒逼企業(yè)升級(jí),調(diào)整生產(chǎn)方向,達(dá)成人與自然和諧發(fā)展。2.2目標(biāo)與范圍的確定對(duì)于化學(xué)制漿法生產(chǎn)紙產(chǎn)品開(kāi)展相關(guān)生命周期評(píng)價(jià)的研究,必須要明確研究的目標(biāo)與范圍。研究目的需要對(duì)研究主體、所使用的數(shù)據(jù)、開(kāi)展的深度、研究結(jié)果將做出何種決策進(jìn)行具體的闡述。根據(jù)研究的目的合適的選取功能單位以及系統(tǒng)邊界,功能單位是開(kāi)展生命周期評(píng)價(jià)的重要基礎(chǔ),為進(jìn)入生命周期評(píng)價(jià)的相關(guān)輸入和輸出提供參考,以保證研究結(jié)果的可比較性和量化分析,定義所要研究的產(chǎn)品系統(tǒng)邊界應(yīng)根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的規(guī)定涵蓋研究范圍內(nèi)的所有單元,對(duì)數(shù)據(jù)來(lái)源要求、提出的假設(shè)及限制性條件等等做出詳細(xì)定義,確保實(shí)際研究結(jié)果的深度和廣度符合預(yù)期目標(biāo)。2.2.1目標(biāo)的確定(1)以基于化學(xué)法制漿制造的新聞紙為研究對(duì)象,了解化學(xué)制漿法的主要流程,獲取備料、制漿、抄造環(huán)節(jié)的原料消耗、能量消耗以及三類(lèi)污染物排放情況的數(shù)據(jù),列出生命周期清單。(2)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行特征化分析以及各環(huán)節(jié)對(duì)環(huán)境類(lèi)型的貢獻(xiàn)比,找到靈敏度最高的影響因素和主要消耗、排放環(huán)節(jié),確定造紙行業(yè)需主要限制的污染物和重點(diǎn)改治的生產(chǎn)環(huán)節(jié),以促進(jìn)我國(guó)造紙業(yè)的綠色清潔可持續(xù)發(fā)展。2.2.2系統(tǒng)范圍界定(1)確定功能單位參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)的研究文獻(xiàn),一般關(guān)于紙產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)以1t紙產(chǎn)品作為功能單位進(jìn)行研究。同時(shí)為量化的表示出來(lái)輸入值(能量或資源的消耗)與輸出值(廢氣、廢水排放、和廢物產(chǎn)生),本文研究選擇功能單位為一噸新聞紙。(2)系統(tǒng)邊界在一般情況下,紙產(chǎn)品LCA研究中產(chǎn)品的完整生命周期包括原材料獲取加工、產(chǎn)品生產(chǎn)、運(yùn)輸、銷(xiāo)售以及廢棄物回收處理的過(guò)程。但是考慮到全過(guò)程中采取方式的多樣性導(dǎo)致數(shù)據(jù)龐雜難以獲取,數(shù)據(jù)質(zhì)量難以保證,結(jié)合紙產(chǎn)品生命周期過(guò)程的實(shí)際情況,本研究主要針對(duì)化學(xué)制漿法造紙工藝生產(chǎn)紙產(chǎn)品生命周期中的備料過(guò)程、制漿過(guò)程、抄造過(guò)程中的資源、能源消耗和環(huán)境消耗進(jìn)行生命周期評(píng)價(jià)。對(duì)于原材料加工獲取、原材料運(yùn)輸,產(chǎn)品的運(yùn)輸、銷(xiāo)售、使用、回收等過(guò)程的能源消耗本文不做研究。另外,與紙產(chǎn)品生產(chǎn)相關(guān)的硬件設(shè)備、廠房建設(shè)、生活設(shè)施等方面的環(huán)境影響,能量與化學(xué)品的用量小于系統(tǒng)用量1%的部分,對(duì)紙產(chǎn)品生產(chǎn)的影響很小因此不計(jì)入系統(tǒng)邊界內(nèi)[21]。綜上所述得到紙產(chǎn)品生命周期系統(tǒng)邊界示意圖2-1。備料選擇有利于后續(xù)廢水處理的濕法備料,工藝流程主要有切割,除塵,洗草,脫水螺旋四個(gè)步驟;制漿過(guò)程因木料組織結(jié)構(gòu)緊密,所以選擇脫木素效果較好的硫酸鹽法進(jìn)行制漿,制漿過(guò)程主要有蒸煮,篩選凈化,漂白三個(gè)階段,選擇硫酸鹽蒸煮法和Ф700×7000的橫管式連續(xù)蒸煮器,配合濕法備料以達(dá)到最佳效果,用堿量為24%(其中圖2-1化學(xué)法制漿生產(chǎn)紙產(chǎn)品生命周期系統(tǒng)邊界氫氧化鈉20%,硫化鈉4%),150℃高溫下加熱3小時(shí)。使用離心分離的方法來(lái)篩選凈化蒸煮處理后的粗漿,選擇過(guò)氧化氫作為漂白劑;抄造過(guò)程首先經(jīng)過(guò)打漿機(jī)使紙漿中纖維的排列和分布符合抄紙機(jī)所需要的特性,將經(jīng)過(guò)打漿處理的紙漿的送入抄紙機(jī),紙漿通過(guò)抄紙機(jī)的網(wǎng)部脫水,然后通過(guò)壓榨部改變紙的表面性質(zhì),最后送入干燥部干燥得到成品紙。2.3數(shù)據(jù)收集為了保證數(shù)據(jù)的科學(xué)有效性,確保LCA分析結(jié)果可靠,根據(jù)選取的1t新聞紙為功能單位展開(kāi)數(shù)據(jù)收集。具體的數(shù)據(jù)收集來(lái)源有以下幾個(gè)方面:(1)企業(yè)生產(chǎn)報(bào)表以及行業(yè)報(bào)告的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù):包括其生產(chǎn)過(guò)程的原始記錄數(shù)據(jù)以及相關(guān)統(tǒng)計(jì)報(bào)告中提供的數(shù)據(jù)(2)環(huán)境評(píng)估報(bào)告(3)eBalance生命周期評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)2.4清單分析2.4.1原料消耗造紙?jiān)蟻?lái)源比較豐富,主要包括植物纖維和非植物纖維兩大類(lèi)。一般情況企業(yè)通常使用植物纖維作為原材料進(jìn)行生產(chǎn),具體有樹(shù)木類(lèi)、草類(lèi)、韌皮纖維類(lèi)、種毛纖維類(lèi)、廢紙纖維類(lèi)[22]。本研究選取最常見(jiàn)的木材作為原料。數(shù)據(jù)見(jiàn)表2-1所示:表2-1原料消耗種類(lèi)林木雙氧水硫化鈉氫氧化鈉硫酸消耗量1381.7kg6kg1kg18kg12kg2.4.2能量消耗化學(xué)法制漿可以使原料的適應(yīng)性大大提高,從而幫助制漿廠擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模[23]。但同時(shí)純化學(xué)法制漿存在一些明顯的弊端,比如化學(xué)藥品消耗量大、設(shè)備投資高,尤其是能耗方面,對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了較大的負(fù)擔(dān)?;瘜W(xué)法造紙過(guò)程中,蒸煮是其中最為關(guān)鍵的一個(gè)處理環(huán)節(jié),也是對(duì)能量消耗較大的一個(gè)環(huán)節(jié),使用不同的化學(xué)藥劑和蒸煮設(shè)備對(duì)能耗均有一定影響[24],常見(jiàn)的設(shè)備有蒸球立式蒸煮鍋和管式連續(xù)蒸煮器。近代工藝為節(jié)約木材、提高紙漿得率,逐步向少污染或無(wú)污染的制漿目標(biāo)發(fā)展。研發(fā)出改良硫酸鹽法的技術(shù),提高了2%左右的紙漿得率,降低化工原料用量而且縮短了蒸煮時(shí)間從而降低能耗[25]。關(guān)于現(xiàn)代工藝能耗的詳細(xì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2-2所示:表2-2能量消耗水煤備料0.29m32.92kg制漿26.56m36.17kg抄造6.78m3458.13kg合計(jì)38.52m3535.06kg2.4.3大氣污染物顆粒物和有害氣體是大氣污染的主要因素,這些給大氣污染的防控與治理造成很大的困難,溫室氣體會(huì)對(duì)環(huán)境帶來(lái)負(fù)面影響,有毒有害氣體會(huì)嚴(yán)重危害人的身體健康,控制降低造紙業(yè)的氣體污染排放尤為重要。由于添加化學(xué)試劑種類(lèi)繁雜,產(chǎn)生污染物類(lèi)型也相對(duì)較多,其中占比較大的主要有溫室氣體(如二氧化碳、甲烷、二氧化氮)、產(chǎn)生惡臭氣味的硫化物以及生產(chǎn)過(guò)程中煤燃燒導(dǎo)致的懸浮顆粒物[26]。具體數(shù)據(jù)如表2-3所示:表2-3大氣污染物排放量大氣污染物顆粒物CO2SO2NOx總計(jì)0.9257kg2493kg1.98kg1.41kg2.4.4水污染物造紙業(yè)對(duì)水資源消耗巨大,生產(chǎn)過(guò)程中加入的化學(xué)原料以及細(xì)小的纖維和填料等溶解、混雜在水中,產(chǎn)生了大量的工業(yè)廢水。化學(xué)制漿法的水污染主要來(lái)源于蒸煮過(guò)程中產(chǎn)生的廢液、洗漿漂白過(guò)程中產(chǎn)生的中段水、抄紙工序中產(chǎn)生的白水[27]。相較于機(jī)械制漿法和化學(xué)機(jī)械制漿法,化學(xué)制漿法對(duì)環(huán)境的水污染更加嚴(yán)重,機(jī)械漿得率較高,因而污染物的產(chǎn)生量較少?;瘜W(xué)機(jī)械制漿采用的是兩步制漿法,污染物的排放負(fù)荷比化學(xué)制漿過(guò)程少得多[28]?;瘜W(xué)法制漿的水污染數(shù)據(jù)如表2-4所示:階段CODcrBOD5TSPSS備料0.1kg1.1kg0.9kg0.2kg制漿69.4kg45.8kg31.9kg抄造7.1kg4.6kg2.7kg總計(jì)76.6kg51.5kg0.9kg34.8kg表2-4水污染物排放量2.4.5固體廢物造紙工業(yè)外排的固體廢物具體包括:(1)備料車(chē)間的樹(shù)皮、木屑和草末等;(2)造紙車(chē)間的纖維、細(xì)小纖維和填料等;(3)堿回收車(chē)間的白泥、綠泥;(4)動(dòng)力鍋爐的灰渣;(5)廢水處理系統(tǒng)的污泥[29],如表2-5所示:表2-5固體廢物排放量固體廢物一般固體廢棄物工業(yè)危險(xiǎn)廢棄物排放量213kg0.19kg2.4.6生命周期清單綜上所述,將化學(xué)法生產(chǎn)紙產(chǎn)品的原料消耗、能量消耗、三類(lèi)物染污數(shù)據(jù)總結(jié)為清單,見(jiàn)表2-6所示:表2-6生命周期清單清單種類(lèi)單位總計(jì)原料木材kg1381.7雙氧水kg6硫化鈉kg1氫氧化鈉kg18硫酸kg12能量水m338.52標(biāo)準(zhǔn)煤kg535.06大氣污染物顆粒物kg0.9257CO2kg2493SO2kg1.98NOxkg1.41水污染物CODcrkg76.6BOD5kg51.5TSPkg0.9SSkg34.8固體廢物一般固體廢棄物kg213工業(yè)危險(xiǎn)廢棄物kg0.19
3生命周期環(huán)境影響評(píng)價(jià)3.1特征化生命周期環(huán)境影響評(píng)價(jià)的特征化處理模型種類(lèi)很多,較為通用的有ISCP2009、IPCC2006、CML2002、IMPAC2002、EDIP2003等[30]。全球變暖選擇IPCC2007,富營(yíng)養(yǎng)化和酸化選擇CML2002,可吸入顆粒物選擇IMPACT2002+,詳細(xì)數(shù)據(jù)如表3-1。參考前人的研究情況以及生命周期清單的數(shù)據(jù)情況,選擇適合本研究的四種環(huán)境影響類(lèi)型,分別是:全球變暖、富營(yíng)養(yǎng)化、酸化、可吸入顆粒物。使用eBalance軟件建立流程圖,將總結(jié)整理的數(shù)據(jù)清單輸入到eBalance軟件中,得到計(jì)算分析后的特征化結(jié)果,如表3-2。生命周期影響評(píng)價(jià)過(guò)程包含環(huán)境類(lèi)別及類(lèi)別指標(biāo)的選擇、分類(lèi)、特征化、歸一化和加權(quán)等環(huán)節(jié)[31],由于加權(quán)過(guò)程中的權(quán)重選擇具有有較大主觀性和不確定性,使得分析過(guò)程缺少客觀科學(xué)性,很容易產(chǎn)生偏差較大的結(jié)果。為了避免這種影響本文選擇可持續(xù)性消費(fèi)與生產(chǎn)所2009年制定的規(guī)則進(jìn)行加權(quán)評(píng)估。這樣做有利于使輸出結(jié)果具有量化的可比較性。具體的各種過(guò)程對(duì)環(huán)境影響參考表3-3。四種環(huán)境影響類(lèi)型中,各物質(zhì)對(duì)環(huán)境的影響的貢獻(xiàn)分析,如圖(3-1)-(3-4)。表3-1環(huán)境類(lèi)型分類(lèi)和特征化因子環(huán)境影響類(lèi)型基準(zhǔn)物質(zhì)污染物類(lèi)型特征化因子全球變暖CO2CO21富營(yíng)養(yǎng)化PO43-CODcr0.022NOx0.13酸化SO2SO21NOx0.7可吸入顆粒物PM2.5PM100.536NOx0.127SO20.078表3-2化法制漿過(guò)程特征化分析結(jié)果環(huán)境影響類(lèi)型總計(jì)全球變暖2493kgCO2eq富營(yíng)養(yǎng)化1.833kgPO43-eq酸化2.967kgSO2eq可吸入無(wú)機(jī)物0.8297kgPM2.5eq表3-3各種過(guò)程對(duì)四種環(huán)境類(lèi)型影響過(guò)程酸化富營(yíng)養(yǎng)化全球變暖可吸入顆粒物備料2.5%1.5%2.2%2.5%制漿65.3%88.7%65.4%65.1%抄造32.2%9.8%32.4%32.4%圖3-1新聞紙各生產(chǎn)過(guò)程主要物質(zhì)對(duì)酸化的影響如圖3-1,酸化的關(guān)鍵物質(zhì)為SO2。在對(duì)酸化的貢獻(xiàn)中:備料過(guò)程占2.5%,抄造階段占32.2%,制漿階段占65.3%??梢?jiàn)酸化的關(guān)鍵流程在于制漿階段,制漿階段需要消耗大量能源,而我國(guó)能源結(jié)構(gòu)主要以燃煤為主,從而對(duì)酸化帶來(lái)了一定影響。如圖3-2,對(duì)于富營(yíng)養(yǎng)化的關(guān)鍵物質(zhì)為COD。備料過(guò)程的貢獻(xiàn)度占1.5%,抄造階段占9.8%,制漿階段占88.7%,可見(jiàn)富營(yíng)養(yǎng)化的主要影響過(guò)程為制漿過(guò)程,其次為抄造過(guò)程。制漿過(guò)程的主要影響物質(zhì)為化學(xué)需氧量和氮氧化物,抄造過(guò)程的主要影響物質(zhì)為化學(xué)需氧量。雖然富營(yíng)養(yǎng)化對(duì)環(huán)境的影響相對(duì)其他影響類(lèi)型較小,但是不可忽略。如圖3-3,關(guān)于全球變暖,備料過(guò)程的貢獻(xiàn)度占2.2%,抄造階段占32.4%,制漿階段占65.4%,可以得出全球變暖環(huán)境影響的主要來(lái)源是制漿過(guò)程。關(guān)鍵物質(zhì)是CO2。針對(duì)降低對(duì)全球變暖的影響這一問(wèn)題,應(yīng)尋找對(duì)策以加強(qiáng)對(duì)CO2排放的控制。如圖3-4,在對(duì)可吸入顆粒物的貢獻(xiàn)中,備料過(guò)程占2.5%,抄造階段占32.4%,制漿階段占65.1%。其關(guān)鍵物質(zhì)為氮氧化物,在三個(gè)過(guò)程中對(duì)環(huán)境影響均占比最高。圖3-2新聞紙各生產(chǎn)過(guò)程主要物質(zhì)對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化的影響圖3-3新聞紙各生產(chǎn)過(guò)程主要物質(zhì)對(duì)全球變暖的影響3.2歸一化本文通過(guò)對(duì)生命周期清單數(shù)據(jù)的特征化已經(jīng)能得出了各個(gè)單元過(guò)程中的四種影響類(lèi)型下的特征值:全球變暖的影響總量為2493kgCO2eq,對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化的影響總量為1.833kgPO43-eq,對(duì)酸化的影響總量為2.967kgSO2eq,可吸入顆粒物總量為0.8297kgPM2.5eq。為了統(tǒng)一單位,需要對(duì)特征化后的數(shù)據(jù)設(shè)定標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行歸一化。圖3-4新聞紙各生產(chǎn)過(guò)程主要物質(zhì)對(duì)可吸入顆粒物影響歸一化結(jié)果如表3-4所示。根據(jù)表中計(jì)算結(jié)果顯示,全球變暖,富營(yíng)養(yǎng)化,酸化,可吸入顆粒物的標(biāo)準(zhǔn)影響潛值為0.286、0.030、0.082、0.046。表3-4不同環(huán)境影響特征化總量的標(biāo)準(zhǔn)影響潛值影響類(lèi)型特征化總量歸一化基準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)影響潛值全球變暖2493kgCO2eq87000.286富營(yíng)養(yǎng)化1.833kgPO43-eq610.030酸化2.967kgSO2eq360.082可吸入顆粒物0.8297kgPM2.5eq180.0463.3加權(quán)評(píng)估在歸一化后,為比較全球變暖、酸化、可吸入顆粒物、富營(yíng)養(yǎng)化對(duì)環(huán)境影響大小,還需要將不同環(huán)境影響類(lèi)型進(jìn)行加權(quán)評(píng)估。根據(jù)專(zhuān)家調(diào)查法,本次研究選擇可持續(xù)性消費(fèi)與生產(chǎn)所2009年制定的規(guī)則進(jìn)行加權(quán)評(píng)估。計(jì)算結(jié)果如表3-5所示。根據(jù)表中所得加權(quán)結(jié)果可知,在備料、制漿、抄造三個(gè)過(guò)程中,全球變暖對(duì)環(huán)境的影響最大,加權(quán)結(jié)果為0.0497。其次是酸化以及可吸入顆粒物,加權(quán)結(jié)果分別為0.0084、0.0035,富營(yíng)養(yǎng)化加權(quán)數(shù)值最小,只有0.0033。3.4生命周期解釋評(píng)價(jià)從清單中可以看出,每生產(chǎn)1t新聞紙,會(huì)消耗1381.7kg木材,同時(shí)對(duì)化學(xué)試劑的表3-5不同環(huán)境影響加權(quán)評(píng)估結(jié)果影響類(lèi)型影響潛值權(quán)重因子加權(quán)結(jié)果全球變暖0.2860.1740.0497富營(yíng)養(yǎng)化0.0300.1120.0033酸化0.0820.1030.0084可吸入顆粒物0.0460.1010.0035需求量分別為雙氧水6kg、硫化鈉1kg、氫氧化鈉18kg、硫酸12kg。需要說(shuō)明的是,化學(xué)制漿法又細(xì)分為很多種不同的方法,如石灰法、亞硫酸銨法等。而本研究針對(duì)的是目前相對(duì)使用較為廣泛的硫酸鹽法,上述數(shù)據(jù)為基于此制漿方法生產(chǎn)紙產(chǎn)品的數(shù)據(jù)。造紙業(yè)是傳統(tǒng)的水消耗最大的輕工業(yè)之一,其只在制漿階段每功能單位就會(huì)使用26.56m3,全過(guò)程總計(jì)使用38.52m3。巨大的耗水量帶來(lái)嚴(yán)重的水污染問(wèn)題。同樣的,最大的污染源頭來(lái)自于化學(xué)制漿過(guò)程,占全部水污染排放的80%以上。對(duì)煤的需求量為每功能單位535.06kg,主要消耗在蒸煮階段。煤的燃燒會(huì)產(chǎn)生一定的大氣污染,其中污染物物類(lèi)型主要分為懸浮顆粒物、溫室氣體以及硫化物,排放最多的為CO2,共計(jì)2493kg。由于CO2以及硫化物主要為燃煤供能所產(chǎn)生。同時(shí),制漿和抄造兩個(gè)階段為主要能源消耗階段,所以上述氣體也主要來(lái)源于制漿、備料兩大階段。除了水污染和大氣污染,生產(chǎn)過(guò)程還會(huì)產(chǎn)生一些工業(yè)廢料其中一般固體廢棄物占99.91%,危險(xiǎn)廢棄物占0.09%。通過(guò)eBalance軟件進(jìn)行特征化,歸一化以及加權(quán)評(píng)估。結(jié)果顯示,全球變暖的影響總量為2493kgCO2eq,對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化的影響總量為1.833kgPO43-eq,對(duì)酸化的影響總量為2.967kgSO2eq,可吸入顆粒物總量為0.8297kgPM2.5eq。從加權(quán)結(jié)果來(lái)看,全球變暖的數(shù)值總量最大為0.0497,其次是酸化數(shù)值為0.0084,為全球變暖的16.9%。可吸入顆粒物的總量為0.0035。而富營(yíng)養(yǎng)化的總量為0.0033。是全球變暖的6.6%。因此關(guān)鍵問(wèn)題是降低對(duì)全球變暖這一環(huán)境類(lèi)型的影響,同時(shí)加強(qiáng)對(duì)酸化和可吸入顆粒物影響的控制。從表3-2可以看出,化學(xué)制漿法生產(chǎn)紙產(chǎn)品對(duì)四種環(huán)境類(lèi)型均產(chǎn)生一定影響。從表3-3得出在研究范圍內(nèi)的備料、制漿、抄造三個(gè)過(guò)程中對(duì)環(huán)境影響最小的是備料階段,對(duì)環(huán)境影響最大的階段是制漿階段。在對(duì)四種環(huán)境類(lèi)型影響中的貢獻(xiàn)率分別為酸化65.3%,富營(yíng)養(yǎng)化88.7%,全球變暖65.4%,可吸入顆粒物65.1%。造成制漿過(guò)程對(duì)四種環(huán)境類(lèi)型影響最大的原因首先是其蒸煮環(huán)節(jié)需要保持150攝氏度左右的高溫,持續(xù)時(shí)間為3小時(shí);其次是其需要加入大量化學(xué)藥劑,主要為堿類(lèi)化學(xué)品。高能源消耗和高化學(xué)原料消耗導(dǎo)致其成為環(huán)境影響的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。酸化的主要影響物質(zhì)為SO2和NOX。在對(duì)酸化的貢獻(xiàn)中:備料過(guò)程占2.5%,抄造階段占32.2%,制漿階段占65.3%。可見(jiàn)酸化的關(guān)鍵流程在于制漿階段,制漿階段需要消耗大量能源,而我國(guó)能源結(jié)構(gòu)主要以燃煤為主,從而對(duì)酸化帶來(lái)了一定影響。在對(duì)可吸入顆粒物的貢獻(xiàn)中,備料過(guò)程占2.5%,抄造階段占32.4%,制漿階段占65.1%。其主要影響物質(zhì)為氮氧化物,在三個(gè)過(guò)程中對(duì)環(huán)境影響均占比最高。全球變暖的影響因子為CO2、CH4和CO,但是CH4和CO對(duì)其影響很小,可以忽略,關(guān)鍵物質(zhì)為CO2。關(guān)于全球變暖,備料過(guò)程的貢獻(xiàn)度占2.2%,抄造階段占32.4%,制漿階段占65.4%,可以得出全球變暖環(huán)境影響的主要來(lái)源是制漿過(guò)程。而造成影響的主要物質(zhì)是CO2。針對(duì)降低對(duì)全球變暖的影響這一問(wèn)題,應(yīng)尋找對(duì)策重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)CO2排放的控制。對(duì)于富營(yíng)養(yǎng)化的主要影響物質(zhì)為COD和NOX。備料過(guò)程的貢獻(xiàn)度占1.5%,抄造階段占9.8%,制漿階段占88.7%,可見(jiàn)富營(yíng)養(yǎng)化的主要影響過(guò)程為制漿過(guò)程,其次為抄造過(guò)程。制漿過(guò)程的主要影響物質(zhì)為化學(xué)需氧量和氮氧化物,抄造過(guò)程的主要影響物質(zhì)為化學(xué)需氧量。雖然富營(yíng)養(yǎng)化對(duì)環(huán)境的影響相對(duì)其他影響類(lèi)型較小,但是不可忽略。
4結(jié)論和展望4.1結(jié)論造紙業(yè)是國(guó)家重點(diǎn)工業(yè),眾多產(chǎn)業(yè)以此為基礎(chǔ)。但是其造成的環(huán)境污染問(wèn)題也十分嚴(yán)重,在可持續(xù)發(fā)展的理念下,政府和企業(yè)開(kāi)始注重造紙業(yè)污染治理,尋求應(yīng)對(duì)措施。本研究采取生命周期評(píng)價(jià)的方法,選擇生產(chǎn)1t新聞紙作為功能單位,通過(guò)參考各單位生產(chǎn)報(bào)表以及行業(yè)報(bào)告的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù);環(huán)境評(píng)估報(bào)告;eBalance生命周期評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù),對(duì)化學(xué)制漿法生產(chǎn)紙產(chǎn)品的備料、制漿、抄造過(guò)程進(jìn)行數(shù)據(jù)收集,利用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,得到以下結(jié)果。(1)制作生命周期清單。采用硫酸鹽法制漿的造紙過(guò)程總計(jì)消耗木材1381.7kg、水資源38.52m3。對(duì)煤的需求量為每功能單位535.06kg,主要消耗在蒸煮階段。在污染物排放方面,大氣污染物類(lèi)型主要分為懸浮顆粒物、溫室氣體以及硫化物,排放最多的為CO2,共計(jì)2493kg。由于CO2以及硫化物主要為燃煤供能所產(chǎn)生。同時(shí),制漿和抄造兩個(gè)階段為主要能源消耗階段,所以上述氣體也主要來(lái)源于制漿、備料兩大階段。水污染各類(lèi)排放共計(jì)163.8kg。生產(chǎn)過(guò)程還會(huì)產(chǎn)生一些工業(yè)廢料其中一般固體廢棄物占99.91%,危險(xiǎn)廢棄物占0.09%。(2)計(jì)算量化基于化學(xué)制漿法制造新聞紙對(duì)環(huán)境的影響。使用eBalance軟件建立流程圖,將總結(jié)整理的數(shù)據(jù)清單輸入到eBalance軟件中,得到計(jì)算分析后的特征化結(jié)果。全球變暖特征化總量2493kgCO2eq,富營(yíng)養(yǎng)化特征化總量1.833kgPO43-eq,酸化特征化總量2.967kgSO2eq,可吸入顆粒物特征化總量0.8297kgPM2.5eq。(3)識(shí)別了關(guān)鍵流程與關(guān)鍵物質(zhì)。從分析結(jié)果來(lái)看,化學(xué)制漿法生產(chǎn)紙產(chǎn)品對(duì)四種環(huán)境類(lèi)型均產(chǎn)生一定影響。在研究范圍內(nèi)的備料、制漿、抄造三個(gè)過(guò)程中對(duì)環(huán)境影響最小的是備料階段,對(duì)環(huán)境影響最大的階段是制漿階段,在對(duì)四種環(huán)境類(lèi)型影響中的貢獻(xiàn)率分別為酸化65.3%,富營(yíng)養(yǎng)化88.7%,全球變暖65.4%,可吸入顆粒物65.1%。造成制漿過(guò)程對(duì)四種環(huán)境類(lèi)型影響最大的原因首先是其蒸煮環(huán)節(jié)需要保持150攝氏度左右的高溫,持續(xù)時(shí)間為3小時(shí);其次是其需要加入大量化學(xué)藥劑,主要為堿類(lèi)化學(xué)品。高能源消耗和高化學(xué)原料消耗導(dǎo)致其成為環(huán)境影響的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。這說(shuō)明想要改善污染現(xiàn)狀需要加強(qiáng)對(duì)制漿階段的研究與整改。其中全球變暖的關(guān)鍵物質(zhì)為CO2,酸化的關(guān)鍵物質(zhì)為SO2,可吸入顆粒物的關(guān)鍵物質(zhì)為氮氧化物,富營(yíng)養(yǎng)化的關(guān)鍵物質(zhì)為COD。(4)識(shí)別了關(guān)鍵影響類(lèi)型。全球變暖、酸化、可吸入顆粒物和富營(yíng)養(yǎng)化四種影響類(lèi)型的加權(quán)結(jié)果分別為0.0497、0.0084、0.0035和0.0033?;诨瘜W(xué)制漿法制造新聞紙的關(guān)鍵影響類(lèi)型為全球變暖,在四種環(huán)境影響類(lèi)型中占比76.5%。4.2不足由于實(shí)際條件的限制,本研究存在一些不足之處。在數(shù)據(jù)收集方面沒(méi)有深入到生產(chǎn)一線調(diào)查,僅依靠查閱相關(guān)文獻(xiàn)以及前人的研究,難以保證數(shù)據(jù)的時(shí)效性和準(zhǔn)確性。對(duì)研究結(jié)果不免會(huì)產(chǎn)生一定的偏差。在研究目標(biāo)與范圍上,本文因數(shù)據(jù)缺失,在確保結(jié)果有效性的前提下僅對(duì)造紙的備料、制漿、抄造三個(gè)過(guò)程進(jìn)行了評(píng)價(jià),沒(méi)能立足全生命周期。希望后續(xù)能進(jìn)行其他過(guò)程的研究,對(duì)本文做出補(bǔ)充。4.3展望我國(guó)造紙業(yè)污染問(wèn)題整體上已經(jīng)有了很大改觀,然而個(gè)別地區(qū)還存在一些工藝落后,產(chǎn)能不足的情況。這需要當(dāng)?shù)卣o與一定幫扶與引導(dǎo),將LCA思想結(jié)合到實(shí)際生產(chǎn)中,對(duì)當(dāng)?shù)刂饕埉a(chǎn)品類(lèi)型和工藝展開(kāi)生命周期評(píng)價(jià)工作,建立完備的數(shù)據(jù)庫(kù),給企業(yè)提供新的發(fā)展方向,從而營(yíng)造一個(gè)良好的生態(tài)環(huán)境,最終實(shí)現(xiàn)造紙業(yè)整體的可持續(xù)發(fā)展。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)ADDINEN.REFLIST[1]張利波,彭金輝,張世敏.煙稈廢料綜合利用技術(shù)的現(xiàn)狀[J].農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報(bào),2002:34-35.[2]高靜靜.解讀“國(guó)昌天宇”—我國(guó)造紙業(yè)現(xiàn)狀分析及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)[J].今日中國(guó)論壇2016:43-45.[3]ADDINEN.REFLIST李春庭.煙稈制漿造紙的探討[J].紙和造紙,1992:21-22.[4]李洪法,宋明信,陳松濤.秸稈制漿造紙過(guò)程中的循環(huán)利用方法[J].紙和造紙,2010:15-22.[5]劉軍鈦.我國(guó)造紙工業(yè)60年變遷及發(fā)展趨勢(shì)[J].造紙化學(xué)品,2010(05):22-26.[6]王飛兒,陳英旭.生命周期評(píng)價(jià)研究進(jìn)展[J].環(huán)境污染與防治,2001(05):45-48.[7]陳舒婷,龔卓炫.生命周期評(píng)價(jià)研究方法與展望[J].廣東化工,2018,45(22):67-68.[8]張盆.用生命周期評(píng)價(jià)化學(xué)、機(jī)械和生物制漿方法可持續(xù)性發(fā)展特點(diǎn)[J].國(guó)際造紙,2006(04):17-21.[9]孫啟宏,范與華.國(guó)外生命周期評(píng)價(jià)(LCA)研究綜述[J].標(biāo)準(zhǔn)科學(xué),2000:24-25.[10]楊冬璐.典型再生紙產(chǎn)品的生命周期環(huán)境與經(jīng)濟(jì)影響評(píng)價(jià)[D].沈陽(yáng):山東大學(xué),2019:11-18.[11]葛振香.基于LCA的山東省造紙業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究[D].山東:山東師范大學(xué),2017:31-33.[12]周婷.基于生命周期評(píng)價(jià)的秸稈造紙環(huán)境影響研究[D].南京:南京農(nóng)業(yè)大學(xué),2013:3-12.[13]李夢(mèng)婷.折疊紙盒的生命周
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