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文\羊城晚报记者 张璐瑶 通讯员 华轩 “中国的造纸，一个是污染，一个是设备落后。我这辈子是解决不了了，希望你这辈子来解决。”几十年来，恩师、造纸著名专家隆言泉先生的这句话一直深深印刻在陈克复的脑海里。 1月10日，中国工程院院士、华南理工大学教授陈克复团队主持完成的项目《制浆造纸清洁生产与水污染全过程控制关键技术及产业化》荣获2019年度国家科技进步一等奖。记者了解到，这也是广东省内高等学校牵头获得国家科学技术奖励一等奖的“零的突破”"。 10年磨一剑，近10年来 ，陈克复院士团队突破了10项关键技术及11项支撑技术，形成10多项成果和5套先进可靠的集成技术，实现了制浆造纸清洁生产与水污染全过程控制，通过全行业共同努力，造纸行业摘掉了“排放大户”的帽子。近日，羊城晚报记者走进实验室，采访了陈克复院士团队(见上图，羊城晚报记者汤铭明摄)。 半个世纪学造纸，立志攻克污染难题 1966年，陈克复毕业于复旦大学力学专业。按照他当时的研究方向，未来他要做的，应当是造潜艇、造火箭。然而，他刚刚毕业，“文革”开始了。后来，他当过农民、工人，幸而成为我国造纸业著名专家隆言泉教授的助手，开始学习造纸。 当时的造纸行业并不讨喜，主要原因之一就是水污染。陈克复一直记得老师说的一句话：“中国造纸主要的问题是污染、设备落后。” 对陈克复来说，他这辈子的首要目标，就是攻克造纸的污染问题。 造纸是我国重要的基础原材料产业，2011年产量近1亿吨，居世界第一，同时带来的水污染问题也日益突出。数据显示，2011年造纸业废水排放量达38.3亿吨，COD排放量达74.2万吨，被称为“污染大户”。 2011年，国家连续4次发文，明确提出要专项整治造纸这一重点排污行业，严控废水和COD排放量。几乎同时，陈克复院士联合山东两家大型造纸企业组建了创新团队，目标就是解决造纸行业的水污染问题。 “我们提出，第一，我们研发的技术必须要实现造纸行业全覆盖；第二，改变造纸业传统的废水末端治理模式，提出清洁生产与末端治理相结合的水污染全过程控制新模式，把废水量降到最低。”陈克复告诉记者，“最终的目标是，让造纸业水污染排放指标优于欧盟、美国等的标准，水污染控制技术水平要达到国际领先。” 受煲汤启发，10年创下多个“国际首次” 要摘掉造纸业“污染”的黑帽子，谈何容易。近10年来，项目团队针对不同工艺，研发突破10项关键技术及11项支撑技术，形成了5套科技创新集成技术，创造了许多“国际首次”。 如创新性将机械蒸汽再压缩蒸发技术应用于化学机械法制浆废水的预蒸发，再结合多效蒸发器进一步浓缩后送碱回收系统燃烧处理，实现了水污染物的资源化利用，解决了COD浓度高的特殊废水处理难题；创新研发连续水解技术、连续蒸煮技术及与氧脱木素的协同技术，实现纤维原料全利用等。 比如在化学法制浆中，要实现纤维素、半纤维素、木素这三大组分的连续分离，而这是公认的国际难题。陈克复告诉记者，传统造纸环节中，多留下纤维素，而把半纤维素和木素这两种宝贵原料随废水一起废弃，其主要原因就是将这三大组分连续分离出来，太难了。 “实验室可以用低酸分离半纤维素，但在工厂里，低酸分离会影响后续的流程。我们就想到了广东人煲汤，比如虫草在100度的高温下，连续煮二三十分钟，就能分离出其中的有益成分。能不能用这种方法分离半纤维素？”项目团队开始尝试用热水煮木材。连续尝试之下，团队发现，用170度高温蒸煮木片，就能成功分离半纤维素。 如何在生产线上实现170度的高温环境？团队自主研发了一套设备，创新研发连续水解蒸煮技术、协同深度脱木素技术，在连续状态下先后分离提取半纤维素、木素，最后剩下纤维素，成功实现纤维原料的全利用。这在国际上还是首次。 如何解决废纸浆脱墨的污染问题？陈克复告诉记者，实际上，中国造纸原料并不靠砍树，65%的原料都来源于回收的废纸，25%源于进口或本土小部分桉树木浆，10%源于甘蔗渣、竹子、芦苇、麦草等其他废纤维原料。 废纸变成新纸最关键的脱墨处理流程，是产生污染最多的阶段，因此导致废纸制浆法末端环节废水中COD含量达到2000-3000mg/L。通过实验室研究，团队发现，用7.5左右的酸碱度进行近中性脱墨，污染最小。 如何在大型现代化废纸制浆碱性系统中实现近中性脱墨？团队成员告诉记者，在团队的合作企业，废纸制浆造纸生产线产量非常大，每天24小时不间断运行，该技术首先要在生产线上做生产实验，再跟实验室方案来回磨合，最终实现了造纸生产中废纸制浆水重复利用率大于95%，造纸水重复利用率大于90%，大幅减少废水排放。 解决造纸污染，打造绿色制造“中国样本” 陈克复告诉记者，如今，项目所研发的制浆造纸清洁生产与水污染全过程控制技术，已全部被选入生态环境部发布的《HJ 2302-2018 制浆造纸工业污染防治可行技术指南》，作为行业推荐的先进技术在全国范围内推广。 相关技术已在山东太阳纸业股份有限公司、山东华泰纸业股份有限公司等10家大中型造纸企业的制浆造纸生产线上及末端废水处理中应用，并推广应用到广东、广西、河南、河北等地的制浆造纸企业。 “采用我们技术的企业，不仅废水处理成本降低了，单位产量废水和COD排放指标也远优于欧盟标准，清洁生产技术水平达到国际领先。”陈克复说，“特别是吨产品的COD排放量，通过多次第三方鉴定，我们已经实现了欧盟标准的1/10。” 数据显示，在该项目的推动下，在全行业的共同努力下，中国造纸行业废水与COD排放总量比2011年下降38.2%和55%，废水和COD排放量已低于多个重点行业，摘掉了“污染大户”的帽子。 许多专家认为，该项目的技术改变了造纸行业在社会上的形象，为造纸行业新旧动能转换和绿色制造提供了示范，打造了造纸业污染处理的“中国样本”。 “当年老师说的造纸业污染问题，现在看来基本解决了，但落后问题还没有百分百解决。”陈克复说，“我和老师一样，寄希望于我的团队和学生，希望他们能把我没有做完的事情继续做下去。”
