中國環境報記者陳湘靜
圖為散落的蘆葦和造紙廠排出的汙水混在一起，流向洞庭湖。 周超攝
本期受訪嘉賓（排名不分先後）
曹樸芳 中國造紙協會常務副理 事長
耿海燕 河南造紙協會副秘書長
韓紅生 河南銀鴿集團第四生產 基地副總經理
李忠興 湖南沅江浣溪沙公司總經理
造紙的工藝流程
主要包括：製漿—抄紙—塗布—加工。其中，製漿階段是利用機械磨解、化學處理或化學處理與機械磨解相結合的方法，將植物原料分離為單根纖維形態，並使之達到符合使用要求的潔淨程度。這一階段的汙染負荷較重。
製漿工藝流程
備料（可以採用生物酶解）→蒸煮分離纖維→洗滌→漂白→洗滌篩選→濃縮或抄成漿片
草漿造紙對環境最大的汙染來自於草漿黑液。草漿黑液含矽量大、粘度高、濾水性差，造成提取率低，一般只有80%~85%，而木漿可達到95%以上。其次，鹼回收率低，一般只有65%~75%，而木漿可達98%。第三，用水量大。所有這些造成草漿廠中段廢水排放的汙染物量比木漿高6~7倍。
儘管整治多年，禾草化學製漿行業汙染依然負荷沉重，末端治理經濟壓力大，導致行業一直未能徹底摘下汙染的黑帽子。
發達國家經驗表明，應用在造紙產業鏈不同階段的各類酶製劑，正在顯著改善行業形象。而國內製漿造紙行業近年來也一直努力尋求生物技術、酶技術的突破。「研發成果大部分還只停留在實驗室或產前階段，真正大規模進入造紙企業正常應用的成功案例並不多。」中國造紙協會常務副理事長曹樸芳說。
如何推動生物技術在造紙行業的成熟應用，也是中國造紙行業重點關注的問題。湖南沅江浣溪沙酶技術有限公司在酶耦合化學製漿產業化應用方面已經進行了十數年探索，其產品已經在多個禾草製漿生產線上得到應用，其顯著減少化學品使用、提升紙漿質量、節能減排、降低成本的效果已得到初步驗證。但這項環境、經濟效益雙贏的技術如何趨向成熟，得到推廣、應用，提升製漿行業清潔化水平，仍面臨諸多挑戰。
前端能否少用化學品？
降低鹼等化學品用量是製漿造紙向清潔化生產轉型的重要途徑，生物酶可以取代和減少化學品在造紙工業中的應用，達到減少排放、降低成本的目的
禾草製漿為什麼摘不掉汙染黑帽子？曹樸芳接受本報記者專訪時介紹，對木纖維來源少、禾草等資源相對豐富的中國而言，每年700萬噸的草漿仍然是造紙工業不可或缺的一部分。她說，近年來，草漿在鹼回收、清潔生產等方面取得了很大進步。但由於投資和治理費用高，導致目前只有少數大中型造紙企業能夠做到深度處理，多數小企業汙染治理手段簡單，行業的汙染問題依然比較嚴重。
傳統行業末端治理的高負荷、高成本問題何解？從發達國家經驗來看，源頭削減、過程控制是關鍵。而對於造紙行業來說，根本的解決之道在於生產環節儘量少使用化學品、少產生汙染。湖南沅江浣溪沙公司總經理李忠興一直堅持這樣的觀點：「從前端入手如同淘米，而末端治理則是要從粥裡找出雜質，難度要大得多。在前端減少化學品的使用，對化學製漿法進行清潔化改造已經勢在必行。」
近年來，隨著資源環境壓力的加大，製漿行業沿用多年的純化學法製漿法已經日益暴露其缺點：化學藥品消耗量大、能耗高、設備投資高，特別是製漿與漂白過程所排出的廢水，具有極高的BOD、COD負荷，而且其中還含有有毒有害甚至是致癌物質，環境危害較大。
據李忠興介紹，鹼法製漿時，用鹼量的25%~30%用於脫出並降解原料中木質素與打斷木質素和纖維素、半纖維素之間的連結鍵，其中的15%~20%成為殘鹼，紙漿得率僅為理論值的60%~68%，汙染物處理難度大。而為了回收製漿黑液中的鹼，不得不以高投入及產生大量白泥為代價進行鹼回收，還要在中段廢水處理設施建設和運行上進行高投入。
因此，降低鹼等化學品用量是製漿造紙向清潔化生產轉型的重要途徑。而國內外的實驗表明，生物酶可以對植物纖維原料預處理，取代和減少化學品在造紙工業中的應用，從而達到減少排放、降低成本的目的。
李忠興介紹說，紙漿酶的作用原理是，通過降解原料中高耗鹼的非纖維物質從而直接降低鹼消耗，通過排除鹼直接作用於木質素的障礙，提高鹼的使用率，通過大幅降低鹼等化學品的使用，減少其對半纖維素、纖維素的破壞，提高紙漿的收得率。
河南造紙協會副秘書長耿海燕告訴記者，對禾草製漿，此前國家一直採取的是保持規模、淘汰落後的態度。近一兩年來，隨著農林剩餘物工業化的發展，適度科學發展清潔禾草製漿也成為選擇之一。目前，在山東、東北等地已有10萬噸級以上規模的清潔禾草製漿生產線獲批。「據了解，很多項目都應用了酶技術，預計河南省將來也有可能布點。」
少用一半鹼有啥好處？
複合紙漿酶幫助禾草製漿減少40%~50%的用鹼量，促進白泥減量化，降低汙染負荷，節能降耗提效作用較明顯，噸漿成本節約100元左右
2012年7月，中國輕工業聯合會在河南舞陽主持召開了「紙漿酶的製造及其在造紙製漿工業中的應用技術」項目技術鑑定會。浣溪沙公司提出的酶化學製漿項目通過了鑑定委員會的一致認可。
浣溪沙公司的研發團隊此前重點針對非木纖維化學製漿特點開發了鹼性果膠酶、鹼性木聚糖酶、鹼性甘露聚糖酶、鹼性木質素酶，設計並製造了用於製漿的新的複合紙漿酶，並申報了國家專利。「應用複合紙漿酶對禾草原料進行預處理，我們稱之為酶化學製漿法，可以顯著降低燒鹼等化學品的使用。」李忠興說。
經過了2000多批次的大試，河南銀鴿、湖南華耀、北京嘉禾木濟源分公司等6家企業一年多時間使用證實，技術穩定可靠，使用方法簡便，只需要把酶解溫度、酸鹼值、反應時間控制在一定範圍內，就能達到酶解效果。「能夠降低製漿蒸煮過程中約50%的用鹼量，而1噸漂白化學漿通常需要380~400公斤燒鹼。」
河南銀鴿集團第四生產基地副總韓紅生自稱是第一個吃螃蟹的，他們是首家與浣溪沙研發團隊合作適用技術的造紙企業。他表示，通過在麥草製漿中的實際使用，確實帶來某些單項指標的降低，比如用鹼量降低50%，製漿對應的廢液中有效鹼降低75%，汙染負荷也有顯著下降。
而這一結果也得到了耿海燕的認可：「省鹼的效果比較明顯，一般都能減少40%~50%的用鹼量，因此在白泥減量化方面也有效果。而從總體成本上，帶來噸漿100元左右的節約是確定無疑的。」
少用一半的鹼，帶來的是末端汙染負荷的降低。據李忠興介紹，他們在企業的試驗結果表明，中段水COD濃度可以從1500毫克/升降至1200毫克/升；造紙黑液COD下降幅度更為明顯，可以從2.8萬~3萬毫克/升的水平下降到1.4萬毫克/升左右。
同時，節能降耗提效的作用也較為明顯。實驗表明，原料經酶解後製漿，噸漿用水可以從85噸下降到55噸，蒸煮時間從4~5個小時降低到90分鐘；而因為減少了化學品對纖維的破壞，還帶來了紙漿收率的提高，平均提升5%~8%，實際可以到10%左右。
李忠興特別提及用鹼量減少帶來的固廢產生量降低。「白泥是鹼回收環節的副產品。大概每回收1噸鹼，要產生1噸白泥，生產1噸化學紙漿大約要產生400公斤白泥，而我國造紙白泥的回收利用由於規模等問題，得到妥善處置的比例不高，隨意傾倒造成新的汙染。」