- 中文名
- 生物制浆
- 类 别
- 工艺技术
- 优 点
- 无污染、无臭味、无悬浮物
- 缺 点
- 废水排放量大
生物制浆池生物制浆国内外至今难以工业化生产，主要是因为所用生物菌繁殖时的环境条件难以控制，容易被杂菌感染而达不到生物降解的目的。而张健教授和北京前导植物纤维制品研究所科研人员经多年研究，采用FYR6软腐菌进行诱变提纯，使得菌种具有强大降解木素的能力，结合机械方法经上万次试验终于突破生物制浆产业化的难题。同时，还解决了用生物菌对纸浆进行漂白的难题。
1、生物分解（FYR6软腐菌）与机械加工结合的纸浆生产工艺技术：
该菌是FYR6软腐菌用来降解木素，该软腐菌为专利发明人张健教授培养的第七代菌种，具有极强的分解木素能力且只分解木素不分解纤维，可在48小时内迅速繁殖，使降解池内FYR6软腐菌比例占90%，杂菌只占10%，72小时内原料木素降解80%以后利用疏解机对原料疏解，使之帚化进一步降解木素，经除渣与筛浆后达到本色浆。
2、生物漂白及漂白用水零排放的纸浆漂白生产工艺技术：
生物漂白及漂白用水零排放的纸浆漂白生产工艺技术，利用木素过氧化物酶进行漂白取得了良好的效果，可使纸浆白度达到83%以上。该工艺创新点是可以冷漂，一般用木素过氧化物酶漂白时，温度需要控制在45～55度之间，而冷漂白只需控制在16～19度既可完成，节省了大量的加热能源。该项专利的另一个创新点为漂液可以利用FYR6软腐菌处理重新返回木素降解池内循环使用，从而达到零排放无污染的目的。该项目生产工艺、技术内容与传统化学制浆和生物试验室制浆方法有许多不同之处。生物制浆较化学制浆法大大节省能源。试验室内生物制浆方法比较：使用菌种特性不同，试验室所用菌种为耗氧菌，本项目用厌氧菌，需要阳光，可以冷漂白，水循环利用，零排放。
1、传统造纸工艺弊端分析
传统制造草浆工业一般采用碱法和亚硫酸法生产纸浆，废水排放量大，废水中含有大量的悬浮物、BOD、COD、色度（黑液）、酸碱物质、毒性物质等，严重污染环境。根据中国环境年报公布的数据：2004年中国造纸行业污水排放总量的18.4%，而COD排放量为152.6万吨，占全国工业中COD排放总量的30%。达标排放废水仅占造纸行业排水量的53.8%。
2、国内市场分析
我国是个草多木少的国家,农业资源十分丰富且很廉价.以草为原材料,采用传统化学制浆技术,生产排污十分严重,而且化学原料破坏了草的纤维,不但出成率低,而且降低了草浆与成品纸的质量,目前草浆只能生产箱板纸、瓦楞纸、瓦面纸、草纸、纸档书写纸、祭祀用纸等低档产品，采用全新的生物制浆新技术，不会破坏原料植物纤维，可以生产出新闻纸、印刷书写纸、高档包装纸等纸的高端产品。可实现草浆代替木浆的理想效果。
市场对纸与纸板需求量的不断增加，带动对纸浆的巨大需求。目前我国纸浆年消耗量在7000多万吨，纸浆基本需要从国外进口，纸浆市场供不应求，前景十分可观。采用生制浆新技术生产的草浆成本低、质量好且生产过程无任何污染物的产生，可以部分代替木浆，缓解我国木浆进口的压力。
3、国际市场分析
全世界目前普遍采用的是传统的化学制浆法，因此巨大的市场消费带来的是大量的能源消耗和环境污染。尽管发达国家工艺技术先进，每吨纸浆的排放污水控制在30吨，COD排放量控制在30-50公斤，但保守估计到2010年全世界造纸行业总的污水排放量将达到332亿吨。 生物制浆技术，生产成本低，生产过程的水循环使用，不排出任何污染物，且不破坏植物纤维，生产出的纸浆产品不含任何有毒害的化学剂，是完全绿色环保纸浆，在国际市场上具有极大的竞争优势，可普遍应用于卫生标准要求高的食品包装纸、高级日用卫生纸、餐巾纸、妇女卫生纸、香烟添加料等高附加值的纸制品中。
造纸行业的污染主要是在制浆生产过程中产生的，目前传统的都是应用化学制浆法，产生大量的污水，据“中国造纸工业2004年度报告”显示：2003年造纸行业废水排放量为31.8亿吨，占全国重点统计企业废水排放量的18.4%，化学需氧量COD排放量152.6万吨，占全国工业废水污染物排放量的30%左右，但无论应用多么先进的治污工艺技术和设备，花费多高的治污费用，还是或多或少总要排放含有COD、BOD的具有污染性的污水。
要想彻底解决造纸行业的污染，惟有改变传统的化学制浆法。
生物制浆法是应用“生物分解（HYH7黑腐菌）与机械加工结合的纸浆生产工艺技术、生物漂白及漂白用水零排放的纸浆漂白生产工艺技术、生物分解（FYR6软腐菌）与机械加工结合的纸浆生产工艺技术、生物分解（LYH9褐腐菌）与机械加工结合的纸浆生产工艺技术、生物分解（ZYB5厌氧白腐菌）与机械加工结合的纸浆生产工艺技术”的专利技术，可实现零排放，整个制浆工艺过程中的水是循环使用，不存在COD、BOD和悬浮物SS，因为在生物分解过程中，真菌把植物秸秆中纸浆不用的木素、淀粉、果胶、果糖等物质分解生成H2O和CO2，H2O和CO2又生成碳酸，碳酸进一步软化植物木素利于真菌分解木素，没有废物排出。没有一滴废水排放。制浆水循环使用。（而化学制浆法是把植物秸秆中纸浆不用的木素、淀粉、果胶、果糖等物质溶于火碱水后用大量清水洗净后排放掉造成严重环境污染。）这就是彻底解决了世界造纸行业的污染大难题，这是对人类社会的一大贡献。
由于生物制浆法中的真菌不伤害植物纤维，因此用生物制浆法生产出的麦草浆经“国家纸张质量监督检验中心检测”结果证明（2004年12月10日，NO2004-358检验报告），其各项物理性能指标均达到和超过国家规定的各种纸张标准，这就说明草浆可以替代木浆，我国具有十分丰富的稻麦草资源，普及应用生物制浆法可以节省大量进口木浆的外汇。
1、是环保项目：消除造纸行业污染，净化国土、造福于子孙后代。
2、是节能项目：节省大量水、电、煤。
3、是扶贫项目：增加全国各地农民收入、变废为宝，过去很多地区的农民将稻麦草烧掉、污染环境。
6、增加各乡、镇、地、市的财政税收。
7、生物制浆与常规化学制浆各项指标对比一览表
1、生态环保项目：根本消除造纸行业的污染，节省大量治污费用
化学制浆法工艺为：备料 ---＞ 蒸煮（同时投入碱或亚硫酸盐）---＞ 碱回收 ---＞ 洗选 ---＞ 漂白 ---＞ 磨浆 ---＞抄纸 ---＞ 整理 等工序，其中蒸煮、洗选、漂白工艺过程中产生大量的废水，含有高浓度被降解的有机物、悬浮物、和硫醇化合物而散发恶臭气味，废液中含有大量的COD、BOD、色度（黑液）、酸碱物质、有毒物质（松香酸、不饱和脂肪酸、硫化氢、甲基硫、甲硫醚及漂白产生的三氯甲烷等有机氯化物与致癌的二恶英、呋喃等）。
生物制浆技术应用的生物制浆法采用生物分解与机械加工结合的纸浆生产工艺，生物纸浆工艺为：原料不用破碎，直接生物一次分解由真菌将木素及果胶果糖软化 ---＞ 机械加工分丝细化 ---＞ 二次分解由真菌将木素及果胶果糖分解成二氧化碳和水 ---＞ 菌水洗涤将残存木素从纤维上进一步清除分解成二氧化碳和水 ---＞ 疏解细化纤维 ---＞ 磨浆 ---＞ 筛浆分离粗细纤维除砂净化纤维 ---＞ 常温生物漂白 ---＞ 菌水洗涤将残存杂质从纤维上全步清除分解成二氧化碳和水 ---＞ 纸浆白度稳定处理 ---＞ 干燥后包装出厂。
全部生产工艺过程中水是循环使用，不排放任何污水；植物木素、果胶、果糖、树脂被生物酶分解为CO2和H2O，因此不产生任何有机化合物与悬浮物；完全是净洁生产，不存在污水治理。全部生产工艺过程中全部不用加热常温分解常温漂白。（化学制浆需高温170度12公斤压力）
以上市公司为例，山鹰纸业公司2004年投资5557万元建立污水处理系统，泉林集团自1996年-2000年四年中投资5557万元建立污水排放工程。我国目前最大的造纸企业之一，金东纸业建厂7年总共投入环保设施工程的总投资额高达9亿元人民币。每吨污水的治理达标所需要的费用平均在2元人民币左右，一座年产10万吨草浆工厂,每年要发生治理污水费至少6000万元人民币。
采用生物制浆工艺没有任何污染物产生,每年可为国家和企业节省大量治理污染资金。
各种制浆方法排污量对比详见下表:
2、节能项目
传统草浆造纸不仅存在严重的环境污染，而且消耗大量的水、电、煤等资源，目前我国少数大型造纸企业生产污水经过处理后，循环投入使用。每生产1吨纸浆除循环使用经过处理的污水外，额外新消耗10吨左右的水。污水处理费用昂贵，利润大降。
3、降低生产成本
由于生物制浆法采用了全新的生产工艺，可以大量的节约能源和降低能耗，生产过程无任何污染物排放，节省了大量的治污费用，生产成本大大低于传统化学制浆工艺。以制作草浆为例，生物制浆法每生产一吨干草浆的成本仅为2000元，是化学制浆法每吨的3500元的57%。
4、扶贫项目：增加农民收入，实现农业可持续发展
我国仍有592个贫困县，贫困人口还有几千万人，均在农村，这些贫困山区拥有的最大资源是草和木，能利用这些低廉的农业废弃资源来生产高附加值的纸浆，（产品/原料=产料增加值9倍），将会使农民迅速脱贫，可以说这是一种最迅速、最现实、最可行、最持久的脱贫致富方法之一。
在我国农村的大部分地区稻麦草处理始终是个难题，因其没有太大的利用价值，往往被农民焚烧掉，焚烧又会产生烟雾污染，甚至出现影响飞机起降的现象。生物制浆新技术以麦草、稻草、芦苇、蔗渣、竹子、等农作物秸杆作为制作纸浆的原料，平均每亩麦田至少能为农民增加100元收入。
5、减少国家外汇支出，草浆代替木浆，替代进口
纸浆及纸制品进口已成为我国第三大外汇消费商品，每年花费外汇已高达100多亿美元。应用生物制浆法，提高了草浆的质量，使新闻纸、书写纸、包装纸、复印纸及高档纸等纸张生产不再依赖进口的木浆，这即节省了外汇又降低了纸张生产成本。
6、增加税收
每建一座年产1万吨的生物纸浆厂，投产后正常年份平均每年向财政上缴787万元人民币税收，算是创税大户。可救活已被查封关闭的小造纸厂。凡已被关停的各村镇的小造纸厂大都是由于污染的原因，如今有了生物纸浆厂提供纸浆即可恢复生产，安排就业，创造利税。
