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​木薯淀粉之节能减排
信息来源:公务员之家   作者:starch   更新时间:2023-12-06   【字体:

        摘要:木薯淀粉加工生产过程所产生的大量高浓度有机废水对环境造成了严重影响。对木薯淀粉生产企业实施节能减排能够获得显著的环境效益和经济效益,木薯淀粉生产企业应采取多种途径筹措资金,通过节能减排真正使企业实现可持续发展。
      木薯淀粉作为一种重要的工业原料已经被广泛应用于食品、纺织、化工、医药等行业,随着科学技术的不断发展,木薯淀粉的潜在价值还在被不断开发。然而,木薯淀粉生产加工过程中所产生的大量废水给当地的纳污水体造成了污染,不仅严重影响了附近水环境的质量,而且也严重破坏了当地的投资环境,并制约经济的发展。如何针对木薯淀粉生产企业实施节能减排,已是摆在广大环保工作者面前的首要任务。然而,一谈到节能减排人们就往往担忧资金投入,甚至有人把环境治理与经济效益对立起来。本文针对木薯淀粉生产企业实施节能减排的可行性进行经济分析,指出了木薯淀粉实施节能减排可以获得显著的环境效益和经济效益。 
      1.木薯淀粉废水的特点及其对环境的影响
      木薯淀粉生产废水包括:木薯清洗废水、淀粉一次分离废水和淀粉二次分离废水。其中,木薯清洗废水占所有用水总量的50%左右,而一次分离废水和二次分离废水各约占25%。木薯淀粉生产废水以有机污染物、固体悬浮物高为特征,尤其是淀粉分离废水中的有机污染物浓度可高达数万mg/L,属于高浓度有机生产废水。
      根据广西明阳、崇左等淀粉厂的监测资料统计,木薯淀粉废水中的蛋白质、总糖等有机物含量很高[1]。系统测试表明,木薯淀粉废水中真蛋白的含量达1.2g/L、粗蛋白含量高达3.15g/L,游离氨基酸总量为433.4mg/L。每生产1吨木薯淀粉约产生20~25立方米的废水,其中,木薯淀粉分离废水为10~15立方米。年产10000吨木薯淀粉的企业,在每年生产期内所排出的有机污染物,就相当于一个约22万人口的城市全年生活污水的污染物排放总量。全广西按年产1000000吨木薯淀粉进行估算,则相当于全广西近一半人口全年所排放生活污水的COD总量。
      2.木薯淀粉废水处理及综合利用现状
      木薯淀粉废水的可生化性很好(B/C值>0.5),国内外多采用生物、化学方法进行处理。常用的生物处理技术包括:稳定塘多级生物发酵工艺,厌氧接触式生物处理工艺,上流式厌氧污泥反应床工艺,以及厌氧颗粒污泥膨胀床工艺等。
      广西主要采用稳定塘多级生物处理工艺,并且多投加了EM菌以提高处理效果,但是,经处理后出水COD的含量大多数仍然在2000mg/L以上。大型的木薯淀粉生产企业虽然都建有污水处理的工程,但是,既没有实现达标排放,也没有对废水中的资源进行综合利用;中型木薯淀粉生产企业,只有部分采取了相应的处理措施,相当多的企业则由于资金、土地、技术或其他客观原因,而没有对废水进行处理,更没有综合利用废水中的有机质资源;小型木薯淀粉生产企业的环保意识淡薄,生产废水基本上未经任何处理,大多数都直接将生产废水排放地表水体。 
      处理木薯淀粉废水的试验研究成果较多。梁智(1997)采用混种发酵法处理木薯淀粉废水,培养单细胞蛋白取得了一定的效果[3]。试验结果表明,废水COD去除率在60%以上,菌体产率达到15g/L,菌体蛋白含量达50%以上。
      超平(2001)对木薯淀粉分离废水直接进行了絮凝处理[4],先用石灰乳中和废水,再用高分子絮凝剂N-OP、650BC、AN絮凝,具有很好的净化效果,废水COD去除率为60%~99.3%,总固形物去除率为45%~66.8%。  
      (2001)采用聚合硫酸铁(PFS)、改性聚丙烯酰胺作絮凝剂,处理木薯淀粉生产废水后其COD的去除率均达到88%以上[5]。黎铉海等用碱式氯化铝作为絮凝剂对木薯淀粉废水进行了处理试验,废水SS的去除率可达到99%,而使用含铁复盐对COD的去除率均在80%以上,加入聚乙烯酰胺则可使沉淀速度加快[6];梁建奎,刘康怀,刘辉等采用絮凝剂加助凝剂的方法,不仅使COD大幅度降低,且回收的沉淀物中蛋白含量高,可用作饲料添加剂。
然而,到目前为止,木薯淀粉生产废水处理成功的实例很少,至于如何综合回收利用木薯淀粉废水中的有用资源,从而大幅度降低废水处理的运行费用,并实现赢利的实际工程更少。
      3.木薯淀粉生产废水的潜在经济价值
      随着木薯生产的蓬勃发展,木薯淀粉生产废水的排放量也在稳步增长,其废水中潜在的经济价值也越来越大。
      3.1有机质资源量:按照木薯淀粉生产废水COD平均浓度为15000mg/L计算,一个年产10000吨木薯淀粉的生产企业,废水中所含的有机质将达到300吨以上,以广西为例木薯淀粉年产量已经接近100万吨,因此,每年随木薯淀粉生产废水所流失的有机质资源量就将超过30000吨。
      3.2蛋白质含量:同样以一个年产10000吨木薯淀粉的中小企业(相当日产100吨)为例,其年排放生产废水量在200000吨以上,分离黄浆废水的量也有100000~150000立方米。按照平均值计算的结果,其潜在的真蛋白总量有120吨,粗蛋白总量在310吨以上。如果按照我国优质小粒型大豆的蛋白质含量(约为41.0%)计算,那么,其排放废水中所含蛋白的总量就相当于750吨小粒型优质大豆的蛋白含量。
      3.3蕴藏的能源量:以利用有机物生产沼气为例进行计算,理论上每1kgCOD可以生产0.35m3纯甲烷气,已知纯甲烷气的燃烧热值为3.93×107J/m3,含甲烷60%~80%的沼气还可以直接用于锅炉燃料或家用燃气。若將废水中80%的COD转化为沼气,那么,一个日产100吨木薯淀粉规模的企业可以日产沼气(4200~6300)m3,其热量相当于约5000m3天然气所产生的热量,所存在的燃烧热总值为(1.65~2.48)×1011J。
综上所述,木薯淀粉生产废水既是严重的污染源,又是一个价值巨大的资源宝库,实施节能减排的潜力很大。
      4.木薯淀粉企业实施节能减排的经济分析
      4.1废水处理工程投资分析。木薯淀粉生产废水量大,污染物浓度高,污水处理所需的工程规模大投资也大,以年产10000吨木薯淀粉的生产企业为例,日排放高浓度有机废水约2000立方米。如采用以厌氧生物技术为主的工艺进行处理,按照工业废水处理工程投资规律进行预算,一次性投资需要400~600万元。如果企业原来已经有了一些基出设施,如初次沉淀池、调节池、水泵等,那么总的工程投资就还可以相应减少。一般情況,吨废水的工程费用应安排2000元左右即可。
      4.2环境效益分析。按照木薯淀粉生产废水COD浓度平均为7000mg/L计算,经过多级生物处理以后,其出水水质的COD值可以达到100mg/L以下,为了稳妥也可按照进入城市污水管网允许的浓度(300mg/L)进行估算。由此可以计算得出,工程日去除的COD总量可达13.4吨,如果按照城镇人口日排放COD量为100g计算[10],就相当于减少
了13.4万人排放生活污水所产生的污染物总量,显然,其不境效益相当显著。
      4.3经济效益分析。以一个日产沼气(4200~6300)m3规模的企业计算(木薯淀粉产量100吨/日),按照等量热值换
算成示准煤[11,12],那么企业每年可以节约23.6万元的购煤支出。建设亏水处理厂的投资只需要17年的就可以回收成本,如对处理后的出水进行综合利用,还可以节约大量的水资源,其经济效益更加显著,尤其是木薯淀粉生产的季节集中在每年的冬季,水资源综合利用意义重大。
      5.木薯淀粉生产企业废水处理工程投资筹措
      木薯淀粉生产企业必须充分认识到实施节能减排的重要意义,特别要认识到木薯淀粉生产废水的潜在价值,积极筹措资金对废水进行处理,并通过废弃资源综合利用实现赢利。
      5.1广泛宣传自己,把企业推向市场。通过宣传让已经积累了足够资本的企业家们认识木薯淀粉生产企业,认识木薯淀粉生产废水的潜在价值,鼓励有意者进行投资合作处理废水。
      5.2可将木薯淀粉生产废水生物质能源的开发利用包装成BOT项目,既可以引进资金,又可以减少企业的负担。如果把工程投资和产生的经济效益有机结合,对投资者就会有很大的吸引力。
      5.3充分利用企业的排污指标,实现指标转让获利。木薯淀粉生产属于食品加工,按照国家的排污规定,这类企业允许排放的污染指标相对高。由于木薯淀粉生产废水的可生化性好,企业可以更容易节余污染排放指标,向那些生产废水难处理的企业转让指标并获得经济补偿。
      5.4要充分利用国家用于节能减排的专项资金。自2007年以来,国家对节能减排专项的投入越来越大,木薯淀粉生产企业可以通过技术开发、示范工程建设等项目争取这些专项资金,为木薯淀粉生产废水实施节能减排提供更多的集资渠道。
      6.认识和结论
      6.1木薯淀粉生产废水中蕴藏着丰富的有机物资源、生物质能源,且具有巨大的经济价值,木薯淀粉生产企业实施节能减排具有重要的现实意义,通过节能减排将可以获得良好的环境效益和经济效益。
      6.2木薯淀粉生产企业的节能减排工程可以通过多渠道筹集所需的资金,只要企业采用多种方式为节能减排工程引进资金和技术,就能够通过节能减排使企业的活力得到增强,真正意义上实现可持续发展。

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