味精工业水污染物排放标准》编制组二.pdf
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1、附件三:附件三:味精工业水污染物排放标准编制说明 (征求意见稿)味精工业水污染物排放标准编制组味精工业水污染物排放标准编制组 二八二八 年年 四四 月月 i目 录目 录 1.任务来源.1 2.标准修订的必要性.1 2.1 国家提出污染物减排的具体目标.1 2.2 适应味精工业快速发展的需要.2 2.3 现行标准存在的问题.3 3.修订原则及总体思路.4 3.1 修订原则.4 3.2 总体思路.4 3.3 制定方法.4 3.4 技术路线.5 4.行业基本情况.5 5.生产工艺.7 6.废水治理工艺分析.8 6.1 废水来源和特点.8 6.2 废水治理工艺分析.10 7.控制项目设置及排放限值的确
2、定.13 7.1 时间分段.13 7.2 控制项目设置.13 7.3 排放限值的确定.13 7.4 特别排放限值.14 7.5 单位产品基准排水量.14 7.6 环境监测要求.15 8.与国内外排放标准的比较.15 8.1 新标准与国外相关标准对比.15 8.2 与 GB194312004 的对比.16 9.标准实施的环境经济效益分析.17 11.任务来源 味精工业污染物排放标准GB194312004 的实施,对控制味精工业污染物的排放、保护环境和推动味精工业技术进步发挥了重要作用。在 GB194312004 颁布实施之后,国家制订出台了一系列的法律法规、规划、技术政策,对“十一五”期间的环境
3、保护工作提出了更高的要求,在此期间,我国味精工业污染防治技术也有了实质性的进展。味精工业作为国家环境保护工作的重点行业,对实现国家环境保护目标具有重要的作用,GB194312004 已难以适应新形势下环境保护工作的要求。2008 年 1 月 9 日,国家环境保护总局下达了关于下达太湖等环境敏感地区国家环境保护标准制订项目计划(环办函200814 号),由中国环境科学研究院牵头、中国轻工业清洁生产中心参加开展味精工业水污染物排放标准的修订工作。2.标准修订的必要性 2.1 国家提出污染物减排的具体目标 国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要提出了“十一五”期间,主要污染物排放总量减少 10的约束
4、性指标。国务院关于发布实施的决定(国发200540号)和国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知(国发200715 号),对按规定应予淘汰的落后造纸、酒精、味精、柠檬酸产能(包括:落后企业、落生产线、落后生产工艺技术和装置),采取措施促其淘汰。2005 年 12 月国家发展和改革委员会发布的产业结构调整指导目录(2005 年本)限制使用传统工艺、技术的味精生产线。国务院节能减排综合性工作方案,综合各地提报和行业产能布局情況,20062010 年各地淘汰落后造纸、酒精、味精、柠檬酸产能计划要求味精行业主要淘汰年产 3 万吨以下生产企业。其总体目标任务为“十一五”期间淘汰落后造纸产能 650 万
5、吨,落后酒精产能 160 万吨,落后味精产能 20 万吨,落后柠檬酸产能 8万吨;实现减排化学需氧量(COD)124.2 万吨。2003 年 2 月国家经济贸易委员会和国家环境保护总局发布的国家重点行业清洁生产技术导向目录(第一批)中列出了“味精发酵液除菌体生产高蛋白质饲料,浓缩等电点提取谷氨酸,浓缩废母液生产有机复合肥技术”。技术主要内容为“避免菌体及其破裂后的残片释放的胶蛋白、核蛋白和核糖核酸影响谷氨酸的提取与精制;2发酵液除菌体与浓缩均能提高谷氨酸提取率与精制得率;发酵液提取谷氨酸后废母液 COD 高达 100000mg/L,有利于进一步生产复合有机肥料而消除污染”。节能减排工作是贯彻落
6、实科学发展观,构建社会主义和谐社会的重大举措;是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择;是推进经济结构调整,转变增长方式的必由之路;是提高人民生活质量,维护中华民族长远利益的必然要求。2.2 适应味精工业快速发展的需要 2006 年,我国的味精产量达 170 万吨,2007 年 112 月份产量达到 191 万吨,位居世界第一位。但是味精工业发展所产生的环境问题也比较严重,尤其是味精生产过程中所产生的高浓废水问题,生产 1 吨味精要产生 1520 吨高浓废水,其 pH 值为 1.82.0,COD 浓度达 3000070000mg/L,SS 浓度达 1200020000mg/L,NH3-N浓度
7、达 50007000mg/L。此外,味精生产过程中洗涤水、冷凝水等中浓废水的 pH 为3.54.5,COD 浓度达 10002000mg/L,SS 浓度达 150250mg/L。根据 2005 年环境统计年报,我国 2005 年食品制造业废水排放量及 COD 排放量分别位居第 16 位和第 7 位,见表 1、图 1 和图 2。表 1 2005 年我国工业行业 COD 产生状况 排序 行业 COD 排放量(吨/年)份额(%)累计(%)1 造纸及纸制品业 1596590 28.78 28.78 2 农副食品加工业 677240 12.21 40.98 3 化学原料及化学制品制造业 569256 1
8、0.26 51.25%4 纺织业 298628 5.38 56.63%5 饮料制造业 187804 3.39 60.01%6 黑色金属冶炼及压延加工业 176376 3.18 63.19%7 食品制造业 154963 2.79 65.99%8 医药制造业 132654 2.39 68.38%9 电力、热力的生产和供应业 132159 2.38 70.76%10 化学纤维制造业 104171 1.88 72.64%11 石油加工、炼焦及核燃料加工业 83343 1.50 74.14%12 皮革毛皮羽毛(绒)及其制品业 75153 1.35 75.49%13 有色金属矿采选业 60280 1.09
9、 76.58%14 煤炭开采和洗选业 57388 1.03 77.61%15 非金属矿物制品业 52844 0.95 78.57%16 其他行业 1189151 21.43 100%合计 5548000 100%100%3黑色金属冶炼及压延加工业,7.0%化学原料及化学制品制造业,13.9%造纸及纸制品业,15.1%其他行业,17.9%饮料制造业,1.8%食品制造业,1.8%煤炭开采和洗选业,1.9%非金属矿物制品业,2.0%化学纤维制造业,2.0%石油加工、炼焦及核燃料加工业,2.8%仪器仪表及文化办公用机械制造业,3.0%农副食品加工业,4.9%交通运输设备制造业,5.1%电气机械及器材制
10、造业,3.3%纺织业,7.1%电力、热力的生产和供应业,10.3%图 1 2005 年我国工业废水排放量状况 农副食品加工业 12.2%其他行业 21.4%造纸及纸制品业 28.8%煤炭开采和洗选业 1.0%有色金属矿采选业 1.1%皮革毛皮羽毛(绒)及其制品业 1.4%石油加工、炼焦及核燃料加工业 1.5%化学纤维制造业 1.9%非金属矿物制品业 1.0%电力、热力的生产和供应业 2.4%医药制造业 2.4%食品制造业 2.8%黑色金属冶炼及压延加工业 3.2%饮料制造业 3.4%纺织业 5.4%化学原料及化学制品制造业 10.3%图 2 2005 年我国工业 COD 排放量状况 2.3 现
11、行标准存在的问题 近年来,我国发布了一系列与味精工业发展有关的产业政策,通过这些产业政策的引导,以及味精工业企业自身的不断发展,味精工业的生产工艺技术和废水综合利用治理技术有了很大的发展,味精工业污染物排放标准(GB194312004)已经不适应行业的发展。在味精工业污染物排放标准(GB194312004)中规定:2003 年 12 月 31 日之前建设的项目废水排放量的要求为 250m3/t 产品,2004 年 1 月 1 日起建设的项目废水排放量的要求为 150m3/t 产品。而根据 2007 年味精行业产排污系数核算研究结果,各种味精工艺的排水量在 62.0595.90m3/t 之间;此
12、外,产排系数核算中 COD、氨氮等污染物的排放浓度也明显低于 味精工业污染物排放标准(GB194312004)4中的限值。此外,在味精工业污染物排放标准(GB194312004)中除了规定水污染物的排放要求,还规定了大气污染物和厂界噪声的要求。但是大气污染物排放要求实际上直接引用了锅炉大气污染物排放标准(GB13271)和火电厂大气污染物排放标准(GB13223),而对恶臭污染物的排放要求也与恶臭污染物排放标准(GB14554)完全相同,对于噪声的要求也是直接引用工业企业厂界噪声标准(GB12348)中的相关要求。不符合环保总局公告加强国家污染物排放标准制修订工作的指导意见(200717 号)
13、的精神。因此,为了保护生态环境、防治污染,促进味精工业的发展,淘汰高污染及落后的生产工艺,采用无污染、低污染的先进生产工艺及先进的污染治理措施,从而使我国味精工业走上高效、低污染的发展轨道,需要对味精工业污染物排放标准(GB194312004)进行相应的修订。3.修订原则及总体思路 3.1 修订原则(1)保护生态环境和人体健康;(2)以科学发展观为指导,促进味精工业经济、社会的可持续发展;(3)与我国现行有关的环境法律法规、标准协调配套,与环境保护的方针政策相一致;(4)力求使标准做到科学合理、技术上可行、经济上合理、具有可操作性;(5)促进味精工业产业和产品结构调整。3.2 总体思路(1)加
14、强新建味精工业污染物排放控制,努力减少新增污染物排放量;(2)削减现有味精工业污染物排放量,实现总量削减;(3)推动味精工业采用高效污染治理设施;(4)通过新标准的实施,促进环保产业发展。3.3 制定方法 通过现场调研和发放调查表的方式,了解对味精工业不同原料、生产工艺、生产规模、污染物的特点和污染物处理方法。通过收集有关味精业污染控制的最新研究成果、建设项目环评报告及国内外相关环保法规和标准等资料和数据,在此基础 5上,结合调研和调查反馈的内容,对我国味精工业生产和污染治理现状进行经济、技术评估,参考国内外相关污染物排放标准,依据国家相关政策和法规,最后确定味精工业水污染物排放控制项目、标准
15、限值和单位产品基准排水量。3.4 技术路线 标准制定的技术路线见图 3。4.行业基本情况 味精是我国发酵工业的主要行业之一,目前我国味精工业的产量位居世界第一位。2007 年 111 月份,味精工业规模以上企业(主营业务收入 500 万元及以上的工业企业)共有 94 家,工业总产值 20,568,017 千元。(1)味精的总产量实现快速增长 据国家统计局统计,2007 年 112 月份全国味精产量达到 191 万吨,比 2006 年的 170 万吨增加 12.35%。其中生产量排名前三位的省份是山东省 472486 吨、河南省474543 吨、河北省 167017 吨。增长幅度排名前三位的省份
16、是宁夏 101.1%、四川81.14%、河南 65.69%。负增长排名前三位的省份是安徽-75.46%、新疆-23.44%、广西福建分别为-21.7%、-21.45%。在 21 个生产味精的省份中,有 11 个省份的增长量达到两位数增长,有 7 个省份的增长量达到 20%以上,有 7 个省份的增长量达到 30%以上。2007 年是近十年以来我国味精产量第二个快速增长年份(2006 年第一),民营和股份制企业发展势头更加强劲。图 3 标准制订的技术路线 6(2)味精主要生产省份占全国味精总产量比例,见表 2 和图 4。表 2 2007 年我国味精主要生产省份及味精占全国总产量比例 序号 地区 占
17、全国总产量比例(%)1 山东省 24.80 2 河南省 23.30 3 河北省 8.88 4 江苏省 7.92 5 浙江省 6.61 6 广东省 5.71 7 四川省 5.40 8 宁夏自治区 3.42 9 福建省 3.27 10 辽宁省 2.48 11 其它 8.21 山东省24.8%其它8.2%河南省23.3%河北省8.9%江苏省7.9%辽宁省2.5%福建省3.3%宁夏自治区3.4%四川省5.4%广东省5.7%浙江省6.6%图 4 2007 年我国味精主要生产省份及味精占全国总产量比例(3)味精行业生产集中度显著提高 2007 年味精行业统计的 19 家生产企业中,生产量超过两万吨的厂家共
18、计 15 家,占行业总产量的 90%以上;10 万吨以上有 5 家,占行业总产量的 60%以上。(4)味精环保综合治理力度明显提高,部分企业发酵停产或转产 受国家限制玉米深加工项目发展、减少味精生产产能和味精行业被列为高污染行业等不利因素的影响,各省市均将味精生产企业列为重点的环保管理对象,定期检查和验收;另外由于原材料的大幅度涨价,迫使部分生产企业停止发酵生产。75.生产工艺 从上个世纪初,我国开始生产味精已有 80 多年的历史。随着科学技术的不断进步,味精生产技术也在不断变革,由创建之初的以面筋、豆粕为原料水解法生产工艺改变为现在以糖质为原料发酵法生产工艺。发酵法制造味精的生产技术进步较大
19、,尤其近几年进展更快,无论菌种还是工艺方法及装备水平,逐步缩小与国际间的差距。目前国内的味精工业是以大米、淀粉、糖蜜为主要原料的加工工业。味精的生产工艺同其它发酵产品一样,见图 5。图 5 味精生产工艺流程图(1)淀粉水解糖的制备 到目前为止,所发现的谷氨酸产生菌都不能直接利用淀粉,因此,以淀粉或大米为原料首先要制备葡萄糖,才能供发酵使用,其工艺方法进展历程为:酸法水解酶酸法水解双酶法水解。双酶法制糖,糖液质量好(含糖量高,透光率高),淀粉转化率高,有利于发酵和提取。目前水平:透光率 85以上,含糖 30以上(淀粉原料),糖纯度 98以上,转化率 95以上。(2)谷氨酸发酵 谷氨酸的发酵包括谷
20、氨酸生产菌的育种、扩大培养和发酵等过程。谷氨酸发酵是一复杂的生化反应过程,影响因素很多,具体可以从以下几个方面谷氨酸的发酵产率:优良的高产菌种;适宜的环境条件;原料质量好;合理的发酵设备;有效的管理措施。(3)谷氨酸的提取 谷氨酸的提取是将谷氨酸生产菌在发酵液中积累的 L-谷氨酸提取出来。目前味精生产的主要工艺为等电点离交工艺和浓缩连续等电点法两种方法提取谷氨酸,国内普遍是等电点离交工艺,虽然提取收率高(高于浓缩等电),但酸、氨消耗高,废水量大,处理难度大,成本高。随着环保排放的严控,必须重新审视提取工艺,追求最佳提取与环保综合效益。分离方式有间歇三足式离心机和连续锥兰式分离机、原料 处理 淀
21、粉 液化 糖化 发酵 分离与提取 产品 8沉降式分离机、带式滤过机等方法。提取谷氨酸后,会有大量的废液和废菌体排放,造成环境污染。发酵液中含有一些量很小,价值很高的代谢副产物,可以通过以下途径综合利用:从谷氨酸发酵液中提取腺嘌呤。腺嘌呤是肌苷发酵的必要原料,同时它还可以合成 ATP。谷氨酸具体内含有大量的蛋白质(约占干菌体重的 60)和核糖核酸。谷氨酸发酵液先经高速离心机分离菌体,回收菌体用自容法可制得腺嘌呤核苷酸、鸟嘌呤核苷酸、胞嘧啶核苷酸和鸟嘧啶核苷酸。这些都是医药上贵重药物,在治疗肝炎、血小板减少等症都有明显疗效。这样使菌体的经济价值得到充分利用。而鸟嘌呤核苷酸和腺嘌呤核苷酸经脱氮成肌苷
22、酸,为味精助鲜剂。菌体中含有丰富的蛋白质和脂肪等物质,是动物的良好饲料。发酵废液中含有大量铵和磷钾等,是农业生产中很好的肥料。发酵废液还可用来进行酵母发酵,制取单细胞蛋白,作饲料用,又可以减少环境污染。(4)谷氨酸制味精 从发酵液中提取得到的谷氨酸,仅仅是味精生产中的半成品。谷氨酸与适量的碱进行中和反应,生成谷氨酸一钠,其溶液经过脱色、除铁、除去部分杂质,最后通过减压浓缩、结晶及分离,得到较纯的谷氨酸一钠晶体,即味精或味素。该工艺主要是洗涤废水。6.废水治理工艺分析 6.1 废水来源和特点 味精生产工艺产生的废水具有 COD、BOD5、NH3-N 高的特点,易造成水体富营养化,因此要严格处理以
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