《制糖工业污染物控制标准》编制说明.pdf
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1、 .下载可编辑.制糖工业污染物控制标准 编制说明(征求意见稿)制糖工业污染物控制标准编制组 二五 年 十 月 .下载可编辑.目 录 1 总论.2 1.1 任务来源.2 1.2 行业概况.2 1.3 标准制定的必要性.3 1.4 标准编制原则.4 1.5 标准编制技术路线.4 1.6 标准编制开展的主要工作.5 2 制糖生产工艺及污染分析.8 2.1 甜菜制糖工艺及污染分析.8 2.2 甘蔗制糖工艺及污染分析.10 3 制糖工业废水治理技术.15 3.1 低浓度废水循环利用.15 3.2 中高浓度有机废水的生化处理.17 4 主要技术内容和指标的确定.22 4.1 标准框架制订的依据.22 4.
2、2 水污染物排放标准限值确定的依据.23 4.3 大气污染物排放标准限值的确定.30 4.4 噪声标准限值的确定.32 4.5 固体废弃物处理处置规定.32 4.6 污染控制措施的确定.33 5 经济评估及污染治理工艺分析.34 5.1 环境效益分析.34 5.2 重点技术设备成本效益分析.34 附件 1 糖厂调查数据汇总.37 附件 2 国内外制糖行业污染物排放标准相关数据.44 附件 3 主要参考文献.48 .下载可编辑.1 总论 1.1 任务来源 根据关于公布 2003 年度环境标准编制单位名单的通知(国家环保总局办公厅环办函2003508 号),制糖工业污染物排放标准 由中国轻工业清洁
3、生产中心牵头制订。1.2 行业概况 制糖工业是食品行业的基础工业,又是造纸、化工、发酵、医药、建材、家具等多种产品的原料工业,在国民经济中占有重要地位。2003/04 年制糖期,全国共生产食糖 1002.3 万吨,比上个制糖期下降 5.7%。其中:甘蔗糖 943.57 万吨,甜菜糖58.73 万吨。随着我国糖业结构和区域布局的调整,一部分地区和企业相继退出制糖行业,截止到 2003 年底,全国共有 315 家制糖生产企业开工。其中:甜菜糖生产企业 40 家;甘蔗糖生产企业 266 家。1993 年至 2003 年食糖产量发展趋势如图 1-1 所示。图1-1 93/9403/04制糖期食糖产量
4、单位:万吨02004006008001000120093/9494/9595/9696/9797/9898/9999/0000/0101/0202/0303/04全国合计甘蔗糖小计甜菜糖小计 全国有 18 个产糖省区,集中在北部、西北部和西南部。甘蔗糖产区主要分布在广西、云南、广东、海南及邻近省区;甜菜糖主要分布在新疆、黑龙江、内蒙古及邻近省区。.下载可编辑.图1-2 03/04主要产糖区食糖产量示意图广西59%云南19%广东10%海南4%新疆4%其他4%广西云南广东海南新疆其他 1.3 标准制定的必要性 1.3.1 污染物排放量大,污染严重 制糖工业是轻工领域有机污染比较严重的工业之一。为控
5、制污染、保护环境,制糖工业在清洁生产和污染防治工作中虽然取得了较大的进展,制糖工业每吨产品废水排放量有较大程度的降低,但随着产品产量的增长,废水及污染物排放总量仍有增长的趋势。据 2003/04 年制糖期测算,全国制糖废水排放量7.8 亿 m3、CODCr排放量达 11.7 万吨。1.3.2 现行污染排放标准不能满足环境管理的需要 现行污染物综合排放标准虽然对监管企业污染物排放发挥了积极的作用,但由于其不能有效地反映行业特点,且不注重污染从源头控制,已不能满足环境管理的需要,也不利于促进企业的技术进步和资源综合利用。1.3.3 有利于削减污染物排放总量,实现“十五”目标 根据国家环境保护“十五
6、”计划的要求:到 2005 年,化学需氧量的排放量在 2000 年的基础上减少 10%。因此,到 2005 年,制糖工业的水污染物排放量也必须在 2000 年的基础上削减 10%以上,而控制水污染物的排放浓度和最高允许废水排放量或控制水污染物的排放总量是实现这一目标的重要保证。.下载可编辑.1.3.4 有利于加强环境管理,促进产业结构调整 与发达国家相比,我国制糖企业大部分属于低水平、小规模、高能耗、低效益的发展模式。因此,本标准增加管理和管理规定,有利于企业加强环境管理,促进技术进步和资源有效利用。制糖工业污染物控制标准的制订,将在淘汰高污染及落后的生产工艺、促进采用无污染、低污染的先进生产
7、工艺及促使企业采用先进的污染治理措施方面发挥重要作用,从而使我国制糖工业走上高效、低污染的发展轨道,这对于保护生态环境、保障人民的身体健康都具有十分重要的意义。1.4 标准编制原则 标准编制应遵循以下原则:(1)要从国情出发,汲取国内外有关标准化的先进技术和科研成果,并参考世界各国制定标准的先进技术。(2)要有充分的科学依据,依靠系统科学的分析方法,以环境质量基准为依据,调研水域环境质量和各种污染源的控制现状、发展趋势及规划目标,并且考虑区域的环境特点,协调好各类环境标准中纵向、横向标准间的相互矛盾,提高标准的系统性和整体性,充分发挥横向和纵向两个积极性。(3)要区别对待,宽严有度,远近结合。
8、现有企业标准以近期环境目标为主,新、改、扩建企业标准以远期环境目标为依据。(4)制定标准时,一方面要考虑与国际接轨,另一方面以成熟可靠的新工艺和新技术为依据,对新建项目要求用新工艺、新技术,减少能源消耗,实行污染物最小量化的清洁生产。积极借鉴国外先进排放标准,提高我国制糖工业技术总体水平。1.5 标准编制技术路线 标准制定的技术路线见图 1-3。.下载可编辑.图 1-3 标准制订的技术路线 1.6 标准编制开展的主要工作 1.6.1 资料查阅 在标准制定的过程中,主要查阅了以下资料:(1)我国制糖工业基本情况:主要生产企业、生产规模、工艺路线、能源消耗、发展趋势等。(2)国外制糖工业污染物控制
9、方法及相关污染物排放标准限值。(3)国内外制糖工业清洁生产工艺技术以及污染物相关处理技术。1.6.2 企业调研 本标准调研工作采用了到生产企业实地调研及函调相结合的方式。本次调研工作共对广西、云南、广东、海南等地 70 家大中型甘蔗制糖企业进行了调查,企业基本情况如表 1-1 所示。行业环境影响 重点污染源 调查 国内外 标准研究 行业相关政策、法规研究 资料研究 问卷调查 现场考察 技术经济评估 生产工艺 污染预防 排放因子 处理技术 排放水平 处理成本 环境效益预测 标准限值 论证和确定 .下载可编辑.表 1-1 被调查甘蔗制糖企业基本情况 日榨甘蔗 10000t 以上 500010000
10、t 5000t 以下 合计 企业数目 9 17 44 70 所占比例 12.9%24.2%62.9%100%70 家甘蔗制糖企业日榨蔗总计 277916 吨,年产糖 490 万吨,占全国甘蔗糖产量的 52.4%。本次调查共收回 54 封回函,日榨甘蔗总计 227750 吨,年产糖 402 万吨,占全国甘蔗糖产量的 43%。对新疆、内蒙古、黑龙江等地 15 家大中型甜菜制糖企业进行了调查,企业基本情况如表 1-2 所示。表 1-2 被调查甜菜制糖企业基本情况 日榨甜菜 5000t 以上 30005000t 3000t 以下 合计 企业数目 1 6 8 15 所占比例 6.7%40%53.3%10
11、0%15 家甜菜制糖企业日榨甜菜总计 33300 吨,年产糖 41.7 万吨,占全国甜菜糖产量的 71%。本次调查共收回 9 封回函,日榨甜菜总计 20800 吨,年产糖 26 万吨,占全国甜菜糖产量的 44.3%。1.6.3 调研主要内容(1)生产工艺 制糖企业生产所采用的工艺路线、生产规模以及原材料、能源消耗情况。(2)污染物产生情况 对所有重点调研企业的生产工艺流程进行现场了解,重点了解工艺布局、清洁生产等情况,对制糖企业生产全过程的污染物的产生点、产生量及内含主要污染物、污染物排放去向等进行了重点调研。(3)污染物处理现状 .下载可编辑.对调研企业现有污染物处理装置的处理工艺流程、原理
12、、效果、主要设备及投资费用、处理费用、污染物排放去向进行了调查研究。(4)水质监测状况 对企业水质监测能力、监测项目、方法、主要仪器、设备及人员配备情况进行了调查研究。.下载可编辑.2 制糖生产工艺及污染分析 2.1 甜菜制糖工艺及污染分析 2.1.1 生产工艺 甜菜的加工一般须经原料预处理、渗出、清净、蒸发、煮糖等工序。甜菜糖的加工首先将甜菜从甜菜窖用水力输送到车间内(干法输送除外),经除草、除石和清洗后,把甜菜切成丝,送入渗出器内,逆向通入热水,从甜菜丝中提取糖和其它可溶性固体。从渗出器提取的糖汁加石灰乳处理,然后充入二氧化碳,经混合沉淀后过滤,以去除非糖物质。糖汁再进一步用二氧化硫脱色,
13、然后送至多效蒸发器,浓缩到 65Bx,送至结晶罐煮糖,再经分离、干燥,成品糖包装出厂。工艺流程如图 2-1所示。图 2-1 甜菜制糖生产工艺流程图 2.1.2 产污分析 甜菜糖厂的废弃物主要包括以下三种:废水、废气、固体废弃物。(1)水污染物分析 甜菜 流送 预灰 蒸发 流洗水 H2O 主灰 三系煮糖 助晶 石灰乳 洗涤 一碳饱充 切丝 渗出 二碳饱充 硫漂 CO2 SO2 分蜜 干燥 废蜜 渗出汁 甜菜粕 产品 砂糖 冷凝水 .下载可编辑.我国的甜菜糖厂主要分布在东北、西北、华北地区,生产期为每年气候寒冷的一、四季度,以加工冻藏原料为主,在预处理过程中,糖分流失较多,故废水中污染负荷比国外加
14、工新鲜甜菜的污染负荷约高出 3 倍。每加工一吨甜菜,排放BOD51926kg,悬浮物1827kg。甜菜糖厂的废水属高浓度有机废水,主要分为三大类,废水水质如表 2-1 所示。表 2-1 甜菜糖厂废水的部分水质指标 水质指标 低浓度废水 中浓度废水 高浓度废水 pH 值 6.87.2 6.68.5 5.510.5 COD(mg/L)2060 26004500 580027000 BOD5(mg/L)1535 12002100 300011000 SS(mg/L)40100 5003200 5503500 低浓度废水:主要指甜菜糖厂生产中的蒸发罐、结晶罐等的冷凝水和动力车间、汽轮发电机等设备的冷却
15、水,只受到轻微的污染,除温度较高外,水质基本无变化。这部分水量约占总废水量的 30%50%,其水质成分为 COD 值一般在 60mg/L 以下(冷凝水则含有少量氨气和糖分),SS 在 100mg/L 以下。中浓度废水:主要指糖厂甜菜流送、洗涤废水以及锅炉排水。含有较多的悬浮物和相当数量的溶解性有机质。废水水量700%800%对菜,BOD5约 15002000mg/L,SS 在 500mg/L以上,其水量约占整个糖厂废水总量的40%50%。高浓度有机废水:包括流送水泥浆、压粕水、洗滤布水等。此外,还有综合车间排出的生产加工废水。这类废水含有较多的糖分和有机物质,特别是压粕水,COD在 5000m
16、g/L 以上。这部分废水的水量较少,约占总排水量的 10%。先进制糖企业对废水的治理工艺为:中、低浓度废水进行循环利用,高浓度废水进行生化处理。具体废水治理工艺详见附件4。(2)大气污染物分析 甜菜糖厂的废气主要包括:锅炉烟道气、废粕干燥机尾气、制糖车间饱充罐排出的废气等。目前糖厂对锅炉烟道气多采用旋风式和水膜式除尘,废粕干燥机尾气采用旋风式除尘,而饱充罐废气则直接排空。(3)固体废弃物分析 甜菜制糖生产过程中产生的固体废弃物主要有废粕、废蜜、滤泥和炉灰渣。废粕 .下载可编辑.废粕产生于渗出工序,是甜菜糖厂的主要废弃物之一。废粕的产生量为 90%对菜。全国每年约产生甜菜粕 1100 万吨。目前
17、甜菜糖厂已将废粕全部进行综合利用,用于加工甜菜颗粒粕,成为出口创汇产品。废蜜 废蜜产生于分蜜工序,甜菜糖厂废蜜的产生量约为 4%5%对菜。目前绝大多数厂都利用废蜜作为原料生产酒精,也有少数糖厂利用其生产味精、柠檬酸、酵母等。滤泥 滤泥是甜菜制糖生产清净过程中产生的废弃物,其主要成分是碳酸钙。甜菜糖厂排放的滤泥量约为10%对菜,目前绝大多数糖厂排到厂外自然堆放或填沟用,只有少数几家糖厂利用其制水泥、复合肥等。炉灰渣 糖厂是用煤大户,因此炉渣量也很大,约为 60%对煤,多数糖厂将其直接出售给砖厂,也有极少数糖厂利用其生产炉渣砖及其它建筑材料。2.2 甘蔗制糖工艺及污染分析 2.2.1 生产工艺 甘
18、蔗制糖的过程,一般包括提汁、清净、蒸发和结晶成糖等工序。其中蒸发、结晶成糖的工艺路线较为固定,而提汁与清净工序则由于可采用不同的方法而有不同的工艺路线与手段。提汁方法有压榨法、渗出法与磨压法;清净工序主要以其所使用的澄清剂的不同而有不同的方法,如亚硫酸法、石灰法、碳酸法、电澄清法和离子交换法等,其中以亚硫酸法(亚法)和碳酸法(碳法)为主,图2-2 为亚法制糖工艺流程,图2-3 为碳法制糖工艺流程。.下载可编辑.图 2-2 亚硫酸法工艺流程图 除尘水 动力车间 机械冷却水 冲灰水 甘蔗 破碎 压榨 混合汁 H2O 蔗渣 压榨工段冷却废水 石灰乳 预灰 硫熏中和 连续沉降 石灰乳 清汁 多效蒸发
19、SO2 泥汁 分蜜 助晶 三系煮糖 糖浆 二次硫熏 滤液 吸滤或压滤 干燥 成品 煮糖冷凝水 SO2 蒸发冷凝水、洗罐水 洗滤布水 滤泥 汽凝水 冷却水 糖蜜 .下载可编辑.除尘水 动力车间 机械冷却水 冲灰水 甘蔗 破碎 压榨 混合汁 H2O 蔗渣 压榨工段冷却废水 石灰乳 预灰 主灰 过滤 石灰乳 二碳饱充 过滤 滤泥 分蜜 助晶 三系煮糖 蒸发 一次硫漂 滤液 二次过滤 干燥 成品 煮糖冷凝水 SO2 蒸发冷凝水、洗罐水 洗滤布水 滤泥 糖蜜 一碳饱充 滤泥 二次硫漂 硫漂糖浆 石灰窑 CO2 CO2 瓦斯洗涤水 .下载可编辑.图 2-3 碳酸法工艺流程图 2.2.2 产污分析 甘蔗糖厂
20、的污染来源于生产过程中压榨、澄清、蒸发、结晶等工段产生的废水、废糖蜜、滤泥、甘蔗渣,以及动力车间锅炉产生的烟气、炉渣、灰渣。对环境的影响主要是生产过程产生的废水。(1)水污染物分析 废水按其性质和污染程度分为三类,废水水质如表2-2 所示。表 2-2 甘蔗制糖废水来源及污染负荷 废水名称 吨甘蔗排水量/m3 占总废水比例/%SS BOD5 COD mg/L 煮糖、蒸发冷却水 11.9 73.7 30 40 70 洗滤布水 2.55 15.8 1500 3900 6500 冲煤灰水 1.70 10.5 5000 150 250 平均值 16.15 100 784.11 661.43 1104.8
21、4 低浓度废水:包括制糖车间蒸发、煮糖冷凝器排出的冷凝水和设备冷却水,真空吸滤机水喷射泵用水、压榨动力汽轮机和动力车间汽轮发电机等设备排出的冷却水。这部分水量较大,约占整个糖厂废水总量的 65%75%,其水质成分为 COD50mg/L以下(含极微量糖分),SS 在 30mg/L 左右,水温一般在 4060。若将此水冷却降温可循环使用或作其他工程用水,可减少废水排放量。中浓度有机废水:包括澄清压榨工序的洗滤布水(亚法糖厂),滤泥沉淀池溢出水(碳法糖厂),洗罐污水以及锅炉湿法排灰、烟囱水膜除尘废水等。这类废水含糖、悬浮物和少量机油,COD 和 SS 达几百到几千毫克/升,废水排放量较少,约占制糖总
22、排水量的 20%30%。高浓度废水:主要指碳酸法糖厂湿法排滤泥废水(碳酸法排放滤泥量大,除部分厂采用滤泥干排工艺外,大部分采用湿法排泥,冲入河流中去)。COD 和 SS 高达几万毫克/升,废水成弱碱性。此外,高浓度废水还包括综合利用车间所排出的各类废水。如废糖蜜制酒精车间产生的废液、蔗渣造纸的造纸黑液等。这些废水不属于 .下载可编辑.制糖废水,宜另设排水口,另行监测及控制。(2)大气污染物分析 主要是锅炉排放的烟气、制糖车间燃硫炉排放的 SO2。(3)固体废弃物分析 甘蔗制糖生产过程中产生的固体废弃物主要包括:滤泥、蔗渣、锅炉排出的炉渣灰、煤灰渣以及生产糠醛、木糖后的残渣等。滤泥 亚硫酸盐法滤
23、泥的主要成分为 CaSO4,可用于生产有机肥料。碳酸法滤泥含 CaO 为 3640%,pH 值为 8.59.0,综合利用比较困难,可用于生产水泥和建材。蔗渣 全国每年约产生蔗渣 1100 万吨。主要用于制浆造纸。.下载可编辑.3 制糖工业废水治理技术 3.1 低浓度废水循环利用 甘蔗制糖过程中用水量较大,蔗糖的渗透提取、物料的稀释、蒸汽的产生、冷凝以及设备的冷却等都需大量水。采用直供水工艺的制糖厂,每吨甘蔗耗新鲜水约3050m3,而采用循环用水工艺则耗水量成倍下降。循环利用的供水流程图如下:图 3-1 循环利用供水流程图 与甘蔗制糖相同,甜菜糖厂节约用水主要在于水的重复利用上,可采用密闭的、串
24、联的和混合的水循环系统。冷却水和冷凝水就其污染程度和水温而言,经降温后可循环利用。含固体杂质的甜菜流送洗涤水也可通过澄清处理后回用。此外,压粕水、压榨水也都可经处理后作为制糖工艺中其他工段的用水。据有关资料显示,经严格的节约用水,并将废水作适当处理后循环利用,可将废水排出量降到1.0m3/t 菜或更少。图 3-2 是美国已经部分采用的具有完全重复用水的典型流程。当加工周期终止时,将这个系统中剩余的水全部排放到厌氧塘,贮存约 31 周,BOD5由进水的 3000mg/L 降至 50mg/L,水质达到排放标准后再排出。甚至有的工厂,塘里的水一点也不外排,到下一个生产季节时,塘水用于流送和洗涤系统,
25、基本上实现了“零”排放。水源头 净化 锅炉房、制糖生产、生活用水 排放 冷却设施 汽机间及其他冷却用水 补充水 冷水泵 蒸发、抽气器用水 调节水池 车间水池 甲乙丙 糖冷凝器用水 部分排放 .下载可编辑.Ca(OH)2 CO2 图 3-2 甜菜糖厂中具有完全重复用水的水流向图解 春季排入河流或排入市政污水处理系统 离心机 糖蜜 成品糖 干燥机 二级 沉降池 结晶罐 蒸发罐 助晶槽 过滤器 滤泥池 新鲜水 甜菜仓库 流送沟 洗菜机 沉降池 池塘 切丝机 浆粕筛网 浆粕压榨 渗出器 干燥器 干化浆粕 加灰、饱充 石灰窑 .下载可编辑.国内目前还没有利用上述流程作为废水完全重复利用的厂家,但对于流送
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