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土豆淀粉工业废水处置难题得破解
2016-10-20 09:20:38 来源:中国环境报 作者: 【 】 浏览:285次 评论:0

经过20多年混合肥水的喷灌,基地种植的马铃薯、大豆、玉米、籽麻等主要作物,长势良好,增产明显,表现为株高且壮,籽粒增多,秸秆结实,普遍增产1倍~2倍。 徐卫星 摄

  ●淀粉在加工过程中会产生大量废水,废水中含有大量有机物,化学需氧量浓度远远超过10000mg/L以上,直接排放会对河流、地下水造成污染。

  ●淀粉属于农产品初级加工产品,利润率低,产业又都集中在老、少、边、贫困地区,而废水处理设备的价格是淀粉生产设备的2倍~3倍,后期运行费用也很昂贵,单靠企业的力量很难配套建成有效的废水处理厂。

  ●土豆淀粉工业水发展循环经济的模式,并不适用于小型工厂和非标设备生产产生的废水,也不适用于山地、丘陵及耕地面积小且较为分散的地区。而且,废水必须进行分类处理和肥水化转化,必须按照液体肥料施用方法进行规范操作。

  ◆中国环境报记者 徐卫星

  眼下正值秋收时节,记者跟随国家清洁生产中心专家,前往马铃薯主产区之一的内蒙古自治区呼和浩特市和林格尔县调研。

  调研过程中发现,为破解长期以来制约行业发展的环保瓶颈——工业废水处理难题,土豆淀粉加工企业另辟蹊径,将生态环保与创新农业循环经济模式进行有机结合,实现社会效益、环境效益和经济效益的多赢。

  取之于田,还之于田

  工业水灌溉出高产示范田

  在内蒙古华欧淀粉工业股份有限公司(以下简称华欧淀粉)淀粉加工区,新鲜出土的马铃薯在卸货区过秤后进入输送管道,经过几级清洗去石和碎磨,筛分提取出淀粉颗粒,再经洗涤、浓缩、脱水、干燥等一系列工艺流程,最后制成土豆淀粉成品。

  “整个生产过程中会产生3部分水,即洗土豆水、分离出的土豆自身水分和洗淀粉水,这些水由排水口汇入主扬送泵站和分级扬送泵站,再配比清水,通过管网均匀喷灌到农田中,并适时进行秋翻作为基肥使用。”华欧淀粉董事长周庆锋告诉记者,与厂区一墙之隔便是企业为生产配套的马铃薯淀粉工业水发展循环经济示范基地,经过20多年混合肥水的喷灌,马铃薯、大豆、玉米、籽麻等主要作物长势良好,增产明显,表现为株高且壮,籽粒增多,秸秆结实,普遍增产1倍~2倍。

  记者进入基地看到,目前,2.6万亩农田的收割工作已接近尾声。在一片待收的马铃薯种植区,农机手驾驶收获机将一垄垄马铃薯从田地里翻出,然后捡拾、装袋上车。

  承包的薯农向记者表示,今年收成不错,亩产量达到2.5吨~3.5吨,相比两吨不到的全国平均亩产量要增收不少。近年来,基地的薯农尝到了淀粉加工废水转化为“肥水”灌溉的甜头,自然也引得越来越多的农户想加入进来。对他们来说,水和肥都省了,基地还专设管理员负责肥水的科学精细化灌溉,收到的土豆直接拉到淀粉加工厂,省钱、省力又省心,何乐而不为。

  由于土豆不适合连茬(在同一田地上连年种植相同作物的种植方式),基地在部分农田轮作(在同一块地上依次种植不同的作物,以保护土壤生产力)上青饲玉米等作物。走近一处未收割的青饲玉米地细看,相邻的两块农田产出的玉米秆,论个头和块头都差了一大截,引起了记者的好奇。询问得知,原来长势略逊一筹的是隔壁养牛大户用自家牛粪施的肥。

  “本来这片土壤很瘠薄,属砂质黄砂土,通过多年‘取之于田、还之于田’发展农业循环经济,往昔的风沙源现已成为名副其实的全区高产示范田。”周庆锋不无骄傲地说。

  背负恶名,有违规定

  成本过高致污水无人处理

  周庆锋坦言,这样一套创新模式也曾遭遇过不小的争议和挑战。按照2010年10月实施的《淀粉工业水污染物排放标准》规定,对现有和新建淀粉加工企业水污染物排放浓度,如化学需氧量、氨氮、总氮、总磷等,都有严格限定要求。无疑,工业废水灌溉农田的做法有污灌之嫌。

  国家清洁生产中心研究员潘涔轩告诉记者,淀粉在加工过程中会产生大量废水,废水中含有大量有机物,化学需氧量浓度远远超过10000mg/L以上,直接排放会对河流、地下水造成污染。“客观来说,按现行COD直接排放100mg/L或间接排放300mg/L的标准,企业根本无法达到。”

  2015年,有媒体曾曝光,在马铃薯主产区宁夏回族自治区固原市隆德县,有淀粉企业非法向河流直排,导致下游水源地污染。有村民形容,“废水直排进小河,泛着白沫,两三公里外都能闻到恶臭。”宁夏为此花大力气整顿土豆淀粉加工企业,除要求淀粉企业上马新的废水处理设备外,对万吨以下产能一律关停。

  在此次调研中,多家淀粉加工企业也反映,废水处理让他们非常头痛。目前,淀粉加工厂仍普遍存在未上污水处理设施,或建而不用等现象。

  “马铃薯淀粉行业的生产特点,决定了缺乏切实可行的污水处理办法。”据一位淀粉加工企业负责人介绍,目前能通过环评的淀粉废水处理方法主要有两种,但可操作性都不强。

  “第一种是生化方法,马铃薯加工企业都在‘三北’(东北、华北、西北)地区,生产季节仅在9月~11月,生产周期仅两到三个月,并且气温低;特别是10月~11月期间,低温都在-5℃~-15℃之间,导致废水生物处理技术很难达到理想效果且成本巨大,无法稳定运行。”这位负责人说,第二种是物理方法,通过离心机提取蛋白,再用膜滤、超滤、纳滤等方法去除杂质。“淀粉属于农产品初级加工产品,利润率低,产业又都集中在老、少、边、贫困地区,而废水处理设备的价格是淀粉生产设备的2倍~3倍,后期运行费用也很昂贵,单靠企业的力量很难配套建成有效的废水处理厂。小厂宁可停产,也不投资。”

  创新思路,破解难题

  标准化操作保障施肥效果

  “污染问题制约之下,这个行业可能会‘死’,同时也直接或间接伤害到了农户的利益。”潘涔轩表示,特别是把马铃薯作为支柱性产业的贫困地区,还需要淀粉企业拉动马铃薯产业和地方经济发展。因此,当务之急是找到破解“停产伤农、加工排污”困局的方式。

  “马铃薯淀粉加工工艺完全为物理加工,没有添加任何化学药剂,加工产生的工业水,富含氮、磷、钾及各种有机物,经过专门处理后非常适合农田灌溉,改良土壤,增强地力。我国马铃薯主产区土壤贫脊,干旱严重,马铃薯加工用水回灌农田正是一种宝贵的补充。在日本、欧盟各国,马铃薯淀粉工业废水转化为液体肥料还田施肥方法,不仅是他们几十年成功经验的总结,而且被纳入环境管理法规中。”周庆锋告诉记者,在环境标准出台之前,华欧淀粉1999年就已开始借鉴瑞典工艺,将淀粉生产过程中富含氮、磷、钾的废水,按一定剂量作为液体有机肥喷施于农业基地,解决了马铃薯淀粉加工业中废水处理的难题。

  在中国马铃薯淀粉协会的努力下,相关专家和环保部门多次论证,2010年3月24日,环境保护部对关于“马铃薯淀粉工业发展循环经济技术”的复函中提出,“建议先在有足够消化水量的大面积平原地区开展试点,积累运行数据并开展环境影响评估”,并同意在华欧淀粉率先试点探索。

  污灌之名被解除,但没有一套科学的施用和监管手段形同污灌。周庆锋告诉记者,为此,他们专门建立了一套马铃薯淀粉工艺水施肥技术标准,对工业水储存期限、稀释比例、喷灌时段及时长、农田施肥量进行量化,同时对种植基地土壤、地下水、区域环境空气以及农作物进行常态化监测,做到有据可查。

  近几年,市县两级环保部门对项目相继完成了生态评估、环境影响后评估以及土壤、农作物监测。监测结果表明,还田施肥的土地与相邻的未施肥农田相比,土壤容重、空隙度、有机质含量、pH值等多项指标都明显优化。截至目前,项目的实施未对区域环境产生危害,种植基地土壤、地下水、区域环境空气均保持清洁等级,保持了原生态环境。

  相关报道

废水变肥水门槛高

大范围推广有待验证

  中国环境报记者 徐卫星 报道 中国马铃薯淀粉协会提供的数据显示,目前,我国马铃薯淀粉加工已形成年加工能力260多万吨,但产能利用率却很低。2015年全年,马铃薯淀粉产量为42万吨,产量达到5000吨以上的企业共22家,仅5家企业产量达到1万吨及以上水平。

  “近年来,由于缺乏产业政策、规划,以及生产及市场准入标准体系,造成马铃薯加工产业过度、盲目发展,小规模、低水平重复建设严重,不正当竞争加剧。” 国家清洁生产中心研究员潘涔轩指出,在马铃薯主产区宁夏、甘肃、黑龙江、山西等地,以民办投资为主的小型加工企业及作坊风起云涌、遍地开花,各省区均有数百家。这些小型企业设备简陋、工艺落后,出成粉率低、质量低下,环境污染和资源浪费十分严重。

  “土豆淀粉工业水发展循环经济的模式,并不适用于小型工厂和非标设备生产产生的废水,也不适用于山地、丘陵及耕地面积小且较为分散的地区。而且,废水必须进行分类处理和肥水化转化,必须按照液体肥料施用方法进行规范操作,如定量喷灌、滴灌等。”华欧淀粉董事长周庆锋进一步解释,这在基础设施投入、管理规章上都有较为苛刻的要求。比如,在基础设施投入上,不仅需要建设储水池、多级扬送泵站、农业灌溉管网及配套打井、上电、喷灌系统和监测系统,同时还要对储水池进行防渗透处理。此外,基地要按1.5亩/吨~2亩/吨淀粉土地进行配置,基地风险企业可控,由企业承包经营可行。在管理方面,要有适时、适量、适作物喷灌的技术规范及严格的操作管理,同时持续对土壤、地下水、大气、作物生长情况进行严格跟踪监测及安全性状评价。

  “马铃薯淀粉加工副产物资源化利用和清洁生产,是农产品加工的发展趋势,也是必由之路。将马铃薯淀粉分离汁水提取蛋白后,可以转化为有机肥水;将清洗水消毒杀菌和沉淀除渣后,也可以变为有机肥水还田,关键是如何确保农田和地下水的安全。”潘涔轩强调,“马铃薯淀粉废水转化为肥水能否大范围推广还有待验证。但应该肯定的是,淘汰落后产能、优化产业结构是大势所趋,未来马铃薯淀粉行业格局将向规模化、绿色化转变。”周庆锋希望,这套模式能帮助更多企业破解制约的瓶颈,引领行业健康发展。

  小贴士

  马铃薯,俗称土豆。因其耐寒、耐旱、耐瘠薄,种植方便,在贫困地区扮演着“救命豆粮”“金豆豆”等重要角色。在全国592个贫困县中,有549个以马铃薯为主要作物。同时,马铃薯作为我国小麦、水稻、玉米三大主粮的补充,又事关国家粮食安全。

  作为马铃薯主粮化战略的托底环节,淀粉加工不仅能消化那些个头小、薯形差、外销难的马铃薯,还克服了鲜薯不耐储存、难以长距离运输等难题。

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责任编辑:信息部-朱
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