摘要:制糖业是国家的基础行业,长期以来,制糖企业存在着技术含量低,生产成本过高的不利因素。随着社会发展的需要,搞好环保工作对一个致力于可持续发展的制糖企业而言,其重要性已毋庸置疑。因此,为提高制糖产业整体水平及综合竞争能力,制糖企业必须开展以节能、节水、降耗、综合利用为重点的循环经济活动,减少资源消耗,最大限度降低糖企对环境的影响。文章就此进行分析。
关键词:制糖企业;环保工作;措施
1.甘蔗制糖产业发展现状
我国是蔗糖产出及消费大国。目前,我国食糖总产仅次于巴西和印度,其中蔗糖是我国食糖的主要来源,占食糖总量的92%以上。当前我国甘蔗主产区分布在广西、云南、广东、海南、福建、四川、江西、湖北等地,其中,2016年广西甘蔗种植面积108.15万公顷,云南33.97万公顷,广东16.75万公顷,海南6.19万公顷,4个省总种植面积占全国比例超过90%(国家统计局)。尽管我国食糖总产量位居世界第三,但是我国蔗糖进口量一直很高,国内蔗糖产量并不能满足国内需要,中国甘蔗制糖产业整体处于较低迷的状态。广西甘蔗产量占全国的60%,近十年波动比较大,但是在2012年之后相对比较平稳,云南、广东、海南、福建等地甘蔗的产量占比相对较少,从2008年以来波动较小并且一直比较稳定。但相关报道指出,近年我国甘蔗种植面积略有减少,制糖企业连年亏损,主要原因是糖价持续低迷、生产成本上升、食糖进口过量及走私现象严重等多重因素叠加的影响。
2.制糖企业环保工作的措施
2.1废糖蜜的深加工利用
废糖蜜糖份含量为50%左右,是制糖生产车间丙糖膏经分离后产生的液体,由于其含糖量相对偏低,进一步提炼蔗糖的生产成本较高,故只好作为废液处置。经检测分析,甘蔗糖厂产生的废糖蜜主要污染物COD浓度高达100000mg/L,利用生化处理系统无法有效降级至达标排放,是一种潜在的高危污染物。但如果能够对废糖蜜加以利用,将其转变为味精、谷氨酸、生物乙醇等行业产品的原料,比采用淀粉作为原料更具优势性,达到变废为宝的目的。目前国家正大力推行乙醇汽油,废糖蜜制作生物乙醇前景广阔。通过对废糖蜜的再利用,可以促进良好的循环经济,大大降低制糖企业环境污染风险。
2.2滤泥的回收利用
滤泥是制糖生产重要副产物之一,一般情况每处理1000吨甘蔗会产生30~40吨左右的滤泥。滤泥70%为有机质,30%为灰份,含有大量的糖份、蛋白质、氨基酸、维生素等和氨、磷、钾、钙、镁、硫等元素,是优良农家肥原料。能合理利用则会成为宝贵的农业生产资源,否则将会成为糖厂潜在的重要污染源。目前以滤泥为原料制成有机复合肥的生产技术已非常成熟,大多数糖厂已将滤泥直接外售给有资质的复合肥生产企业生产适于农业可持续发展需要的生物有机肥料,并回售给农民用于蔗田施肥,基本可做到对滤泥全部资源化回收利用。
2.3甘蔗渣综合利用
2.3.1生物发电
甘蔗渣最直接有效的利用途径就是燃烧发电。中国南方部分电厂也已经开始利用甘蔗渣进行发电。从2012年起的4年时间内,广西已投资80亿元扶持百家制糖企业,对制糖企业的老旧低效锅炉和发电机组进行改造升级,扶持新建一批蔗渣生物质发电项目蔗渣生物质发电。在满足糖厂生产用电外,糖厂每年还可以向社会供电约45亿度,能够有效缓解当前用电紧张矛盾,也将进一步促进糖业综合利用,提高行业节能降耗水平。当前广西制糖企业蔗渣发电采用热电联产方式,按3.68吨蔗渣发热量等于1吨标准煤发热量计算,1000万吨的蔗渣用于发电可折合标准煤近300万吨,减少了二氧化硫排放2.85万吨。
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2.3.2造纸甘蔗渣
应用于造纸行业的思路是Heiningen等人首先提出的。主要是利用残余固体残渣进行制浆。中国也在此方面做了一些试探性的研究,主要包括甘蔗渣制浆前热水预抽提工艺、甘蔗渣热水预抽提过程糖类组分溶出规律以及预抽提后甘蔗渣的制浆造纸性能等方面。目前可利用的方法主要有乙醇法制浆,醋酸法制浆,高沸醇法制浆等。这些方法都能够有效分离纤维素和半纤维素,用于环保性能较好的纸浆生产。由于甘蔗渣纤维较粗较短,其卫生纸制品品质相比木浆制品仍有较大差距,但加工成纸餐具则广受国外用户好评,所以利用甘蔗渣制浆造纸仍需进一步拓宽产品用途。
2.3.3沼气
随着开采能源的不短减少,甘蔗渣沼气化一直受到普遍的重视。沼气发酵技术是实现改善环境和废弃物能源化利用的有效途径之一。甘蔗渣中的纤维素、半纤维素可以被微生物菌群利用产生沼气,采用批量发酵的方式,可实现规模化生产。甘蔗渣生产沼气可在常温条件下进行,甘蔗渣的总固体含量产气潜力为201mL/g,新鲜原料产气潜力为150mL/g。经试验测定,甘蔗渣是一种良好的发酵原料,发酵产沼气是提高甘蔗渣燃烧效率的一种有效途径。
3.当前制糖企业环保工作面临的新问题
3.1机械化砍运带来的问题
长期以来,我国甘蔗制糖业是非常传统的工业,依靠大量的人力去进行种植管理及后期的砍收。随着人力成本的提高和劳动力的缺乏,传统靠人力的种砍作业方式已成为阻碍制糖企业发展的重要矛盾。大规范机械化种植、田间管理及机械收割的管理模式已在人力缺乏的地区迅速推广。但机械化倒运,机械化收割的运行方式却也带来了对甘蔗制糖企业新的环保问题。
机械倒运不可避免的将底部泥沙及杂物一同归堆,机械收割节省了大量人力,但收割质量无法如人力砍收达到将蔗叶去除干净的程度。经测定,机械砍收的甘蔗比人工砍收的甘蔗夹杂物高约10%,这对入榨后的生产工艺造成较大的影响,夹杂物的大幅增加,体现在生产中就是泥汁的大幅增加,与榨量相配套的过滤设备已无法满足实际生产需要,当按实际榨量生产时,将会造成沉淀池大量的泥汁堆积,无法及时转化为滤泥排出,并形成恶性循环,长期内循环将会造成部分泥汁发酵发酸,并变成超高浓度的含泥废水(COD可达50000mg/L),若该部分高浓度废水无法及时有效处理,将成为企业的严重环保隐患。
3.2高温汽凝水的影响
制糖生产过程中加热、蒸发、煮糖等工序中均会产生大量的汽凝水,这部分汽凝水温度高(约80℃),直接排入循环水池会造成整个循环水池的水温升高,并造成煮糖过程热交换不好,蒸发过程抽真空效果不佳,影响产品质量,同时进入废水末端生化处理系统的水温过高将严重影响系统正常运行,并可能造成处理系统崩溃引起环保事件。
大部分糖厂在循环水池内建设冷却塔可有效降低循环回用水的水温,但仅在末端降温整体效果并不佳。一些糖厂进一步做了技改,针对制炼车间产生的高温汽凝水建设专门的冷却塔系统,可有效的将该部分高温汽凝水直接从80℃冷却至30℃左右,冷却后的汽凝水由于水质好,水温低,可以直接代替部分新鲜水作为设备和机械冷却水使用。冷却后的汽凝水经过重复利用后进入循环水池的水温仅为40℃左右,远低于原先的80℃。循环水池入口水温状况大幅改善,再经过循环池冷却塔进一步冷却降温,可保持良性循环,煮糖及蒸发受水温影响的情况基本消除,进入生化处理系统的水温可控制在理想范围内,制炼车间新鲜水的使用量可无限趋近于零,从源头减少废水的产生量,减少末端废水的处理量,各项清洁生产指标显著提升。
综上所述,制糖企业的环保工作不能教条主义,只有根据本企业的实际情况,加强内部管理,履行环保职责,开展清洁生产审核,才能极大地提高制糖产业的国际竞争力,有效地抵御进口市场带来的冲击,实现社会效益、环境保护与制糖工业发展的多赢。
参考文献:
[1]赖俊.中间输送机在甘蔗制糖压榨提汁中的发展及应用[J].轻工科技,2016,32(05):16-17.
论文作者:李云飞
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/10/1
标签:甘蔗渣论文; 甘蔗论文; 糖厂论文; 水温论文; 企业论文; 糖蜜论文; 蔗渣论文; 《基层建设》2018年第23期论文;