发酵行业主要环境影响及相关对策思考

发酵行业主要环境影响及相关对策思考

廖永红　汪苹

（北京工商大学化学与环境工程学院　北京　100037）

摘要：发酵产品与人们生活密切相关，在各行各业有着广泛的用途，发酵行业在国民经济中占有很重要的地位。2005年主要新型发酵工业产品总产量为684万吨，其中味精140万吨。柠檬酸63万吨、酶制剂48万吨。酵母13万吨、淀粉糖420万吨。主要发酵产品年总耗粮约1732万吨、耗水约619300万吨，约占全国工业废水排放总量的3%。这样量多的高浓度有机废水不仅给污水处理厂带来沉重的负担，而且增加了企业处理污水的经济负担。解决问题的最好办法是从源头入手，全过程控制和综合利用，走清洁生产发展循环经济之路。

通过： 1.组织相关清洁生产技术的攻关研究，技术开发和应用。 2.制定对企业提供帮助和指导的清洁生产激励政策和机制，严格要求废物达标排放，在资金上给予一定的支持。3.对三废治理效果好的先进工艺、技术和装备组织专题技术交流，相互促进，提高行业的整体水平。对治理好的企业进行表彰，并给予奖励。4.制定对达不到经济规模的企业进行重点淘汰的计划、制定污染物总的削减计划、制定重点产品技术改造和技术更新计划。5.全行业全面推行清洁生产工艺等措施，加快适应发酵工业的清洁生产技术和相应环境治理技术的开发研究和项目实施，实现在发酵行业全面推行清洁生产，发展循环经济。

关键词：发酵环境清洁生产

1　发酵工业现状

发酵工业是以粮食、谷类为原料，利用生物工程程微生物发酵技术生产高附加值产品的行业。也是食品工业中技术含量较高的行业之一。发酵产品与人们生活密切相关，在各行各业有着广泛的用途，在国民经济中占有很重要的地位。而且利用发酵工程技术对农副产品进行深加工，可以使廉价的农产品增值数倍，甚至数十倍。在支持三农的发展中有着非常重要的作用。2005年主要新型发酵工业产品总产量为684万吨，其中味精140万吨。柠檬酸63万吨、酶制剂48万吨。酵母13万吨、淀粉糖420万吨。

2　发酵行业主要环境问题

由表1可知，2005年，五个主要发酵产品年总耗粮约1732万吨、耗水约619300万吨，约占全国工业废水排放总量的3%。味精和柠檬酸2个行业的废水COD_Cr负荷约135多万吨／年，废水排放总量占整个新型发酵行业的70%左右。发酵工业产生的废水不仅量大，由表2、表3可知，发酵产生的有机废水污染浓度高对环境的危害大。若加上传统酿造行业排放废水，其污染量将更大。发酵行业的主要污染问题为高浓度有机废水的排放造成对自然水体和环境的污染。

随着产品产量的增加，产生的废水、废气和废渣也明显增加。这些三废如不经过处理，必然会污染人类赖以生存的环境，也影响到行业的持续发展。

表1　2005年全国发酵产品用水情况

表2　某企业柠檬酸中和滤液成分

表3　发酵主要行业的废水排放量与污染负荷

近年来，约有60%的发酵企业对产生的高浓度有机废水进行了处理，达到了国家或地方的排放标准。其他企业也正在积极选择处理方案，采取措施进行治理。但是在已治理的企业中，多数仍是末端治理、未能达到清洁生产的要求。

3　对环境污染治理的紧迫性

我国是一个水资源贫乏的国家，人均水资源拥有量仅为世界平均水平的1/4，并且我国的水资源分布又极不平衡。有的城市被迫限时限量供水，严重地制约着当地经济和社会发展。发酵工业是用水多、污水排放量高、有机废弃物污染严重的行业。虽然我国味精和柠檬酸产量已居世界第一，但生产技术水平与世界发达国家水平比较还相差较远，吨产品的粮耗，水耗都较高）耗水250吨/吨味精，耗水110吨/吨柠檬酸） 。生产中排出的废物、废水，尤其是高浓度有机废水对环境造成污染，直接影响人类的生存。

若对产生的三废进行治理达标排放，这样量多的高浓度有机废水不仅给污水处理厂带来沉重的负担，而且增加了企业处理污水的经济负担，因此，出现治理不积极或无能为力的情况。解决问题的最好办法是从源头入手，全过程控制和综合利用，走清洁生产发展循环经济之路。

4　对策思考

4.1　发展循环经济，在发酵行业推行清洁生产

我国发酵工业的特点是生产工艺落后，设备陈旧，传统酿造行业现代技术装备低、科学管理差，废水废物产生量多，有机污染负荷高，产品的环境附加值高，环境代价高昂，人员环境意识淡薄等。因此迫切需要推行清洁生产工艺，以先进高效的技术淘汰落后的生产工艺和设备，节能降耗，降低水的消耗，最大限度利用原料和废弃物，加强循环水的利用，真正做到达标排放。

从发酵生产过程中分析各个生产环节污染物的产生和效率低下的原因，可以从八个方面来考虑进行有针对性的清洁生产： （1）原辅材料替代； （2）生产技术改造； （3）生产工艺过程优化； （4）设备更换和维护； （5）加强管理； （6）员工教育培训及激励措施； （7）废水；（8）废弃物的回收利用和循环使用。

4.2　加快适应发酵工业的清洁生产技术和相应环境治理技术的开发研究和项目实施

4.2.1　末端治理技术开发方向

发酵行业产生污染物情况：

（1）产污部位多，废物产生量大，位置分散。废弃物包括：

废气：锅炉废气、CO₂、蒸汽、发酵气体气味；

废水：发酵废水、洗涤水、冷却水；

废渣：废菌体、发酵废渣、中和沉淀、废树脂、废硅藻土、废包装材料、炉渣等；噪声：灌注包装噪声、压缩机冷却塔等设备噪声、运输车辆噪声。

（2）排放的污染物有机负荷高，但无毒、无害，绝大部分可回收利用。

（3）生产用水量大，废水量大，有机污染负荷高、水的循环利用率低。

发酵行业生产过程废水废物产生量多，有机污染负荷高，利用高新技术对目前采用的治理方法进一步完善和改进，真正做到达标排放，如采用节能降耗新技术和新设备，降低水的消耗，加强循环水的利用，进一步降低水的消耗。坚持淘汰落后地生产工艺和设备。

开发真正高效可行的废水处理技术，废物资源综合利用技术，实现废物资源化的快速转化。

4.2.2　节水技术方向

水是发酵生产不可替代的原料，除一小部分是工艺用水外，绝大部分用作冷却、洗涤和卫生用水。生产用水量大，污水排放多，有机污染负荷高。由于生产菌种和工艺的原因，国内外企业发酵效率差距很大，吨产品耗能耗水量差距较大。国内发酵企业生产用水量之所以比较高，存在以下几方面的原因：

（1）生产设备落后，管路布局不合理，洗涤工艺落后，冲洗水量增加。（2）生产用菌种单一，发酵力低，生产工艺落后。（3）产品提取工艺落后。（4）单位产品耗水量多。

（5）节水意识不强，循环利用率低。

从用水结构看，近期应把节水的重点放在提高冷却水和余溜水的循环利用率上，提高用水效率。工业管理和环境管理部门应制定发酵行业水循环利用率标准，争取回用率达50%。增设冷凝水回收装置，充分节约余热和新鲜用水。使用高效菌种，采用新工艺，走节水之路。

4.2.3　节能技术方向

随着世界能源消耗日益增长，矿物能源日趋紧张，能耗需求较大的发酵行业必需走节能发展之路。主要从以下方面进行：

（1）推广使用节能设备。

（2）培养企业和员工的节能意识和节能行为。

（3）制订节能规范和节能制度。

5　实施措施

近几年，我国出台了一系列与发酵工业相关的环境保护政策和规定，要求发酵行业所有新建、改建和扩建项目必须执行“三同时”制度和环境影响评价制度。国家计委、中国轻工总会于1997年初公布《轻工业资源综合利用技术政策》 ，中国轻工总会制定了“九五”计划及2010年发展规划，中国轻工联合会2004年《轻工主要制造业发展科技问题研究》指出：发酵行业要向产品多元化；生物反应器大型化、节能化；菌种和生产工艺优化；产品分离提取技术先进化；资源综合利用、高效无害化；废物资源化方向发展，走可持续发之路。2006年4月《轻工业“十一五”发展思路》指出：快速发展的轻工业正处在对能源和资源高需求、高消耗期。提高资源、能源的利用效率，实现资源的减量化、再利用，建设资源节约型社会，是轻工业落实科学发展观，实现经济持续发展的唯一选择。

节约能源和资源是今后轻工业发展一项长期的重要任务。首先，要大力推进节能降耗，提高资源利用效率。其次，要加强资源的综合利用，最大限度地利用生产和消费产生的各种废物。第三全面推行清洁生产，从生产源头减少污染物的产生和排放。进一步淘汰落后生产能力。积极采用符合环保要求、节约能源、节约原材料的新型轻工装备。

以总量控制，且增加了“总氮” 、“总磷”要求的新的污水排放标准的出台和实施，将进一步促使发酵行业全面推行清洁生产。因此，有必要进行：

1.组织相关清洁生产技术的攻关研究，技术开发和应用。

2.制定对企业提供帮助和指导的清洁生产激励政策和机制，严格要求废物达标排放，在资金上给予一定的支持。

3.对三废治理效果好的先进工艺、技术和装备组织专题技术交流，相互促进，提高行业的整体水平。对治理好的企业进行表彰，并给予奖励。

4.制定对达不到经济规模的企业进行重点淘汰的计划、制定污染物总的削减计划、制定重点产品技术改造和技术更新计划。

5.全行业全面推行清洁生产工艺。