木糖生產(chǎn)的污染因子分析及對策研究一一以寧夏正旭生物技術(shù)有限公司年產(chǎn)6000噸木糖建設(shè)項目為例

王紫燕

(賀蘭縣環(huán)保局,寧夏銀川 750200)

木糖生產(chǎn)的污染因子分析及對策研究一一以寧夏正旭生物技術(shù)有限公司年產(chǎn)6000噸木糖建設(shè)項目為例

王紫燕

(賀蘭縣環(huán)保局,寧夏銀川 750200)

木糖是一種重要的化工原料,在各個領(lǐng)域都有著廣泛的用途,其生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生廢水及廢氣等污雜物,本文以寧夏正旭生物技術(shù)有限公司年產(chǎn)6000.噸木糖建設(shè)項目為例,通過對項目工藝流程分析,得出污染因子,并對生產(chǎn)木糖的污染因子及防治對策進行了分析研究。

木糖 污染因子 EGSB反應(yīng)器 除塵器

1 引言

木糖是一種重要的化工原料，在食品、飲料中作為無熱量甜味劑，適用于肥胖及糖尿病患者。工業(yè)上，木糖主要通過加氫制備木糖醇。在食品、醫(yī)藥、化工、皮革、染料等領(lǐng)域，木糖都有著廣泛的用途。近年來在國外，木糖作為食品甜味劑頗受青昧，需求量日益增長。

我國的木糖工業(yè)，經(jīng)過前輩的研究、開發(fā)、工業(yè)化生產(chǎn)及應(yīng)用，進入21世紀(jì)已經(jīng)逐漸成熟，已經(jīng)形成6萬多噸的產(chǎn)能，在世界上占據(jù)60%以上份額。隨著人類生活水平的提高，追求以天然原料生產(chǎn)的木糖作為保健營養(yǎng)品已倍受青睞，消費量以每年20%速度遞增，拉動了木糖行業(yè)的經(jīng)濟效益的增長，產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大。寧夏的木糖生產(chǎn)行業(yè)尚處于空白，目前只有寧夏正旭生物科技有限公司在銀川市金風(fēng)工業(yè)園區(qū)投資建設(shè)年產(chǎn)6000噸木糖生產(chǎn)項目，此項目填補了寧夏木糖工業(yè)的空白，并對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展起了良好的推動作用。

2 木糖生產(chǎn)工藝流程

制取木糖的原料一般主要農(nóng)業(yè)植物纖維廢料，如玉米芯、棉籽殼、稻殼以及其它禾稈、種子皮殼等，目前木糖生產(chǎn)多以玉米芯與甘蔗渣、麥稈為原料。寧夏正旭生物技術(shù)有限公司年產(chǎn)6000噸木糖建設(shè)項目(文中簡稱正旭木糖建設(shè)項目)以玉米芯為原料。其工藝流程為：玉米芯經(jīng)水洗后在水解釜中加入濃硫酸通入蒸汽進行水解，水解液首先進行中和、過濾，然后進入脫色罐，加活性炭進行兩次脫色，然后經(jīng)過濾再進入離子交換柱除雜，得到的液體進行濃縮后進入結(jié)晶槽中進行結(jié)晶，然后通進離心分離和烘干，得到結(jié)晶木糖產(chǎn)品。

3 木糖生產(chǎn)的產(chǎn)污環(huán)節(jié)及污染因子分析

3.1 產(chǎn)污環(huán)節(jié)

根據(jù)圖1分析得出，正旭木糖建設(shè)項目產(chǎn)生的污染物主要有固體廢物、廢氣、廢水，本文分析的主要污染因子為廢水和廢氣。

3.2 污染因子分析

3.2.1 鍋爐煙氣

木糖建設(shè)項目產(chǎn)生的廢氣主要來自蒸汽鍋爐產(chǎn)生的鍋爐煙氣，主要污染物為SO2及煙塵。正旭木糖建設(shè)項目鍋爐燃料采用靈武低硫煤。根據(jù)《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則大氣環(huán)境》(HJ／T2.2.93)中

SO2、煙塵經(jīng)驗估算公式：

Q煙=B×A%x b%×(1-η)式中;

QS、Q煙一燃煤排放的SO2及煙塵量，(萬t／a);

圖1 正旭木糖建設(shè)項目廢氣處理工藝流程圖

B-耗煤量，(萬t／a);

S-煤的含硫量;

A-灰分含量;

b-飛灰量(自然通風(fēng)爐15-20%，風(fēng)動爐30-40，沸騰爐60-80%);n-平均除塵效率。

正旭木糖建設(shè)項目生產(chǎn)用汽共計22t／h，全年共生產(chǎn)7200小時，蒸汽鍋爐每噸每小時用煤量為120kg，每年耗煤量19008t／a，該建設(shè)項目排入大氣環(huán)境的廢氣總量為39600萬m3／a，其中煙塵排放量為85t／a，SO2排放量為2lt／a，排放濃度分別為215mg／m3、30 mg／m3。

3.2.2 廢水

木糖生產(chǎn)中廢水的產(chǎn)生主要來自于原料預(yù)處理工序、水解工序、離子交換工序，主要污染物為CODcr、BOD、SS。正旭木糖建改項目生產(chǎn)過程中用水包括：原料水洗、水解用水。離子交換工序、制軟化水。根據(jù)建設(shè)項目工藝流程圖分析得出，正旭木糖建設(shè)項目生產(chǎn)過程中廢水主要來自原料預(yù)處理工序、水解工序、離子交換工序。項目生產(chǎn)產(chǎn)過程中共計產(chǎn)生廢水量為44.15萬T/A其中主要污染物為BOD、CODCR、SS等。

4 木糖生產(chǎn)污染因子防治措施

4.1 鍋爐煙氣防治措施

4.1.1 處理工藝方案

正旭木糖建設(shè)項目鍋爐煙氣采用水膜脫硫除塵器處理后排放。處理工藝如下圖1所示。

4.1.2 原理

(1)脫硫反應(yīng)原理：SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O。(2)吸附原理：鍋爐燃燒后排出爐渣、灰分和玉米芯渣燃燒后的木質(zhì)素渣，這些物質(zhì)經(jīng)高溫燃燒后的機械出渣堆積到渣池中，讓含鹽量較大的交換堿水，脫出煙道氣中SO2后進入過濾吸附池，使水得到吸附、脫色、凈化、繼續(xù)進入下一道工序污水站深度處理。

4.1.3 處理效果

正旭木糖建設(shè)項目排入大氣環(huán)境的廢氣在未經(jīng)處理前煙塵排放濃度為215mg／m3，SO2排放濃度為530mg／m3。水膜脫硫除塵器除塵效率為95%，脫硫效率為40%，正旭木糖建設(shè)項目所排放煙氣經(jīng)水膜脫硫除塵器處理后煙塵、SO2排放濃度分別為CSO2=31.8mg／m3，C煙塵=107.3mg／m3。處理后的鍋爐煙氣經(jīng)45m高度的煙囪排放，可以滿足《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GBI3271-2001)11時段標(biāo)準(zhǔn)要求(CSO2=900mg／m3，C煙塵=200mg／M3)。

4.2 水污染物防治措施分析

4.2.1 污水處理方案

正旭木糖建設(shè)項目生產(chǎn)過程中共產(chǎn)生廢水量為44.15萬t／a，其主要污染物為CODcr、BOD5，和SS，其排放濃度分別為3528mg／L、23l0mg／L、9080mg／L，根據(jù)廢水水質(zhì)及特點，此項目投資新建公司污水處理場，采用調(diào)節(jié)預(yù)酸化池+EGSB反應(yīng)器+生物接觸氧化法，EGSB反慮器相當(dāng)有上、下兩個UASB反應(yīng)器串聯(lián)運行，下面一個UASB反應(yīng)器具有很高的有機負(fù)荷率，多級處理工藝比單級處理的穩(wěn)定性好。主要構(gòu)筑物包括格柵、初沉池、調(diào)節(jié)預(yù)酸化池、配水井.EGSB反映器、接觸氧化池、氣浮池和二沉池等。

4.2.2 污水處理工藝特點

污水處理站厭氧處理工段采用EGSB反應(yīng)器，EGSB反應(yīng)器即膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器，是UASB反應(yīng)器的更新?lián)Q代的產(chǎn)品。EGSB反應(yīng)器的構(gòu)造特點是具有很大的高徑比，一般可達2-5，反應(yīng)器的高度高達16-20m。從外觀上看，EGSB反應(yīng)器由第一厭氧反應(yīng)室和第二厭氧反應(yīng)室疊加而成每個厭氧反應(yīng)器的頂部各設(shè)一個氣一固一液三相分離器。如同兩個UASB反應(yīng)器的上下重疊串聯(lián)EGSB反應(yīng)器的特點：

(1)容積負(fù)荷率高;水力停留時間短EGSB反應(yīng)器生物量大(可達到609／L)，污泥齡長。特別是由于存在著內(nèi)、外循環(huán)，傳質(zhì)效果好。處理高濃度有機廢水，進水容積負(fù)荷率可達20-30kgCOD／m3-d。(2)抗沖擊負(fù)荷強;在EGSB反心器中，當(dāng)COD負(fù)荷增加時，沼氣的產(chǎn)生量隨之增加，由此內(nèi)循環(huán)的氣提增大。處理高濃度廢水時，循環(huán)流量可達進水流量的10-20倍。廢水中高濃度和有害物質(zhì)得到充分稀釋，大大降低有害程度，從而提高了反應(yīng)器的耐沖擊負(fù)荷能力;當(dāng)COD負(fù)荷較低時，沼氣產(chǎn)量也低，從而形成較低的內(nèi)循環(huán)流。因此，內(nèi)循環(huán)實際為反應(yīng)器起到了自動平衡COD沖擊負(fù)荷的作用。(3)避免了固形物沉積;有一些廢水中含有大量的懸浮物質(zhì)，會在UASB等流速較慢的反應(yīng)器內(nèi)容易發(fā)生累積，將厭氧污泥逐漸置換，最終使厭氧反應(yīng)器的運行效果惡化乃至失效。而在EGSB反應(yīng)器中，高的液體和氣體上升流速，將懸浮物沖擊出反應(yīng)器。(4)依靠沼氣提升實現(xiàn)自身的內(nèi)循環(huán);減少能耗厭氧流化床載體的膨脹和流化，是通過出水回流出水泵：j口壓實現(xiàn)。依次必須消耗一部分動力。而EGSB反應(yīng)器正常運行時是以自身產(chǎn)生的沼氣作為提升的動力，實現(xiàn)混合液內(nèi)循環(huán)，從而減少能耗。(5)減少藥劑投量，降低運行費用;內(nèi)外循環(huán)的液體量相當(dāng)于第一級厭氧出水的回流，對pH起緩沖作用，使反應(yīng)器內(nèi)的pH保持穩(wěn)定?？蓽p少進水的投堿量，從而節(jié)約藥劑用量，而減少運行費用。

4.2.3 污水處理效果分析

正旭木糖建設(shè)項目生產(chǎn)廢水中主要污染物CODcr.BODs和SS的進水濃度分別為3528mg／L、23l0m/L、9080mg／L，經(jīng)廠區(qū)污水處理場處理后，CODcr、BOD5和SS的去處效率分別為96%、99%、83%，排放濃度分別為150mg／L、30mg／L、150mg／L排放量分別為66t／a、12t／a、60t／a，出水水質(zhì)處理效果可以看出，正旭木糖建設(shè)項目產(chǎn)生的廢水經(jīng)廠區(qū)污水處理場處理后可達到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)中的二級標(biāo)準(zhǔn)(pH-6-9，CODer=150mg/l，BODs=60mg/l，SS=200mg/l)。

4.3 環(huán)保小結(jié)

通過以上污染治理措施，正旭木糖建設(shè)項目木糖生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣及廢水得到了有效解決，污染物排放大大消減，使木糖生產(chǎn)實現(xiàn)運行污染最小化，但是鑒于寧夏處于半干旱地區(qū)，水資源比較缺乏，企業(yè)在清潔生產(chǎn)方面，還可以加深水的深度處理，加大水的循環(huán)利用。

5 結(jié)語

正旭木糖建設(shè)項目產(chǎn)生的主要污染因子為廢氣和廢水，在污染防治方面采取酊治理措施從源頭消減到末端治理均有，其中對廢氣污染物的治理主要從高架源排放、蒸氣鍋爐煙氣脫硫除塵及加強管理等幾方面入手;廢水的治理措施主要有污水廠區(qū)自身處理，經(jīng)分析表明，這些污染防治措施能產(chǎn)生良好的治理效果，能夠最大限度地降低建設(shè)項目的實施對該區(qū)域環(huán)境帶來的不利影響，環(huán)境效益顯著。而且，使玉米芯變廢為寶，充分利用當(dāng)?shù)氐馁Y源，利于發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，并為我區(qū)木糖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起了主導(dǎo)作用。

王紫燕(1973—),女,寧夏銀川人,本科,畢業(yè)于寧夏大學(xué),工程師,研究方向：環(huán)境工程。