糖廠濾泥處置現(xiàn)狀與對(duì)策研究

林秋蓮，韋芳寧，林華，陳婷，周子倫

（廣西壯族自治區(qū)環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，廣西 南寧 530022）

甘蔗糖業(yè)是廣西的支柱產(chǎn)業(yè)之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015/2016榨季，廣西甘蔗處理量約4200萬(wàn)噸，產(chǎn)糖量511萬(wàn)噸，濾泥（濕濾泥計(jì)） 產(chǎn)量約200萬(wàn)噸。濾泥是制糖工藝的清凈工序中，甘蔗汁經(jīng)澄清后由壓濾機(jī)或真空吸濾機(jī)所排出的殘?jiān)?。主要有兩種，一種是亞硫酸法濾泥，即用石灰和二氧化硫作為澄清劑對(duì)蔗汁進(jìn)行澄清所產(chǎn)生的濾泥。如何有效處置制糖產(chǎn)生的大量濾泥是制糖行業(yè)發(fā)展面臨的主要環(huán)境問(wèn)題之一。

1 廣西糖廠濾泥利用狀況

廣西95%以上的糖廠生產(chǎn)工藝均采用亞硫酸法。亞硫酸法濾泥因加灰量少，鈣鹽含量較少，有機(jī)物含量高（主要為蔗蠟、蔗脂、纖維、糖分、蛋白、等），并含有甘蔗所需要的氮、磷、鉀和大量的微量元素，pH6.0左右，呈弱酸性，是較好的有機(jī)肥料，還可以用于生產(chǎn)動(dòng)物飼料[1]。另一種是碳酸法濾泥，即用石灰和二氧化碳作為澄清劑對(duì)蔗汁進(jìn)行澄清所產(chǎn)生的濾泥。此種濾泥中因加灰量大，鈣鹽含量高，有機(jī)物含量少，且pH 9.0左右，堿性較大，不適用于生產(chǎn)肥料，絕大部分用于填埋處理，少部分用于改良酸性土壤。

糖廠產(chǎn)生的大量濾泥，除了堆放占用土地外，因其含有多種有機(jī)物和糖類物質(zhì)，極易發(fā)霉、發(fā)臭，滋生蒼蠅，帶來(lái)一定的環(huán)境問(wèn)題。濾泥的綜合利用將是甘蔗制糖企業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、提高經(jīng)濟(jì)效益、實(shí)現(xiàn)糖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。2015年7月1日實(shí)施的廣西地方標(biāo)準(zhǔn)《甘蔗制糖行業(yè)清潔生產(chǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系》 （DB45/T 1188-2015），對(duì)濾泥綜合利用率提出了要求，清潔生產(chǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)基準(zhǔn)值均要求達(dá)100%。目前，廣西糖廠濾泥基本都進(jìn)行了資源化利用，主要有三種利用方式，一是企業(yè)進(jìn)行回收利用，二是無(wú)償提供給其他企業(yè)作為原料使用，三是賣(mài)給其他企業(yè)作為原料使用。對(duì)于碳酸法濾泥和極少量的亞硫酸法濾泥主要是進(jìn)行填埋處理。濾泥的用途主要是用于生產(chǎn)有機(jī)復(fù)合肥、生態(tài)肥、有機(jī)營(yíng)養(yǎng)土，生產(chǎn)酒精以及生產(chǎn)豬、牛、雞、鴨、魚(yú)等動(dòng)物飼料，制備材料和添加劑，作為生物質(zhì)燃料，還有一部分直接施放農(nóng)田等。由于濾泥直接回用農(nóng)田容易導(dǎo)致土壤堿化、板結(jié)等，造成了土壤污染，現(xiàn)在已經(jīng)很少直接回用，基本都是用于生產(chǎn)肥料、飼料等。

2 廣西糖廠濾泥處置技術(shù)概況

傳統(tǒng)的濾泥處理方法是加入菌種及適量的有機(jī)質(zhì)進(jìn)行發(fā)酵后做成農(nóng)肥，基本處理工藝是在濾泥中加入菌種進(jìn)行發(fā)酵后，經(jīng)過(guò)翻堆、腐熟，烘干后再投加一定的有機(jī)、無(wú)機(jī)物料進(jìn)行配料，經(jīng)過(guò)造粒、冷卻、篩分后分裝得到成品。工藝中的發(fā)酵環(huán)節(jié)是將濾泥中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)質(zhì)，達(dá)到無(wú)害化處理，發(fā)酵時(shí)間一般為14～30d，發(fā)酵溫度為60℃～70℃，溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致原料中氮揮發(fā)以及影響微生物活性，溫度過(guò)低則不利于有機(jī)質(zhì)的分解，一般通過(guò)每天翻堆來(lái)達(dá)到控制濾泥溫度。翻堆有條式翻拋和槽式翻拋兩種，翻拋操作為人工或機(jī)械進(jìn)行。配料是根據(jù)測(cè)土配方要求，結(jié)合農(nóng)作物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)素，在半成品中添加無(wú)機(jī)元素（尿素、鉀肥、氮肥、磷肥等）以及一些有機(jī)配料。

3 濾泥利用調(diào)研情況

通過(guò)對(duì)廣西來(lái)源生態(tài)農(nóng)業(yè)有限公司、廣西神州金光生態(tài)肥料有限責(zé)任公司、廣西上上糖業(yè)有限公司、廣西農(nóng)墾長(zhǎng)興生物有機(jī)肥有限公司等企業(yè)的調(diào)研，4家企業(yè)均是利用濾泥生產(chǎn)有機(jī)肥、營(yíng)養(yǎng)土，生產(chǎn)的工藝基本相同，區(qū)別主要在發(fā)酵環(huán)節(jié)。見(jiàn)圖1。

圖1 濾泥生產(chǎn)有機(jī)肥工藝路線圖

1）廣西來(lái)源生態(tài)農(nóng)業(yè)有限公司。其濾泥處置有別于其他企業(yè)生產(chǎn)工藝的是發(fā)酵技術(shù)，主要是在濾泥中添加秸稈類、糞便/污泥等進(jìn)行配方后，在高塔內(nèi)利用零能耗好氧發(fā)酵技術(shù)進(jìn)行發(fā)酵，而傳統(tǒng)發(fā)酵工藝均是敞開(kāi)式的堆存發(fā)酵。此外，在生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)氮、磷、鉀等無(wú)機(jī)肥料添加，生產(chǎn)成品為有機(jī)營(yíng)養(yǎng)土。其優(yōu)點(diǎn)是：發(fā)酵在密閉罐內(nèi)進(jìn)行，生產(chǎn)過(guò)程無(wú)臭氣排放；自動(dòng)化程度高，可大規(guī)模工廠化生產(chǎn)；運(yùn)營(yíng)成本低，發(fā)酵過(guò)程不需翻轉(zhuǎn)，可自動(dòng)調(diào)節(jié)水分、溫度和通氣，無(wú)耗能；發(fā)酵效率高，發(fā)酵時(shí)間為15～20d；濾泥無(wú)堆存，占地面積少，土地資源利用率高。缺點(diǎn)是：投資大，年處理5萬(wàn)噸濾泥需要的設(shè)備投資1300萬(wàn)元，廠房建設(shè)投資400萬(wàn)元；產(chǎn)品養(yǎng)分含量較低（N+P5O2+K2O≥3%） ，未達(dá)到有機(jī)肥養(yǎng)分≥5%的要求，只能做基肥用，追肥時(shí)需補(bǔ)充施用化學(xué)肥料；施用量較大（每畝地需用0.7-1噸）、價(jià)格較高（450元/噸營(yíng)養(yǎng)土），推廣難度大。

2） 廣西神州金光生態(tài)肥料有限責(zé)任公司。采用傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)1萬(wàn)噸有機(jī)肥，條式人工翻堆方式。未處理的濾泥露天堆放，揚(yáng)塵較大，如遇雨天雨水沖刷濾泥，流失濾泥對(duì)環(huán)境造成污染，環(huán)境安全隱患較大。同時(shí)由于公司的債務(wù)問(wèn)題、經(jīng)營(yíng)管理不善等，產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品銷(xiāo)售均存在較多問(wèn)題，嚴(yán)重影響企業(yè)的發(fā)展。

3）廣西上上糖業(yè)有限公司。制糖年產(chǎn)生濾泥4萬(wàn)噸，40%濾泥（1.6萬(wàn)噸）外銷(xiāo)，60%濾泥（2.4萬(wàn)噸）用于生產(chǎn)有機(jī)肥，有機(jī)肥主要是供給蔗農(nóng)種植甘蔗施用，不向市場(chǎng)銷(xiāo)售。采用傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝生產(chǎn)有機(jī)肥，條式人工翻堆方式，兩個(gè)配方有機(jī)肥養(yǎng)分（N+P5O2+K2O） 分別為25%、18%，養(yǎng)分25%的有機(jī)肥1700元/噸。

4）廣西農(nóng)墾長(zhǎng)興生物有機(jī)肥有限公司。有機(jī)肥生產(chǎn)規(guī)模為10萬(wàn)噸/年，總投資6千萬(wàn)元，其中設(shè)備投資800萬(wàn)元，由于廠區(qū)建設(shè)規(guī)模較大，投資較大。有機(jī)肥生產(chǎn)采用槽式機(jī)械翻堆方式，發(fā)酵時(shí)間15天左右，兩個(gè)配方有機(jī)肥養(yǎng)分（N+P5O2+K2O） 分別為25%、20%，養(yǎng)分20%的有機(jī)肥1790元/噸。制糖產(chǎn)生的濾泥全部用完，生產(chǎn)的有機(jī)肥全部用于甘蔗種植，糖廠補(bǔ)貼蔗農(nóng)100元/噸有機(jī)肥。通過(guò)使用有機(jī)肥料的農(nóng)戶反饋，施用有機(jī)肥能明顯改良土壤、提高地力，避免土壤板結(jié)，使土壤具有良好的保水、保肥、通透緩沖等特性，并且有機(jī)肥肥效長(zhǎng)，促進(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng)，有效提高農(nóng)作物產(chǎn)量，受到農(nóng)戶的歡迎。有機(jī)肥生產(chǎn)工藝的缺點(diǎn)是發(fā)酵、翻堆均為敞開(kāi)式，產(chǎn)生臭氣對(duì)環(huán)境影響較大。

4 濾泥利用分析

生物有機(jī)肥是國(guó)家農(nóng)業(yè)部在近年來(lái)一直提倡使用的肥料，概念上使生物有機(jī)肥是確保農(nóng)作物達(dá)到環(huán)保無(wú)公害，達(dá)到有機(jī)食品的標(biāo)準(zhǔn)。利用糖廠濾泥生產(chǎn)有機(jī)肥，既把廢物變成了寶，提高資源綜合利用率，也在無(wú)形中拉長(zhǎng)了糖廠的產(chǎn)業(yè)鏈條，延伸了產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，并且使糖業(yè)生產(chǎn)形成了循環(huán)閉合產(chǎn)業(yè)鏈：土地種植甘蔗、甘蔗生產(chǎn)糖、制糖廢料濾泥生產(chǎn)肥料、肥料培肥土壤。在廣西農(nóng)業(yè)部門(mén)也一直在研發(fā)、推廣示范應(yīng)用。

結(jié)合對(duì)4家企業(yè)的調(diào)研情況，可見(jiàn)：廣西來(lái)源生態(tài)農(nóng)業(yè)有限公司利用濾泥生產(chǎn)有機(jī)營(yíng)養(yǎng)土，利用高塔進(jìn)行發(fā)酵，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程比較節(jié)能、環(huán)保，但是工藝設(shè)備投資較大，產(chǎn)品成本較高，市場(chǎng)推廣難度較大；廣西農(nóng)墾長(zhǎng)興生物有機(jī)肥有限公司利用濾泥生產(chǎn)有機(jī)肥，工藝設(shè)備投入相對(duì)不大，產(chǎn)品認(rèn)可度較高，但是敞開(kāi)式的生產(chǎn)工藝，產(chǎn)生的臭氣、粉塵對(duì)環(huán)境影響較大。

濾泥是廣西糖業(yè)的一項(xiàng)大宗廢棄物，如何開(kāi)發(fā)好濾泥綜合利用，有效地利用甘蔗資源，提高制糖工業(yè)附加值，將是廣西制糖工業(yè)可持續(xù)發(fā)展所面臨的主要問(wèn)題之一。為做好糖廠濾泥的污染治理和綜合利用，建議：

1）加強(qiáng)固體廢棄物的資源化循環(huán)利用，提高企業(yè)節(jié)能環(huán)保水平。

2）企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)濾泥利用過(guò)程的環(huán)境保護(hù)，確保生產(chǎn)過(guò)程符合清潔生產(chǎn)要求，減少對(duì)環(huán)境的污染。

3）政府部門(mén)加強(qiáng)制糖企業(yè)對(duì)濾泥綜合利用的引導(dǎo)，鼓勵(lì)企業(yè)引入各類社會(huì)資金，多元投資，進(jìn)行市場(chǎng)化運(yùn)作。

4）科技部門(mén)加大對(duì)糖廠濾泥治理和資源化利用技術(shù)研發(fā)的科技支撐力度，支持企業(yè)開(kāi)展研發(fā)示范基地建設(shè)。

5）農(nóng)業(yè)部門(mén)引導(dǎo)農(nóng)戶積極合理使用制糖濾泥制備的有機(jī)肥，并且通過(guò)對(duì)使用有機(jī)肥的農(nóng)戶給予一定補(bǔ)貼的政策鼓勵(lì)，大力推廣有機(jī)肥的使用。