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有限公司年產(chǎn)6000噸木糖建設項目為例

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有限公司年產(chǎn)6000.噸木糖建設項目為例,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)及應用，進入21世紀已經(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工業(yè)園區(qū)投資建設年產(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?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。寧夏正旭生物技術有限公司年產(chǎn)6000噸木糖建設項目(文中簡稱正旭木糖建設項目)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晶槽中進行結晶，然后通進離心分離和烘干，得到結晶木糖產(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)境影響評價技術導則大氣環(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(自然通風爐15-20%，風動爐30-40，沸騰爐60-80%);n-平均除塵效率。

正旭木糖建設項目生產(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)建設項目工藝流程圖分析得出，正旭木糖建設項目生產(chǎn)過程中廢水主要來自原料預處理工序、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素渣，這些物質經(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準》(GBI3271-2001)11時段標準要求(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)廢水水質及特點，此項目投資新建公司污水處理場，采用調(diào)節(jié)預酸化池+EGSB反應器+生物接觸氧化法，EGSB反慮器相當有上、下兩個UASB反應器串聯(lián)運行，下面一個UASB反應器具有很高的有機負荷率，多級處理工藝比單級處理的穩(wěn)定性好。主要構筑物包括格柵、初沉池、調(diào)節(jié)預酸化池、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反應器，EGSB反應器即膨脹顆粒污泥床反應器，是UASB反應器的更新?lián)Q代的產(chǎn)品。EGSB反應器的構造特點是具有很大的高徑比，一般可達2-5，反應器的高度高達16-20m。從外觀上看，EGSB反應器由第一厭氧反應室和第二厭氧反應室疊加而成每個厭氧反應器的頂部各設一個氣一固一液三相分離器。如同兩個UASB反應器的上下重疊串聯(lián)EGSB反應器的特點：

(1)容積負荷率高;水力停留時間短EGSB反應器生物量大(可達到609／L)，污泥齡長。特別是由于存在著內(nèi)、外循環(huán)，傳質效果好。處理高濃度有機廢水，進水容積負荷率可達20-30kgCOD／m3-d。(2)抗沖擊負荷強;在EGSB反心器中，當COD負荷增加時，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得到充分稀釋，大大降低有害程度，從而提高了反應器的耐沖擊負荷能力;當COD負荷較低時，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)實際為反應器起到了自動平衡COD沖擊負荷的作用。(3)避免了固形物沉積;有一些廢水中含有大量的懸浮物質，會在UASB等流速較慢的反應器內(nèi)容易發(fā)生累積，將厭氧污泥逐漸置換，最終使厭氧反應器的運行效果惡化乃至失效。而在EGSB反應器中，高的液體和氣體上升流速，將懸浮物沖擊出反應器。(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)的液體量相當于第一級厭氧出水的回流，對pH起緩沖作用，使反應器內(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，出水水質處理效果可以看出，正旭木糖建設項目產(chǎn)生的廢水經(jīng)廠區(qū)污水處理場處理后可達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)中的二級標準(pH-6-9，CODer=150mg/l，BODs=60mg/l，SS=200mg/l)。

4.3 環(huán)保小結

通過以上污染治理措施，正旭木糖建設項目木糖生產(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 結語

正旭木糖建設項目產(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?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)展起了主導作用。

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