摘要：我國是世界上馬鈴薯的最大生產(chǎn)地，馬鈴薯是淀粉的主要來源。在馬鈴薯淀粉加工時會產(chǎn)生較多的高濃度酸性有機(jī)廢水，這些廢水流入河流中會對環(huán)境造成污染與破壞，不僅嚴(yán)重浪費了水資源，還導(dǎo)致地表水嚴(yán)重污染。文章首先對馬鈴薯加工進(jìn)行了分析，然后研究了馬鈴薯加工給環(huán)境保護(hù)帶來的問題，最后針對如何加強(qiáng)馬鈴薯加工環(huán)境保護(hù)提出了幾點建議措施。

關(guān)鍵詞：馬鈴薯；淀粉加工；廢水治理；環(huán)境保護(hù)；環(huán)境污染；水資源 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：S532 文章編號：1009-2374（2017）10-0125-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.10.062

馬鈴薯在我國部分地區(qū)又被稱為“番薯”或者“紅苕”，它是我國第六大糧食作物，不僅可以作為糧食，也可以作為蔬菜食用，部分農(nóng)民還將其作為飼料來飼養(yǎng)家畜。此外，馬鈴薯還是我國食品加工與化學(xué)工業(yè)中的重要原料。由于馬鈴薯是淀粉的主要來源，因此很多企業(yè)利用馬鈴薯來生產(chǎn)淀粉，但在淀粉生產(chǎn)時會產(chǎn)生大量的淀粉廢水，嚴(yán)重影響到水資源環(huán)境。如果不積極采取措施做好馬鈴薯加工的環(huán)境保護(hù)工作，將會影響馬鈴薯加工產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，阻礙企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、社會效益與生態(tài)效益的共同前進(jìn)。

1 馬鈴薯加工簡述

馬鈴薯是我國繼小麥、水稻與玉米之后的第四大糧食作物。在如今我國人口劇增、耕地面積急降、大宗糧食作物種植效益突滑、膳食結(jié)構(gòu)驟變的現(xiàn)實情況下，馬鈴薯越來越重要，且取得了較快發(fā)展?，F(xiàn)如今我國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，我國生產(chǎn)馬鈴薯淀粉的企業(yè)多達(dá)數(shù)千家。隨著馬鈴薯淀粉總產(chǎn)量的不斷提高，淀粉價格也在不斷上升，淀粉的利潤空間也在進(jìn)一步增大，再加上淀粉加工技術(shù)已經(jīng)十分成熟，這就吸引了很多小型企業(yè)的成立，這些企業(yè)純以利潤為目的，環(huán)保意識淡薄，生產(chǎn)粗放，加工布局不科學(xué)，環(huán)保問題也日益凸顯，即馬鈴薯淀粉加工時產(chǎn)生的廢水污染。

現(xiàn)如今我國淀粉加工工藝主要有以下三種：第一是傳統(tǒng)沉淀池工藝以生產(chǎn)粗淀粉。這些粗淀粉主要加工成粉條、粉絲以及粉皮，該工藝簡單落后，出售價格低且淀粉質(zhì)量差，需要很大的用水量，且廢水排放量也非常大，淀粉廢水排放量大約為每噸淀粉產(chǎn)生40噸廢水；第二是半旋流生產(chǎn)工藝。這些工藝在20世紀(jì)90年代便已興起，屬于中型淀粉加工，其生產(chǎn)工藝發(fā)生了翻天覆地的變化，進(jìn)入了工業(yè)化生產(chǎn)階段，其產(chǎn)品為質(zhì)量明顯較高的精淀粉，對用水的需求以及廢水排放量都很低，每生產(chǎn)1噸淀粉需要排放30噸的廢水；第三是全旋流工藝加工技術(shù)。生產(chǎn)出的淀粉很精，加工企業(yè)主要是近年才興起。因為精淀粉質(zhì)量好，所以其銷售價格也非常高，該技術(shù)生產(chǎn)淀粉的耗水量與廢水排放量大約為每1噸淀粉13噸廢水，約是傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝耗水量與廢水排放量的1/3。

目前我國馬鈴薯淀粉加工企業(yè)有幾個明顯的布局特征，即靠近水源、交通便利、郊區(qū)或農(nóng)村分散建設(shè)等。

2 馬鈴薯淀粉加工給環(huán)境保護(hù)帶來的問題

該廢水污染具有極強(qiáng)的季節(jié)性，污染主要集中在每年10月到次年3月。在生產(chǎn)過程中，尤其是馬鈴薯洗滌、淀粉洗滌以及淀粉乳提取階段，會產(chǎn)生大量加工廢水，其中很多沒有經(jīng)過處理便直接排入地表水體，這些廢水中有機(jī)質(zhì)很高，對地表水環(huán)境污染極大。在馬鈴薯洗滌階段中，其廢水約占總廢水量的70%，泥沙與薯皮是主要污染物，COD濃度約為每升1500mg；在馬鈴薯淀粉洗滌階段，其廢水約占總廢水的20%，污染物濃度較低，其COD濃度約為每升2500mg；在馬鈴薯淀粉乳提取階段，其廢水約占總廢水量的10%，其COD含量約為每升3500mg。如果馬鈴薯工業(yè)廢水只經(jīng)過簡單處理甚至根本沒有處理，其產(chǎn)生的污染物COD含量大約在每升7800mg，超過我國排放標(biāo)準(zhǔn)的10多倍，導(dǎo)致河流水域富營養(yǎng)化。從監(jiān)測化驗結(jié)果可得知，馬鈴薯淀粉加工是物理過程，不存在化學(xué)添加劑，廢水的主要含量是蛋白質(zhì)、木質(zhì)素、油脂以及碳水化合物等。這些有機(jī)廢水雖然有害無毒，但如果溶解于水中會在微生物化學(xué)作用分解下，消耗水中氧氣，當(dāng)氧氣消耗超過一定標(biāo)準(zhǔn)，即每升水中氧含量低于40mg時，水便會失去正常使用功能，導(dǎo)致水體缺氧、發(fā)臭發(fā)黑及水中生物死亡。此外，廢水中淀粉會在氧化之后成為黑色，廢水淀粉發(fā)酵后會出現(xiàn)有機(jī)酸，讓廢水呈酸性。廢水有機(jī)物經(jīng)過缺氧與細(xì)菌的共同作用，因發(fā)酵而形成沼氣，產(chǎn)生甲烷、硫化氫以及氨氣氣體。

3 加強(qiáng)馬鈴薯加工環(huán)境保護(hù)的建議措施

3.1 從技術(shù)層面來看

3.1.1 土壤處理法。由于馬鈴薯淀粉屬于純物理方式，在加工過程中不會使用化學(xué)添加劑。現(xiàn)如今我國馬鈴薯淀粉廢水處理技術(shù)還不是很成熟，應(yīng)用土壤處理法，即淀粉廢水農(nóng)業(yè)利用技術(shù)，可以將馬鈴薯加工廢水進(jìn)行綜合利用。在冬季，將淀粉廢水用于對馬鈴薯、玉米以及向日葵的休閑灌溉，保證每畝100～150噸，這樣不僅能夠改善農(nóng)作物品質(zhì)，還能提高土壤的肥力，不但能夠促進(jìn)農(nóng)作物健康生長，還能節(jié)省一大筆化肥購買的開銷。

3.1.2 絮凝沉淀處理，這種水處理方法成本較低，應(yīng)用廣泛。應(yīng)用該處理方法時，絮凝劑的性能決定了水污染處理的效果，因此必須要重視絮凝劑這一關(guān)鍵物品。絮凝劑可以分為四類，即天然高分子絮凝劑、無機(jī)絮凝劑、復(fù)合型絮凝劑以及合成有機(jī)高分子絮凝劑。

3.1.3 生物處理法。所謂生物處理法就是借助微生物新陳代謝功能將廢水中膠體或溶解狀態(tài)的有機(jī)污染物降解與轉(zhuǎn)化成無污染物質(zhì)，以達(dá)到凈化水源的目的。它不僅能夠?qū)Ω邼舛扔袡C(jī)廢水進(jìn)行有效處理，而且還具有高效率與低費用的雙重優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用。通常生物處理法又可以分為好氧生物處理法與厭氧生物處理法。其一是厭氧生物法，用該方法處理淀粉廢水能形成甲烷等可燃?xì)怏w，對這些氣體作為能源回收利用，剩下的廢水污泥量少，且脫水濃縮比較容易，可以將其作為肥料，此外該處理工藝運轉(zhuǎn)費用較低?，F(xiàn)如今全世界能源緊缺，用該方法不僅能耗低而且回收資源高，因此得到了國內(nèi)外的普遍重視；其二是好氧生物法，這種方法相對于厭氧法具有很多不足，例如動力消耗大、需要充氧、微生物所需營養(yǎng)多、無能量回收、污泥量大等，因此這種技術(shù)在對低濃度有機(jī)廢水進(jìn)行處理時較為合適。但淀粉廢水中COD較大，因此很少將其單獨應(yīng)用在淀粉廢水處理中，只是將其作為后續(xù)處理。

3.1.4 生物處理法與絮凝沉淀法結(jié)合應(yīng)用。因為淀粉廢水具有高濃度的有機(jī)物質(zhì)，因此在廢水處理中很少單獨使用某方法，多是對幾種方法綜合利用，使得優(yōu)勢互補(bǔ)，提升效率。如果廢水溫度適中，約為35℃，可采用厭氧生物法中的升流式厭氧污泥床與混合活性污泥串聯(lián)法來對廢水進(jìn)行處理。經(jīng)過這兩步處理之后，廢水COD基本去除完成。

3.1.5 光合細(xì)菌法，該方法處理淀粉廢水，不但能夠有效去除有機(jī)污染物，而且還能降低投資金額與能耗，不需要較多的用地，其菌體污泥還不會對人畜產(chǎn)生危害，屬于一種營養(yǎng)豐富的蛋白飼料。

3.2 從制度層面來看

3.2.1 對馬鈴薯加工業(yè)合理布局。我國很多馬鈴薯淀粉加工廠在布局上都偏向于水源地和交通線附近，這種布局會讓淀粉廢水污染河流，必須予以整改。對于建設(shè)在城市生活飲用水源處附近的馬鈴薯淀粉加工企業(yè)必須要給予取締，防止其對水源地帶來污染。禁止馬鈴薯淀粉加工廠建設(shè)在旅游風(fēng)景區(qū)、城鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)、水源地與自然保護(hù)區(qū)等，如果加工廠建設(shè)在城鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)，必須要在附近建設(shè)污水處理廠，保證污水排放水質(zhì)能夠達(dá)到相關(guān)要求。

3.2.2 政府要頒布相關(guān)命令。政府相關(guān)部門要頒布命令，若馬鈴薯淀粉加工廠的廢水治理技術(shù)沒有達(dá)到相關(guān)要求，就要禁止淀粉加工廠設(shè)在河岸旁邊，加工廢水必須用于休閑地灌溉，不得讓廢水進(jìn)入河流，若淀粉加工廠沒有灌溉條件，要勒令關(guān)停。馬鈴薯淀粉加工廠不得大規(guī)模集中分布，要在主產(chǎn)區(qū)分散建設(shè)。此外，要按照相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策與法律法規(guī)來制定出完善的質(zhì)量、規(guī)模與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，要提高準(zhǔn)入門檻。如果淀粉技工項目日生產(chǎn)能力超過100噸，就必須采用全旋流生產(chǎn)設(shè)備與相關(guān)技術(shù)，達(dá)標(biāo)排放也要有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。淀粉加工企業(yè)必須要改造自身工藝技術(shù)，延長產(chǎn)業(yè)鏈，提高自身品質(zhì)。政府要派遣有關(guān)專家對馬鈴薯淀粉加工廠在廢水農(nóng)業(yè)利用上的相關(guān)技術(shù)予以指導(dǎo)，環(huán)保部門與農(nóng)業(yè)部門要聯(lián)合起來做好宣傳工作，要求農(nóng)民與企業(yè)要對農(nóng)作物進(jìn)行適時適量的淀粉廢水資源化利用，在保證消除污染的同時讓廢水能服務(wù)于農(nóng)業(yè)。

3.2.3 要加強(qiáng)科研與創(chuàng)新。馬鈴薯淀粉加工廢水帶來的地表水源污染是關(guān)乎國計民生的大事，政府與群眾都對淀粉廢水治理工作高度重視。因此必須加強(qiáng)對淀粉廢水污染防治技術(shù)的研究，科研機(jī)構(gòu)要積極創(chuàng)新，大力探討，有效突破廢水在冬春季廢水間歇性排放等技術(shù)處理難點。相關(guān)部門也要做好淀粉加工廠的水質(zhì)監(jiān)測工作，針對存在的問題要及時發(fā)現(xiàn)與處理。

4 結(jié)語

馬鈴薯淀粉廢水若未達(dá)標(biāo)排放會影響周圍水源水質(zhì)，造成嚴(yán)重的地表水資源污染，不僅大量消耗水中氧氣含量，而且會改變水體的酸堿度，與我國綠色環(huán)保理念大相徑庭。加工企業(yè)要積極采用廢水處理技術(shù)，如土壤處理、生物處理等，政府部門要出臺政策嚴(yán)加管理，科研部門要加強(qiáng)研究，以實現(xiàn)我國馬鈴薯淀粉加工企業(yè)在經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益、社會效益上的有機(jī)統(tǒng)一。

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作者簡介：張宗仁（1967-），男，寧夏人，寧夏固原市環(huán)境監(jiān)測站高級環(huán)保工程師，研究方向：環(huán)境保護(hù)。

（責(zé)任編輯：王 波）