廣西木薯淀粉產業環境保護現狀及對策研究

余婉麗 張立宏 黃付平 陳志明 趙侶璇

(1.廣西壯族自治區環境保護廳，南寧 530028;2.廣西壯族自治區環境保護科學研究院，南寧 530022)

1 前言

廣西地處我國西南邊陲，屬南亞熱帶季風氣候區，是我國最大的木薯產地，種植面積和產量占全國70%以上［1］，同時也是我國最大的木薯淀粉生產基地。隨著國內外相關行業對淀粉需求量的日益增大，木薯已被列為廣西未來重點發展的“六大支柱產業”之一，對拉動廣西的經濟增長，提高當地人民的收入和生活水平起著重要的作用。然而，木薯淀粉生產加工過程中所產生的環境污染，不僅影響了附近的環境質量，而且也嚴重制約著廣西木薯產業的發展。如何從根本上解決廣西木薯淀粉資源環境和可持續發展問題，已是擺在各級政府、業界和環保工作者面前的重要任務。

2 廣西木薯淀粉企業污染治理及清潔生產現狀

2.1 淀粉企業污染物的治理情況

2.1.1 廢水治理

木薯淀粉行業的廢水主要包括木薯洗滌水和分離廢水，分離廢水又可分為一次分離黃漿水和二次分離工藝水，通常每生產1噸淀粉約排放10～25t廢水。木薯淀粉廢水主要成分為淀粉、蛋白質和糖類，有機物含量較高。一般條件下，pH值為4～6，化學需氧量為8000～30000mg·L-1，生化需氧量值為 5000～2000mg·L-1，懸浮物為3000～5000mg·L-1［2］。廣西木薯淀粉企業廢水治理工藝主要有厭氧+氧化塘、厭氧+好氧生化系統處理等兩種工藝。

(1)厭氧+氧化塘處理工藝。該工藝比傳統的氧化塘處理大大提高了污染物的去除率，但氧化塘儲存未達標的廢水還存在著污染地下水和泄漏污染地表水的風險，其廢水產生的惡臭對周邊的環境影響也較大。2007年原國家環保總局下文明確氧化塘不能作為淀粉企業污水處理設施使用。

(2)厭氧+好氧生化處理工藝。采用的厭氧處理工藝主要有:上流式厭氧污泥床反應器(UASB)以及厭氧顆粒污泥膨脹床反應器(EGSB);采用的好氧處理工藝主要有:生物接觸氧化法、CASS工藝和普通活性污泥法。厭氧+好氧生化處理工藝具有能充分發揮厭氧微生物抗沖擊負荷能力并可提高污水可生化性的特點，以及有機污染物降解效果明顯，運行費用低，厭氧發酵沼氣可回用于鍋爐燃燒等優點［3］，2007年以來在淀粉廢水處理中得到了廣泛的應用。據2010/2011榨季統計，全區98%的在生產淀粉企業采用該工藝處理生產廢水。

(3)達標情況。雖然厭氧+好氧生化處理工藝在木薯淀粉廢水治理中發揮了巨大作用，但《淀粉工業水污染物排放標準》(GB 25461-2010)明確，2013年1月1日起，所有淀粉企業執行更為嚴格的排放限值。據2013年一季度廣西國控淀粉污染源監督性監測統計［4］，表明全區約有75%的淀粉企業達不到新的排放標準要求。以淀粉企業最為集中的南寧市為例，2013年1月進行廢水監督性監測的淀粉企業32家，各項監測指標均達標的僅有3家，達標率僅為9.4%。超標因子主要是總磷、總氮、氨氮、生化需氧量、化學需氧量，超標率分別為75%、62%、41%、37%和22%。部分企業呈現多指標、高倍數超標的情形。由于大多數企業排水量都大于標準規定的基準排水量(8m3/t﹒淀粉)，若折算為基準排水濃度，則各項污染因子的超標率還會更高。由此可見，廣西木薯淀粉企業的水污染問題仍十分嚴重。

2.1.2 廢氣治理

廢氣主要為生產鍋爐排放的二氧化硫、煙塵以及木薯渣、木薯皮、廢水處理裝置產生的惡臭氣體。據統計，2011/2012榨季廣西木薯淀粉企業平均噸淀粉廢氣排放量0.71萬m3，二氧化硫排放量7.04kg。近年來，隨著廢水厭氧處理工藝的應用，一些淀粉企業將厭氧發酵產生的沼氣用作鍋爐燃料，使二氧化硫排放量有所減少。

(1)鍋爐尾氣處理。廣西淀粉企業鍋爐廢氣處理工藝主要有雙堿法脫硫、麻石水膜除塵和布袋除塵等。雙堿法脫硫:采用純堿吸收二氧化硫、石灰還原再生，脫硫效率一般在85%～90%。麻石水膜除塵:除塵效率一般在90%以上，綜合脫硫30%以上，是目前廣西淀粉企業廢氣處理主要采用的工藝。布袋除塵:除塵效率一般在99%以上，但是脫硫效果較差。

(2)惡臭處理。木薯渣和皮的酸化、廢水污泥產生的惡臭對周邊居民區影響較大。目前企業主要采取將廢渣及時清運、濃縮和脫水作燃料等措施來減少惡臭的產生和影響。

2.1.3 固體廢棄物的處理

淀粉加工產生的固廢主要是木薯皮、木薯渣以及廢水處理產生的污泥。

(1)木薯皮和木薯渣。木薯皮主要是烘干作鍋爐燃料或送給農民作肥料。木薯渣的處理主要有三種方式:一是將木薯渣壓濾風干后“噴入”鍋爐內燃燒;二是利用木薯渣做原料生產酒精;三是賣給農戶、養殖場、飼料公司(工廠)作飼料和原料，大部分企業采用此法，由于多數企業不具備壓濾設備，運渣車滲濾液沿途滴漏造成了廠區以及出廠道路的二次污染。

(2)廢水處理污泥。由于污泥處理需投資較大，目前只有規模較大的企業將污泥用于有機肥的制作，而大部分企業的污泥未經處理，直接通過排污管道排入環境，給當地的環境造成了污染。

2.2 廣西淀粉企業清潔生產水平分析

清潔生產水平可以反映企業的能源資源利用、生產工藝設備、污染控制等方面的總體水平。統計廣西淀粉企業各項物耗、能耗、排污指標，并與國內外同類企業進行比較，見表1。

表1 木薯淀粉加工企業物耗、能耗、排污指標比較

分析表1可以得出，廣西的淀粉企業以濕法工藝為主，采用的生產設備雖不屬于淘汰設備，但企業規模小，技術、裝備落后，導致原料、水耗、能源消耗較大，生產效率較低;而且，產品結構單一，資源利用率低，大量蛋白、纖維等資源被丟棄于廢水中，導致廢水處理難度增大。總體來看，廣西淀粉行業的清潔生產水平較低，與國內外清潔生產水平有較大差距。

3 制約木薯淀粉產業發展的因素分析

3.1 原料缺口大，淀粉加工產能利用率低

木薯淀粉是季節性生產，通常榨季為3～5個月。但近幾年來淀粉加工企業不斷技改擴建，而木薯生產受土地資源、種植技術、經營模式等因素影響，木薯產量沒有增加，加上酒精(燃料乙醇)、飼料等產業對木薯需求量的不斷增加，導致淀粉原料嚴重 不足，加工產能過剩，榨季縮短至1～3個月，淀粉實際產量不足設計產能的40%。據調查，南寧市2012/2013榨季約有50%的淀粉企業生產天數不足40天。生產期過短的結果是企業經營收入減少，生產成本增加，財務收益下降，產業的持續發展動力不足。

3.2 企業規模過小，技術裝備落后，清潔生產水平較低

就規模而言，木薯淀粉的生產規模不宜低于5萬噸。如泰國的木薯淀粉企業年產在5～15萬噸［5］。據2010/2011榨季統計，廣西全區有木薯淀粉企業100家，其中生產能力在5萬噸/年以上的只有2家，合計產能僅占全區總產能的14.6%;而小于2萬噸/年的企業多達71家，合計產能占全區總產能的46.1%。大多數的企業由于規模過小，難以形成規模效益，經濟效益差，從而造成企業技術改造資金短缺，生產技術和設備更新滯后，生產能耗物耗高，生產效率低，清潔生產達不到同行業平均水平。

3.3 產品結構單一，資源利用率較低

從產品結構來看，目前廣西木薯淀粉產品結構單一，絕大部分企業只生產原淀粉，僅有廣西明陽生化科技股份有限公司、北海宏泉淀粉科技有限公司等幾家規模較大的企業生產變性淀粉，深加工產品的品種、產量所占的比重較低。由于產品結構單一，企業只對木薯中的淀粉進行提取，而蛋白和纖維等資源被直接丟棄當廢棄物處理，加上淀粉提取率不到85%，損失嚴重，導致木薯淀粉加工中薯渣產生量大，其中很大一部分進入廢水，使廢水中COD濃度高達上萬，出水水質達標困難。

3.4 廢水污染嚴重，治理資金不足

盡管近幾年廣西木薯淀粉行業在廢水排放量控制和有機物降解治理上取得了顯著的成效，但企業廢水超標排放仍十分嚴重，行業結構性污染特點仍十分突出。要解決淀粉企業的污染問題，一方面需要企業加大廢水治理投資，同時還需有針對性的進行生產技術改造，提高循環經濟和清潔生產水平，減少污染物的產生。而近年來由于木薯原料短缺，很多中小企業每年生產只有幾十天，經濟收益甚微，很難投入更多的資金進行技術改造和污染治理。顯然，環境污染已成為產業可持續發展的制約因素。

3.5 集團化程度低，難以形成連續有效的產業鏈

在行業集團化方面，廣西淀粉行業仍處于比較落后的局面，除了少數規模較大的企業，如明陽生化等外，其余企業小而分散，沒有合理的發展規劃，無法形成連續有效的產業鏈，難以從根本上解決淀粉行業高能耗物耗、高污染排放、低生產效率的問題;在運營管理模式方面，缺乏先進的管理理念和科學的組織手段，缺少穩定的產銷渠道，企業仍無法擺脫看天吃飯的命運，抗市場沖擊能力十分薄弱。

4 以環保優化木薯淀粉產業發展的對策建議

4.1 推廣良種良法，建立高產優質木薯原料基地

隨著廣西甘蔗、速生桉及其它經濟作物的發展，耕地資源會日益緊缺，不可能通過大規模增加木薯種植面積來解決淀粉原料的短缺，只能通過提高木薯單產來增加木薯的總產量。目前我區木薯生產仍以傳統的農戶分散種植模式為主，專業化程度低，種植技術落后，良種推廣率低，是木薯產量較低的主要原因。因此，可以借鑒我國在種植業、畜牧業方面成功的“公司+基地+農戶”、“公司+合作社+農戶”產業發展模式，提高產業的集約化、專業化水平，培育發展高產優質的木薯原料基地。要大力選育推廣產量高、淀粉含量高，早、中、晚熟搭配合理的優良品種，加快先進栽培技術的應用推廣，使木薯種植業向著優質高產的方向發展。

4.2 以環境資源倒逼機制推動木薯淀粉產業調整升級

首先，合理規劃產業布局。調查摸清木薯產業現狀及耕地資源分布，根據資源環境承載力，劃分若干個木薯產業主產區，在主產區內規劃布局若干個規模在8～20萬噸/年的淀粉企業。通過資源整合、資產重組等方式，培育一批生產工藝設備先進、管理水平高、市場競爭力強的現代大中型淀粉企業，推動木薯淀粉行業的整體升級。

其次，加快落后產能的淘汰。加強對現有木薯淀粉企業的環境監管，以貫徹《淀粉工業水污染物排放標準》(GB 25461-2010)為抓手，倒逼淀粉企業提高清潔生產及污染治理水平。對生產工藝設備落后、環境污染嚴重、達標無望的小淀粉，予以關停淘汰。

再者，開發木薯深加工產品，延伸產業鏈。以市場為導向，研究淀粉深加工工藝，開發附加值高的淀粉產品(如變性淀粉，山梨醇、甘露醇等)的市場潛力，使淀粉產品向系列化方向發展，提高木薯資源的利用率。

4.3 推行清潔生產，發展循環經濟

首先，加快推行先進的清潔生產工藝及技術。針對目前我區木薯淀粉工藝用水量大，淀粉回收率低、污染物產生量大的問題，遵循源頭消減、過程控制和末端循環原則，采用國內外先進工藝、技術及裝備，大幅度提升行業的清潔生產水平。研究制訂木薯淀粉清潔生產評價標準，建立清潔生產示范工程，開展淀粉企業強制性清潔生產審核，強制推行先進成熟的清潔生產工藝和設備，從源頭上削減污染物的產生量。

其次，發展循環經濟與綜合利用。因地制宜發展利用黃漿生產酒精、木薯蛋白提取、膳食纖維提取、木薯渣、皮綜合利用、廢水厭氧發酵沼氣回收利用等技術，提高資源回收利用率，減少污染物的排放。

再者，建立激勵機制。制定鼓勵淀粉企業開展清潔生產技術改造、發展循環經濟和綜合利用的產業政策和資金、稅收政策，促進淀粉行業清潔生產和循環經濟的持續發展。

4.4 加強淀粉廢水處理技術研發和推廣應用

針對《淀粉工業水污染物排放標準》(GB 25461-2010)的排放水質要求，開展木薯淀粉廢水深度處理關鍵技術的研發攻關，重點解決影響淀粉行業廢水達標排放的生化需氧量降解以及除磷脫氮等技術。大力推廣國內外成熟先進的淀粉廢水處理技術，提升廣西木薯淀粉廢水治理的總體水平。

5 研究小結

廣西地處我國西南邊陲，屬南亞熱帶季風氣候區，是我國最大的木薯產地，種植面積和產量占全國70%以上，同時也是我國最大的木薯淀粉生產基地。隨著國內外相關行業對淀粉需求量的日益增大，木薯已被列為廣西未來重點發展的“六大支柱產業”之一，對拉動廣西的經濟增長，提高當地人民的收入和生活水平起著重要的作用。然而，木薯淀粉生產加工過程中所產生的環境污染，不僅影響了附近的環境質量，而且也嚴重制約著廣西木薯產業的發展。隨著國家環境保護要求的日益提高，木薯淀粉行業環境保護與可持續發展的壓力也進一步加大。如何從根本上解決廣西木薯淀粉資源環境和可持續發展問題，已是擺在各級政府、業界和環保工作者面前的重要任務。本文基于廣西淀粉企業生產現狀調查的基礎上，剖析了廣西木薯淀粉企業污染治理及清潔生產現狀，找出了原料缺口大、清潔生產水平較低、產品結構單一、廢水污染嚴重等問題，并提出了相應的對策與建議。

研究表明，廣西木薯淀粉加工仍然以傳統生產工藝為主，產業規模小而分散，產品結構單一，產能過剩，技術裝備水平總體較低，結構性污染特征十分突出。隨著國家環境保護要求的日益提高，木薯淀粉行業環境保護與可持續發展的壓力也進一步加大。因此，木薯淀粉行業應以環境資源倒逼機制推動產業結構的調整升級，通過扶持、培養一批技術裝備先進、市場競爭力強的現代大中型淀粉企業，推動木薯淀粉行業的整體提升。依靠生產技術水平的提升解決行業資源利用率低，結構性污染突出的問題，以期實現產業的可持續發展。

研究提出以下具體對策與建議:一是推廣良種良法，建立高產優質木薯原料基地;二是以環境資源倒逼機制推動木薯淀粉產業調整升級;三是推行清潔生產，發展循環經濟;四是加強淀粉廢水處理技術研發和推廣應用。

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