試論馬鈴薯加工環境保護對策

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

關鍵詞：馬鈴薯；淀粉加工；廢水治理；環境保護；環境污染；水資源 文獻標識碼：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，部分農民還將其作為飼料來飼養家畜。此外，馬鈴薯還是我國食品加工與化學工業中的重要原料。由于馬鈴薯是淀粉的主要來源，因此很多企業利用馬鈴薯來生產淀粉，但在淀粉生產時會產生大量的淀粉廢水，嚴重影響到水資源環境。如果不積極采取措施做好馬鈴薯加工的環境保護工作，將會影響馬鈴薯加工產業的可持續發展，阻礙企業經濟效益、社會效益與生態效益的共同前進。

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、膳食結構驟變的現實情況下，馬鈴薯越來越重要，且取得了較快發展。現如今我國馬鈴薯產業發展迅速，我國生產馬鈴薯淀粉的企業多達數千家。隨著馬鈴薯淀粉總產量的不斷提高，淀粉價格也在不斷上升，淀粉的利潤空間也在進一步增大，再加上淀粉加工技術已經十分成熟，這就吸引了很多小型企業的成立，這些企業純以利潤為目的，環保意識淡薄，生產粗放，加工布局不科學，環保問題也日益凸顯，即馬鈴薯淀粉加工時產生的廢水污染。

現如今我國淀粉加工工藝主要有以下三種：第一是傳統沉淀池工藝以生產粗淀粉。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生40噸廢水；第二是半旋流生產工藝。這些工藝在20世紀90年代便已興起，屬于中型淀粉加工，其生產工藝發生了翻天覆地的變化，進入了工業化生產階段，其產品為質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。生產出的淀粉很精，加工企業主要是近年才興起。因為精淀粉質量好，所以其銷售價格也非常高，該技術生產淀粉的耗水量與廢水排放量大約為每1噸淀粉13噸廢水，約是傳統生產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有幾個明顯的布局特征，即靠近水源、交通便利、郊區或農村分散建設等。

2 馬鈴薯淀粉加工給環境保護帶來的問題

該廢水污染具有極強的季節性，污染主要集中在每年10月到次年3月。在生產過程中，尤其是馬鈴薯洗滌、淀粉洗滌以及淀粉乳提取階段，會產生大量加工廢水，其中很多沒有經過處理便直接排入地表水體，這些廢水中有機質很高，對地表水環境污染極大。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。如果馬鈴薯工業廢水只經過簡單處理甚至根本沒有處理，其產生的污染物COD含量大約在每升7800mg，超過我國排放標準的10多倍，導致河流水域富營養化。從監測化驗結果可得知，馬鈴薯淀粉加工是物理過程，不存在化學添加劑，廢水的主要含量是蛋白質、木質素、油脂以及碳水化合物等。這些有機廢水雖然有害無毒，但如果溶解于水中會在微生物化學作用分解下，消耗水中氧氣，當氧氣消耗超過一定標準，即每升水中氧含量低于40mg時，水便會失去正常使用功能，導致水體缺氧、發臭發黑及水中生物死亡。此外，廢水中淀粉會在氧化之后成為黑色，廢水淀粉發酵后會出現有機酸，讓廢水呈酸性。廢水有機物經過缺氧與細菌的共同作用，因發酵而形成沼氣，產生甲烷、硫化氫以及氨氣氣體。

3 加強馬鈴薯加工環境保護的建議措施

3.1 從技術層面來看

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添加劑。現如今我國馬鈴薯淀粉廢水處理技術還不是很成熟，應用土壤處理法，即淀粉廢水農業利用技術，可以將馬鈴薯加工廢水進行綜合利用。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作物品質，還能提高土壤的肥力，不但能夠促進農作物健康生長，還能節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，應用廣泛。應用該處理方法時，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鍵物品。絮凝劑可以分為四類，即天然高分子絮凝劑、無機絮凝劑、復合型絮凝劑以及合成有機高分子絮凝劑。

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的有機污染物降解與轉化成無污染物質，以達到凈化水源的目的。它不僅能夠對高濃度有機廢水進行有效處理，而且還具有高效率與低費用的雙重優點，因此被廣泛應用。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氣體，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費用較低。現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、微生物所需營養多、無能量回收、污泥量大等，因此這種技術在對低濃度有機廢水進行處理時較為合適。但淀粉廢水中COD較大，因此很少將其單獨應用在淀粉廢水處理中，只是將其作為后續處理。

3.1.4 生物處理法與絮凝沉淀法結合應用。因為淀粉廢水具有高濃度的有機物質，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，使得優勢互補，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法來對廢水進行處理。經過這兩步處理之后，廢水COD基本去除完成。

3.1.5 光合細菌法，該方法處理淀粉廢水，不但能夠有效去除有機污染物，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生危害，屬于一種營養豐富的蛋白飼料。

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。對于建設在城市生活飲用水源處附近的馬鈴薯淀粉加工企業必須要給予取締，防止其對水源地帶來污染。禁止馬鈴薯淀粉加工廠建設在旅游風景區、城鎮規劃區、水源地與自然保護區等，如果加工廠建設在城鎮規劃區，必須要在附近建設污水處理廠，保證污水排放水質能夠達到相關要求。

3.2.2 政府要頒布相關命令。政府相關部門要頒布命令，若馬鈴薯淀粉加工廠的廢水治理技術沒有達到相關要求，就要禁止淀粉加工廠設在河岸旁邊，加工廢水必須用于休閑地灌溉，不得讓廢水進入河流，若淀粉加工廠沒有灌溉條件，要勒令關停。馬鈴薯淀粉加工廠不得大規模集中分布，要在主產區分散建設。此外，要按照相關產業政策與法律法規來制定出完善的質量、規模與技術標準，要提高準入門檻。如果淀粉技工項目日生產能力超過100噸，就必須采用全旋流生產設備與相關技術，達標排放也要有相應標準。淀粉加工企業必須要改造自身工藝技術，延長產業鏈，提高自身品質。政府要派遣有關專家對馬鈴薯淀粉加工廠在廢水農業利用上的相關技術予以指導，環保部門與農業部門要聯合起來做好宣傳工作，要求農民與企業要對農作物進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于農業。

3.2.3 要加強科研與創新。馬鈴薯淀粉加工廢水帶來的地表水源污染是關乎國計民生的大事，政府與群眾都對淀粉廢水治理工作高度重視。因此必須加強對淀粉廢水污染防治技術的研究，科研機構要積極創新，大力探討，有效突破廢水在冬春季廢水間歇性排放等技術處理難點。相關部門也要做好淀粉加工廠的水質監測工作，針對存在的問題要及時發現與處理。

4 結語

馬鈴薯淀粉廢水若未達標排放會影響周圍水源水質，造成嚴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，與我國綠色環保理念大相徑庭。加工企業要積極采用廢水處理技術，如土壤處理、生物處理等，政府部門要出臺政策嚴加管理，科研部門要加強研究，以實現我國馬鈴薯淀粉加工企業在經濟效益、環境效益、社會效益上的有機統一。

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

（責任編輯：王 波）