马铃薯淀粉加工水污染治理有章可循

作者:徐卫星    文章来源:中国环境报    点击数:917    更新时间:2017/3/13

本报记者徐卫星北京报道 环境保护部清洁生产中心主持编制的《马铃薯淀粉加工有机肥水还田技术指南》(以下简称《指南》)近日通过了专家评审,填补了当前我国有机肥水还田国家环境技术标准和技术规范的空白。

与会专家一致认为,《指南》体现了清洁生产、循环经济和环境保护的要求,符合使用地的实际需求,能够有效控制还田过程中的环境风险,是国内指导农产品加工废水还田实施和环境监管的重要尝试,可以为加工企业和环境管理部门有效实施和监管肥水还田活动提供指导和依据。

那么,《指南》编制的背景是什么?马铃薯淀粉加工废水还田需要具备哪些条件?环境管理又是否存在难度?针对业界关切的问题,环境保护部清洁生产中心研究员潘涔轩博士对《指南》进行了解读。

记者:制定《指南》的初衷是什么?

潘涔轩:马铃薯因其耐寒、耐旱等特性,成为我国北方干旱、寒冷地区的支柱产业,也是适于当地农业发展的少数产业选择。马铃薯淀粉加工产业虽不大,却是我国食品加工的关键产业,是重要的食品添加剂,马铃薯淀粉加工和应用也是影响马铃薯国家主粮化战略深入推进的主要因素。随着我国对环境保护要求的日趋严格,马铃薯淀粉加工废水因难以实现经济可行的达标处理,全行业无法达标排放,水污染问题严重影响和制约了该行业的发展。特别是2016年以来,全行业几乎全面限产和停产,马铃薯价格一度暴跌,全国种植农民收入损失数亿元,严重影响了社会安定。该行业的水污染问题也成为当前社会发展和扶贫等亟待攻克的优先课题。

多年来,这一行业奉行以末端达标排放为核心的环境管理,我国马铃薯淀粉加工废水排放执行《淀粉工业水污染排放标准》(GB 25461-2010),排放废水COD要求低于100mg/L,BOD低于20mg/L。国内外普遍采用以厌氧—好氧联合生物处理方式处理淀粉废水,这些技术面临的共同问题是投资费用大、运行成本高。我国马铃薯淀粉企业一般一条标准生产线(年产1万t淀粉),日加工马铃薯600t~700t,日生产淀粉约100t,实际生产期60天~80天,如果配套建设一座污水处理厂,需日处理COD约30吨~50吨,总投资超过1000万元,如增加蛋白回收设备,投资将接近2000万元,这相当于马铃薯淀粉一条生产线投资的3倍~4倍。另外,马铃薯淀粉加工企业都分布在“三北”地区,气温低有冰冻,生产季节一般集中在10月~12月,气温在-10℃~15℃之间,非常不利于厌氧—好氧生物处理工艺,因此污水处理厂即使建成也无法正常使用,如对废水加温,则运行过程又将增加巨大的能耗。并且由于马铃薯中含较多的粗纤维,即使当BOD很低时,排水中仍有较多悬浮细小纤维,无法满足100mg/L的COD达标排放。

《指南》的制定,既能有效解决我国马铃薯淀粉加工严重的环境污染问题,又可保障和促进该产业发展,且是对我国新型环境污染治理模式的积极探索,对我国环境保护具有重大意义。

记者:马铃薯淀粉加工肥水还田的模式在国外是否有成熟实践案例?

潘涔轩:为解决农产品加工废水污染问题,发达国家,特别是美国已开展了长达几十年的还田实践,并已建立了相关的环境管理规范,也纳入了其排污许可证管理。美国爱荷华州J.P.Simplot马铃薯加工厂从1973年起实施马铃薯加工废水还田,取得良好成效,已成为食品加工废水还田的典型案例。

我国多个地区和企业如内蒙古呼和浩特市华欧淀粉厂、宁夏固原市和黑龙江北大荒集团等,也充分借鉴发达国家的成熟经验,连续多年在不同地区开展了以马铃薯淀粉加工肥水施用于农业生产的探索和研究,发现马铃薯淀粉加工肥水具有改良土壤、提高土壤肥力、增加土壤有机质、增加作物产量、改善作物品质的良好作用。马铃薯淀粉加工产生废水中的“肥”和“水”均得到全部有效利用,成功解决了淀粉加工业严重的水污染问题,保护了当地宝贵的地表水环境,有力推动了当地农业种植业的发展。

记者:马铃薯淀粉加工废水还田的理论依据是什么?

潘涔轩:我国早已颁布了《中华人民共和国清洁生产促进法》,并在全国积极推动 “资源节约型”和“环境友好型”社会的建设。马铃薯中除了含有碳水化合物(淀粉),还含有氮0.3%、磷(P2O5)0.1%和钾(K2O)0.5%等作物需要的营养物质。其中磷的70%,氮和钾的约90%进入废水中,因此马铃薯淀粉加工废水实际上是“肥水”,是“营养水”。马铃薯淀粉加工肥水还田是将“取自于”田的有用生物营养物质“归还”土壤环境中,促进了农作物的生长,也保护了生态系统的物质循环,是节约资源的有益活动。

马铃薯淀粉加工废水属于有机废水,其还田虽十分有益于农业活动,但也需要遵照良好的环境管理制度,防止环境污染。指南的制定充分借鉴国际成功的风险评估和风险管理的实践和经验,并结合我国当地的环境特征和已有的环境管理技术标准和规范,如现有国家《农田灌溉水质标准》(GB 5084)、《土壤环境质量标准》(GB 15618)和《地下水质量标准》(GB/T 14848)等要求,充分识别、管理和控制还田过程中可能发生的环境风险,杜绝还田过程中可能导致的地表水、地下水、土壤和农产品等的污染。

马铃薯加工业提取淀粉用于食品加工,提取的蛋白和分离的粗纤维作为饲料,产生的有机肥水为农作物提供养分和水分,实现了马铃薯的“吃干榨尽”,是清洁生产和循环经济的良好实践,也推动了工业和农业的融合发展。肥水还田具有良好的社会和经济效益,也是解决该产业严重水污染的重大举措。

记者:马铃薯淀粉加工肥水还田有哪些环境和经济效益?

潘涔轩:马铃薯加工属于纯物理加工,不添加任何有害的物质,废水中含有丰富的氮磷钾,其“肥”和“水”均是农作物生长所必需的。“三北”地区尤其是“西北”土壤极其贫瘠,肥水还田可以改良土壤,提高土壤有机质,调整土壤结构;且可大幅度增强土壤肥力,减少化肥用量;以全国马铃薯淀粉年产量50万吨~60万吨计,可为超过30万亩农田提供有机肥。

同时,“三北”地区普遍干旱缺水,年降雨量普遍低于400mm,有的甚至只有100多mm,水成为当地农业增产最大的限制因子。马铃薯淀粉加工季基本上与当地农田冬灌期一致,利用肥水还田,可以有效补充冬灌用水的需求。因此,肥水还田可大幅度促进当地农业发展,增加作物产量。

马铃薯淀粉生产期集中在10月~12月,而降雨一般集中在6月~9月,肥水还田不会因降雨形成水土流失,造成地表水的污染;“三北”地区地下水位普遍较低,一般在100m以下,甚至150m以下,大部分地区土壤厚实,不利于水渗透,且肥水还田施用量有限,对地下水的污染可能性较低;因此肥水还田从根本上解决了加工废水污染的问题,实现了废水的“零排放”。而采用末端生化处理技术达标排放的技术路线,因加工区河流常年处于干涸的状态,达标排放的废水,实际形成了污水河,反而污染当地宝贵的地表清洁水体。

淀粉废水还田是成本最低、最简单易行的资源化途径,相比投建污水处理厂,建设和运行成本都有大幅度降低,且将用于废水处理厂的投资和运行费用用于农业和水利,实现了工业对农业的反哺。部分加工区如呼和浩特和固原市以“工业农庄”模式推行马铃薯淀粉加工的肥水还田,即淀粉加工企业利用自有土地或流转农村土地用于肥水还田,未向水体和地下水源排放污染,又实现了将农业种植和淀粉加工的一体化。在我国广大的“三北”地区,利用马铃薯淀粉加工肥水还田解决该产业的水污染问题是完全可行的,是十分有益的。

记者:《指南》对肥水还田的环境管理是否提供了依据?

潘涔轩:多年来,清洁生产在推动我国污染治理和资源高效利用方面发挥了巨大的作用,但由于我国多年形成的以末端治理为导向的环境管理,在实际的环境管理中末端达标排放成为优先选择的技术路径。同时由于缺乏实施清洁生产的技术标准和技术规范,清洁生产的实践和探索因缺乏环境管理依据,而难以纳入国家和地方的环境管理中。

马铃薯淀粉加工肥水还田得到了环保部的高度重视。在针对宁夏回族自治区人民政府的复函中,环保部鼓励宁夏积极开展示范,并要求其制定技术指南规范还田的具体实践。因此本指南在制定过程中遵循环保部的指示精神,通过制定技术指南将肥水还田的具体实施内容予以规定,如要求企业通过实施清洁生产提高资源利用率,降低污染产生,避免企业利用肥水还田作为解决水污染的简单途径;规范还田水质、水的预处理、施用方式、施用作物、监测、管理和监督等,并采用风险分析的方法确定施用量,使企业知道如何做,环境管理知道如何管,从而将现有环境管理制度延伸至淀粉加工肥水还田的具体实践,实现了从单一的排放口达标控制扩展至全加工过程的清洁生产污染预防的环境管理新模式,是我国清洁生产和循环经济应用和发展的重大探索。同时应以此为契机,根据国家环境管理制度,积极梳理马铃薯淀粉加工肥水还田实践和国家环境管理制度的全面衔接,包括环境管理制度、技术标准、环境评价、排污许可和收费、环境监管等,积极推动资源节约和循环利用,从根本上减少污染的产生和排放,实现环境质量的全面改善。

马铃薯淀粉加工肥水还田环境管理的新探索将从根本上解决该行业的水污染问题,同时也为我国广大农产品加工产业如何实施和推进以清洁生产为核心的污染全过程控制提供了新的思路。

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