吉林省糠醛工业污染特征及控制现状研究

王　玉

(吉林省环境科学研究院，吉林 长春　130012)



吉林省糠醛工业污染特征及控制现状研究

王玉

(吉林省环境科学研究院，吉林 长春130012)

【摘要】吉林省是我国拥有糠醛生产企业最多的省份。本文并结合吉林省糠醛工业实际生产状况和污染防治的发展趋势，对吉林省糠醛工业水污染物、大气污染物、噪声和固废的污染特征及控制现状进行了详细地介绍和分析。作者认为：吉林省糠醛工业噪声、固废污染对周边环境影响较小，水污染物还存在环境风险，大气污染物中的“渣棚废气”目前属吉林省糠醛工业污染控制的“死角”。

【关键词】糠醛工业；污染特征；控制现状；吉林省

1引言

糠醛生产工艺简单，一次性投资少，原材料就地取材，可以充分利用吉林省丰富的玉米芯资源。同时还能解决农村部分剩余劳动力的就业问题，是一种具有经济效益和社会效益的生产行业。

吉林省是我国拥有糠醛生产企业最多的省份，现有糠醛生产企业60余家。由于糠醛工业在生产过程中会产生大量的废水、废气、废渣，因此一直以来糠醛工业被归属为重污染行业。目前，随着糠醛生产工艺和环境污染防治技术的日趋完善，以及“蒸发式糠醛污水处理设备”、“燃糠醛渣专用锅炉”、“燃糠醛渣炉专用除尘器”等国家专利技术的广泛应用，一定程度上推动了糠醛工业的可持续发展，环境效益明显。

2糠醛工业污染特征及控制现状

2.1水污染物特征及控制现状

糠醛工业在生产过程中会产生大量高浓度工艺废水，业内称为“塔下废水”，产生量约为20m3/t糠醛。塔下废水中BOD和COD的浓度比值与可生化处理的临界值0.3十分接近，因此该废水采用单一的生化处理法处理，很难达到排放要求。

2005年左右，糠醛生产企业为了“生产许可”，通常采用生化法附加膜过滤、压力式活性炭吸附等处理技术，处理塔下废水，虽能达到排放要求，但因污水处理系统运行成本极高，加之中国能源价格不能反映资源稀缺和环境成本，使得许多企业铤而走险，“偷排”现象屡禁不止。社会反映强烈，环境污染严重。

2007年左右，“蒸发式糠醛污水处理设备”这项国家专利问世，并投入试运行。由于它具有投资少、占地小、运行费用低及可将糠醛塔下废水回收利用率达至100%的特点，所以2009年之后，已在吉林省糠醛生产行业得到广泛使用，环境效益明显。

2.1.1蒸发式糠醛污水处理设备

目前，吉林省糠醛工业企业全部采用“蒸发式糠醛污水处理设备”处理工艺废水，且工艺废水回收利用率能够达到100%。

工艺流程是：利用锅炉产生的蒸汽作为热源，蒸汽进入蒸发式糠醛污水处理设备的管程，对壳程的工艺废水进行加热，使壳程的污水由液态转换为汽态，蒸发器产出的汽水混合物进入气液分离器，气相(水蒸气和低沸物)用于糠醛生产的水解工艺，液相再返回蒸发器进行循环蒸发，作为热源的蒸汽经冷凝后送回锅炉循环使用，产生的醛泥和废渣可作为锅炉燃料。工艺流程见图1。

图1　蒸发式糠醛污水处理设备工艺流程

2.1.2循环冷却水水池

糠醛生产企业循环冷却水水池通常采用地下或半地下方式建设，循环冷却水水池主要负责给原液冷凝器、分醛冷凝器和精制冷凝器提供水源。糠醛生产企业一直以来均采用间接冷却方式，正常情况下，循环冷却水水温较高，水质清洁。但醛蒸汽中含有许多细小杂质，极易阻塞换热管，所以冷凝器在使用过程中须定期清洗，避免因换热管阻塞而影响冷却效果。若在清洗过程中操作不当，或换热管腐蚀、阻塞严重时会出现“跑醛”现象，造成循环冷却水中污染物浓度超标。如储存的水水质超过相关排放标准，且储水设施又封闭不严，势必造成环境污染。

2.1.3工艺废水收集池

糠醛生产企业工艺废水具有腐蚀性，温度约为97℃，在排放到废水收集池的过程中会有酸性蒸汽及异味产生。工艺废水化学需氧量(COD)和生化需氧量(BOD)的浓度极高，COD浓度通常在15000mg/L至25000mg/L之间，生化需氧量BOD浓度通常在4000mg/L至10000mg/L之间。

虽然，目前使用的蒸发式污水处理设备能够使糠醛塔下废水回收利用率达至100%，但工艺废水在处理前必须经过收集池收集(见图1)。因此，工艺废水收集池的防腐性和密闭性直接关系到环境风险。

2.2大气污染物特征及控制现状

众所周知，糠醛生产企业在水解釜卸料过程中伴随糠醛渣一同排入渣棚的大量酸性废气，业内称为“渣棚废气”。其废气污染物排放量约为糠醛生产企业废气污染物总排放量的90%，以设计生产能力为5000t糠醛/a，水解釜容积为15m3的企业为例，在正常生产情况下每天大约需排渣45次，废气产生量约为5.4万m3/d。吉林省糠醛生产企业均设有渣棚，但由于渣棚密闭性较差，同时糠醛生产企业对排入渣棚的大量废气及异味没有采取任何技术手段进行收集、处理。大量废气肆意排放，势必造成空气污染。

我国现已公开了两种糠醛工业渣棚废气治理方法。“糠醛生产噪音酸气粉尘气味治理法”，于2011年6月获得国家发明专利授权；吉林省环境科学研究院提出的“糠醛工业含醛酸性废气污染控制装置”，于2014年3月获得国家实用新型专利授权。

目前，吉林省只有长春某糠醛有限公司于2014年采用“糠醛工业含醛酸性废气污染控制装置”完成了示范工程施工。现已正式投入使用，弥补了吉林省糠醛工业渣棚废气污染控制技术具体应用的空白，经权威部门检测证明，环境效益十分明显。

2.2.1糠醛生产噪音酸气粉尘气味治理法

工艺流程是：首先将水解釜排渣口使用相应白钢管线进行并联，使水解釜排渣工序中产生的气渣混合物经白钢管线进入气渣分离装置；通过气渣分离装置中的搅拌器(4台、3.0kW耐酸电机)将废渣经输送皮带(4.0kW皮带运输机3套)送入锅炉房作为燃料；约为120℃的废气进入1200m3集气气囊后，采用引风机(3.0kW耐酸引风机1台)使废气经管线进入壳式冷凝器进行冷却，最终冷凝废液进入废水收集池，由“蒸发式糠醛污水处理设备”等相关设备进行下一步处理。该方法将废气全部装进了布袋中，粉尘、气味得到了有效控制。工艺流程见图2。

图2　糠醛生产噪音酸气粉尘气味治理法工艺流程

2.2.2糠醛工业含醛酸性废气污染控制装置工艺流程

工艺流程是：气渣混合物进入全封闭渣棚(废气可扩散空间<0.1%)；在引风机(引风机产生的废液通过相应管线送入废水收集池)的作用下产生负压，使含醛酸性废气由渣棚集气口送入气渣分离装置；一方面经气渣分离装置分离后废渣送锅炉房，另一方面渣棚的自然沉降后废渣送锅炉房，作为锅炉燃料，气渣分离装置产生的废液通过相应管线送入废水收集池；气渣分离装置分离后的废气进入冷凝装置，通过壳式冷凝器管程中的循环冷却水将酸性废气由气态转化为液态，冷凝装置产生的废液进入废水收集池，收集后的废液回用于糠醛生产中的配酸工序和进入污水处理设备；冷凝排气送回全封闭渣棚，进行循环冷凝。工艺流程见图3。

图3　糠醛工业含醛酸性废气污染控制装置工艺流程

2.3噪声污染特征及控制现状

糠醛生产企业为了便于收购原材料，选址建厂通常都在偏远的农村，其噪声污染物主要出自水解釜卸料时以及锅炉鼓引风机、传动设备和各类泵产生的噪声。由于糠醛生产工艺简单，所需的配套电气设备少、功率小，同时随着低噪音电器设备的使用及相应降噪技术的广泛应用，使得糠醛工业噪声污染物对周边环境影响较小。

2.4固废污染特征及控制现状

糠醛工业固废污染物主要为糠醛渣和玉米芯在粉碎时产生的筛下物。生产糠醛的原料主要是玉米芯，玉米芯经水解后，约有20%的多聚戊糖水解后生产糠醛，而仍约有80%的物质(主要是纤维素)未被利用，形成酸性废渣，业内称为“糠醛渣”。

糠醛生产需要大量蒸汽，锅炉设备必不可少。1980年以前还没有以糠醛废渣为燃料的锅炉，我国糠醛生产企业所用的锅炉均为燃煤锅炉，锅炉额定蒸发量以4-6t/h为主。使用燃煤锅炉进行糠醛生产，不但会消耗大量的煤炭资源，生产过程中产生的糠醛渣也毫无用处，只能采用堆放、填埋方式处理，不但浪费土地，还可能污染地下水源。

1990年左右我国开发出以原煤和糠醛渣为燃料的混烧锅炉，燃烧方式为层燃，司炉方式为手烧，额定蒸发量一般为4t/h。此种锅炉虽然在燃废渣方面有一定的进步，实现了煤渣混烧，解决了一部分因糠醛渣堆放而产生的环境污染问题，但整体上来看该炉型还存在着一些不足，现已经被逐渐被淘汰。

目前，我国已成功研发出额定蒸发量一般为6～8t/h、以机械或半机械方式运行、物料自动烘干、自动布料，还可满足自备电站需要的完全燃糠醛渣的专用锅炉。该锅炉解决了以往炉型的煤渣混烧、热效率低及司炉强度大等问题，得到了糠醛生产企业的认可，现已被广为使用。

现在，吉林省糠醛生产企业全部采用完全燃糠醛渣的专用锅炉，将糠醛废渣直接作为锅炉燃料，由于新型锅炉热效率较高，糠醛渣通常会有剩余，一般糠醛生产企业会将剩余部分和玉米芯在粉碎时产生的筛下物销售给相关企业，用来生产有机燃料或肥料，且供不应求。

综上得出：吉林省糠醛工业噪声、固废污染对周边环境影响较小，水污染物还存在环境风险，大气污染物中的“渣棚废气”目前属吉林省糠醛工业污染控制的“死角”。

3结语

吉林省是我国拥有糠醛生产企业最多的省份。本文并结合吉林省糠醛工业实际生产状况和污染防治的发展趋势，对吉林省糠醛工业水污染物、大气污染物、噪声和固废的污染特征及控制现状进行了详细地介绍和分析。研究认为：吉林省糠醛工业噪声、固废污染对周边环境影响较小，水污染物还存在环境风险，大气污染物中的“渣棚废气”目前属吉林省糠醛工业污染控制的“死角”。

随着糠醛工业生产设备、生产工艺、污染控制技术及污染防治相关要求的不断提升，可能会导致相关标准中原有的指标落后于实际工况或后续相关法规的要求。因此，对吉林省糠醛工业污染特征及控制现状进行研究，并给出准确定位，同时依据技术可行、经济合理、管理可操作的原则完善、升级吉林省糠醛工业污染物控制要求，势在必行。

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Research on Furfural Industrial Pollution Characteristics

and Control Status in Jilin Province

WANH Yu

(Jilin Academy of Environmental Sciences，Changchun Jilin 130012，China)

Abstract：Jilin Province is the country with the largest number of furfural manufacturer provinces. In this paper，combined with the development trend of Jilin furfural industrial real production conditions and pollution prevention，Jilin Province furfural industrial water pollutants，air pollutants，noise pollution characteristics and control the status quo and solid waste were introduced and analyzed in detail. The author believes：Jilin furfural industrial sound，the slag has little effect on the surrounding environment of pollutants，water pollutants there are environmental risks of atmospheric pollutants in the “slag shed gas” is currently the case in Jilin furfural industrial pollution control “dead”.

Keywords：furfural industry；pollution characteristics；control status；Jilin Province

中图分类号：X21

文献标识码：A

文章编号：1673-288X(2016)01-0142-03

作者简介：王玉，高级工程师，主要研究方向为污染防治技术及环境保护相关政策、法规

引用文献格式：王玉.吉林省糠醛工业污染特征及控制现状研究[J].环境与可持续发展，2016，41(1)：142-144.