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1、污染预防结课报告学 校： 昆明理工大学 学 院： 环境科学与工程学院 主 题： 味精行业的污染预防与清洁生产 专业年级： 环工111 学 号： 201110701112 姓 名： 孔 辉 指导教师： 胡学伟 完成时间： 2013.11.12013.12.1 摘要：以某味精厂清洁生产审核为例, 探讨了味精行业通过清洁生产来预防污染的可行性。结果表明, 清洁生产不仅给味精企业带来了很好的环境效益, 也带来了很高的经济效益, 清洁生产能够使味精行业实现环境效益和经济效益的统一。关键词：味精、污染预防、清洁生产、环境保护、治理、方案、环境效益引言味精是一种被广泛使用的食品增鲜剂, 我国是一味精的生产和
2、消费大国, 目前全球味精市场需求总量为293万吨，中国味精市场需求总量为155万吨。约占世界产量的一半, 而生产1 吨味精将会产生25 30m3 的高浓度有机废水, 因此每年排出的味精废水总量高达16 106m3 以上。味精废水水量大, 有机物含量高, COD 达20 80g/ L, 悬浮物及氨氮含量高,pH 值低, 处理难度极大,处理成本极高, 因此很多的味精生产厂未能有效地处理味精废水,对环境和社会发展带来了极大危害; 味精工业生产废水对环境造成的污染问题日趋严重, 在众所周知的淮河流域污染问题中,它是仅次于造纸废水的第二大污染源, 味精废水的治理以及污染预防已经为制约味精生产企业发展的重
3、大难题。一、 清洁生产的概念联合国环境规划署对清洁生产的定义是:清洁生产是一种新的创造性思想, 该思想将整体预防的环境战略持续地应用于生产过程、产品和服务中,以增加生态效率和减少人类和环境的风险。对于生产过程, 要求节约原材料和能源,淘汰有毒原材料,减降所有废弃物的数量和毒性;对于产品,要求减少从原材料提炼到产品最终处置的全生命周期的不利影响;对于服务,要求将环境因素纳人设计和所提供的服务中。清洁生产作为一种全新的环境保护战略,是在全世界范围内从单纯依靠末端治理逐步转向过程控制的一种转变。清洁生产从生态一经济两大系统的整体优化出发,借助各种相关理论和技术,在产品的整个生命周期的各个环节采取战略
4、性、综合性预防性措施,将生产技术、生产过程、经营管理及产品等方面与物流能量、信息等要素有机结合起来并优化运行方式,从而实现最小的环境影响、最少的资源能源利用、最佳的管理模式以及最优化的经济增长水平,最终实现经济的可持续发展。二、 味精废水的主要来源味精生产过程中会排放大量的废水,主要是提取谷氨酸后排放的废液。由于味精生产是通过微生物液体发酵提取精制的,提取谷氨酸后的离交母液是高浓度有机废水,COD 浓度可达30000 mg/L以上,具有四高一低的特点, 即COD 、BOD5、SS、菌体浓度高,pH值低。每生产1t味精需淀粉3t，尿素0.61一0.75t,硫酸140 -15Okg,除了生成谷氨酸
5、和逸出的二氧化碳以外,大部分以菌体蛋白、残糖、氨基酸、钱盐、有机酸等形式随母液排放了。这部分母液量非常大,每生产1t味精可产生20t左右的离交母液。离交母液虽然无毒,但是有害,大量母液不经处理排人环境, 将给周围环境造成严重污染。某味精厂通过生产实际测定,发现味精产品中碳元素仅占投人物料碳元素的21.7%,氮元素仅占投人物料氮元素的182 %,流失率均在80%左右。由于谷氨酸提取工艺的不同,排放的废水水质特性及水量有区别。表1为该味精厂味精废水水质特性。表1 某味精厂废水水质特性表参数数据PH值2.0-3.5COD/(mg/L)20000-30000BOD5/(mg/L)10000-20000
6、NH3-N/(mg/L)14000-16000PO3-3-P/(mg/L)100-200TKN/(mg/L)15000-20000TP/(mg/L)400-600TSS/(mg/L)1500-2000SO2-4/(mg/L)10000-2000味精行业废气主要包括电厂燃煤锅炉烟气和生产过程中使用盐酸、液氨等无组织排放气体。固体废弃物主要包括锅炉灰渣和废淀粉渣、废糖渣、废油渣、污泥及废活性炭等。三、 提出味精清洁生产、污染预防方案1. 连续等电提取工艺改革针对谷氨酸提取成本高、高浓度废水产生量大和谷氨酸纯度不高等生产难题，采用谷氨酸连续等电提取工艺代替离交工艺，提升了谷氨酸提取技术水平。工艺流程
7、图见图所示：浓缩发酵液连续等电离心分离冷却谷氨酸晶体水解液 水洗混合液浓酸水解精致谷氨酸味精尾液 谷氨酸连续等电提取工艺流程2. 高效分离后的高浓度氨氮废液水用于发酵配料使用研究针对谷氨酸提取过程产生的高浓度氨氮废水（发酵尾液），采用回收蛋白，硫酸铵以及滤液通过水解回到发酵过程的氮素循环利用技术，减少了高氨氮废水的排放，减轻了末端废水处理的压力。工艺流程：将精致分离谷氨酸后的发酵尾液进行蒸发浓缩；去除菌体后将结晶析出的硫酸铵进行重结晶、提纯、分离，制备高纯度的硫酸铵用作化工原料；结晶分离硫酸铵后的滤液，水解后用作配料。水解分离脱盐浓缩结晶除菌发酵尾液菌体蛋白发酵配料硫酸铵发酵尾液处理工艺流程在
8、谷氨酸发酵中，采用发酵尾液提取蛋白和硫酸铵技术，高浓度氨氮废水水解技术以及高浓度氨氮废液水解用于发酵配料技术，不仅可以使废水水解率90%以上，还可以使高浓度氨氮废水排放量降低30%左右。3. 循环为蒸汽冷凝水回收方案 水循环系统的水质净化、防腐、除垢技术，将蒸汽水通过密闭式管道回收（包括发酵浓缩蒸发水，糖液浓缩蒸发水，母酵浓缩蒸发水，精致结晶冷凝水）后用于淀粉、制糖、发酵、提取、精致相关工艺可一次用水量减少15000m3/d，排水量将少13500m3/d，循环水利用率提高了30%，味精废水排放量可达到20t以下。四、 核算环境、经济效益1. 无低费和中费方案的实施。通过前一阶段现场调查和分析,
9、 找出了生产和排污过程中存在的一些问题, 相应地提出了一些清洁生产措施, 对于其中一些简单易行的方案, 车间内部已开始实施, 并取得了一定的经济效益。无低费和中费方案简述表方案名称预计效益环境效益经济效益（万元t/a）配备水、汽流量计降低跑冒滴漏4包装袋改用复膜编织袋减少包装袋废弃0.5万t/a82.8发酵系统棉花过滤器改造提高压缩空气纯度121.6精制四车间采用两台冷凝器并联使用提高冷凝效率12精制二车间离心机安装变频器提高电利用率6精制二、三、四车间结晶罐安装加热块提高热能利用率150循环水管道改造减少循环水损耗25万t/a20填料冷却塔改为无填料冷却塔提高冷却效率26发酵工段冷凝水回收利
10、用削减冷凝水排放12.5万t/a17.32. 高费方案的实施该味精厂提取工段每天排放母液960t左右,这部分母液水量虽然不大,但COD 浓度却高达3O0Om 扩L以上,其COD 负荷占全厂COD 排放量的80 %以上,因此解决这一问题是该味精厂清洁生产的关键。该味精厂经过考察论证后,决定采用谷氨酸提取闭路循环新工艺处理高浓度有机废水,该工艺充分体现了清洁生产的理念, 即“ 源头控制”、“废物的资源化”和“物料的循环再利用”该项目采用谷氨酸提取闭路循环新工艺”,一是彻底解决味精生产废水的污染问题;二是几乎将废水中所有的成分回收利用, 可提取或转化成菌体蛋白、硫酸钱及腐殖质三种产品;三是采用闭路循
11、环,将蒸发冷凝水再经处理后作为工艺水,回用于生产中,提高水的重复利用率。另外该味精厂原先提取谷氨酸采用冷冻等电一离交工艺,谷氨酸提取尾液COD 浓度高,产生量大,酸碱消耗量大,经厂方反复研究论证,决定采用蒸发浓缩一连续等电一转晶新工艺提取谷氨酸,该工艺优点包括高浓度污水产生量少,酸碱消耗少,产品质量高,后续味精收率高等优点。高费方案简述表方案名称预计效益环境效益经济效益（万元t/a）采用谷氨酸提取闭路循环工艺，处理960t/d高浓度废水，实现废水的资源化每年处理废水316800t发酵液，减轻废水处理站的治理负担新增利润682.81谷氨酸一区工艺由冷冻等电-离交工艺改为蒸发浓缩-连续等电-转晶工
12、艺每天可减少高浓度污水排放716.8m3。节约硫酸36.184t，节约液氨10.232t实现经济效益1787.56五、 味精生产废水处理技术的分析与讨论1 .通过对该味精厂清洁生产审核和分析, 改进了对味精生产废水特别是离交尾液的处理工艺, 采用谷氨酸闭路循环提取工艺, 几乎将废水中所有的成分回收利用, 提取或转化成菌体蛋白、硫酸钱及腐殖质三种产品, 具有很高的环境效益和经济效益。该工艺解决了困扰企业的污染治理难题, 为治理高浓度有机废水探索了一种新方法、新工艺, 具有较高的推广使用价值。2.通过实施清洁生产, 对企业的生产管理人员、工程和工艺人员、操作工人在经济观念、环境意识、参与管理意识、
13、技术水平、职业道德等方面的素质都提出了更高的要求, 提高了企业的整体素质。在节能、降耗、减污、降低产品成本和“ 废物” 处理费用的同时, 提高了企业的整体经济效益及产品竞争力, 促进了企业的可持续发展。3. 清洁生产是味精行业预防污染的最佳途径, 通过改进新工艺实施清洁生产审核以后, 味精企业可以实现经济效益和环境效益的双赢。参考文献：【1】 戴桓, 减雪莉, 赵薇.味精行业清洁生产审核的认识和实践 J.环境保护科学.200,26(97):21 一22.【2】 国家环保总局科技标准司.清洁生产审计培训教材 M .北京: 中国环境科学出版社,2001.【3】 刘学铭, 余若黔, 梁世中.味精废水处理技术进展 J工业水处理, 1998，18（6）:1-3.【4】 金新梅等. 发酵科技通讯, 1997, 26( 3) : 14【5】 程树培等. 环境污染与防治, 1993, 15( 5) : 58
