制糖工业污染物控制标准1.docx
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制糖工业污染物控制标准1
《制糖工业污染物控制标准》
编制说明
（征求意见稿）
《制糖工业污染物控制标准》编制组
二○○五年十月
1总论
1.1任务来源
根据《关于公布2003年度环境标准编制单位的通知》（国家环保总局办公厅环办函[2003]508号），《制糖工业污染物排放标准》由中国轻工业清洁生产中心牵头制订。
1.2行业概况
制糖工业是食品行业的基础工业，又是造纸、化工、发酵、医药、建材、家具等多种产品的原料工业，在国民经济中占有重要地位。
2003/04年制糖期，全国共生产食糖1002.3万吨，比上个制糖期下降5.7%。
其中：
甘蔗糖943.57万吨，甜菜糖58.73万吨。
随着我国糖业结构和区域布局的调整，一部分地区和企业相继退出制糖行业，截止到2003年底，全国共有315家制糖生产企业开工。
其中：
甜菜糖生产企业40家；甘蔗糖生产企业266家。
1993年至2003年食糖产量发展趋势如图1-1所示。
全国有18个产糖省区，集中在北部、西北部和西南部。
甘蔗糖产区主要分布在XX、XX、XX、XX及邻近省区；甜菜糖主要分布在XX、XX、XX及邻近省区。
1.3标准制定的必要性
1.3.1污染物排放量大，污染严重
制糖工业是轻工领域有机污染比较严重的工业之一。
为控制污染、保护环境，制糖工业在清洁生产和污染防治工作中虽然取得了较大的进展，制糖工业每吨产品废水排放量有较大程度的降低，但随着产品产量的增长，废水及污染物排放总量仍有增长的趋势。
据2003/04年制糖期测算，全国制糖废水排放量7.8亿m3、CODCr排放量达11.7万吨。
1.3.2现行污染排放标准不能满足环境管理的需要
现行污染物综合排放标准虽然对监管企业污染物排放发挥了积极的作用，但由于其不能有效地反映行业特点，且不注重污染从源头控制，已不能满足环境管理的需要，也不利于促进企业的技术进步和资源综合利用。
1.3.3有利于削减污染物排放总量，实现“十五”目标
根据《国家环境保护“十五”计划》的要求：
到2005年，化学需氧量的排放量在2000年的基础上减少10%。
因此，到2005年，制糖工业的水污染物排放量也必须在2000年的基础上削减10%以上，而控制水污染物的排放浓度和最高允许废水排放量或控制水污染物的排放总量是实现这一目标的重要保证。
1.3.4有利于加强环境管理，促进产业结构调整
与发达国家相比，我国制糖企业大部分属于低水平、小规模、高能耗、低效益的发展模式。
因此，本标准增加管理和管理规定，有利于企业加强环境管理，促进技术进步和资源有效利用。
制糖工业污染物控制标准的制订，将在淘汰高污染及落后的生产工艺、促进采用无污染、低污染的先进生产工艺及促使企业采用先进的污染治理措施方面发挥重要作用，从而使我国制糖工业走上高效、低污染的发展轨道，这对于保护生态环境、保障人民的身体健康都具有十分重要的意义。
1.4标准编制原则
标准编制应遵循以下原则：
（1）要从国情出发，汲取国内外有关标准化的先进技术和科研成果，并参考世界各国制定标准的先进技术。
（2）要有充分的科学依据，依靠系统科学的分析方法，以环境质量基准为依据，调研水域环境质量和各种污染源的控制现状、发展趋势及规划目标，并且考虑区域的环境特点，协调好各类环境标准中纵向、横向标准间的相互矛盾，提高标准的系统性和整体性，充分发挥横向和纵向两个积极性。
（3）要区别对待，宽严有度，远近结合。
现有企业标准以近期环境目标为主，新、改、扩建企业标准以远期环境目标为依据。
（4）制定标准时，一方面要考虑与国际接轨，另一方面以成熟可靠的新工艺和新技术为依据，对新建项目要求用新工艺、新技术，减少能源消耗，实行污染物最小量化的清洁生产。
积极借鉴国外先进排放标准，提高我国制糖工业技术总体水平。
1.5标准编制技术路线
标准制定的技术路线见图1-3。
图1-3标准制订的技术路线
1.6标准编制开展的主要工作
1.6.1资料查阅
在标准制定的过程中，主要查阅了以下资料：
（1）我国制糖工业基本情况：
主要生产企业、生产规模、工艺路线、能源消耗、发展趋势等。
（2）国外制糖工业污染物控制方法及相关污染物排放标准限值。
（3）国内外制糖工业清洁生产工艺技术以及污染物相关处理技术。
1.6.2企业调研
本标准调研工作采用了到生产企业实地调研及函调相结合的方式。
本次调研工作共对XX、XX、XX、XX等地70家大中型甘蔗制糖企业进行了调查，企业基本情况如表1-1所示。
表1-1被调查甘蔗制糖企业基本情况
日榨甘蔗
10000t以上
5000~10000t
5000t以下
合计
企业数目
9
17
44
70
所占比例
12.9%
24.2%
62.9%
100%
70家甘蔗制糖企业日榨蔗总计277916吨，年产糖490万吨，占全国甘蔗糖产量的52.4%。
本次调查共收回54封回函，日榨甘蔗总计227750吨，年产糖402万吨，占全国甘蔗糖产量的43%。
对XX、XX、XX等地15家大中型甜菜制糖企业进行了调查，企业基本情况如表1-2所示。
表1-2被调查甜菜制糖企业基本情况
日榨甜菜
5000t以上
3000~5000t
3000t以下
合计
企业数目
1
6
8
15
所占比例
6.7%
40%
53.3%
100%
15家甜菜制糖企业日榨甜菜总计33300吨，年产糖41.7万吨，占全国甜菜糖产量的71%。
本次调查共收回9封回函，日榨甜菜总计20800吨，年产糖26万吨，占全国甜菜糖产量的44.3%。
1.6.3调研主要内容
（1）生产工艺
制糖企业生产所采用的工艺路线、生产规模以及原材料、能源消耗情况。
（2）污染物产生情况
对所有重点调研企业的生产工艺流程进行现场了解，重点了解工艺布局、清洁生产等情况，对制糖企业生产全过程的污染物的产生点、产生量及内含主要污染物、污染物排放去向等进行了重点调研。
（3）污染物处理现状
对调研企业现有污染物处理装置的处理工艺流程、原理、效果、主要设备及投资费用、处理费用、污染物排放去向进行了调查研究。
（4）水质监测状况
对企业水质监测能力、监测项目、方法、主要仪器、设备及人员配备情况进行了调查研究。
2制糖生产工艺及污染分析
2.1甜菜制糖工艺及污染分析
2.1.1生产工艺
甜菜的加工一般须经原料预处理、渗出、清净、蒸发、煮糖等工序。
甜菜糖的加工首先将甜菜从甜菜窖用水力输送到车间内（干法输送除外），经除草、除石和清洗后，把甜菜切成丝，送入渗出器内，逆向通入热水，从甜菜丝中提取糖和其它可溶性固体。
从渗出器提取的糖汁加石灰乳处理，然后充入二氧化碳，经混合沉淀后过滤，以去除非糖物质。
糖汁再进一步用二氧化硫脱色，然后送至多效蒸发器，浓缩到65Bx，送至结晶罐煮糖，再经分离、干燥，成品糖包装出厂。
工艺流程如图2-1所示。
图2-1甜菜制糖生产工艺流程图
2.1.2产污分析
甜菜糖厂的废弃物主要包括以下三种：
废水、废气、固体废弃物。
（1）水污染物分析
我国的甜菜糖厂主要分布在东北、西北、华北地区，生产期为每年气候寒冷的一、四季度，以加工冻藏原料为主，在预处理过程中，糖分流失较多，故废水中污染负荷比国外加工新鲜甜菜的污染负荷约高出3倍。
每加工一吨甜菜，排放BOD519~26kg，悬浮物18~27kg。
甜菜糖厂的废水属高浓度有机废水，主要分为三大类，废水水质如表2-1所示。
表2-1甜菜糖厂废水的部分水质指标
水质指标
低浓度废水
中浓度废水
高浓度废水
pH值
6.8~7.2
6.6~8.5
5.5~10.5
COD（mg/L）
20~60
2600~4500
5800~27000
BOD5（mg/L）
15~35
1200~2100
3000~11000
SS（mg/L）
40~100
500~3200
550~3500
低浓度废水：
主要指甜菜糖厂生产中的蒸发罐、结晶罐等的冷凝水和动力车间、汽轮发电机等设备的冷却水，只受到轻微的污染，除温度较高外，水质基本无变化。
这部分水量约占总废水量的30%~50%，其水质成分为COD值一般在60mg/L以下（冷凝水则含有少量氨气和糖分），SS在100mg/L以下。
中浓度废水：
主要指糖厂甜菜流送、洗涤废水以及锅炉排水。
含有较多的悬浮物和相当数量的溶解性有机质。
废水水量700%~800%对菜，BOD5约1500~2000mg/L，SS在500mg/L以上，其水量约占整个糖厂废水总量的40%~50%。
高浓度有机废水：
包括流送水泥浆、压粕水、洗滤布水等。
此外，还有综合车间排出的生产加工废水。
这类废水含有较多的糖分和有机物质，特别是压粕水，COD在5000mg/L以上。
这部分废水的水量较少，约占总排水量的10%。
先进制糖企业对废水的治理工艺为：
中、低浓度废水进行循环利用，高浓度废水进行生化处理。
具体废水治理工艺详见附件4。
（2）大气污染物分析
甜菜糖厂的废气主要包括：
锅炉烟道气、废粕干燥机尾气、制糖车间饱充罐排出的废气等。
目前糖厂对锅炉烟道气多采用旋风式和水膜式除尘，废粕干燥机尾气采用旋风式除尘，而饱充罐废气则直接排空。
（3）固体废弃物分析
甜菜制糖生产过程中产生的固体废弃物主要有废粕、废蜜、滤泥和炉灰渣。
①废粕
废粕产生于渗出工序，是甜菜糖厂的主要废弃物之一。
废粕的产生量为90%对菜。
全国每年约产生甜菜粕1100万吨。
目前甜菜糖厂已将废粕全部进行综合利用，用于加工甜菜颗粒粕，成为出口创汇产品。
②废蜜
废蜜产生于分蜜工序，甜菜糖厂废蜜的产生量约为4%~5%对菜。
目前绝大多数厂都利用废蜜作为原料生产酒精，也有少数糖厂利用其生产味精、柠檬酸、酵母等。
③滤泥
滤泥是甜菜制糖生产清净过程中产生的废弃物，其主要成分是碳酸钙。
甜菜糖厂排放的滤泥量约为10%对菜，目前绝大多数糖厂排到厂外自然堆放或填沟用，只有少数几家糖厂利用其制水泥、复XX等。
④炉灰渣
糖厂是用煤大户，因此炉渣量也很大，约为60%对煤，多数糖厂将其直接出售给砖厂，也有极少数糖厂利用其生产炉渣砖及其它建筑材料。
2.2甘蔗制糖工艺及污染分析
2.2.1生产工艺
甘蔗制糖的过程，一般包括提汁、清净、蒸发和结晶成糖等工序。
其中蒸发、结晶成糖的工艺路线较为固定，而提汁与清净工序则由于可采用不同的方法而有不同的工艺路线与手段。
提汁方法有压榨法、渗出法与磨压法；清净工序主要以其所使用的澄清剂的不同而有不同的方法，如亚硫酸法、石灰法、碳酸法、电澄清法和离子交换法等，其中以亚硫酸法（亚法）和碳酸法（碳法）为主，图2-2为亚法制糖工艺流程，图2-3为碳法制糖工艺流程。
图2-2亚硫酸法工艺流程图
图2-3碳酸法工艺流程图
2.2.2产污分析
甘蔗糖厂的污染来源于生产过程中压榨、澄清、蒸发、结晶等工段产生的废水、废糖蜜、滤泥、甘蔗渣，以及动力车间锅炉产生的烟气、炉渣、灰渣。
对环境的影响主要是生产过程产生的废水。
（1）水污染物分析
废水按其性质和污染程度分为三类，废水水质如表2-2所示。
表2-2甘蔗制糖废水来源及污染负荷
废水名称
吨甘蔗排水量/m3
占总废水比例/%
SS
BOD5
COD
mg/L
煮糖、蒸发冷却水
11.9
73.7
30
40
70
洗滤布水
2.55
15.8
1500
3900
6500
冲煤灰水
1.70
10.5
5000
150
250
平均值
16.15
100
784.11
661.43
1104.84
①低浓度废水：
包括制糖车间蒸发、煮糖冷凝器排出的冷凝水和设备冷却水，真空吸滤机水喷射泵用水、压榨动力汽轮机和动力车间汽轮发电机等设备排出的冷却水。
这部分水量较大，约占整个糖厂废水总量的65%~75%，其水质成分为COD50mg/L以下（含极微量糖分），SS在30mg/L左右，水温一般在40~60℃。
若将此水冷却降温可循环使用或作其他工程用水，可减少废水排放量。
②中浓度有机废水：
包括澄清压榨工序的洗滤布水（亚法糖厂），滤泥沉淀池溢出水（碳法糖厂），洗罐污水以及锅炉湿法排灰、烟囱水膜除尘废水等。
这类废水含糖、悬浮物和少量机油，COD和SS达几百到几千毫克/升，废水排放量较少，约占制糖总排水量的20%~30%。
③高浓度废水：
主要指碳酸法糖厂湿法排滤泥废水（碳酸法排放滤泥量大，除部分厂采用滤泥干排工艺外，大部分采用湿法排泥，冲入河流中去）。
COD和SS高达几万毫克/升，废水成弱碱性。
此外，高浓度废水还包括综合利用车间所排出的各类废水。
如废糖蜜制酒精车间产生的废液、蔗渣造纸的造纸黑液等。
这些废水不属于制糖废水，宜另设排水口，另行监测及控制。
（2）大气污染物分析
主要是锅炉排放的烟气、制糖车间燃硫炉排放的SO2。
（3）固体废弃物分析
甘蔗制糖生产过程中产生的固体废弃物主要包括：
滤泥、蔗渣、锅炉排出的炉渣灰、煤灰渣以及生产糠醛、木糖后的残渣等。
①滤泥
亚硫酸盐法滤泥的主要成分为CaSO4，可用于生产有机肥料。
碳酸法滤泥含CaO为36~40%，pH值为8.5~9.0，综合利用比较困难，可用于生产水泥和建材。
②蔗渣
全国每年约产生蔗渣1100万吨。
主要用于制浆造纸。
3制糖工业废水治理技术
3.1低浓度废水循环利用
甘蔗制糖过程中用水量较大，蔗糖的渗透提取、物料的稀释、蒸汽的产生、冷凝以及设备的冷却等都需大量水。
采用直供水工艺的制糖厂，每吨甘蔗耗新鲜水约30~50m3，而采用循环用水工艺则耗水量成倍下降。
循环利用的供水流程图如下：
图3-1循环利用供水流程图
与甘蔗制糖相同，甜菜糖厂节约用水主要在于水的重复利用上，可采用密闭的、串联的和混合的水循环系统。
冷却水和冷凝水就其污染程度和水温而言，经降温后可循环利用。
含固体杂质的甜菜流送洗涤水也可通过澄清处理后回用。
此外，压粕水、压榨水也都可经处理后作为制糖工艺中其他工段的用水。
据有关资料显示，经严格的节约用水，并将废水作适当处理后循环利用，可将废水排出量降到1.0m3/t菜或更少。
图3-2是美国已经部分采用的具有完全重复用水的典型流程。
当加工周期终止时，将这个系统中剩余的水全部排放到厌氧塘，贮存约31周，BOD5由进水的3000mg/L降至50mg/L，水质达到排放标准后再排出。
甚至有的工厂，塘里的水一点也不外排，到下一个生产季节时，塘水用于流送和洗涤系统，基本上实现了“零”排放。
Ca（OH）2
CO2
图3-2甜菜糖厂中具有完全重复用水的水流向图解
国内目前还没有利用上述流程作为废水完全重复利用的厂家，但对于流送洗涤水、冷凝冷却水以及压粕水的循环利用有一定的应用，并取得了较好的经济效益、环境效益。
流送、洗涤水循环利用及其治理是糖厂水处理中的一个重要部分，由于它占制糖车间总排水量和污染负荷量的50%左右，若能得到合理的利用，则制糖的排污量可减少一半以上。
这类废水中含有大量的泥砂，只含微量的糖分和有机质，故可考虑将其固液分离后，上清液进行回用，泥浆则可进行一步处理。
目前国内常用斜板（管）沉淀池进行固液分离。
流程如图3-3所示。
图3-3流送、洗涤水循环利用流程
3.2中高浓度有机废水的生化处理
3.2.1压粕水回收技术
压粕水是甜菜制糖工业主要污染源之一，通过对压粕水的回收可以回收大量的热能和糖分，减少废水排放量，起到了节水、节电、降低污染程度的作用，具有显著的经济效益和环境效益。
其工艺流程图如下：
图3-4压粕水回收系统工艺流程图
3.2.2氧化塘法
目前，我国普遍采用氧化塘法处理制糖废水。
表3-1列出了美国利用厌氧塘，兼性-好氧塘处理制糖废水的技术参数。
表3-1氧化塘处理制糖废水技术参数
项目
塘内水深/m
停留时间/d
BOD5去除率
COD去除率
厌氧塘
1.8
3.5
60%（冬）约90%（夏）
50%（冬）约80%（夏）
兼性-好氧塘
0.4
2
70%~90%
60%~80%
XX某糖厂利用三级氧化塘处理了亚硫酸糖厂的中浓度废水。
其流程示意图如图3-5所示：
图3-5三级氧化塘流程
各级氧化塘的处理效率见表3-2。
表3-2氧化塘处理效率
名称
COD/（mg/L）
去除率/%
COD/（mg/L）
去除率/%
进水
出水
进水
出水
一级氧化塘
2443
70.67
97.11
1293
120
90.72
二级氧化塘
70.67
44.60
36.89
—
—
—
三级氧化塘
44.60
37.01
17.02
—
—
—
3.2.3高浓度废水综合生化处理
甘蔗糖厂通常附设有酒精等利用车间，通常将糖厂的洗滤布水（亚法糖厂）或滤泥沉淀池溢出水（碳酸法糖厂）和冲灰水（水膜除尘废水）等一起处理。
酒精废醪液与糖厂其他生活废水混合后其BOD5/COD＞0.45，废水可生化性较好。
由于混合废水污染负荷较高，宜先采用物化处理作预处理，然后再进入生化系统，最后依次经物化及生化处理后达标排放。
对于碳法糖厂及亚法糖厂，其处理流程分别见图3-6和图3-7所示。
图3-6碳法糖厂综合废水治理工艺流程
图3-7亚法糖厂综合废水治理工艺流程图
3.2.4UASB法处理高浓度有机废水
国外甜菜糖厂废水处理主要采用厌氧-好氧技术，其工艺流程如下：
图3-8UASB法废水处理工艺流程图
其中厌氧反应器常采用UASB。
目前已有众多糖厂使用USAB方法处理高浓度有机废水。
其处理效果如表3-3所示：
表3-3UASB处理效果
反应器
容积
/m3
进水特征
所采用的最大负荷
处理效果
COD
（mg/L）
酸化
程度
%
有机
负荷
水力
负荷
以出水离心液COD计%
以出水溶解COD计%
以出水离心液BOD5计%
6
3500~4000
75
30~32
4~6
90~95
95~98
200
4000~5200
70~90
14~16
3~4
87~95
90~95
目前，国外很多制糖企业采用UASB方法处理制糖废水，下表列出了国外部分糖厂利用UASB处理制糖废水的基本情况：
表3-4国外部分糖厂废水处理技术情况
序号
工厂名称
国家
废水类型
时间/a
设计能力
（COD/d）
反应器容积/m3
1
CSM，Breda
荷兰
液体糖生产
1976
0.6
30
2
CSM，Halfweg
荷兰
甜菜制糖
1978
18
300
3
SuikerUnie
荷兰
甜菜制糖
1979
28
1425
4
CSM，Breda
荷兰
甜菜制糖
1980
17.5
1300
5
ZuckerfabrikBruhl
前西德
甜菜制糖
1981
18
1500
6
CSM，Vierverlaten
荷兰
甜菜制糖
1981
33
1700
7
SuikerUnie
荷兰
甜菜制糖
1981
26
1800
8
SuganaZucker，Enns
奥地利
甜菜制糖
1982
25
3040
9
FrankenZucker
前西德
甜菜制糖
1982
21.5
2300
10
SuikerUnie，Roosendaal
荷兰
甜菜制糖
1983
15.5
1200
11
EbroAgricolas
西班牙
甜菜制糖
1992
12.6
850
4主要技术内容和指标的确定
4.1标准框架制订的依据
4.1.1标准的分级
《污水综合排放标准》（GB8978-1996）执行“环境水体功能越低，相应的污染源排放越宽；环境水体功能越高，相应的排放标准越严”的定性原则。
其结果是，在污染源集中的区域，即使所有的污染源都达标排放，也无法保证环境水体的水质要求。
本标准不按照环境水体功能区划对标准进行分级，本标准将水污染物排放标准分为两级，其中：
排放到自然水域的污水执行本标准规定的污水排放标准；排入城镇污水处理厂进行二级处理的制糖工业企业的废水，应达到负责审批该污水处理厂的环境保护行政主管部门核定的排放要求。
4.1.2时间段的划分
《污水综合排放标准》（GB8978-1996）将污染源分成1997年12月31日之前建设的单位及1998年1月1日之后建设的单位两类。
前者执行宽松的标准，后者执行更严厉的标准，旨在推动清洁生产，促进技术进步，但同时也把两类污染源摆在了不公平的竞争环境中。
因此，根据我国制糖工业的现状，考虑新、老企业在设备、生产工艺水平和污染治理能力等水平的差异，本标准分为两个执行时间段，即标准实施之日前建设（包括改、扩建）的单位，废水的排放执行现有企业水污染物排放标准；现有企业通过2年的过渡期后，执行新建企业水污染物排放标准。
标准实施之日起建设（包括改、扩建）的单位，废水的排放执行新建企业水污染物排放标准。
建设（包括改、扩建）单位的建设时间，以环境影响评价报告书（表）批准日期为准。
4.1.3管理和操作规定
为了全面加强制糖工业的环境管理，促进行业技术进步，新标准从生产全过程污染控制出发，对制糖生产和副产品资源综合利用的管理和操作进行了规定。
4.2水污染物排放标准限值确定的依据
本标准结合制糖工业生产和污染特点、污染控制技术水平和管理水平，参考国内外相关污染物排放标准的法规，在调查了制糖行业十多年来的技术发展状况及60多家企业的生产及污染排放现状，确定的本标准限值。
4.2.1甘蔗制糖水污染物排放标准的确定
4.2.1.1污染物指标的选取
甘蔗制糖的辅助材料，亚硫酸法有SO2（漂白净洁糖浆）、石灰乳，在制糖工艺过程中形成亚硫酸钙、硫酸钙通过滤泥排出；碳酸法主要采用CO2饱充清净糖浆，所形成的碳酸钙也通过滤泥排出。
因此甘蔗制糖行业的废水仅是从糖汁带来的耗氧有机物，不含其它有害物质。
因此，确定水污染物排放控制指标为BOD5、CODcr、SS、PH值和排水量。
国外如美国、日本等国的同行标准（国外标准具体内容详见附件3），也同样选择上述项目作为控制指标。
4.2.1.2水污染物排放标准限值的确定
（1）甘蔗制糖企业水污染物产生量如表4-1所示
表4-1甘蔗制糖废水来源及污染负荷
废水名称
吨甘蔗排水量/m3
占总废水比例/%
SS
BOD5
COD
单位：
mg/L
煮糖、蒸发冷却水
11.9
73.5
30
40
70
洗滤布水
2.6
16.0
1500
3900
6500
冲煤灰水
1.7
10.5
5000
150
250
平均值
16.2
100
787
671
1121
①煮糖、蒸发、喷射抽真空的冷凝水；汽轮发电机等设备的冷却水占甘蔗制糖总废水量的70%左右，这部分废水除温度升高外，水质无大变化，可再利用。
目前，国内先进企业均采用冷凝水循环利用，循环利用率一般在50%以上，可大大降低用水量和排水量。
②洗滤布水是甘蔗制糖工业主要污染源之一，通过改进清净工序工艺、设备可以减少洗滤布水的产
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