关于制糖企业节水减排的创新研究

摘 要：目前，制糖企业生产节水减排潜力很大，是一项系统工程，涉及到企业管理、技术设备的优化、新技术设备的研发和推广。本文总结了制糖企业节水减排存在的问题及制糖企业节水减排的一些创新措施，具体包括：生产中的节水措施；引进新型水处理设备、优化循环水生化处理办法等；减排创新措施：加强技术创新、废水达标排放，为今后制糖企业的节水减排提供参考。

关键词：甜菜制糖企业;节水;减排

An Innovative Study on Water Conservation and Emission Reduction

in Sugar Manufacturing Enterprises

Zhang Yanming1 Ma Ze2

（Baotou Light Industry Vocational Technical College，Baotou，Inner Mongolia 014035）

Abstract：At present，sugar enterprises have great potential to save water and reduce emissions in production，which is a systematic project，involving enterprise management，optimization of technical equipment，development and promotion of the new technology equipment.This paper summarizes the problems of water conservation and emission reduction in sugar enterprises and some innovative measures.Water conservation measures in production include introduction of new water treatment equipment，and optimization of circulating water biochemical treatment methods.Innovative measures to reduce emissions include strengthening technological innovation，and wastewater discharging to standards，which provides a reference for water conservation and emission reduction in sugar enterprises in the future.

Key words：sugar beet enterprises;water conservation;emission reduction

1 甜菜制糖生产过程中用水情况

在甜菜糖的生产过程中，为了保证甜菜的质量，需要大量的水来进行流送、洗涤、糖分的渗出、清洁、冷却设备、蒸汽的产生和冷凝。在生产过程中，甜菜输送和洗涤过程需要的水量一般是甜菜重量的4-5倍，如果甜菜制糖企业全部使用新鲜水，对于日处理量4000t，每天生产所需的甜菜洗水量要达到16000m3-20000m3，这个量是非常大的。因此，做好甜菜流洗水的循环利用是制糖过程节水的重要途径，同时也是减少甜菜制糖企业污水排放的有效途径，所以，甜菜制糖企业节水减排仍有很大的空间。［1-3］面对甜菜制糖企业新的技术发展势头，企业必须加强自主创新能力，提高技术水平，保持产量优势的基础上，进一步提高市场竞争力。

2 现有甜菜制糖企业在节水减排方面做法

通过合理规划和有效利用水资源，甜菜制糖企业不仅能够实现可持续发展，而且还能够提升经济效益。为此， 甜菜制糖企业采取了节约用水、一水多用、循环利用以及废水回收利用的措施，努力实现全厂区水资源的有效管理与平衡分配。企业制定了相应的节水管理制度、每生产期的节水用水计划和年度节水计划。在相应的管理办法及节水用水计划的制约下，节水效果显著，企业每年吨糖用水量呈下降趋势。内蒙一家甜菜制糖企业通过建设竖流沉降池，污水经脱泥间处理后得到的滤清液，以每小时150 t的量送回预处理工段用于甜菜的流送与洗菜，从而降低新鲜水消耗量，节水效果非常显著，节约了大量的新鲜水，同时也减轻了污水处理厂的污水处理压力。内蒙一家甜菜制糖企业将传统使用新鲜水的用水单元全部用“冷却循环水”“上清液”和“中水”替代，实现“分质供水，一水多用，梯级使用，中水回用”，达到节水的目的。

3 制糖企业节水减排的创新研究

由于甜菜制糖企业的生产规模日益扩大，其所需的用水和排放物也相应上升，这使得传统的废水处理技术难以应付当今日新月异的需求。为了解决这一问题，我们必须采取有力措施，有效地管控用水和排放物的数量，采用可连续的环保生产方式，尽量减小对环境的污染。目前，怎样有效地处置和利用废水成为了一个值得探讨的课题。为了尽量减少对地表水的消耗，并加强对废水的再循环利用，我们采取了多种措施，将中水采用膜分离、杀菌等方式回用设备清洗和生产窑汽洗涤，通过废水悬浮物深度处理和膜反应技术，结合复合微生物工艺及厌氧生物处理法深度治理，最大限度地完成生产废水“资源化”，以达到零污染的目的。为了更好地改善环境质量，大力发展废水深度净化技术，以有效减少总氮、总磷的排放，并且确保各项污染整体控制水平，从而有助于更好地管控行业的污染，并最终达到有效利用制糖工业水的目的。

3.1 节水措施

3.1.1 优化用水循环系统、引进新型节能环保设备

制糖企业用水主要有两种，一种是内部水，如炉水、工艺水；另一种是外部水，如喷射真空、冲灰、机器冷却、洗涤设施等。含油污水和含糖洗涤水使用好氧法进行冲灰处理过程，部分冷却水则加灰冷却后重复回用。［4-5］

引进新型节能环保设备，例如锅炉的受热管和光滑管被膜管取代，为了提高锅炉的热效率，取消了小锅炉；应用连续自动化结晶罐，不但可以使用低压果汁蒸汽，还可以减少蒸汽消耗的波动，有利于保证锅炉平衡稳定的出水量，提高锅炉效率。用风冷式空压机代替水冷式空压机；用抽汽喷射代替汽轮机原蒸汽密封加热器，消除了原蒸汽密封加热器冷却水的使用，同时原蒸汽密封加热器排出的废蒸汽全部收集到汽轮机排气主管道进行精炼。

3.1.2 优化废水生化处理工艺

根据污染情况，制糖企业的废水被划分为低浓度废水和中浓度废水。低浓度废水是指在生产过程中由于煮糖和蒸发产生的冷凝水，或者是由于汽轮机、压力机等设备产生的冷却水。主要工艺流程是：将废水泵入调节水箱，如果废水的pH较低，可以加入碱进行调节pH，再通过提升泵加压，送入到氧化沟反应器。［6］污泥由污泥回流泵和移动刮泥机回到氧化沟，多余的污泥被泵入带式浓压过滤一体机脱水，在经过压滤机干燥后的污泥可以制得生物肥料，滤液则排入污泥池。

在实际生产过程中，蒸汽凝结水经二次冷却处理为锅炉冲灰水和压缩渗透水的补充水，余水则排到污水处理站进行处理达标后再排放。通过采用压缩渗透水，可以有效地避免使用新鲜冷水和高温蒸汽冷凝水，大大减少了对新鲜水的消耗，从而达到更加有效的污水处理效果，具体操作步骤可参考图1。我们将部分冷凝水排放到污水处理站回用，这样可以节约用水，同时可以保证真空水的清洁度和温度，在一定程度上保证蒸发和煮糖的真空度。

清洗分流系统用于对加热器、蒸发罐和结晶罐的洗涤水进行清洗分流。经过精心处理的水被用于挤压渗透水和压滤机洗涤水，将污水排放到锅炉冲灰水循环系统中。能重复使用的冷却水由上至下在塔体内喷射成水膜或水滴，空气会随着自下而上的水流逆流运动，从而实现水与空气之间的传热，降低了重复使用的冷却水的温度。

3.2 减排措施

3.2.1 加强技术创新

鼓励企业加强技术创新，持续不断地进行技术升级改造。加快对渗出、清净、蒸发、煮糖等制糖生产中各种工艺流程的改造优化，淘汰规模小、能效低的落后生产工艺和设备，加大技术创新力度，优化制糖工艺，提高整体的技术水平。巩固大型制糖企业与中小型制糖企业的联盟，［7］这样一是能增强企业在市场上的话语权，从而增加企业的市场调控能力；二是可以实现废水的集中处理，提高企业的环保效率，减少污染。

目前，大家普遍认为，研发资金的支出对于企业的生存是极其重要的，支出占销售额的比例低于1% 企业就难以生存、比例达到2%企业可以维持、比例达到5%企业具有竞争力。［8］企业应以市场为导向，直接参与技术研发，加大研发资金投入，将政府作用与市场机制有机结合，尽快形成更完善、更高效的技术创新体系，搭建更快、更开放的技术创新平台。拓宽融资渠道，多渠道筹集资金，特别是吸引社会资本投入研发。还要通过贷款、争取政府财政补贴、申请国家创新基金、吸收民间资金等多种渠道，丰富企业技术创新资金，逐步形成企业、政府、金融部门共同扶持的良好局面。

3.2.2 以管理创新促进产业优化升级

产业结构的优化升级主要依靠自主创新。构建一个具有创新精神的国家已成为我们国家发展的重中之重，我们将努力实现“中国制造”到“中国创造”的跨越式发展。最近几年，国内制糖企业在自动化生产、干法输送、节能减排等技术革新方面投入较多，但是在品牌营销和管理信息化方面投入相对较少。对于管理创新的不足，应尽快将企业管理创新纳入企业发展规划，采取“技术与管理并重”的方针，大力推动技术创新与管理创新的有机结合，形成全方位的企业自主创新体系，促进企业、产业优化升级。

3.2.3 优化制糖生产流程

根据制糖工艺的特点，25%左右的蒸汽量进入真空冷凝器。如果加热器采用多级高效加热洁净的糖汁，每个生产周期能节约100t以上标准煤。如果多效蒸发系统由板式蒸发器组成，并且在此基础上增加备用板式蒸发器，罐体可全程不停机洗涤，通过泵送更容易实现自动控制，可减少10%以上的蒸汽耗量。［9］控制生产过程中的加水量，对于节能也是不容忽视的。要控制水量，首先要控制甜菜流送的循环用水再利用，其次要控制煮糖、分蜜过程中的加水量，再次要控制过滤泥抽水量，最后要控制石灰乳的浓度，尽量减少生产过程中不必要的加水量。

根据介质的特点，选择蒸汽管道的直径，尽量使介质流速保持在范围内的低值。由图2可以看出，管径越大，管道越重，流量越小，压降越小，因此，对于制糖企业来说，选择合适的蒸汽管道流量是非常重要的。

为了有效提升锅炉的热效率，减少锅炉内部的过多空气，采用亚高压锅炉，并通过等压梯级箱的方式，有效地降低蒸汽冷凝水的压力，从而充分利用其自身的余热。此外，根据不同类型的蒸汽冷凝水，采取合理的排放、优化使用和利用，以达到最佳的热水循环利用效果，从而实现生产实践中的节能目标。有条件地使用热力压缩机（热泵）压缩蒸发罐的最终汁蒸汽和煮糖罐的汁蒸汽，然后作为热源使用，可以提高品质。

制糖企业的动力车间大多采用链条锅炉和循环流化床锅炉相结合的方式，为生产供应电力和蒸汽。由于锅炉型号不同，燃烧后的灰分中含碳量也不同。链条锅炉的炉渣中含碳，因此其仍有燃烧利用的价值，可与流化床锅炉混合燃烧，既利用了含碳链锅炉炉渣的热值又充分发挥了流化床锅炉循环燃烧的特点，提高了锅炉整体燃烧效率，这样就达到了节能的效果。采用原煤与植物秸秆粉末混合燃烧，不但能降低煤耗、污染物排放，而且还能增加农民的收入，所以，综合利用可再生资源是一种多目标的节能方式。

4 结论

制糖企业水耗较高，是典型的高耗水企业。通过采用合理的技术方法、先进的设备，整体化制定水汽平衡方案，使制糖企业用水实现零取水的目标。降低吨糖耗水量，不仅可以减少工业用水降低废水的排放量，还降低生产成本，同时为设计院工程设计提供理论依据，为糖业协会提供可推广可应用的节能减排、低碳环保的生产模式，对整个甜菜制糖行业的可持续发展有重要贡献，具有广泛的社会效益和可观的经济效益。随着国内经济结构转型，国家对环境质量越来越重视，对制糖行业的节水减排提出了越来越严格的要求。对于制糖企业来说，环境治理是制糖行业结构转型的契机，通过技术改造、技术水平提升，可以实现双赢，制糖企业的竞争力和环境质量会得到明显改善。

参考文献：

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（责任编辑 郭晓勇）