制糖工业“十四五”COD减排潜力及绿色发展研究

2021-11-26李纯高山孙晓峰

环境保护与循环经济 2021年9期

李纯高山孙晓峰

（轻工业环境保护研究所，北京 100012）

1 引言

2015 年，国务院印发《水污染防治行动计划》（国发〔2015〕17 号］），将农副食品加工业列为十大重点行业之一［1］。“十四五”规划和2035 年远景目标建议指出，“十四五”时期经济社会发展六大主要目标之一为“生态文明建设实现新进步，主要污染物排放总量持续减少，生态环境持续改善”。2020 年6 月发布的《第二次全国污染源普查公报》显示，农副食品加工业COD 排放量位居工业源COD 排放量第一位，占整个工业源排放量的19.68%［2］。其中制糖工业废水COD 和氮磷浓度高、排放量大［3］，是我国水污染防治的重点行业之一。

因此，系统梳理我国制糖工业发展现状及COD排放现状，结合现存问题及行业发展方向，对我国制糖工业“十四五”COD 减排潜力进行预测，不仅能进一步优化行业污染排放控制模式，改善环境质量，同时能为“十四五”期间COD 减排提供决策支撑，具有重要的社会、环境和经济意义。

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源

以广西、云南、新疆等地制糖企业为对象开展现场调研，对制糖企业COD 排放浓度现状、单位产品基准排水量现状等原始数据进行统计及预测分析。具体数据还来源于《中国统计年鉴》《中国糖业年报》及相关行业提供的原始资料。

2.2 研究方法

以2017 年COD 排放量为基准，结合行业发展现状及趋势，通过预测“十四五”末期行业COD 排放浓度限值和单位产品基准排水量限值（蔗糖、甜菜糖），对我国制糖工业“十四五”末COD 排放量进行测算，将测算值与基准值进行比对，得出“十四五”末期COD 减排潜力。COD 测算公式如下：

式中，D 为水污染物排放量，万t；S 为产品产能，万t；Q 为单位产品基准排水量，m3/t；C 为水污染物许可排放浓度限值，mg/L。

3 我国制糖工业概况

3.1 行业发展现状

我国是既产甘蔗糖又产甜菜糖的食糖净进口国家，一直维持“国产为主、进口为辅”的供求格局。统计数据表明，从2007/2008 年制糖期到2016/2017 年制糖期，我国的产糖量呈波动式变化，产糖量基本在800 万—1 500 万t，见图1。

图1 2007/2008 年制糖期到2016/2017 年制糖期全国产糖量

从产品结构来看，2016/2017 年制糖期间，全国累计产糖928.82 万t，其中，甘蔗糖产量824.11 万t，占比88.73%；甜菜糖产量104.71 万t，占比11.27%，见表1。

表1 2016/2017 年制糖期我国食糖产量

从区域布局来看，2016/2017 年制糖期，广西的产糖量最大，占全国产糖量的57.01%，其次为云南，占全国产糖量的20.22%。在甜菜制糖区域中，新疆的产糖量最大，占全国产糖量的5.25%。

3.2 行业污染排放现状

根据行业调查及相关统计数据，2016/2017 年榨季全国产糖量为928.82 万t，其中甘蔗制糖824.11万t，甜菜制糖104.71 万t。根据全国第一次污染源普查产排污系数核算，2016/2017 年榨季全国制糖行业废水排放量2.73 亿m3，COD 排放总量为6.56 万t［4］，分别占2016 年农副食品加工业总排放量的20%和21%。

4 制糖工业“十四五”COD 减排潜力测算

4.1 “十四五”COD 排放浓度估算

目前，我国制糖业大部分执行GB 21909—2008 《制糖工业水污染物排放标准》，COD 排放浓度限值为100 mg/L。广西制糖业执行广西地方标准DB 45893—2013 《甘蔗制糖工业水污染物排放标准》，COD 排放限值为60 mg/L。根据对广西、云南、新疆等主要制糖区域企业现场调研可知，近年来我国制糖工业通过加强环境管理和采用清洁生产技术，污染治理取得了一定成效，水污染物排放浓度已经大幅减少。其中，甘蔗制糖企业COD 的排放浓度为9.2～115.0 mg/L，参照国标达标率为99.3%，参照广西地标达标率为94.9%；甜菜制糖企业COD 排放浓度为35～138 mg/L，参照国标达标率为75%。因此，从工艺技术可行性以及废水排放水平的先进性两方面估算，到“十四五”末期，不建议进一步压缩COD排放浓度标准。

4.2 “十四五”单位产品基准排水量测算

根据GB 21909—2008，新建企业甘蔗制糖单位产品基准排水量为51 m3/t 糖，甜菜制糖单位产品基准排水量为32 m3/t 糖。其中，广西执行2013 年颁布的地方标准DB 45/893—2013 《甘蔗制糖工业水污染物排放标准》，单位产品基准排水量为10 m3/t 糖。2017 年11 月，环境保护部发布GB 21909—2008 修改单（征求意见稿），建议将《制糖工业水污染物排放标准》新建企业单位产品基准排水量限值调整为：甘蔗制糖10 m3/t 糖，甜菜制糖24 m3/t 糖［5］。

从企业调研情况看，目前制糖行业水重复利用率逐步提升，单位产品排水量已大幅下降，甘蔗制糖企业单位产品排水量为0.8～12.3 m3/t 糖，甜菜制糖企业的单位产品排水量为8.3～38.7 m3/t 糖，均远远低于GB 21909—2008 的规定限值。因此，综合GB 21909—2008 修改单（征求意见稿）及调研结果，预计到“十四五”末期，甘蔗和甜菜制糖企业单位产品基准排水量可以达到甘蔗制糖10 m3/t 糖、甜菜制糖24 m3/t 糖的排放标准。

4.3 “十四五”产糖量估算

根据行业调查及相关统计数据，从2007/2008年制糖期到2018/2019 年制糖期，我国的产糖量呈波动式变化，10 年间年均增长率约为－2.5%。随着社会的发展，人们越来越注重健康的生活方式，对糖的用量将会进一步减少。此外，伴随其他甜味剂的发展，预测制糖产量会进一步呈波动下降趋势。“十四五”期间，假设我国制糖产量仍然保持－2.5%的年增长率，则到2025 年我国制糖产量约为948.1 万t，其中，蔗糖产量为841.2 万t（占比88.73%），甜菜糖产量为106.9 万t（占比11.27%）。

4.4 “十四五”COD 减排潜力测算

根据计算公式可得，2025 年甘蔗制糖废水COD排放量为0.84 万t、甜菜制糖废水COD 排放量为0.26 万t，制糖废水COD 共排放1.10 万t。与2017年废水COD 排放量6.56 万t 相比，制糖业COD 总共减排5.46 万t，削减比例达83.2%。

5 制糖工业绿色发展机制探讨

5.1 调整产业布局，推进制糖企业兼并重组

由于小型制糖厂制糖工艺较为落后，大量小型制糖厂的存在不利于产生规模经济，同质化竞争严重，不利于品牌的创建。各地政府应适时调整产业布局，淘汰落后产能，逐步形成以品牌企业为龙头，大中型企业为骨干，中小企业为补充的行业新格局。

5.2 完善行业标准体系

清洁生产标准在环境影响评价、清洁生产审核工作中可起到重要作用，应适时加强制糖行业清洁生产标准的制修订工作，引导企业从全过程削减污染物的产生，降低末端治理成本，同时实现污染物排放总量控制。广西甘蔗制糖企业废水及其污染物排放控制在全国处于领先水平，得益于广西制糖行业先进的环境管理制度和政策，实现了源头削减、过程控制、末端治理全过程管理体系。建议国家对现有制糖标准进行修订，其他制糖省份出台更严格的地方标准，完善制糖行业环境管理体系。

5.3 积极推进行业清洁生产技术实施

为加快行业清洁生产技术的推行，2018 年生态环境部发布HJ 2303—2018《制糖工业污染防治可行技术指南》，以指导企业采用先进的设备、工艺和技术。然而相关调研数据显示，目前只有部分企业采用了部分清洁生产设备或技术，如喷射雾化式真空冷凝技术，虽然使用该技术的甘蔗制糖企业占比较高，但甜菜制糖企业只占23%。应大力倡导清洁生产、资源综合利用的生产方式，在压榨、澄清、煮炼和分离系统等核心环节，优先考虑制糖设备替换和生产工艺的优化处理。