生物有機肥生產(chǎn)過程中最大的環(huán)境問題是發(fā)酵過程中產(chǎn)生的異味、破碎篩分過程中產(chǎn)生的粉塵。如果處理措施不當(dāng)會對環(huán)境空氣造成嚴(yán)重污染。本文通過對生物有機肥行業(yè)環(huán)境評價主要技術(shù)要點的探討，促進(jìn)該行業(yè)在擴大生產(chǎn)的同時，堅強污染治理，實現(xiàn)經(jīng)濟、社會、環(huán)境效益的協(xié)調(diào)發(fā)展。

　　《化肥設(shè)計》集我國化肥工業(yè)(氮和磷、鉀、復(fù)合肥)的設(shè)計、科研、生產(chǎn)、建設(shè)、管理、教學(xué)為一體;熔化肥新技術(shù)、新工藝、新設(shè)計、新設(shè)備、新藥劑、新材料、新產(chǎn)品于一爐。

　　1、前言

　　生物有機肥與傳統(tǒng)的氮磷鉀復(fù)混肥、有機肥及無機化肥相比，是目前國內(nèi)乃至世界上較為先進(jìn)的技術(shù)，其發(fā)展趨勢是利用現(xiàn)代生物技術(shù)，開拓新的有機物資源，開展微生物菌種的篩選、培養(yǎng)及培養(yǎng)基的研究，開發(fā)新型的發(fā)酵罐(塔)，以適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)的需要，針對農(nóng)作物營養(yǎng)特性和土壤供肥情況，生產(chǎn)多種有機無機復(fù)混肥。

　　吉林燃料乙醇有限責(zé)任公司年產(chǎn)30萬噸燃料乙醇裝置投產(chǎn)后，每年有27萬噸的DDGS副產(chǎn)品，利用生物技術(shù)將其部分轉(zhuǎn)化為生物有機肥，可以形成以玉米深加工、生產(chǎn)清潔環(huán)保燃料、發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)為特征的規(guī)模性產(chǎn)業(yè)鏈，對于吉林省等以玉米、水稻為主要農(nóng)作物的糧食主產(chǎn)區(qū)的農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展有著十分重要的意義。

　　本文以吉林燃料乙醇有限責(zé)任公司年產(chǎn)10萬噸/年生物有機肥一期(5萬噸/年)項目為例，歸納總結(jié)環(huán)評中主要技術(shù)要點，以便與大家共同探討。

　　2、技術(shù)要點

　　2.1 有機肥行業(yè)工程分析

　　2.1.1 生產(chǎn)工藝及排污流程

　　生物有機肥生產(chǎn)工藝共分兩個主要單元，即發(fā)酵單元和成肥單元，發(fā)酵為好氧發(fā)酵。

　　(1)發(fā)酵單元：從燃料乙醇公司主體裝置運來的濕DDGS(玉米中碳水化合物發(fā)酵生產(chǎn)乙醇后的剩余產(chǎn)物)，與草炭、菌劑、石灰粉(調(diào)pH值為微堿性7-8，以擬制CO2等酸性氣體的大量產(chǎn)生)、磷礦粉、鉀礦粉按一定比例混合后在一級發(fā)酵場進(jìn)行一級發(fā)酵，正常發(fā)酵15天，發(fā)酵為放熱過程，前5天溫度在20-70℃，在發(fā)酵的過程中用鏟車定期進(jìn)行攪拌、翻堆，保證充分發(fā)酵，并不定期地進(jìn)行采樣分析化驗，化驗合格后，送入粉碎機進(jìn)行粉碎。粉碎前的中間品含水率30%，較濕，在粉碎過程中產(chǎn)生的廢氣中粉塵大部分回落于原料中，廢氣經(jīng)布袋除塵后，排入大氣。除塵灰直接進(jìn)入二級發(fā)酵場，粉碎后的中間品經(jīng)篩分，合格的(粒徑<3mm)進(jìn)入二級發(fā)酵工序，不合格的(粒徑>3mm)大顆粒再返回粉碎機重新進(jìn)行粉碎。二級發(fā)酵場的工藝大體上與一級發(fā)酵相同，只是采用自然發(fā)酵，不加入菌劑，以使一級發(fā)酵場沒有發(fā)酵完的有機質(zhì)進(jìn)一步發(fā)酵，發(fā)酵時間40天。在此過程中溫度保持在5-50℃(因大部分有機質(zhì)發(fā)酵完畢，產(chǎn)生的熱量較低)，在二級發(fā)酵場發(fā)酵的半成品經(jīng)化驗分析確認(rèn)發(fā)酵合格后，送入成肥單元。

　　正常發(fā)酵過程中產(chǎn)生大量的水蒸汽，并含有一定量的氨氣，發(fā)酵過程中溫度控制失誤時，則原料腐爛會產(chǎn)生臭味氣體。

　　(2)成肥單元：來自發(fā)酵單元的發(fā)酵合格后的半成品送入成肥自動配料系統(tǒng)，加入N、P、K化肥和包衣物，包衣物為石膏，是利用其濕態(tài)粘性，便于半成品的造粒，攪拌混合均勻后(封完混合配料)，由皮帶輸送機送入輪盤造粒機，噴入細(xì)小的水滴進(jìn)行造粒，顆粒粒徑要求3-5mm，再進(jìn)入回轉(zhuǎn)式干燥機進(jìn)行干燥，熱源為熱風(fēng)爐產(chǎn)生的熱煙氣。煙氣經(jīng)布袋除塵達(dá)標(biāo)后排放，干燥后的顆粒進(jìn)行熱篩分粒徑3-5mm的顆粒進(jìn)入回轉(zhuǎn)冷卻機冷卻;小于3mm的顆粒直接進(jìn)入造粒機重新造粒;大于5mm的顆粒需經(jīng)粉碎后重新造粒。粉碎產(chǎn)生的粉塵經(jīng)旋風(fēng)除塵后排空，除塵灰重新造粒，冷卻后的半成品再進(jìn)行常溫篩分(主要是考慮熱脹冷縮的原因使得熱篩分的部分顆粒在常溫下不符合粒徑要求)。冷卻和常溫篩分產(chǎn)生的粉塵經(jīng)布袋除塵后排放，除塵灰重新造粒。合格粒度的肥料則通過立式提升機送入料倉繼而進(jìn)入成肥自動包裝系統(tǒng)進(jìn)行稱重、打包，然后送到成品肥倉庫碼垛存儲待售，至此完成了一個完整的成肥過程。

　　2.1.2 污染源分析

　　1、廢氣

　　(1)NH3：發(fā)酵時，主要是加入特殊菌種使?jié)馜DGS中的非腐植物質(zhì)，如氨基酸碳水化合物、脂類化合物，分解成易于植物吸收的腐植酸類有機物等，腐植酸主要是胡敏酸、高啡酸和胡敏素，為縮聚高分子化合物，在DDGS微堿性發(fā)酵時產(chǎn)生NH3，產(chǎn)生量與發(fā)酵時間、溫度、菌種、pH等有關(guān)。根據(jù)咨詢發(fā)酵專業(yè)的有關(guān)專家，該項目發(fā)酵過程中NH3產(chǎn)生量占干DDGS用量的5‰，一級發(fā)酵產(chǎn)生量4‰，二級發(fā)酵產(chǎn)生量1‰。經(jīng)計算該項目發(fā)酵產(chǎn)生NH38.69t/a，其中一級發(fā)酵場產(chǎn)生6.95t/a，二級發(fā)酵場1.77t/a，二級發(fā)酵場采用自然發(fā)酵，其產(chǎn)生量最大值與平均值差別較小。發(fā)酵場為半封閉結(jié)構(gòu)(好氧發(fā)酵，不宜使用封閉車間)，車間內(nèi)部容積19476m3。根據(jù)廠區(qū)地形、車間內(nèi)風(fēng)速、通風(fēng)面積和廠區(qū)周圍情況，確定一級發(fā)酵場場內(nèi)換風(fēng)次數(shù)平均為25次/h，這樣計算了一級發(fā)酵場每個發(fā)酵周期每天NH3的平均產(chǎn)生濃度，因NH3的分子量(17)低于空氣的平均分子量(29)，出車間大部分向上擴散，橫向(下風(fēng)向)擴散濃度隨距離衰減，一級發(fā)酵距廠界約90m，如無組織排放，據(jù)計算5-11天NH3在下風(fēng)向廠界濃度值約為1.71mg/m3～2.12mg/m3，超過了惡臭污染物廠界標(biāo)準(zhǔn)值1.5mg/m3。因此，建議發(fā)酵場應(yīng)設(shè)有引風(fēng)收集裝置，在發(fā)酵場NH3濃度高時運行，從理論上說一般在發(fā)酵中期NH3產(chǎn)生量大。#p#分頁標(biāo)題#e#

　　實際運行時，采用每天投料的方法，開始發(fā)酵場工作不飽合，在中期達(dá)到飽合，一級發(fā)酵場15天過后，物料每天都在進(jìn)出，因此實際NH3產(chǎn)生情況較為復(fù)雜，二級發(fā)酵場也是這樣，因此發(fā)酵場應(yīng)設(shè)置NH3監(jiān)測裝置，同時對廠界也應(yīng)監(jiān)測，以確定風(fēng)機運行時間，可設(shè)置兩臺風(fēng)量200000m3/h的風(fēng)機，1臺正常開，1臺備用，建議排氣筒高度30m。

　　(2)粉塵、煙塵

　　生產(chǎn)過程中產(chǎn)生粉塵的工序為：一級發(fā)酵后粉碎工序、篩分工序;干燥后熱篩分工序、熱篩分的粗顆粒破碎工序、熱篩分后冷卻工序;冷卻后篩分工序。

　　生產(chǎn)過程中產(chǎn)生煙塵的工序為：烘干工序配套的燃煤熱風(fēng)爐。

　　2、廢水

　　發(fā)酵場地面沖洗水：發(fā)酵場每年清洗一次，以每平方米用水0.1m3計，廢水排放量以90%計，損失水量10%，則每年排放廢水572m3，損失水量63.5m3。

　　該項目主要噪聲源為一級發(fā)酵場的2臺風(fēng)機、二級發(fā)酵場的2臺風(fēng)機、2臺粉碎機、熱風(fēng)爐風(fēng)機1臺、冷卻機風(fēng)機1臺、3臺篩分機，單機噪聲89~93 dB(A)。

　　2.1.3 衛(wèi)生防護(hù)距離

　　根據(jù)《制定地方大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)方法》(GB13201-91)中有害氣體武組織排放控制與工業(yè)企業(yè)衛(wèi)生防護(hù)距離標(biāo)準(zhǔn)的制定方法中有關(guān)要求，經(jīng)計算得出建設(shè)項目衛(wèi)生防護(hù)距離為200m。

　　2.1.4 建設(shè)項目清潔生產(chǎn)分析

　　1、能源

　　建設(shè)項目生產(chǎn)過程中發(fā)酵單元所需熱量來自原料自身的反應(yīng)放熱，不需要新的熱能。建設(shè)項目發(fā)酵單元采用國外的翻倒機翻堆、成肥單元采用成套設(shè)備，從配料到成品包裝均采用自動控制。單位產(chǎn)品動力消耗為:電600kW/t，水0.05m3/t。

　　2、原料

　　本項目為次級資源化生產(chǎn)過程，使用的原料70%為燃料乙醇的副產(chǎn)品DDGS，30%為煤礦副產(chǎn)品草炭，生成新的產(chǎn)品生物有機肥。

　　同時本項目使燃料乙醇項目符合生態(tài)工業(yè)發(fā)展模式，即在生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)中各生產(chǎn)過程不是孤立的，而是通過物料流、能量流和信息流互相關(guān)聯(lián)，一個生產(chǎn)過程的廢物可以作為另一過程的原料加以利用。建設(shè)項目是物流鏈中關(guān)鍵一環(huán)，實現(xiàn)了各生產(chǎn)過程從原料、中間產(chǎn)物、廢物到產(chǎn)品的物質(zhì)循環(huán)，達(dá)到資源、能源、投資的最優(yōu)利用。吉林是玉米及草炭的主要產(chǎn)地，燃料酒精項目、生物有機肥項目可帶動吉林經(jīng)濟開發(fā)區(qū)的工業(yè)模式向生態(tài)工業(yè)轉(zhuǎn)向，實現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展，符合建設(shè)生態(tài)省的政策。

　　3、生產(chǎn)工藝

　　建設(shè)項目所采用的發(fā)酵工藝由北京長城高效有機肥料有限公司提供，該工藝為中國專利，專利申請?zhí)枮?21332177。

　　4、生產(chǎn)設(shè)備

　　發(fā)酵工序采用國外先進(jìn)的翻倒機翻堆、成肥單元采用國內(nèi)技術(shù)成熟性能優(yōu)越的成套設(shè)備，從配料到成品包裝均采用自動控制。由于采用先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備，建設(shè)項目生產(chǎn)線一線僅需要生產(chǎn)工人15人。

　　綜上所述，本項目克服了生物有機肥行業(yè)現(xiàn)存的主要問題，符合農(nóng)業(yè)發(fā)展方向，特別是生物有機肥的發(fā)展方向，在生產(chǎn)原料、能源利用方面符合清潔生產(chǎn)的要求，從生產(chǎn)過程來看，符合生態(tài)工業(yè)模式。

　　3、結(jié)論

　　生物有機肥生產(chǎn)工藝是目前國內(nèi)乃至世界上較為先進(jìn)的技術(shù)，有著廣闊的市場前景。因此要求環(huán)評工作發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，促進(jìn)企業(yè)采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設(shè)備，加強污染治理，可實現(xiàn)生物有機肥行業(yè)的經(jīng)濟、社會、環(huán)境三效益的協(xié)調(diào)發(fā)展。

　　【參考文獻(xiàn)】

　　1、《吉林燃料乙醇有限責(zé)任公司10萬噸/年生物有機肥一期(5萬噸/年)項目可行性研究報告》中國石油天然氣華東勘察設(shè)計研究院2004年12月

　　2、《吉林燃料乙醇有限責(zé)任公司10萬t/a生物有機肥一期(5萬t/a)項目環(huán)境影響報告書》吉林市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院2005年1月