天然橡胶加工废水处理及综合利用 4页

2005年12月热带农业科学第25卷第6期Dec.2005CHINESEJOURNALOFTROPICALAGRICULTUREVol.25,No.6天然橡胶加工废水处理及综合利用①丁丽②陈美农业部天然橡胶加工重点开放实验室(广东湛江524001)中国热带农业科学院农产品加工研究所摘要概述了国内外有关天然橡胶加工废水处理及综合利用的发展动态,并介绍了各阶段相应的处理及利用方法。关键词天然橡胶;加工;废水处理;综合利用;环境保护分类号X703TreatmentandComprehensiveUtilizationofWasteWaterfromNaturalRubberProcessingDINGLiCHENMei(MinistryofAgricultureKeyLaboratoryforNaturalRubberProcessing/AgriculturalProductProcessingResearchInstitute,CATAS,Zhanjiang,Guangdong524001)AbstractThedevelopmentsontreatmentandcomprehensiveutilizationofwastewaterfromnaturalrubberprocessingathomeandabroadaresummarized,andthemethodsoftreatmentandutilizationcorrespondingtoeachstageareexplained.Keywordsnaturalrubber;processing;wastewatertreatment;comprehensiveutilization;environmentalprotection与人工合成橡胶相比,天然橡胶具有加工性能检测指标[2]。浓缩胶乳加工废水主要是胶清凝固排好、产品综合性能优良等特点。从橡胶树采集得到放废水,其污染物是可溶性有机物和氨态氮等,处的胶乳经凝固、压皱、干燥等工艺制成干胶后,留理过程较天然生胶加工废水的复杂。下大量富含有机物的酸性制胶废液,其水溶物多,不溶物少,主要有蛋白质、氨基酸和有机酸等。如1国内天然橡胶加工废水处理及综合利用概况果这些物质直接排放到环境中,很容易引发污染问据统计,我国现年产天然橡胶初级产品(天然生题;而对这些物质进行适当的处理,变废为宝、综胶和浓缩胶乳)约57万t。全国有天然橡胶加工厂合利用,所创的经济价值会相当可观[1]。300多家,其中农垦系统占2/3以上。这些橡胶加天然橡胶按不同的加工工艺,分别加工成天然工厂大多处于偏僻地区,每年废水排放量几百万生胶和浓缩胶乳2种产品。天然生胶加工过程中吨。这些废水的BOD和COD超过污水综合排放标用氨作鲜胶乳保存剂,然后用甲酸凝固胶乳,其排准规定的限值几十倍,因而对生态环境有较大的影放废水的污染物是可溶性有机物和氨态氮等。因响。从20世纪80年代开始,天然橡胶加工厂开始此,天然生胶加工废水排放主要控制项目是pH值、重视废水处理工作。初期,普遍使用不规范的氧化BOD5、COD、悬浮物、氨氮和排水量6项。其中COD塘处理工艺、氧化塘－活性污泥曝气工艺;经几年是衡量水质污染程度的重要指标之一,也是天然橡推广应用后,针对开放氧化塘产生臭气污染空气环胶加工废水厌氧生物处理和达标排放常用的重要境的问题,90年代又开始探索更好的工艺。1992①收稿日期:2005-04-07版面编辑/曾莉娟(中文)、唐仕华(英文)http://rdnk.chinajournal.net.cn/E-mail:rdnk@chinajournal.net.cn②丁丽(1982～),女,工学士,现从事天然橡胶加工研究。电话:(0759)2223670(办);E-mail:dli2004@sina.com。-64-n丁丽等天然橡胶加工废水处理及综合利用年初召开制胶污水处理工艺研讨会,经专家筛选②凝固槽浮送水的循环,每天造粒开始的第一槽后,确定采用“密封厌氧发酵,沼气收集利用,氧加清水送片,送完后用潜水泵把第一槽的水抽到第化塘(必要时再进行机械曝气)处理”的工艺路线[3]二槽送片,依次类推。乳清循环使用可以使生产每。1.1氧化塘法吨乳标胶的用水从18t降低到8t以下,减少了污通过厌氧、兼性(厌氧和好氧)两级氧化塘处理,水排放量,污水的COD值可以提高到20g/L以上,从而使废水达到标准排放的方法。此法的优点是可以增强厌氧发酵效果,提高沼气产生率[3]。因结构简单,投资少,几乎不需要运转费用,处理效此,采用沼气法,最好结合乳清循环利用法,才能果可靠,处理技术易于掌握,但占地面积大,厌氧提高效率,减少发酵罐容积,降低工程费用。部分有臭味[4]据报导,云南西双版纳的景洪农场设计出的一。1.2氧化塘－活性污泥曝气法套废水处理工艺,很适合处理这种乳清循环使用得该法是先用氧化塘法处理废水,使COD降至到的污水及类似高浓度的废水,它根据该类废水的300～500mg/L;再用活性污泥曝气法进一步处理,酸度高,间歇排放,且具有很好的可生化性,经好使COD降至100mg/L左右。该法占地面积可以减氧和厌氧试验,并根据废水处理区的场地条件,提少1/3,处理效果比氧化塘法好,但运转费用,处出了稳定塘系统及稳定塘与生物滤池相结合的处理技术要求比氧化塘高[4]理工艺,主要的处理构筑物摘录如图1[8]。。1.3沼气－氧化塘法该法先将废水在密封容器中发酵制造沼气,产生的沼气作为干燥橡胶的燃料。造气后的废水的COD约为1000～1200mg/L,再用氧化塘法处理,图1云南景洪农场制胶厂废水处理工艺流程图使COD下降至200mg/L以下。此法可再生能源,有经济效益,但投资量较大,须选择适宜的工艺参1.6生物净化数和路线来完善沼气工程的设计和沼气的利用,才利用水葫芦[Eichhorniacrassipes(Martius)能创造出较高的环境效益和经济效益[5]。现阶段为Solms-Laubach,凤眼蓝]、芦苇[Phragmitescommunis海南垦区处理废水所利用的方法如厌氧－氧化塘(Linnaeus)Trinius]、藻类等水生植物净化胶厂废水自然曝气氧化法和厌氧－活性污泥机械强制曝气的研究报导较多。常温下,水葫芦预发酵后与废水氧化法就属此类[6]按1∶3的比例(以COD计)混合连续发酵,混合液中。1.4综合处理法的COD可产生沼气0.556L/g,容积产气率达1.78L/(L[9]将氧化塘法、氧化塘－活性污泥曝气法、沼·d)。在装有标准胶厂厌氧消化液的稳定池中种植藻类还可繁殖各种各样的淡水鱼[10]气－氧化塘法合而为一,具有较大土地面积的单位。采用沼气－氧化塘法;土地小的采用沼气－氧化现行的各种制胶废水处理方法中,采用厌氧发塘曝气法。其次也可以考虑另一方法,即废水经过酵生产沼气的生物处理方法效果较好,沼气与重油发酵造沼气后,直接用于橡胶树或农作物的施肥。并烧干燥橡胶,节约重油,还能烧饭做菜等,废液1995年,云南景洪农场利用厌氧制胶废水灌溉胶含有丰富的氮、磷、钾作为营养,可以用做水肥,园取得了一定的经济效益和社会效益[7]灌溉工厂周围生产基地,利于发展农业生产,使废。1.5乳清循环使用法水得到净化,收到经济效益,如不灌溉,经氧化塘自然曝气处理,也能达到排放标准[11]这是海南垦区在制胶废水处理中推广的技术,。包括2个方面的内容。①将压薄机从凝块中挤压出来的乳清(甚至还有绉片机出来的乳清和凝固槽的乳清)2国外天然橡胶加工废水处理及综合利用概况收集起来,代替清水用于当日酸水配制,并采用三作为世界天然橡胶生产大国之一的马来西亚,管(乳清、胶乳和酸水)并流的操作方法稀释凝固胶乳;从20世纪40年代起就用制胶废水灌溉胶园,如-65-n2005年12月热带农业科学第25卷第6期今,以牧草、油棕、橡胶、水稻等多种作物为对象海南西联浓乳厂的厌氧池也曾因此不起厌氧作用,的废水应用,已成为马来西亚等热带地区制胶废水海南农垦红华农场浓乳加工厂由于生产标准胶,其治理的主要途径[1]废水处理设施处理的是标准胶水,预计如处理浓乳。20世纪80年代推广应用的废水处理方法有:加工胶水,将得到与西联农场乳胶厂厌氧池一样的结果[6]①厌氧和兼性塘系统;②氧化塘系统;③活性污。也有研究报导对此类废水先用石灰进行预泥系统;④生物转盘法;⑤地面排放[12]处理,以排除硫酸铵对厌氧发酵造成的不良影响,。其中应用最为广泛的是厌氧和兼性塘系统,具有投资少,但技术尚不成熟[3]。鉴于废水中的污染物主要来自结构简单,操作容易等优点,因而它广泛应用于处胶清车间,因此,搞好胶清除氨的工作是治理浓缩理橡胶废水,但它占地面积大,恶臭,悬浮固体含胶乳加工废水的基础。当前,海南垦区各浓缩胶乳量高,在此基础上而建造的高效藻池(HRAP)和间歇加工厂采用的除氨方法有自然通风挥发,机械鼓风式砂子过滤器(ISF)可以克服厌氧/兼性池系统所遇及离心除氨等。这些方法除氨效果不太理想,只到的问题,HRAP占地面积比兼性池小,ISF会进一能将氨含量降至1.5g/L以下。总之,国内浓缩胶步降低废水中的悬浮固体,有机物和氮含量。ISF乳加工厂废水处理工艺现状令人担忧,行之有效的也提供回收藻类的方法,这些藻类的蛋白质含量丰处理方法仍需探讨。据报导马来西亚有一种胶清富,又可以作为牲畜的补充饲料[13]除氨转盘装置,除氨效率可达70%以上,能使氨含。另外,还利用乳清制备乳清粉做为肥料及用以发酵培养基。同量降至0.6g/L以下,厌氧发酵的效率大大提高,时也研发了从乳清中提取白坚木皮醇的技术。使废水治理工程的投资和运转费用降低很多[16]。20世纪90年代马来西亚和斯里兰卡等国天然橡胶加工厂的废水处理通常有:①胶清去氨;②参考文献1周小飞,邝春兰.制胶废水的农用效应及其展望.热带废水发酵生产酵母;③以好氧过程结合厌氧消化农业科学,2000,20(2):59～61器为基础的处理系统,该系统用于处理无硫酸盐的2黄和,李海婴,冯娟.分光光度法快速测定天然橡浓缩胶乳废水,COD和氨态氮总去除率高于98%,胶加工废水中的COD.热带农产品加工,1998(1):8～若浓缩胶乳废水含硫酸盐,则去除率低;④双相9厌氧化消化系统;⑤生物转盘法[14]。3缪桂兰.海南农垦制胶污水治理考察报告.云南热作科将厌氧消耗和需氧消化过程结合的处理技术技,1999,22(3):13～15已被印度橡胶研究所开发应用于生胶加工厂的废4林垂荣.海南农垦制胶工业废水处理概况与对策.海南农垦科技,1992(6):16～19水处理,它是目前为止非常有效和低耗的一种处理5方日明,黄和.废水处理中沼气工程设计与调试.中方法,该系统包括厌氧、需氧、浓缩、澄清和过滤国沼气,1997,15(3):48～50等过程。厌氧处理是高效的消化过程,这一过程需6方日明,黄和,高波.海南垦区橡胶加工废水处理要加入一部分有用的材料。在厌氧处理过程中生的现状和对策.热带农业科学,1999,19(1):43～50化需氧量一般都可达到90%以上,剩下很少物料用7王宏彦,伏伯群.利用厌氧制胶废水灌溉胶园.云南热于需氧消化,这样就减少了需氧处理的设备[15]。作科技,1999,22(4):13～148汪慧贞,吴俊奇.天然橡胶加工废水处理工艺设计.环3浓缩胶乳加工废水的处理境工程,2003,21(2):24～259黄和,方日明.标准胶加工废水加水葫芦厌氧处理的浓缩胶乳加工废水和标准胶加工厂废水含量研究.中国沼气,1999,17(4):7～9;17都是高浓度有机废水,通常采用厌氧→好氧(或厌10曾文武,黄圣明.如何提高橡胶生产的综合经济效益.氧)→氧化塘生物处理工艺进行处理,但是浓缩胶热带作物科技,1999(1):15～19乳加工废水的氨态氮(NH-N)和硫酸根(SO2-)含量高,3411曾繁周.天然橡胶标准胶厂应加强制胶废水治理与检硫酸盐在厌氧条件下降解产生的物质是厌氧发酵测.海南农垦科技,1998(5):46的抑制剂,其逐渐积累会影响厌氧发酵,据介绍,12陈美.80年代马来西亚天然橡胶加工业的科研与生-66-n丁丽等天然橡胶加工废水处理及综合利用产.热带作物加工,1994(3):13～19处理概况.热带农业工程,1999(2):23～2413NordinbinAb,KadirBakit.用高效藻池处理橡胶15陈成海.国外天然橡胶加工业的生产和科技现状.热废水.黄和译.尤承霖校.热带作物加工,1994(3):带农业工程,1999(3):12～1538～3916邓先元.关于治理浓缩胶乳加工废水的几点思考.海14王海英.90年代国外天然橡胶加工厂及其制品厂废水南农垦科技,1999(6):34～35!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!(上接第63页)从国外引进种质。这些为热带物)的,为了使热区的种质资源能受到更好的保存、作物种质资源的收集奠定了良好的基础。利用和研究。因此,建议在此基础上,在热区各省4.3妥善保存,稳定种质保存队伍增设地方热带作物种质资源圃,见表3。收集种质资源不是目的,而是为了更好地利表3地方热带种质资源圃规划表用;要更好地利用种质,首先须对种质完好地保2种质圃名称所在省面积/hm保存种质份种存。收集入库(圃)的种质资源是我国宝贵的物质财热带果树种质圃海南6.7＋3.3香蕉、芒果100＋100富,是维持下世纪我国农业可持续发展的战略资椰子种质圃海南13.3椰子3(种)源。因此,需要有固定的专项运转经费以保证种质香料、饮料种质圃海南5.3香料、饮料200热带花卉种质圃海南10热带花卉2000的顺利保存。中国热带农业科学院热带作物品种剑麻种质圃广东3.3剑麻50资源研究所投资,建设热带作物种子和离体保存库一座,面积200m2,总库容量2万份。另外,还需4.6建立热带种质资源网络共享平台培养种质资源保存的专业人才,以便使种质入库、热带作物种质资源信息网(CTGRIS),已初步完检测、分发、更新以及数据管理有专人管理。使种成开发工作。但由于还没有完全实现全国联网,种质资源的利用能更科学、方便和快捷。质信息只能以邮件或现场获取的方式传递,应用范4.4积极创新,充分利用围受到一定的限制。因此应建立全国性的热带种热带作物的基础工作很少。缺少种质评价技质信息网络共享平台,扩大种质信息的利用范围,术、方法、手段,限制了种质的深层次评价鉴定,提高种质信息的利用效率。同时,应加强信息的采无法为进一步的种质创新提供有效种质。但是,中集、管理、分析技术,使热带种质资源得以充分利国热带农业科学院热带作物品种资源研究所经过用。几十年的实践和经验,在对种质资源的研究过程中,发现新的材料,经过选优培植,提供新的栽培参考文献品种或为育种工作提供具有特殊性状的亲本材料。1卢新雄,曹永生.作物种质资源保存现状与展望.中国其中热带牧草研究中心选育热研1号银合欢、热研农业科技导报,2001,3(3):43～472王天云,黄亨履.抢救种质资源保护生物多样性.中国2号柱花草、热研4号王草、热研11号黑籽雀稗等农业科技导报,1999(2):46～4918个品种。热带农作研究中心选育出出华南3国家级作物种质资源圃保存多年生无性繁殖作物种质资6068、华南124、华南8013、华南8002、华南5号源份数及种类.作物种质资源信息网.http://icgr.和华南6号等6个高产优质的木薯新品种[4]。在收caas.net.cn/.[Cited2005-6-3]集保存的基础上,对所获材料进行深入研究,这样4刘国道.我国热带牧草种质资源保护和利用的战略思才能更好地利用资源。路.热带农业科学,1998(6):86～884.5建立国家热带种质资源圃5刘国道.海南饲用植物志.北京:中国农业大学出版由于仅有5个国家种质圃是针对热带作物(植社,2000-67-