基于生命周期评价的玉米淀粉废水处理工艺的经济和环境评价研究

【摘要】：工业废水的过度排放导致了地下水水质恶化,在中国农村地区,大量工业废水未经处理或者处理不彻底便直接排放,进一步加剧了中国水资源短缺的矛盾,并给自然生态系统带来严重的影响。其中,淀粉废水含有大量的有机污染物,如溶解性淀粉、蛋白质、脂肪等,其次是含氮、磷的无机化合物,易腐败发酵,使水质黑臭,是食品工业中污染最严重的工业废水,若不经处理排放将会给水生生物带来致命的后果。如何将淀粉废水中所含有用物质回收利用、变废为宝,实现环境效益与社会经济效益的有机结合,保障食品工业的可持续发展已经成为研究的一个焦点问题。目前,淀粉废水的回收利用虽未达到工业规模,但是已经取得了很多技术成果,如废水中化学需氧量、氮和磷可以被转化成高能物质或电。本文针对一个地处山东的玉米淀粉废水处理厂,采用生命周期评价(Life Cycle Assessment,LCA),对比了有无微生物油脂提取过程的环境经济效益差异。文中所用山东电网基准线排放因子等数据来源于特定网站,使用软件GaBi5.43版进行分析。运用归因模型的生命周期评价进行对比分析可知,尽管通过提取玉米废水中粗生物油脂能够去除其中的高浓度有机物,取得较好的经济效益,但却增加了2330%的大气污染物。为此,提出了一个以玉米秸秆作为生物质燃料供能系统的生命周期评价响应模型,结果表明,由于工厂地理位置优势,附近有丰富的玉米秸秆资源,用作生物质燃料可以减轻气态污染物的高排放。本研究不仅对当前淀粉废水中微生物油脂提取技术进行了环境评价,识别过程中的瓶颈,同时为可再生能源的利用提供了机会,使得环境与社会经济能够协调可持续发展。