（环境工程专业论文）皂素工业废水化学需氧量排放标准的研究.pdf

摘要 摘要 皂素工业是一个重要的生物医药化工行业，其外排废水属难处理高 浓度含酸有机废水。由于污水处理难度大，运行费用高。目前除少数皂 素企业进行简单的处理外，大多数直接排放。对周围环境造成了严重污 染，亦对南水北调中线水源构成威胁。本研究旨在通过对皂素企业生产 情况、污水排放情况及废水处理工艺情况的调研，大量的实验室工作及 现场工作，研究制订出皂素行业经济上可行，环境容量许可的c o d 排 放限值。 本课题研究的主要内容是： ( 1 ) 污染源类别及污染物的流向和分布。 对黄姜的种植，皂素的价值，皂素企业的规模、分布、生产能力及 生产工艺等进行了大量的调研工作，确定了主要污染源的分布和污染物 发生量。 ( 2 ) 确定最佳皂素废水处理工艺。 调查分析了现有皂素废水的治理工艺技术，筛选出武汉化工学院开 发的三段式两相厌氧为适用工艺。它是以水解酸化内电解改进u a s b 厌氧组合的一套厌氧工艺技术，并以此为核心与生物接触氧化、催化氧 化脱色优化组合形成的新型工业废水处理工艺。 ( 3 ) 为皂素行业制订出技术上可行、经济上合理的皂素废水c o d 的排 放标准。 武汉化工学院硕士学位论文 采用武汉化工学院开发的“一种高浓度有机废水的厌氧处理工艺” 专利技术( 国家知识产权局受理号2 0 0 4 1 0 0 1 3 2 7 1 7 ，公开号c n l 5 8 3 5 9 9 a ) 对其进行有效处理后，再采用生物接触氧化法对其出水进行好氧处理。 作出c o d 随时间变化的曲线，研究c o d 的构成特性，确定可溶性难降 解c o d 的范围为3 5 0 4 0 0 m g l 。 对该好氧出水进行催化氧化脱色，计算成本，根据目前最佳治理技 术并考虑大多数企业对运行成本的承受能力，建议皂素生产废水c o d 排放的质量浓度限值：现有企业为3 0 0 m g l 一3 5 0 m g l ；新建企业为 2 0 0 m g l 一2 5 0 m g 几。 本课题的创新点在于： ( 1 ) 首次研究并确定皂素废水中c o d 难降解成份的比例。 ( 2 ) 首次以行业环境标准的形式规定c o d 的限值，包含浓度限值与总 量限值。 本课题的意义在于首次以行业环境标准的形式规定c 0 d 的限值， 包含浓度限值与总量限值。可规范皂素行业的发展、促进皂素工业的清 洁生产，使丹江水库保持良好的水质，确保库区社会经济与环境保护的 协调发展，保证南水北调中线的水质安全。 关键词：皂索工业；废水；c o d 浓度限值；c o d 总量限值 i i 一! 生! ：! ! ! _ _ - _ _ _ - _ _ _ - _ _ - _ 。_ _ - _ _ 一一。 a b s t r a c t s a p o n i ni n d u s 订yi s a i li m p o n a i l tb i o l o g i c a l ，m e d i c a la n dc h e m i c a l i n d u s 仃y t h ew a s t e w a t e rf - r o ms a p o n i np r o d u c t i o nw h i c hi s o fh i 曲a c i d i c o 唱a n i ci s d i f f i c u l tt ot r e a t b e c 叭s em ed e 莎e eo fd i m c u l t yo fs e w a g e d i s p o s a l sg r e a ta n di t i sc o s t l yt or u n ，o n l yf e ws a p o n i ne n t e r p r i s e sc 醐呵o n s i m p l et r e a t m e n t ，w h i l et l l eg r e 砒m a j o r i t yo fe n t e 翠r i s e sd i s c h a 略ew a s t e w a t e rd i r e c t l y c a u s i i l gp o l l u t i n gt ot h es u m ) u i l d i n ge n v i r o m e n ts e r i o u s l y ， a l s oc o n s t i t u t eam r e a tt os o u r c eo fw a t e ro fc e n t r el i n eo fs o u m n o r t h w a t e rd i v e r s i o n t h i sr e s e a r c ha i m sa t ，m r o u g hi n v e s t i g a t i o na 1 1 dr e s e a r c h o ft h e p r o d u c t i o ns i t u 撕o n ， e x h 叫s to fs e w a g es i t u a t i o no fs 叩o n i n e n t e r p r i s e ，s e w a g ea n dw a s t ew a t e rt r e a t m e n tc r a rs i t u a t i o nc o r r e c t l y ， a l a 唱en u f i l b e ro fl a b o r a t o uw o r ka n dw o r ko nt h es p o t ，m a k i n go u tt l l e d i s c h a 唱e l i m i to fc o dt h a ti s e c o n o m i c a l l y f e a s i b l et ot h e s a p o n i n e n t e r p r i s e sa n dt h a tt h ee n v i r o 衄e n t a lc a p a c i t yp e m i t s m a i nc o n t e m st h a tt h i ss u b j e c ts t u d i e sl i ei n ( 1 ) s t u d y i n gc l a s s i f i c a t i o n so fp o l l u t i o ns o u r c e sa n df l o wd i r e c t i o na n d d i s t r i b u t i o no f t h ep o l l u t a n t s s t u d yt h ep l a n t i n go ft h ey e l l o wg i n g e r t h ev a l u eo ft h es a p o n i n ， t h e s c a l e ，d i s t r i b u t i o n ， p r o d u c t i o nc 印a c i t y ，p r o d u c t i o nt e c h n o i o g ye t c o f s a p o n i ne n t e r p r i s e s ，c o n f i 玎nt h ed i s t r i b u t i o no f t h ep “m a r yp o l l u t i o ns o u r c e a n dt h ea m o u n to f p o l l u t a n t 武汉化工学院硕士学位论文 ( 2 ) c o n f i m i n gt h e b e s td i s p o s a l t e c l l n o i o g yo fs 印o n i n w a s t e w a t e r i n v e s t i g a t ea n da n a l y s ee x i s t i n gd i s p o s a lt e c h n o l o 鲥o fs 印o n j nw 硪 w a t e r ，c o n f i 加t h et 1 1 r e e 啪em op h a s ea 1 1 a e r o b i cc m rd e v e l o p e db y w u h a ni n s t i t u t eo ft e c l l l l o l o g ya st h eb e s to n e i ti san e w q p ei n d u s t r i a l w a s t ew a t e rt r e a t m e n tw h i c ht a k e s h y 出d l y s i s a c i d i f i c a t i o n i n s i d e e l e c 仃o l 州c - i m p r o v e du a s ba st h r c es t a g e mp r o c e d u r c ，w r h i c hw a s r e g a r d e da sc o r ea 1 1 dc o m b i n e dt ob i o l o g yc o n t a c to x i d a t i o na i l dc a t a l y s e o x i d a t i o nd e c o l or ( 2 ) m a l ( i n go mt 1 1 ed i s c h a 唱es t a n d a r do fs a p o f l i nw a s t e 、v a t e rc o d w h i c hi ss u i t a b l ea f l de c o n o m i cf o rm es 印o n i nt r a d e t h ep a t e 嫩e dt e c h n o l o g yo f“o n et r e 釉e n tt e c h n o l o g yt oh i 曲 d e n s 姆o r g a n i cw a s t ew a t e r d e v e l o p e db yw u h a ni n s t i m t co ft e c 置1 i l o l o g y ( s t a t ei n t e l l e c t u a lp r o p e r t yb u r e a u a c c 印t e dn u m b e r2 0 0 4 1 0 0 1 3 2 7 1 7 ) i s a d o p t e dt ot r e 砒t h ew a s t ew a t e re 虢c t i v e l y ，t h e n 订e a tt h ea j l a e r o b i ci n n u e n t l i q u i db yb i o c o n t a c to ) ( i d a t i o nm e t h o d m 砒，em ec u r v em a tc o dc h m 培e s o v e rt i m e c o n n n l lt h er a n g eo fs o l u b l ec o dw h i c hc a n 、td e g r a d e d b i o l o g i c a i l yi s3 5 0 4 0 0 m g 几 0 x j d i z et od e c o j o u rt h ea e r o b i ci n f i u e n t “q u i d ，c a l c u i a t ec o s t ，t 1 e n a c c o r d i n gt om eb e s tp r a t i c a lt e c h n o i o g ya tp r e s e n ta f l dc o n s i d e r i n gm o s t e n t e r p r i s e s b e a r a b l ec a p a c i t yt ot h eo p e r a t i n gc o s t p r o p o s et h el i m i to f d e n s i t y o fq u a l i t yo fc o dt h a t s a p o n i n w a s t e 、v a t e rd i s c h a 唱ei s ： r v 一竺! ! ! 竺! _ _ _ _ _ _ h _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - h _ _ _ 一一一 3 0 0 m g l 3 5 0 m g ，l f o rt h e 麟i s t i n ge n t e 恻s e s ；2 0 0 m g ，l 。2 5 0 m g l f o r n e w l y - b u i l te n t e j 甲r i s e s t h ei i l f l o v a t i o no f t h i ss u b j e c ti sc l i c k e da 1 1 dl a i ni n ( 1 ) s t u d y i n g a f l d c o n f i 腓i n g d i 缅c u l t p 翦o p o r b o n o f d e g r a d i n g c o m p o s i t i o n so fc o d i nt h es a p o n i nw a s t ew a t e rf - o rt h ef i r s tt i m e ( 2 ) s t i p u l a t i n gt h el i m i to fc o d i nt h ef o r mo fe n v i m l l i t l e n t a ls t a i l d a r d o f t l l et r a d er ”t l l ef i r s tt i m e t h em e a n i n go ft h i ss u 巧e c tl i e si ns t i p u l a t i n gm el i m i to fc o di nt h e f o r mo fe n v i r o n m e n t a ls t a n d a r do fm et r a d ef o rt h en r s tt i m e ，i n c l u d i n g d e n s 畸l i m i ta n dt o t a la m o u n tl i m i t ，w h i c hc a l ls t a n d a r d i z et h ed e v e l o p m e n t o fs 印o n i nt r a d e ，p r o m o t et h ec l e a l l e rp r o d u c t i o no fs a p o n i ni n d u s t r y ，m a k e t h es t o r e h o u s er e s e r v o i ro fr e dr i v e rk e 印g o o dw a t e rq u a l i t y ，g u a r a n 上e e 也e s o c i a l e c o n o m y i nt h er e s e r v o i ra r e a d e v e l o p e d w i me n v i r o e n t a l p m t e c t i o ni nh a r m o n y g u a 啪t e ew a t e rq u a l i 哆s a f e 哆o fc e n t r e l i n eo f s o u 也n o r t hw 乱e rd i v e r s i o n k e y w o r d ：s 印o n i ni n d u s 时；w a s t e 眦t e r ；d i s c h a r g ei i m i to fc o d v 独创性声明 喇 9 8 二0 3 奉人声明j 听呈交的学位论文址我个人经导卿指坤 、趔：仃的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除义- f ，已经标哆j o l f 的内容外， 本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对 本文的研究做贡献的个人和集体，均l j 在文中以f y l 确办式标明。本 人完全意识到本声明的法律结果e 1 本人取担。 等：化论文作者签名：董曲 沙。一i 争风? 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解我院何艾仪科、馒川学位论文的规定， 即：我院有权保留并向囡家有关搠、_ j 戒舭构送交论文n ，j 复印件和电j 予 版，允许论文被查阅。本人授权武汉 柑人学研究生处可以将本学位 论文的全部或部分内容编入有关数播i 进行检索，可以采川影e f j 、缩 印或扫描等复制手段保存和汇编小学似除丈。 保密o ， 在一1 1 斛密后适川本授权书。 本论文属于 7 ， 不保密。 ( 请在以上方框内打“”) 学位论文作者签名：熏稳 + 卡 训降m 广 指导教师繇妄一卜致 几m 才年斗月污日 引言 引言 本课题来源于国家环境保护总局办公厅环办函 2 0 0 3 5 0 8 号文件“关 于公布环境标准编制单位名单的通知”批准武汉化工学院主编皂素工 业污染物排放标准及测量方法中的部分研究内容。 皂素工业是一个重要的生物医药化工行业。其外排废水属难处理高 浓度含酸有机废水。由于污水处理难度大，运行费用高，目前除少数皂 素企业进行简单的处理外，大多数直接排放。对周围环境造成了严重污 染，亦对南水北调中线水源构成威胁。 目前，对于皂素行业，有关黄姜中皂素的提取及含量分析，皂素的 测定方法及皂素行业废水的治理工艺等方面国内有较多的研究；国外则 对皂素的组成，毒性及皂素的分析方法的研究很活跃。但有关皂素工业 污染物物业环境标准目前在国内外尚属空白，我国环境部门普遍使用污 水综合排放标准( g b 8 9 7 8 一1 9 9 6 ) 进行管理。实践证明，该标准用于皂素 行业不够适宜。为保护重点水资源及促进该行业清洁生产，其标准的制 订十分重要而迫切。 此标准的制订可填补目前国内外皂素行业环境标准的空白，对重点 水源保护及黄姜产业的可持续发展都有重要意义。 武汉化工学院硕士学位论文 第l 章文献综述 1 1 环境标准的概念、意义和作用【l 】 1 1 1 环境标准的概念 一般认为，环境标准是为了防治环境污染，维护生态平衡，保护人 群健康，对环境保护工作中需要统一的各项技术规范和技术要求所做的 规定。具体地讲，环境标准是国家为了保护人民健康，促进生态良性循 环，实现社会经济发展目标，根据国家的环境政策和法规，在综合考虑 本国自然环境特征、社会经济条件和科学技术水平的基础上规定环境中 污染物的允许含量和污染源排放污染物的数量、浓度、时间和速率以及 其他有关技术规范。 环境标准是国家环境政策在技术方面的具体体现，是行使环境监督 管理和进行环境规划的主要依据，是推动环境科技进步的动力。由此可 以看出，环境标准是随环境问题的产出而出现，随科技进步和环境科学 的发展而发展，体现在种类和数量上也越来越多。环境标准为社会生产 力的发展创造良好的条件，又受到社会生产力发展水平的制约。 我国的标准分为：环境质量标准，污染物排放标准，环境基础标准， 环境方法标准，环境标准样品标准和环保仪器设备标准六类。 环境标准分为国家标准和地方标准两种。 1 1 2 环境标准的意义和作用 环境标准是为了保护人群健康，防治环境污染和维护生态平衡，对 第l 章文献综述 有关技术要求所做的统一规定，它在我国环保工作中有着极其重要的地 位和不可替代的作用2 1 。 1 1 2 1 环境标准是制订环境保护规划、计划的依据 保护人群健康，保持资源价值，维持良好的生态环境都需要使环境 质量或污染物排放达到一定的标准。有了环境质量标准或污染物排放标 准，国家和地方政府以及企业就可以较为容易地根据这些标准来制订污 染控制规划、计划，也就便于将环境保护纳入国家的经济、社会发展之 中。 1 1 2 2 环境标准是国家环境法律、法规的重要组成部分 在国家环境法律、法规体系中，环境标准是最基础的内容，是各类 环境法律、法规的具体解析。据统计，世界上有一半以上的国家环境标 准是法制性标准。同样，中国的环境标准具有法规约束性，是我国环境 保护法规所赋予的。在中华人民共和国环境保护法、大气污染防治 法、水污染防治法、海洋环境保护法、噪声污染防治法、固体 废物污染防治法等法规中，都规定了实旎环境标准的条款。 应当说，如果没有各类环境标准，这些法律、法规和政策就难以具 体落实和执行；离开了环境标准，环境管理将无所适从和寸步难行。 1 1 2 3 环境标准是环境管理的技术基础 定量化管理是强化管理并实现管理科学化的重要途径。定量管理就 要求在污染源控制与环境目标管理之间建立定量评价关系，开展目标管 理是运用随机制宜原则，对不同时间、空问、污染类型确定相应要达到 1 武汉化工学院硕士学位论文 的环境标准，使管理具有针对性。 不论是对污染源的监督管理，还是对企业行政主管部门的监督管理； 不论是浓度控制还是总量控制；不论是末端控制还是全过程控制；不论 是分散控制还是集中控制，都离不开环境标准。 总之，环境标准是强化环境监督管理的核心。污染物排放和环境质 量标准提供了衡量环境质量状况的尺度，为判别污染源是否违法提供了 判断依据；方法标准、标准样品标准和基础标准统一了环境质量标准和 污染物排放标准实施的技术要求。 1 1 2 4 环境标准是推动环保科技进步的动力 标准出台具有先进性和科学性，代表了一定时期内科技发展方向， 这样，标准就在某种程度上成为判断技术、工艺和设备是否先进可行的 依据，成为筛选、评价科技成果的尺度。因此，为了满足环境标准要求， 必须加快科技的研究和成果的转换，从而对环境保护的科技进步志到促 进和推动作用。 1 1 2 5 环境标准是进行环境评价的准绳 无论进行环境质量现状评价，编制环境质量报告书，还是进行环境 影响评价，编制环境影响报告书，都得需要环境标准。只有依靠环境标 准，方能做出定量化的比较和评价，正确判断环境质量的好环，从而为 控制环境质量进行环境污染综合整治，以及设计切实可行的治理方案提 供科学依据。 1 1 2 6 环境标准具有投资导向作用 第l 章文献综述 根据“谁污染，谁治理”的原则，对超过污染物排放标准的污染源 要征收排污费，而征收排污费的数量主要取决于浓度排放标准的高低。 因而环境标准指标值的高低是确定污染源治理资金投入的技术依据，也 对新建项目和技术改造项目的投资方向具有导向作用。 1 2 我国环境标准的发展 我国的环境标准是与环境保护事业同步发展起来的。1 9 7 3 年8 月在 国务院周恩来总理关怀下召开的第一次全国环境保护工作会议审查通过 了我国第一个环境标准工业“三废”排放试行标准，奠定了我 国环境标准的基础，这一标准为我国刚刚起步的环保事业提供了管理和 执法依据。在“三同时”把关，排污收费、污染源控制和污染防治等方 面发挥了重大作用。 1 9 7 9 年3 月，第二次全国环境保护工作会议在成都召开会议，决定 进一步加强环境标准工作。同时国家颁布了中华人民共和国环境保护 法( 试行) ，明确规定了环境标准的制( 修) 订、审批和实施权限，使环境 标准工作有了法律依据和保证。同时开始制定大气、水质和噪声等环境 质量标准及钢铁、化工、轻工等4 0 多个国家工业污染物排放标准。八十 年代中期配合环境质量标准和污染物排放标准制定了相应的方法标准、 标准样品。八十年代末，原国家环保局重新修订、颁布了地面水环境 质量标准( g b 3 8 3 8 8 8 ) 替代g b 3 8 3 8 8 2 。制定了污水综合排放标准， 替代了工业“三废”排放试行标准中的废水部分。这两项标准的突 出特点是：环境质量按功能分类保护，排放标准则根据水域功能确定了 5 武汉化工学院硕士学位论文 分级排放限值，即排入不同的功能区的废水执行不同级别的标准；并强 调了区域综合治理，提出了排入城市下水道的排放限值，对行业排放标 准进行了调整，统一制定水质浓度指标和水量指标，体现了水质和排污 总量双重控制。 1 9 9 1 年1 2 月在广州召开的环境标准工作座谈会上，提出了新的环境 标准体系。在此之后，针对排放标准的时限问题和重点污染源控制问题， 进一步明确了排放标准的时间段的确定依据，综合排放标准及行业排放 标准的关系，着手修订综合排放标准和重点行业的排放标准，进一步理 顺和解决了在实施中的一些问题。到1 9 9 6 年，在国家环境标准清理整顿 中，制定和颁布了一批水、气污染物排放标准，进一步贯彻执行了广州 会议的精神。 2 0 0 0 年4 月2 9 日第九届全国人大第1 5 次常委会议上，通过新修订 的中华人民共和国大气污染防治法，大气法阐明了“超标即违法” 的思想，使环境标准在环境管理中的地位进一步明确。随着调整国家污 染物排放标准体系的开展，以及国家环境保护标准“十五”规划的编制、 实施，我国的环境标准工作将迈向新台阶。 我国在建立国内环境标准的同时，还积极参加了国际上的环境标准 化活动。从1 9 8 0 年起，我国陆续加人了国际标准化组织( 1 s o ) 的水质、 空气质量、土壤等三个技术委员会，建立了日常工作制度，做了大量的 国际标准草案投票验证的工作，派出多个代表团参加国际会议。1 9 9 6 年 随着i s o l 4 0 0 0 ( 环境管理体系) 系列标准的陆续发布，原国家环境保护局在 6 苎! 兰奎堕签垄 跟踪研究国际标准的基础上，积极开展试点工作，并于1 9 9 7 年成立了中 国环境管理体系认证指导委员会，为我国顺利推进这项国际标准，为环 境管理服务奠定了有力的组织保障。二十多年来，我国环境标准工作者 积极研究、制订、实施环境标准，为推动我国的环境标准工作作出了不 懈的努力，取得了显著的成绩。同时清洁生产和环境标志工作也在我国 蓬勃开展。1 9 9 3 年世界银行的技术援助项目“推进中国清洁生产”加快 了我国的清洁生产工作，并开始与国际接轨。1 9 9 7 年4 月，原国家环保 局制定并发布了一个政策性文件关于推行清洁生产的若干意见的通 知，该文件要求地方环境保护行政主管部门将清洁生产纳入已有的环 境管理制度中，深入推进清洁生产；该文件结合现有的环境管理法规， 对清洁生产意识、宣传和培训、工作重点及国际合作等几个方面提出了 要求；为进一步推进清洁生产工作制定了基本框架和工作准则。这个文 件大大促进了中国清洁生产工作。目前我国已在清洁生产企业试点示范、 培训和宣传、机构建设和政策研究等方面取得了一些进展。 环境标志计划起始于1 9 9 3 年原国家环保局发布的文件“在中国开展 环境标志”。1 9 9 4 年5 月份成立中国环境标志产品认证委员会。截止到 1 9 9 9 年底，我国已经在4 3 类产品中开展环境标志认证工作，并颁布实施 了相应的环境标志产品技术要求。已有1 6 6 家企业的4 5 0 种产品通过认 证获得环境标志。( 环境标准实用工作手册，国家环保总局科技标 准司，2 0 0 0 年7 月) 武汉化工学院硕士学位论文 1 3 我国环境标准的改革趋势3 】 我国的环境标准是与环境保护工作同时产生和发展起来的，自1 9 7 3 年颁布第1 个环境标准一工业“三废”排放试行标准以来，随着环 境保护和经济发展的需要，已在不同的领域分别制定及修订了国家级环 境标准、行业环境标准和地方环境标准共计4 0 0 多个。这些标准的实施， 为我国的环境保护工作做出了重大贡献。 但是，随着形势的发展，我国环境标准不适应新形势下环境保护要 求的问题也越来越突出地显露出来，制约了环境保护工作深化发展。因 此，按照与时俱进的思想，对环境标准进行大胆的改革和创新，使环境 标准能够符合和满足在新的历史条件下保护环境的需要已迫在眉睫。环 境标准的改革重点包括以下几个方面： 一、环境标准要逐步向环境技术法规转变，与国际通行的环境法规 接轨。 由于我国过去没有技术法规这个专门的概念，故目前我国没有建立 专门与国际接轨的技术法规，把应由技术法规的内容硬套进了适应于产 品质量管理的标准化管理范畴，把标准分为强制性和推荐性标准，统一 用强制性标准取代了技术法规的功能，统一编号由政府部门发布。这种 方式导致我国环境标准体系与国际通行规则不接轨，造成了管理工作上 的混乱，也导致标准实施不力。因此，我国环境标准必须创新，尽快与 国际通行的环境技术法规接轨，其改革创新的内容为： ( 1 ) 将现行的环境标准逐步按环境技术法规的形式进行修订，由只 r 第1 章文献综述 规定技术指标逐步扩充为不但包括环境技术指标，还包括应达到指标要 求需采取的技术措施、管理措施、评定程序、监督和处罚的手段与程序、 监督的行政部门等，使环境技术法规在定性、形式、内容等方面与国际 接轨。 ( 2 ) 环境标准逐步取消列入产品标准化管理的体系，不再编g b 国 标号，改为国家环保行政主管部门发布部门令从发布形式上创新，使标 准发布形式更具权威性，也更符合法规发布的要求。 二、环境标准要逐步建立和完善清洁生产环境标准体系。 随着对环境保护认识的深化和环境管理思想的发展，我国环境保护 正在经历一场重大的转变，即由末端控制向过程控制，由浓度控制向总 量控制转变，推进清洁生产、生态工业、循环经济发展是实现环境保护、 污染控制思想转变的有效手段。因此，环境标准的建设也要进行创新， 适应这种环境管理思想、管理手段和管理要求的转变，由制定单纯的浓 度控制标准，逐步转变到制定全过程控制的清洁生产标准。 清洁生产环境指标的建立，在我国环境标准中又增添了个新的标 准类别，作为一个全新的先导性前瞻性的环境标准，它使清洁生产由过 去一个抽象的概念转变成一个量化的可操作的具体工作，有利于推进清 洁生产的发展：它使环境管理由末端管理向过程控制管理有了具体的要 求和目标，有利于促进环境管理向全过程控制的转变；它也有利于同行 业企业发现自己在行业中有多大的差距，便于企业选择和确定自己在清 洁生产方面的目标，发挥清洁生产的潜力；它还可以用来评判企业的环 一日 武汉化工学院硕士学位论文 境行为，树立企业在市场经济条件下的环境形象，起到鼓励先进，鞭策 后进的作用。 三、环境标准要适应行业污染控制和管理的需要 目前，按水和气两类环境要求制定的大综合排放标准，在比较粗放 型的管理条件下是适用的，也为保护环境，控制污染作出了应有的贡献。 但是随着管理要求的提高，执法力度的加强，污染控制因子范围的扩大， 大综合排放标准已逐渐不适应环境管理需要。为此，地方环保管理部门 和各行业企业都强烈要求改变这种现状，根据不同行业特点建立和完善 小综合排放标准，基本思路是： ( 1 ) 按轻重缓急的顺序，对环境保护涉及的所有行业，都要制定相 应的污染物排放标准； ( 2 ) 每一个行业的排放标准要包含该行业需控制的所有污染因子， ( 如水、气、声、渣、辐射等) ，突出行业控制的重点污染因子； ( 3 ) 逐步用针对行业制定的小综合排放标准取代大综合排放标准中 相对应的内容，直到最终完全取代水、气综合排放标准； ( 4 ) 大综合排放标准中个别不能取代的内容仍然保留，作为行业排 放控制的通用内容要求。 四、环境标准要体现分类指导和导向性 环境标准是限制企业排放污染行为的技术性法规，企业要达到这种 要求需要一定的技术手段，在时间上也有一定的滞后性。因此，环境标 准指标体系也要进行改革创新，不只是对现阶段的排放提出要求，还要 i n 第l 章文献综述 对将来一定时期后的排放提出预告性的要求，这样企业就可以提前作好 相应的技术准备，来满足今后国家对环境保护的要求，避免出现企业事 到临头措手不及的情况。这样，环境标准不仅发挥了限制企业排污行为 的作用，而且起到了推动企业技术进步，引导企业发展方向的作用，有 利于企业主动地参与市场竞争。 今后，对不同行业的污染排放将按情况提出现阶段和将来时段的要 求，以引导企业的发展。其基本思路是按一定的时限划分新老企业，新 企业实施当前技术所能达到的比较严格的排放要求，老旧企业可以给予 三至五年的过渡期，在过渡期内执行相对宽松的排放限值，过渡期满后 执行与新建企业相同的排放要求。这样既考虑了老旧企业的现实情况， 又能促使老旧企业进行技术改造，达到新的排放要求。 五、环境标准的发布由省级环保部门发红头文件改为向全社会发公 告，同时在环境报和网站上发布。 六、加强环境标准框架的系统设计，使每个行业都形成完整的系统 的环境标准框架体系。 七、在环境标准制订方式上，改变标准编制受经费制约，不能预先 肩动编制工作的状况，同时要在标准编制工作中公开征集标准编制单位， 引入竞争机制。 在环境标准宣传实施方面，要改变单纯依靠政府主管部门承担的现 状，充分体现公众参与的原则，逐步建立社会化的环境标准宣传，标准 实施监督体系。 武汉化工学院硕士学位论文 1 4 生产皂紊的主要原材料一黄姜 黄姜，学名叫盾叶薯蓣，俗名叫“火藤根”，属草质藤本单子叶薯 蓣科块茎植物。其根状茎，形似生姜，断面肉质呈枯黄色，故称黄姜。( 图 1 1 黄姜图片) 1 4 1 黄姜的生长环境 黄姜的生长环境，野生黄姜生 长于东经9 8 0 5 37 1 1 2 0 5 07 ，北 纬2 3 0 1 2 3 5 0 4 2 ；海拔2 0 0 1 0 0 0 米以内，最好为海拔3 0 0 7 0 0 米；整个生长期适宜温度为 1 5 2 8 ；要求年降雨量7 5 0 1 5 0 0 毫米；一般适宜年日照时数 为1 7 5 0 2 0 0 0 小时，全年无霜期 2 2 5 2 5 0 天；生长适应性强，对土壤要求不严，粘土中p h 4 8 8 0 都能 生长，p h 5 5 7 5 之间最好。 黄姜在我国主要分布在秦岭山脉、长江流域的丘陵山地，其中最适 宜生长的地域是鄂西北武当山带及秦岭山系。 黄姜播种时间，根茎栽培分春秋两季。舂播2 月中旬至3 月底，冬 播1 2 月左右，一般以冬播为宜。播种密度每亩l 万1 2 万株。播种前 要选手f | 、选地整平、浸种、催芽( 春种) ，播种后要施肥，以氮、磷、钾、 硫、钙、镁肥为主，以铁、锰、钼、硅等为辅。注意防治根腐病、炭疽 第1 章文献综述 病、褐斑病、自锈病、线虫病等。 1 4 2 黄姜的医药价值 黄姜是世界上最好的药用植物之一，从它的根茎中提取的薯蓣皂素 是医药工业合成激素的重要基始原料，目前国内尚无其它产品取代。早 在2 0 世纪5 0 年代，合成激素的皂甙主要从动物中提取。2 0 世纪5 0 年代 以后，科学家用墨西哥薯蓣科植物中所含皂甙元合成了孕酮，形成了甾 体药物生产工艺体系。甾体激素的原料来自植物的甾体皂素类成分，我 国甾体激素的9 5 来源于薯蓣皂素。据医药资料介绍，甾体药物有四种 类别，一是甾体抗类药，如氢化可的松、泼尼松龙、泼尼松。二是甾体 口服孕药，如避孕药。三是抗激素甾体药物，主要用于治疗妇科雌激素 依赖性肿瘤，如乳腺癌，老年男性常患的前列腺肥大、骨质疏松、前列 腺癌，妇女顽固性痤疮、多毛症、性早熟、性功能反常等疾患。四是激 素补充疗法药物，具有防治更年期综合症的作用，如妇女5 0 岁前后经历 l 一3 年的更年期进入绝经期，血中雌激素水平下降至育龄期的l o 一3 0 ， 伴随而来的是更年期综合症的干扰。我国已进入老年社会，数以亿计老 年人受更年期综合症和前列腺肥大困扰，所以这类药物具有广阔市场， 其中有一种叫去氢表雄酮，被称为“青春源泉”，作为食品补充剂，具 有延缓衰老的作用。 黄姜资源具有不可替代性。世界上只有我国和墨西哥少数几个国家 拥有黄姜这资源。现代医学证明，植物皂甙只能从黄姜、川地龙、黄 山药等少数植物中提取，黄姜的根茎主要活性成分为薯蓣皂甙元，含量为 武汉化工学院硕士学位论文 3 3 4 9 因此从黄姜中提取皂素( 甙) 占总量的7 0 以上。皂素是“激 素之母”，激素类药万变不离皂素。此外，黄姜还还有4 0 的淀粉和5 0 的纤维素等成分4 1 。 1 4 3 黄姜的经济效益 种植黄姜，比其它林牧产品周期短、见效快、收入高，种亩地的 黄姜胜种十亩粮。采取无性栽培，每亩播种块根3 0 0 公斤，当年产量可 达15 0 0 公斤，每公斤按o 8 元计算，收入1 2 0 0 元，减去种子、肥料、农 药、竹竿及其它投入5 0 0 元，当年可收入7 0 0 元左右，是种粮收入的2 倍。两年起挖，按亩产2 5 0 0 公斤，产值2 0 0 0 元，减去投入7 5 0 元，纯 收入可达1 2 5 0 元以上。假如利用黄姜种籽有性繁殖，每亩投入包括肥料、 农药、种子等不足5 0 0 元，收入与无性栽培相当。所以，人们把黄姜称 之为“药用黄金”。黄姜怕涝耐早，抗灾能力很强，适宜丘陵、山地生 产。可见，黄姜不仅是山区农民致富的支柱产业，而且是调整山区产业 结构的最佳选择项目，更是建设秀美山川的绿色宝库。瞄准市场、科学 种姜、提高质量、搞好加工，当是山区农民奔小康的必由之路。 皂素市场前景广阔。从上世纪9 0 年代以来，激素类药市场由医疗领 域向畜牧业及饮食保健领域扩展。国外专业公司预测，到2 0 2 0 年激素类 药在欧洲的市场将以5 2 的速度递增。国内年需求量在3 0 0 0 吨左右， 而我国历史最高年产量只有i o o o 吨，缺口不小，不愁没有销路。因此， 黄姜前景广阔，市场急呼，效益诱人。 第l 章文献综述 l _ 4 4 黄姜对我国人民生活情况的影响 在于旱的丘陵、山区，极不适宜种植农作物的地方，种植黄姜成了 农民们解决吃饭问题、脱离贫穷的唯一出路。特别在我国的湖北西北部 的贫困山区，由于地处秦岭东段余脉，山高坡陡，沟壑纵横，土地瘠薄， 自然灾害频繁，”十年九灾，十灾九旱”。使得当地的农民要摆脱贫穷、 步入小康的社会，只有靠山吃山，大力发展黄姜种植业。这也就成了他 们唯一的收入之源。然而，他们还不知道，由于黄姜的加工工业，正在 严重的污染着他们美好的家园，河中鱼虾死光，饮用水源也遭到严重污 染，导致因污染引起的疾病横行，严重危害了人民身体健康。如果这种 情况持续下去的话，在不久的将来，家园就会变成一片废墟，寸草不生， 成为中国的第二个黄土高原，沙尘暴横行。那时，后悔晚矣! 所以，我们 就要从现在做起，早一步着手，早步受益。使我国的黄姜皂素产业能够 持续有效健康的发展。这也是我们要制定皂素工业废水污染物排放标准 的初衷。 1 5 皂素简介 i 5 1 皂素 从植物中提取皂素的生产隶属于生物化工行业，以皂素为原料生产 下游产品隶属于医药化工行业，因此本标准所指的皂素工业隶属于生物 化工。 皂素又名皂甙元、皂草甙，为白色晶体或粉末。结构式见图1 2 武汉化工学院硕士学位论文 媳，7 7 、 图卜2 皂素的结构式 f i g 1 2c o n f i g u r a t i o no fs 印o n i n 皂素，熔点1 9 5 。c 一2 0 5 。c ，难溶于水，易溶于苯、氯仿等有机溶剂， 是合成甾体激素类( s t e r o i d h o m o n e ) 药物和甾体避孕药的重要医药化工原 制卯，在医药生产中具有十分重要的应用价值6 ，7 1 ，人们称其为医药工业的 “黄金”。皂素是薯蓣科薯蓣属植物根茎中薯蓣皂甙( d i o s c i n ) 的水解产 物，其以糖甙的形式广泛的存在于自然界的植物中，其中尤以薯蓣科含量 最多阳j 。薯蓣皂素具有雌激素作用，可降低胆固醇、止咳、祛痰、脱敏、 恢复病变组织以及刺激肝索细胞与胆汁分泌】。它还可用作甾体抗炎药、 性激素、女用避孕药的半合成原料【1 2 t 1 3 】。 此外，国内外许多学者近年来报告薯蓣皂甙有抗肿瘤作用【1 4 u j 。另 外，甾体激素类药物在调节人体机能，防老抗衰老、调节脑神经、减肥、 补钙保健等方面以及日用化学工业和养殖业也得到广泛应用。还有学者 报告治疗高血脂和冠心病的中成药一地奥心血康胶囊的有效成分实为薯 蓣皂甙元【1 6 】。甾体激素药物经过几十年的研究开发，目前已形成种类繁 多、临床应用广泛和需要旺盛的一大类甾体药物。据统计，全世界由皂 第l 章文献综述 素研制生产的激素类药物品种已达3 0 0 多种( 】，国内目前已开发出4 3 种。 生产甾体激素类药物必须以皂素或甾醇做基础原料。自甾体激素药物发 明以来，世界生产皂素或甾醇的方法主要有动植物提取法和化学合成法。 一九九二年，联合国卫生组织宣布，禁止使用化学合成法生产甾体激素 药物，而从动物脏器和血液中提取的皂素会导致肥胖和巨人症。因此， 目前只能从植物中提取皂素和甾醇生产甾体激素药物。但利用甾醇生产 甾体激素药物成本远远高于皂素，一般都是用植物皂素生产甾体激素类 药物，故植物皂素有“激素之母”之称。植物皂素主要有三大类：薯蓣 皂素、剑麻皂索、番麻皂素。其中薯蓣皂素是生产甾体激素类药物最理 想的基础原料，世界上三分之二以上的甾体激素药物是以薯蓣皂素做基 础原料生产的，所以薯蓣皂素在甾体激素类药物生产中具有十分重要的 地位。世界上薯蓣皂素含量较高的植物不多，主要分布在我国和墨话哥， 所以我国和墨西哥是薯蓣皂素生产大国。在墨西哥，含薯蓣皂素较高的 植物主要是小穗花薯蓣。在我国，含薯蓣皂素的植物有十七种，但含量 较高、具有工业开发价值的主要是黄姜、穿地龙、葫芦芭。穿地龙皂素 含量只有黄姜的一半，且生长周期比黄姜长( 黄姜为2 年，穿地龙为4 5 年) ，葫芦芭籽皂素含量也较低( o 8 1 2 ) ，因此，黄姜成为我国生 产皂素最主要的药源植物。 我国自上世纪五十年代末开始利用野生黄姜生产薯蓣皂素和甾体激 素类药物，在七十年代前，我国甾体激素类药物主要依赖进口。八十年 代以后，我国皂素工业发展较快，产品不仅能满足国内需要，而且出口 一1 7