茶油加工业环境污染治理对策

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一个完整的浸出工艺，除溶剂浸出这一主体工序外，还应包括混合油分离提取毛油、湿粕脱溶、烘干取得成品粕以及溶剂回收系统等四部分。(1)浸出工序:来自压榨车间的茶饼，由刮板输送机送入存料箱后进入平转浸出器，入浸油料通过封闭阀均匀地进入浸出器内转子的浸出格中，在浸出格中油料与混合油和溶剂形成一个逆流浸出过程。浸出后的油料在浸出格中经滴干后排入出粕斗。湿粕经刮板输送机送往蒸脱机。由混合油泵抽出的浓混合油经旋液分离器分离粕末后被送往混合油处理工序。(2)混合油处理工序:来自浸出器的浓混合油经旋液分离器后进入混合油储罐，经沉降分离后由泵送至蒸发器。经蒸发和分离后的混合油再由泵送入汽提塔，自汽提塔排出的毛油再由泵送入热交换器，经冷却后送往精炼车间。(3)湿粕蒸脱工序:湿粕经刮板输送机送至蒸脱机，经蒸脱、干燥、冷却处理后的成品粕经刮板输送机送入粕库经计量、打包后储藏。(4)溶剂回收工序:来自蒸脱机冷凝器、浸出器冷凝器、汽提冷凝器冷凝、溶剂储罐的自由气体进入最后冷凝器，冷凝液排入分水器，从分水器中分出的溶剂进入溶剂周转库，分出的水再经蒸煮，回收其中的残留溶剂后经水封池排出。溶剂周转库中的溶剂由泵抽出经溶剂预热器预热后进入浸出器。

1精炼

预榨车间和浸出车间生产的毛油进入精炼车间，经脱胶、脱酸、脱色、脱臭、脱蜡处理后，最终加工成品茶油。(1)加磷酸脱胶毛油中的胶质主要是磷脂，所以“脱胶”也称“脱磷”。其它胶质还有蛋白质及其分解产物、黏液质，胶质与多种微量金属(Ca、Mg、Fe、Cu)形成的配位化合物和盐类等［2］。茶油油脂的脱胶普遍采用的是水化脱胶和酸炼脱胶。油脂脱胶的基本原理就是利用磷脂等胶溶性杂质的亲水性，将一定数量的水或电解质稀溶液，加入毛油中混合，使胶质能吸水膨胀、凝聚形成相对密度比油大的“水合物”，从而达到分离净化的目的。酸炼脱胶法主要采用的是硫酸或磷酸进行脱胶。(2)碱炼脱酸过程脱除毛油中FFA(游离脂肪酸)的过程称为“脱酸”，工业上应用最广泛的是碱炼法。副反应为碱与油脂发生皂化反应生成甘油等，使碱炼过程产生少量油脂损失。主要化学反应方程式为:RCOOH+NaOH→RCOONa+H2O脱胶毛油采用连续碱炼工艺脱酸，主要过程包括加碱混合、离心除皂脚、热水(90℃)洗涤、离心脱水、真空干燥脱除水分等。(3)脱色:以活性白土为吸附剂脱除溶解于油中或以胶体形式分散于油中的杂质。然后以精过滤器过滤，得脱色油。(4)脱臭:在高温、高真空条件下利用水蒸汽蒸馏脱除影响油脂风味、气味及稳定性的“异味物质”，其主要成分为脂肪酸。脱色油首先以高压过热蒸汽进行脱色预热，再通入直接蒸汽汽提，高温精炼油稍冷后加入适量柠檬酸以防氧化，混合后油品再经真空冷却、过滤即得精炼油脂。(5)脱蜡经上述处理后的毛油含有一定的蜡，会影响油品的色泽、食用品质和营养价值。在常温(30℃)以下，蜡质在油脂中的溶解度降低，析出蜡的晶粒，工业上采取冷冻结晶，然后用过滤等机械方法脱蜡。

2废水污染源及其防治对策

2．1废水污染源食用植物油生产废水主要来源于工艺废水、循环水、冲洗废水、生活废水等。工艺废水是指与主、辅料直接接触，参与生产过程之后，从设备中排放出的废水，主要来自浸出车间和精炼车间［3］。浸出车间排放的工艺废水主要是湿粕脱溶、混合油汽提、矿物油解吸、含溶废水蒸煮等工艺操作过程喷入的直接蒸汽，以及混合油负压蒸发过程中喷入的直接蒸汽，经冷凝器冷凝后产生的废水。精炼车间的工艺废水主要是从脱胶离心机、碱炼离心机、水洗离心机等工序产生。工艺废水是含油量高的高浓度有机废水，含有磷脂、游离脂肪酸盐、被溶解的无机酸、碱、色素等物质，悬浮物含量也较高。循环水是指从各种冷凝器排放出的用作冷却介质后的冷却水，在运行中冷却水也容易夹带较多的污染物，也必须进行处理。冲洗废水是指清洗设备及车间、储油罐区、地面、检修、消溶等过程产生的废水，这些废水中含油、溶剂、粕末、沉积物、洗涤剂等污染物。生活污水主要是厂区职工生活产生的废水。相关统计，茶油浸出废水产生量为60～200kg/t成品油，精炼工艺废水产生量为200～650kg/t成品油，生产冷却废水量一般约为30～50kg/t原料。实际废水中污染物排放浓度的高低主要取决于生产工艺、规模和加工程度。一般来说，茶油生产废水中的主要污染物浓度可高达COD10000～30000mg/L，总固体5000～6000mg/L，动植物油7000～20000mg/L，悬浮物350～700mg/L、总磷40～60mg/L、pH值4～6［4］。

2．2防治措施通常对油脂废水的末端治理措施多采用物化与生化处理相结合的工艺。即经过预处理(隔油、破乳等)和一级处理(絮凝、气浮等)去除悬浮物和大部分的油，再经厌氧一好氧结合的生化处理去除剩余的有机物质。对于废水排放要求较高的地区，还需进行进一步的深度处理。深度处理通常采用的工艺主要以物化为主，即砂过滤、生物活性炭以及氧化塘、土地处理等。在废水处理方法上，除直接用各种方法达到消除污染效果外，还有的方法可在净化废水、保护环境的同时回收能源，与生态良性循环组合起来。如改变各类废水混合治理方案，采取“分流分治”，利用膜分离和絮凝剂技术进行废水深度处理及综合利用［4］。其中碱炼工序产生的高浓度废水采用DDM－06系列絮凝剂及相应的搅拌、沉淀工序，利用离心机、膜分离装置进行处理，可以有效地将脂肪酸及植物油分离出来，形成初级产品送交精制;剩下的水可以回用于碱炼工序，实现了源头治污、综合利用，既增加了产品收率，又节约了水资源。而冲洗废水采用独立的收集系统、系列絮凝剂及膜技术进行处理后，其水质可达到冲洗水的要求，除自然损耗外，都可回用。

3废气污染源及其防治对策

茶油生产和加工过程中的废气污染源主要是预处理过程中产生的粉尘、湿粕脱溶和混合油汽提工序产生的溶剂尾气、燃煤锅炉排放的大气污染物以及粕冷却、脱臭工序和污水处理站产生的异味［5］。

3．1粉尘污染油茶籽在生长、收获、贮藏和运输过程中，都会混入一定数量的杂质，因此，在进行机械清理和分选过程中会产生粉尘。生产过程中通常采用旋风分离器和脉冲除尘器串连的吸风系统，对下料坑、清理筛、去石机、提升机、破碎机等系统进行严格的吸风，对含尘空气进行处理。

3．2溶剂尾气浸出工序产生的混合油和湿粕中均含有一定量的溶剂，在浸出混合油脱溶、湿粕脱溶过程中，产生含有一定量溶剂的不凝结气体(尾气)，如果不加以控制，会对周围环境造成一定的影响。通常采用冷凝冷却的方法处理浸出、湿粕脱溶、混合油汽提等工序产生的混合蒸汽，使混合蒸汽中的有机溶剂冷凝冷却成液体进行回收。经冷凝冷却处理，可以回收混合蒸汽中的绝大多数有机溶剂，但是尾气中仍含有少量有机溶剂。通常在规模化生产过程中，尾气需再辅以液蜡或植物油吸收回收溶剂，液蜡和植物油经脱溶解析后可循环使用。此外，对于小规模生产亦可采用活性炭吸附的尾气治理方法。

3．3锅炉废气目前中国油脂加工企业均采用锅炉提供生产过程中所需的蒸汽，锅炉在运行过程中将会产生SO2、NOx以及粉尘等大气污染物，对环境造成污染。近年来，中国研究开发出的锅炉烟气除尘脱硫器已有很多，可保证锅炉烟气治理后达到相关的排放标准。有条件的地区，应首先采用燃气、燃油锅炉。

3．4恶臭在茶油粕烘干和精炼油的脱臭工序中，部分有机化合物在高温条件下被蒸出，产生异味，导致污水处理站厌氧和污泥处置等环节易产生恶臭。对异味的有效控制，必须从生产工序进行考虑，减少有机物质的挥发。(1)脱臭塔蒸出的水汽及脂肪酸等首先经捕集器回收浓度较高的脂肪酸，剩余水汽(仍含少量脂肪酸)经冷凝器冷凝收集，尾气经真空泵抽吸后再以水过滤洗涤后排空。同时对冷凝液采取密闭回收，降低温度以减少高温冷凝液在空气中的挥发。(2)饼粕库房应保持通风，防止发酵产生异味，且饼粕应及时出售，减少库房内堆存。皂脚、废磷脂、废脂肪酸、废冷凝液、废活性炭、废白土、污水处理站剩余污泥等应尽量密闭装置收存，及时清运，以防止腐化酸败产生恶臭气体。(3)生产废水输送系统采取密封式的管道，污水厌氧和污泥处理装置上部加盖板封闭，废气经收集除臭处理后排放。生产车间和污水处理站周围应设置一定范围的卫生防护距离，建设绿化隔离带，以减缓臭味对周围环境的影响。

4固体废物污染源及其防治对策

茶油油脂生产加工产生的固体废弃物主要为:工艺废渣、锅炉废渣、废水处理后的污泥以及生活垃圾。其中工艺废渣主要有干茶粕、浸出尾气净化废吸附剂，脱胶工段磷脂油脚、脱酸工段皂脚、脱色工段废白土、茶油脱臭馏出物、脱蜡工段蜡糊等，上述工艺废渣应优先考虑综合利用。植物油脚主要应用在以下3个方面:一是用于脱膜剂、防水沥青、人工饲料等粗产品的制备;二是经过酸化、水解，生产不饱和脂肪酸(油酸和亚油酸等)和混合饱和脂肪酸，但附加值低，同时副产大量植物沥青，约占植物油脚的10%，主要作为重油燃烧处理，其中还含有60%～70%的混合脂肪酸、5%～10%的植物甾醇及5%左右的维生素E等，造成大量天然资源的浪费;三是随着生物柴油的发展，用于生产生物柴油的原料。另利用植物油脚生产甘油、高纯度二聚酸、异硬脂酸、植物甾醇和天然维生素E等重要基础化工原料和高档油脂化学品、同时联产生物柴油的技术路线，有效解决了油脂工业所产生的植物油脚利用率低的问题，是一条非常有前途的工艺路线［6］。皂脚是油脂碱练后的下脚，皂脚的大致组成为肥皂含量30%～48%，中性油8%～27%，总脂肪酸40%～60%，剩余未水分、少量类脂物及游离碱。可以皂脚酸化后的酸化油为原料，经水解和混合脂肪酸精馏分离工段后可分别制取油酸、硬脂酸和植物沥青，水解产生的甜水可进一步生产甘油［7］。脱色后废白土一般含有20%～40%油脂，国内多数将废白土制砖或掺入锅炉房的燃煤中进行焚烧处理，没有回收利用废白土中的油脂。根据研究表明，从废白土中回收的油脂可作为化工及饲料原料，经及时处理得到的油脂也可食用，回收废白土中的油脂可采用压榨法、水溶法和溶剂浸出法等［8］。茶油脱臭馏出物中含有一定量的脂肪酸和水分，目前国内外此领域成熟的工艺为酯交换法从冷凝液中提取天然VE、甾醇，并获取甘油、脂肪酸以及脂肪酸甲酯(俗称生物柴油)［9］。蜡糊(又称粗蜡油)是脱蜡工序的副产物，蜡糊以脂肪酸(蜡酸)和高级蜡醇酯为主要成分。以蜡糊为原料可以生产价值高、用途广的精制茶油蜡，以精制茶油蜡为原料又可以生产出二十八烷醇和三十烷醇等多种附加值更高的下游产品［10］。原料清理、脱壳和预榨产生的茶壳、灰杂和浸出车间的干粕均可作为基质肥料。浸出尾气净化废玻璃纤维和废活性炭应交资质单位回收或者由周边企业工业炉窑、锅炉燃烧处置。污水处理站剩余刮油渣、污泥和生活垃圾可送城市垃圾处理场集中填埋。锅炉废渣可作为铺路路基材料和建材生产原料。

5噪声污染源及其防治对策

茶油厂的主要高噪声设备有振动筛、破碎机、空压机、榨油机、汽提塔、冷却塔、离心机、蒸汽喷射泵、锅炉及车间的各类风机和水泵等，设备噪声级可高达80～110dB(A)。因此，茶油厂应按照《工业企业噪声控制设计规范》对厂区内主要噪声源优化布局，主要噪声源集中布置，并尽量远离区外居民区和区内办公区，车间与厂界之间应设计绿化隔声降噪带，以种植高大乔木为主。生产车间内部设置隔声吸音材料，对破碎机、振动筛等采取防震、减震措施，蒸汽喷射泵、风机、空压机、锅炉放空管等应配套消声装置，选用高效低噪型设备等噪声综合措施都可有效地降低噪声。保养没备、正确操作不但可安全生产、延长设备使用寿命，也有利于降低噪音，改善劳动环境。

6环境风险源及其防治对策

6．1潜在环境风险

目前应用最广泛的浸出有机溶剂是在常温下呈液态的正己烷(C6H14)、工业己烷(含45%～90%的正己烷)与轻汽油(在中国称6号溶剂油，成分为正已烷)等。正已烷为第3．1类低闪点易燃液体，其蒸汽与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热极易燃烧爆炸。与氧化剂接触发生强烈反应，甚至引起燃烧。在火场中，受热的容器有爆炸危险。其蒸汽比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会引着回燃和爆炸，1t已烷的爆炸当量相当于1tTNT，因此必须引起生产厂家的高度重视。可见，茶油生产中环境风险可信事故为:(1)有机溶剂储罐、成品茶油储罐泄露，且遇热遇火产生的火灾爆炸。(2)火灾爆炸事故时，消防废水收集处理不当，进入周边地表水水体，造成纳污水体油污污染。

6．2环境风险防治对策

(1)加强岗位培训，落实安全生产责任制。把防止风险污染事故的发生纳入生产管理和安全管理中，制定环境突发事件应急预案，并定期组织演练。经常检查安全生产设施，发现问题及时解决，消除事故隐患。加强职工安全和环境保护知识教育，对具有负责风险隐患岗位的管理及操作人员必须进行培训，增强全体职工的责任感。

(2)落实各项安全技术措施。开展建设项目安全评价，并按要求落实与周边建筑物的安全防护距离和其它各项安全生产防护措施。在设计中严格执行《建筑设计防火规范》、《建筑防雷设计规范》等设计规范，避免设计不当引起的事故。浸出车间内配置一台移动式溶剂蒸汽检测报警器，随时检测与控制车间内溶剂汽体浓度，预防因溶剂泄露严重而产生爆炸的危险。为预防停电造成的事故性污染，应确保溶剂油回收工艺和相关装置二回路供电。成品茶油储罐和溶剂油储罐可考虑地下式或半地下式设置，并应设事故围堰。厂区内应设置消防废水应急事故池，泄露或火灾爆炸事故时，将废油及含油废水有效收集至事故池内。

7清洁生产建议

随着茶油深加工技术的发展，可能会有新的污染源随之产生。为了减少茶油生产和加工过程对环境所造成的影响，最有效的污染防治办法就是在生产过程中实行清洁生产，采用低污染的原材料，研究推广低能耗、低污染的生产工艺，最终实现环境效益和经济效益的“双赢”。

(1)积极开展清洁生产审核。国家环境部门早于2006年就已经颁布实施了《食用植物油工业(豆油和豆粕)清洁生产标准》(HJ/T184－2006)，茶油生产厂家应当结合自身生产实际，积极开展清洁生产审核，逐步推进IOS14000体系认证。

(2)通过采用高效先进的生产工艺和合理的生产管理，从源头严格控制各生产工序的废水产生源。通常采用的废水源头控制措施主要有:采用先进的蒸脱机，节省湿粕脱溶所需的直接蒸汽用量并提高蒸馏效率;采用合理有效的混合蒸汽中粕末的捕集方式(如旋风湿式捕集)，减少混合蒸汽含粕末量;控制汽提过程直接蒸汽的流量、蒸汽压力及采用合理的汽提塔结构型式，防止油脂被带出冷凝器等［5］。

(3)逐步推广超临界CO2流体技术［11］。中国山茶油的制取一般采用压榨法和浸出法，存在高温使营养和脂肪酸遭受破坏、颜色深、杂质含量高以及化学溶剂残留等问题。采用超临界CO2流体萃取技术山茶油技术可以避免上述问题:CO2萃取在常温下进行，惰性气体在液相下萃取山茶油并在气相中与油分离，工艺条件温和，工艺流程简单，提取率高，含磷少，色泽浅，后处理中可省去脱胶和脱色工序，通过萃取工艺的调整，除去大部分游离脂肪酸，简化了脱酸工序，不仅简化生产工艺，还避免营养和脂肪酸不被破坏，得到高等级的精制山茶油，产品可用于食用、医疗和化妆品等方面，大大提高其附加值。

作者：陈臣谢伶莉黄永文严向东李威单位：宜昌市环境保护研究所武汉大学宜昌市环境保护监测站武汉理工大学