生物有机肥与传统的氮磷钾复混肥、有机肥及无机化肥相比，是目前国内乃至世界上较为先进的技术，其发展趋势是利用现代生物技术，开拓新的有机物资源，开展微生物菌种的筛选、培养及培养基的研究，开发新型的发酵罐(塔)，以适应大规模生产的需要，针对农作物营养特性和土壤供肥情况，生产多种有机无机复混肥。本文通过对生物有机肥行业环境评价主要技术要点的探讨，促进该行业在扩大生产的同时，坚强污染治理，实现经济、社会、环境效益的协调发展。
《中国土壤与肥料》主要刊登土壤、植物营养与肥料、农业水资源、农业微生物、分析测试及环境保护等方面的新成果、新方法、新技术、新经验及国内外发展动态等。期刊栏目专家论坛、专题综述、研究报告、分析方法、研究简报、技术讲座、经验交流、新产品新技术、研究动态、信息窗等栏目。
1、前言
吉林燃料乙醇有限责任公司年产30万吨燃料乙醇装置投产后，每年有27万吨的DDGS副产品，利用生物技术将其部分转化为生物有机肥，可以形成以玉米深加工、生产清洁环保燃料、发展绿色农业为特征的规模性产业链，对于吉林省等以玉米、水稻为主要农作物的粮食主产区的农业可持续发展有着十分重要的意义。
生物有机肥生产过程中最大的环境问题是发酵过程中产生的异味、破碎筛分过程中产生的粉尘。如果处理措施不当会对环境空气造成严重污染。本文以吉林燃料乙醇有限责任公司年产10万吨/年生物有机肥一期(5万吨/年)项目为例，归纳总结环评中主要技术要点，以便与大家共同探讨。
2、技术要点
2.1 有机肥行业工程分析
2.1.1 生产工艺及排污流程
生物有机肥生产工艺共分两个主要单元，即发酵单元和成肥单元，发酵为好氧发酵。
(1)发酵单元：从燃料乙醇公司主体装置运来的湿DDGS(玉米中碳水化合物发酵生产乙醇后的剩余产物)，与草炭、菌剂、石灰粉(调pH值为微碱性7-8，以拟制CO2等酸性气体的大量产生)、磷矿粉、钾矿粉按一定比例混合后在一级发酵场进行一级发酵，正常发酵15天，发酵为放热过程，前5天温度在20-70℃，在发酵的过程中用铲车定期进行搅拌、翻堆，保证充分发酵，并不定期地进行采样分析化验，化验合格后，送入粉碎机进行粉碎。粉碎前的中间品含水率30%，较湿，在粉碎过程中产生的废气中粉尘大部分回落于原料中，废气经布袋除尘后，排入大气。除尘灰直接进入二级发酵场，粉碎后的中间品经筛分，合格的(粒径<3mm)进入二级发酵工序，不合格的(粒径>3mm)大颗粒再返回粉碎机重新进行粉碎。二级发酵场的工艺大体上与一级发酵相同，只是采用自然发酵，不加入菌剂，以使一级发酵场没有发酵完的有机质进一步发酵，发酵时间40天。在此过程中温度保持在5-50℃(因大部分有机质发酵完毕，产生的热量较低)，在二级发酵场发酵的半成品经化验分析确认发酵合格后，送入成肥单元。
正常发酵过程中产生大量的水蒸汽，并含有一定量的氨气，发酵过程中温度控制失误时，则原料腐烂会产生臭味气体。
(2)成肥单元：来自发酵单元的发酵合格后的半成品送入成肥自动配料系统，加入N、P、K化肥和包衣物，包衣物为石膏，是利用其湿态粘性，便于半成品的造粒，搅拌混合均匀后(封完混合配料)，由皮带输送机送入轮盘造粒机，喷入细小的水滴进行造粒，颗粒粒径要求3-5mm，再进入回转式干燥机进行干燥，热源为热风炉产生的热烟气。烟气经布袋除尘达标后排放，干燥后的颗粒进行热筛分粒径3-5mm的颗粒进入回转冷却机冷却;小于3mm的颗粒直接进入造粒机重新造粒;大于5mm的颗粒需经粉碎后重新造粒。粉碎产生的粉尘经旋风除尘后排空，除尘灰重新造粒，冷却后的半成品再进行常温筛分(主要是考虑热胀冷缩的原因使得热筛分的部分颗粒在常温下不符合粒径要求)。冷却和常温筛分产生的粉尘经布袋除尘后排放，除尘灰重新造粒。合格粒度的肥料则通过立式提升机送入料仓继而进入成肥自动包装系统进行称重、打包，然后送到成品肥仓库码垛存储待售，至此完成了一个完整的成肥过程。
2.1.2 污染源分析
1、废气
(1)NH3：发酵时，主要是加入特殊菌种使湿DDGS中的非腐植物质，如氨基酸碳水化合物、脂类化合物，分解成易于植物吸收的腐植酸类有机物等，腐植酸主要是胡敏酸、高啡酸和胡敏素，为缩聚高分子化合物，在DDGS微碱性发酵时产生NH3，产生量与发酵时间、温度、菌种、pH等有关。根据咨询发酵专业的有关专家，该项目发酵过程中NH3产生量占干DDGS用量的5‰，一级发酵产生量4‰，二级发酵产生量1‰。经计算该项目发酵产生NH38.69t/a，其中一级发酵场产生6.95t/a，二级发酵场1.77t/a，二级发酵场采用自然发酵，其产生量最大值与平均值差别较小。发酵场为半封闭结构(好氧发酵，不宜使用封闭车间)，车间内部容积19476m3。根据厂区地形、车间内风速、通风面积和厂区周围情况，确定一级发酵场场内换风次数平均为25次/h，这样计算了一级发酵场每个发酵周期每天NH3的平均产生浓度，因NH3的分子量(17)低于空气的平均分子量(29)，出车间大部分向上扩散，横向(下风向)扩散浓度随距离衰减，一级发酵距厂界约90m，如无组织排放，据计算5-11天NH3在下风向厂界浓度值约为1.71mg/m3～2.12mg/m3，超过了恶臭污染物厂界标准值1.5mg/m3。因此，建议发酵场应设有引风收集装置，在发酵场NH3浓度高时运行，从理论上说一般在发酵中期NH3产生量大。
实际运行时，采用每天投料的方法，开始发酵场工作不饱合，在中期达到饱合，一级发酵场15天过后，物料每天都在进出，因此实际NH3产生情况较为复杂，二级发酵场也是这样，因此发酵场应设置NH3监测装置，同时对厂界也应监测，以确定风机运行时间，可设置两台风量200000m3/h的风机，1台正常开，1台备用，建议排气筒高度30m。
(2)粉尘、烟尘
生产过程中产生粉尘的工序为：一级发酵后粉碎工序、筛分工序;干燥后热筛分工序、热筛分的粗颗粒破碎工序、热筛分后冷却工序;冷却后筛分工序。
生产过程中产生烟尘的工序为：烘干工序配套的燃煤热风炉。
2、废水
发酵场地面冲洗水：发酵场每年清洗一次，以每平方米用水0.1m3计，废水排放量以90%计，损失水量10%，则每年排放废水572m3，损失水量63.5m3。
该项目主要噪声源为一级发酵场的2台风机、二级发酵场的2台风机、2台粉碎机、热风炉风机1台、冷却机风机1台、3台筛分机，单机噪声89~93 dB(A)。
2.1.3 卫生防护距离
根据《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》(GB13201-91)中有害气体武组织排放控制与工业企业卫生防护距离标准的制定方法中有关要求，经计算得出建设项目卫生防护距离为200m。
2.1.4 建设项目清洁生产分析
1、能源
建设项目生产过程中发酵单元所需热量来自原料自身的反应放热，不需要新的热能。建设项目发酵单元采用国外的翻倒机翻堆、成肥单元采用成套设备，从配料到成品包装均采用自动控制。单位产品动力消耗为:电600kW/t，水0.05m3/t。
2、原料
本项目为次级资源化生产过程，使用的原料70%为燃料乙醇的副产品DDGS，30%为煤矿副产品草炭，生成新的产品生物有机肥。
同时本项目使燃料乙醇项目符合生态工业发展模式，即在生态工业系统中各生产过程不是孤立的，而是通过物料流、能量流和信息流互相关联，一个生产过程的废物可以作为另一过程的原料加以利用。建设项目是物流链中关键一环，实现了各生产过程从原料、中间产物、废物到产品的物质循环，达到资源、能源、投资的最优利用。吉林是玉米及草炭的主要产地，燃料酒精项目、生物有机肥项目可带动吉林经济开发区的工业模式向生态工业转向，实现了可持续发展，符合建设生态省的政策。
3、生产工艺
建设项目所采用的发酵工艺由北京长城高效有机肥料有限公司提供，该工艺为中国专利，专利申请号为021332177。
4、生产设备
发酵工序采用国外先进的翻倒机翻堆、成肥单元采用国内技术成熟性能优越的成套设备，从配料到成品包装均采用自动控制。由于采用先进的生产设备，建设项目生产线一线仅需要生产工人15人。
综上所述，本项目克服了生物有机肥行业现存的主要问题，符合农业发展方向，特别是生物有机肥的发展方向，在生产原料、能源利用方面符合清洁生产的要求，从生产过程来看，符合生态工业模式。
3、结论
生物有机肥生产工艺是目前国内乃至世界上较为先进的技术，有着广阔的市场前景。因此要求环评工作发现问题、解决问题，促进企业采用先进的生产工艺、生产设备，加强污染治理，可实现生物有机肥行业的经济、社会、环境三效益的协调发展。
【参考文献】
1、《吉林燃料乙醇有限责任公司10万吨/年生物有机肥一期(5万吨/年)项目可行性研究报告》中国石油天然气华东勘察设计研究院2004年12月
2、《吉林燃料乙醇有限责任公司10万t/a生物有机肥一期(5万t/a)项目环境影响报告书》吉林市环境保护科学研究院2005年1月
