01 我國工業(yè)發(fā)展及廢水排放現(xiàn)狀
我國工業(yè)廢水排放主要集中在石化、煤炭、造紙、冶金、紡織、制藥、食品等行業(yè)。其中,造紙和紙制品行業(yè)廢水排放量占工業(yè)廢水總排放量的16.4%,化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)排放量占總排放量的15.8%,煤炭開采和洗選業(yè)排放量占總排放量的8.7%。我國政府一直非常重視工業(yè)廢水的治理技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用,自20世紀70年代起,國家就集中科研院所、大學(xué)等優(yōu)勢力量,投入大量人力、物力、財力,開展工業(yè)廢水處理技術(shù)研究,著力解決一批占國民經(jīng)濟比重較大工業(yè)的廢水處理技術(shù)難題。
為強化工業(yè)廢水的處理力度,保護生態(tài)環(huán)境,國家頒布相關(guān)政策,將工業(yè)企業(yè)逐步遷入廢水處理設(shè)施較為完善的工業(yè)園區(qū),以實現(xiàn)工業(yè)廢水集中收集、統(tǒng)一處理。根據(jù)生態(tài)環(huán)境狀況公報數(shù)據(jù),2018年,全國97.8%的省級及以上工業(yè)集聚區(qū)建成了污水集中處理設(shè)施并安裝自動在線監(jiān)控裝置。
在政府與企業(yè)的共同努力下,采取了包括革新生產(chǎn)技術(shù)、淘汰落后產(chǎn)能、注重廢水再生利用、降低單位產(chǎn)品水耗等一系列措施,使我國工業(yè)廢水排放量自2011年開始逐年下降。根據(jù)《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》數(shù)據(jù),2009年我國工業(yè)廢水排放量為234.4億m3,占全國廢水排放總量的40%左右;2010年我國工業(yè)廢水排放量237.5億m3;之后工業(yè)廢水排放量進入下降期,2015年工業(yè)廢水排放量為199.5億m3,而2017年下降到了181.6億m3,占全國廢水排放總量的23.55%。
隨著《中國制造2025》戰(zhàn)略的深入推進,我國工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)不斷更新,滿足人們物質(zhì)文化需要的工業(yè)品不僅門類多,產(chǎn)量巨大,由此產(chǎn)生的工業(yè)廢水也具有新的特征,水中污染物種類增多、特性各異、處理難度增大,排入環(huán)境后造成的危害和持久性增加。
02 我國工業(yè)廢水的處理現(xiàn)狀
盡管我國在工業(yè)廢水處理領(lǐng)域取得了一些成就,研發(fā)了系列工業(yè)廢水處理技術(shù)并付諸實踐、排放量逐年減少、處理率逐年上升、排放強度逐漸降低,但因工業(yè)廢水種類多,技術(shù)要求高,管理難度大,因此暴露出很多問題,主要概括為以下幾方面:
(1)部分二線城市和中小城市的工業(yè)廢水處理率仍處于較低水平。大城市尤其是特大型城市,環(huán)境污染壓力大,政府主管部門主動性強,監(jiān)管嚴,廢水治理率及達標率都較高。而部分二線城市和一些中小城市,經(jīng)濟發(fā)展壓力較大,隨著一線城市工業(yè)產(chǎn)能的轉(zhuǎn)移,工業(yè)廢水污染也逐漸向中小城市轉(zhuǎn)移,污染問題日益突出,解決工業(yè)污染的實際需求與日俱增。
各地工業(yè)廢水處理設(shè)施投資很不平衡,主要集中在山東、江蘇、浙江等經(jīng)濟發(fā)達、水資源豐富的沿海地區(qū),東北和中西部地區(qū)項目投資較少。尤其尚未進入工業(yè)園區(qū)的分散工業(yè)企業(yè)排放的廢水未得到有效處理,處理率仍需提高。另外,對于非常態(tài)廢水,比如石油化工行業(yè)沖洗生產(chǎn)線廢水、原油罐沉析高鹽鈍化廢水、鋼鐵冷軋冷卻液等,由于排放規(guī)律性不強,不易監(jiān)管,加之個別企業(yè)責(zé)任心不強,這部分廢水并未得到及時有效處理,其排放量和污染程度不容小視。
(2)現(xiàn)有污水處理設(shè)施負荷率低、運行達標率低。隨著“水十條”的出臺,以及政府對環(huán)境治理的高度重視,要求企業(yè)按法規(guī)要求配置廢水處理設(shè)施,新規(guī)下大多數(shù)新建、改建或者擴建項目都配置了污水處理設(shè)施。然而,據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù),2015年我國工業(yè)廢水設(shè)施的平均負荷率約為49.3%,負荷率明顯偏低。也有一些企業(yè)為響應(yīng)國家號召,投入了大量資金開展廢水治理技術(shù)工藝研究,但是排放標準的提升和排放要求的精細化,使運行成本顯著增加,影響企業(yè)正常運行的積極性。
(3)工業(yè)園區(qū)廢水處理工藝適應(yīng)性差,運行效率低。各個企業(yè)的廢水在排入工業(yè)園區(qū)集中處理設(shè)施之前通常都經(jīng)過一定的預(yù)處理,基于經(jīng)濟原因,優(yōu)先選用生化處理工藝,而對于受酸堿度、溫度、含鹽量、有毒物質(zhì)、難降解污染物等因素影響不能采用生化處理的廢水,主要采用物化處理工藝,預(yù)處理后仍不能滿足進入園區(qū)污水處理廠水質(zhì)指標的大多采用生化法進一步處理,因此,排入工業(yè)園區(qū)污水處理廠的廢水中能生物降解的污染物基本已經(jīng)降解完了,剩下的絕大部分是難生物降解的污染物,而園區(qū)污水處理廠在設(shè)計時主要以生化處理工藝為主,其處理效果自然不好,這是由于企業(yè)和園區(qū)在污水處理工藝設(shè)計時缺少統(tǒng)一協(xié)調(diào)和優(yōu)化的結(jié)果。在我們調(diào)查的工業(yè)園區(qū)污水處理項目中,經(jīng)常出現(xiàn)進水COD 200 mg/L左右,出水COD 100 mg/L左右的情況,生化系統(tǒng)去除率約50%,這也驗證了上述分析所得出的結(jié)論,即企業(yè)的廢水處理方法和園區(qū)綜合廢水的處理方法由于缺乏統(tǒng)籌和總體優(yōu)化造成效率低下。
(4)排放標準和考核指標不夠科學(xué)合理。我國關(guān)于工業(yè)廢水的排放標準,主要有《污水綜合排放標準》(GB 8978)、《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標準》(GB/T 31962)、行業(yè)排放標準、地方或流域排放標準以及地方環(huán)保部門行政要求等。根據(jù)國家綜合排放標準與行業(yè)排放標準不交叉執(zhí)行的原則,一般情況下從嚴執(zhí)行。隨著環(huán)境標準體系日益完善,排放水質(zhì)要求逐漸細化,執(zhí)行綜合排放標準的情景越來越少,單獨排放執(zhí)行行業(yè)排放標準或者地方標準較多,工業(yè)園區(qū)內(nèi)企業(yè)執(zhí)行污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標準較多。污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)B級標準和污水綜合排放三級標準都是排入設(shè)置二級處理污水處理廠的城鎮(zhèn)下水道的水質(zhì)要求,前者屬于行業(yè)標準,應(yīng)優(yōu)先執(zhí)行,除放寬部分行業(yè)BOD5指標外,總體上比后者要求更嚴格,并且增加了氨氮、總氮和溶解性總固體指標要求,其中要求溶解性總固體不大于2 000 mg/L,而很多行業(yè)的工業(yè)廢水溶解性總固體都會超過2 000 mg/L,像化工、冶金、食品等行業(yè)某些廢水甚至大于10 000 mg/L,據(jù)此要求統(tǒng)一達到溶解性總固體不大于2 000 mg/L,對于企業(yè)來說,顯然較難實現(xiàn)。而且,即使在標準中提出了溶解性總固體的目標,在現(xiàn)實監(jiān)督與考核中,也很少見到在廢水排放口安裝溶解性總固體或者電導(dǎo)率等在線監(jiān)測設(shè)備。另外,一些尚未列入行業(yè)標準的企業(yè),地方環(huán)保部門一般都會從嚴要求,甚至要求參考執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918)或者《地表水水質(zhì)標準》(GB 3838),此類做法盲目追求高標準,缺乏針對性,還導(dǎo)致關(guān)鍵性特征污染物控制不嚴。除此之外,工業(yè)廢水往往成分復(fù)雜,有些成分還未可知,常常對排放口在線監(jiān)測儀器造成一定干擾,影響數(shù)據(jù)的準確性,有些單位為了保證污水處理設(shè)施出水COD達標,在取樣口前加入一種專用的氧化劑,在常規(guī)條件下其對有機物的氧化能力很弱,對COD并沒有去除效果,但樣品進入在線監(jiān)測儀器或利用重鉻酸鉀法測定COD時,反應(yīng)在強酸條件進行,此時所投加氧化劑與有機物的反應(yīng)顯著,而重鉻酸鉀消耗量相對減小,造成出水COD 顯著降低的表象,為防止對環(huán)境造成更大的危害,必須嚴格監(jiān)督執(zhí)法,避免這種現(xiàn)象蔓延。制藥、化工等園區(qū)污水處理廠也經(jīng)常因為氯離子濃度高,COD在線監(jiān)測儀無法測出真實數(shù)據(jù),對設(shè)施運行和監(jiān)管都帶來一定困難。
(5)技術(shù)研發(fā)和投入不夠,造成技術(shù)進步緩慢。我國工業(yè)廢水處理市場化程度偏低,不易通過技術(shù)獲得市場認可。環(huán)保企業(yè)開展技術(shù)研發(fā)的動力不足,投資力度不夠,處理技術(shù)進步滯后于工業(yè)廢水污染控制要求。往往是新的工業(yè)廢水類型處理需求產(chǎn)生時,處理技術(shù)卻沒有成功實踐。近些年,并未出現(xiàn)令人眼前一亮的先進技術(shù)和工藝,真正擁有獨特高新技術(shù)的國內(nèi)知名大型環(huán)保公司較少,“拿來主義”居多,現(xiàn)有污染治理技術(shù)升級緩慢。國家投資重大項目的研究經(jīng)費雖然不少,但都較集中,一般的中小環(huán)保公司很難申請到。類似化工、垃圾滲濾液等高濃度、高鹽、難生物降解廢水的深度處理技術(shù),始終未能很好解決?,F(xiàn)有的處理技術(shù)投資大、運行費用高、穩(wěn)定性差,并非該類廢水處理的最優(yōu)解。
(6)工業(yè)廢水的再生綜合利用率不高。廢水是放錯地方的資源,盡管國家再三強調(diào)要提升資源的利用率,實際上我國的廢水再生利用率仍然不高,與發(fā)達國家70%的重復(fù)利用率相比還有很大差距。究其原因,一是人們的用水觀念沒有跟上時代步伐,認為只要是新鮮水就沒有問題,只要是再生水就不放心,就可能出問題;二是國家對再生水的重視程度還有待提高,盡管出臺了系列政策,也鼓勵再生利用行為,因為缺乏行之有效的鼓勵措施,對可用再生水的行業(yè)或工業(yè)需要更加明確的界定,對再生水的利用標準還需要進一步細化,目前常見的主要有《城市污水再生利用》系列標準。工業(yè)企業(yè)的再生水利用標準隨行業(yè)不同差異很大,應(yīng)分類加強立法與管理。
03 我國工業(yè)廢水的處理對策
針對工業(yè)廢水處理過程中存在的一系列問題,為加快實現(xiàn)污染物排放由單一濃度控制向濃度和總量控制相結(jié)合的轉(zhuǎn)變,加快污染物排放由末端治理向全過程控制轉(zhuǎn)變,大幅度減少工業(yè)廢水的產(chǎn)生和排放強度,我國制定了“政策優(yōu)先、源頭預(yù)防、過程控制、末端治理、回收利用、嚴格監(jiān)督、依標排污”的策略,作者根據(jù)自己的經(jīng)驗和認識提出以下策略和建議。
(1)加大監(jiān)管力度,提升監(jiān)管信息化水平。污水處理設(shè)施是否運行?是否按照設(shè)計要求運行?可以考察污水處理設(shè)施多個關(guān)鍵指標,如進水泵的運行情況和能耗、生化系統(tǒng)曝氣設(shè)施的運行情況和能耗、雙膜系統(tǒng)進水泵的運行情況和能耗、臭氧系統(tǒng)的臭氧流量和能耗等,不同處理系統(tǒng)選擇兩到三個關(guān)鍵指標,實現(xiàn)在線記錄與數(shù)據(jù)遠程傳輸,通過多個指標來綜合判定污水處理設(shè)施是否正常運行,在即將到來的5G時代,這些實現(xiàn)起來技術(shù)上不存在任何難度。
(2)優(yōu)化工業(yè)園區(qū)廢水排放管理。當(dāng)前通常是將園區(qū)內(nèi)企業(yè)和園區(qū)污水處理廠作為兩個平行個體來管理,工業(yè)園區(qū)污水處理廠運營主體,往往無法對接園區(qū)企業(yè)排污管理,這種模式缺乏系統(tǒng)性和整體性,實際上園區(qū)污水處理廠接收了各企業(yè)的廢水,應(yīng)根據(jù)園區(qū)污水處理廠的工藝流程,有權(quán)限對企業(yè)的廢水排放,提出更細致的排放要求,當(dāng)然,該要求必須基于國家和行業(yè)標準,同時更有利于園區(qū)污水處理廠的運行。對于某些特殊廢水,可以將園區(qū)某些企業(yè)排污口看作是車間排放口,園區(qū)污水處理廠排放口看作總排放口。例如,當(dāng)園區(qū)企業(yè)排放的廢水可生化性普遍較差的情況下,對于某些企業(yè)排放可生化性較好的廢水,可以適當(dāng)放寬其處理后出水的BOD5指標,從而提高進入園區(qū)水處理廠廢水的可生化性,有利于發(fā)揮生化系統(tǒng)協(xié)同代謝作用,并保持處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性。這也是制定《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標準》(GB/T 31962)時,相比《污水綜合排放標準》(GB 8978),放寬了BOD5指標的初衷。
(3)合理制定考核指標與標準。以生化系統(tǒng)為主的體系,難生物降解有機物處理始終是難點,尤其當(dāng)溶解性難生物降解有機物超過排放標準時,高級氧化工藝必不可少,如臭氧催化氧化、Fenton氧化、超臨界氧化、濕式氧化等,均有一定效果,也有一定工程應(yīng)用,但是也存在明顯缺點,臭氧催化氧化處理效率低、可氧化分解有機物濃度低;Fenton氧化法在處理效率、處理精度等方面需要提高,污泥量需要大幅降低,更為關(guān)鍵的是Fenton工藝的參數(shù)控制,不同類型廢水差異很大,難以掌握;超臨界氧化和濕式氧化研究多,應(yīng)用少。近年開發(fā)出來的異相催化氧化技術(shù),比現(xiàn)有高級氧化技術(shù)COD去除率提高20%,污泥產(chǎn)量顯著降低,具有普適性。但化學(xué)方法總體上運行費用大,有些企業(yè)為減少投入,在出水中投加一種專用氧化劑或確切說是一種掩蔽劑,造成監(jiān)測時COD達標、實則不達標的表象,必須加以糾治,一種可行的解決方法是采用TOC指標作為判據(jù)。
(4)制定激勵政策,支持企業(yè)開展技術(shù)創(chuàng)新。我國現(xiàn)有科研制度下,國家投入科研經(jīng)費大多集中在大學(xué)及科研院所,研究內(nèi)容偏重污水處理的理論和機理,與工業(yè)企業(yè)廢水處理實際需求有較大距離,研究成果無法立即產(chǎn)生效益。工業(yè)廢水處理是實踐要求很強的領(lǐng)域,大量的環(huán)保企業(yè)直接面對用戶,更了解用戶的需求,但是希望工業(yè)企業(yè)投資支持技術(shù)研發(fā),目前還有實際困難,企業(yè)更喜歡拿來就用。因此,希望國家在相關(guān)政策和經(jīng)費上,對聲譽好、科研實力強的環(huán)保企業(yè)進行傾斜,鼓勵以環(huán)保企業(yè)為主體的應(yīng)用技術(shù)研究。
(5)大力推動企業(yè)清潔生產(chǎn),鼓勵建設(shè)循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)園。以廢水及廢物的再生利用為契機,按照“減量化、資源化、再利用”原則,合理配置資源再利用環(huán)節(jié),通過產(chǎn)業(yè)園的有序規(guī)劃,并以此為基礎(chǔ)按階段、分步驟進行企業(yè)的引進和協(xié)調(diào),實現(xiàn)上下游企業(yè)之間、企業(yè)內(nèi)部不同工序之間的水資源的再生利用,使上游企業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生為尾料或廢料,成為下游一家或多家企業(yè)或企業(yè)內(nèi)部其他工序的原料,從而推動廢水、廢物的再利用和社會經(jīng)濟的有序發(fā)展。
04 結(jié)語
工業(yè)生產(chǎn)在我國國民經(jīng)濟發(fā)展中起著主導(dǎo)和推動作用。工業(yè)廢水處理行業(yè)的前景與工業(yè)的發(fā)展密切相關(guān),雖然工業(yè)廢水排放總量呈現(xiàn)緩慢下降趨勢,但國家對排放標準的要求越來越嚴,對扭轉(zhuǎn)環(huán)境污染的決心愈發(fā)堅定,投資力度會越來越大,加之各項扶持政策的出臺,工業(yè)廢水處理行業(yè)即將進入快速發(fā)展期,行業(yè)規(guī)模將保持較高擴張速度,工業(yè)廢水治理市場發(fā)展前景更加光明。 文章內(nèi)容僅供參考。