原創(chuàng) 張統(tǒng)等 給水排水 1
北京特種工程設(shè)計研究院 張統(tǒng)研究員本文刊登在《給水排水》2020年第10期水業(yè)導航欄目。作者張統(tǒng)、李志穎、董春宏等。
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%，化學原料和化學制品制造業(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)與應用，自20世紀70年代起，國家就集中科研院所、大學等優(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。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，反應在強酸條件進行，此時所投加氧化劑與有機物的反應顯著，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，應分類加強立法與管理。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。工業(yè)生產(chǎn)在我國國民經(jīng)濟發(fā)展中起著主導和推動作用。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。
發(fā)布日期：2020-10-24 來源：給水排水 瀏覽次數(shù)：140
