01 我國(guó)工業(yè)發(fā)展及廢水排放現(xiàn)狀
我國(guó)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(kāi)采和洗選業(yè)排放量占總排放量的8.7%。我國(guó)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(jì)70年代起,國(guó)家就集中科研院所、大學(xué)等優(yōu)勢(shì)力量,投入大量人力、物力、財(cái)力,開(kāi)展工業(yè)廢水處理技術(shù)研究,著力解決一批占國(guó)民經(jīng)濟(jì)比重較大工業(yè)的廢水處理技術(shù)難題。
為強(qiáng)化工業(yè)廢水的處理力度,保護(hù)生態(tài)環(huán)境,國(guó)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(shí)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(bào)數(shù)據(jù),2018年,全國(guó)97.8%的省級(jí)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(dòng)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(guó)工業(yè)廢水排放量自2011年開(kāi)始逐年下降。根據(jù)《中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》數(shù)據(jù),2009年我國(guó)工業(yè)廢水排放量為234.4億m3,占全國(guó)廢水排放總量的40%左右;2010年我國(guó)工業(yè)廢水排放量237.5億m3;之后工業(yè)廢水排放量進(jìn)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(guó)廢水排放總量的23.55%。
隨著《中國(guó)制造2025》戰(zhàn)略的深入推進(jìn),我國(guó)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(guó)工業(yè)廢水的處理現(xiàn)狀
盡管我國(guó)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(shí)踐、排放量逐年減少、處理率逐年上升、排放強(qiáng)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(wèn)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(dòng)性強(qiáng),監(jiān)管嚴(yán),廢水治理率及達(dá)標(biāo)率都較高。而部分二線城市和一些中小城市,經(jīng)濟(jì)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(wèn)題日益突出,解決工業(yè)污染的實(shí)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(jì)發(fā)達(dá)、水資源豐富的沿海地區(qū),東北和中西部地區(qū)項(xiàng)目投資較少。尤其尚未進(jìn)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(duì)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(qiáng),不易監(jiān)管,加之個(gè)別企業(yè)責(zé)任心不強(qiáng),這部分廢水并未得到及時(shí)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(fù)荷率低、運(yùn)行達(dá)標(biāo)率低。隨著“水十條”的出臺(tái),以及政府對(duì)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(kuò)建項(xiàng)目都配置了污水處理設(shè)施。然而,據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2015年我國(guó)工業(yè)廢水設(shè)施的平均負(fù)荷率約為49.3%,負(fù)荷率明顯偏低。也有一些企業(yè)為響應(yīng)國(guó)家號(hào)召,投入了大量資金開(kāi)展廢水治理技術(shù)工藝研究,但是排放標(biāo)準(zhǔn)的提升和排放要求的精細(xì)化,使運(yùn)行成本顯著增加,影響企業(yè)正常運(yùn)行的積極性。
(3)工業(yè)園區(qū)廢水處理工藝適應(yīng)性差,運(yùn)行效率低。各個(gè)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(guò)一定的預(yù)處理,基于經(jīng)濟(jì)原因,優(yōu)先選用生化處理工藝,而對(duì)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(jìn)入園區(qū)污水處理廠水質(zhì)指標(biāo)的大多采用生化法進(jìn)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(jì)時(shí)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(jì)時(shí)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(xiàng)目中,經(jīng)常出現(xiàn)進(jìn)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(yàn)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(biāo)準(zhǔn)和考核指標(biāo)不夠科學(xué)合理。我國(guó)關(guān)于工業(yè)廢水的排放標(biāo)準(zhǔn),主要有《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978)、《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 31962)、行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)、地方或流域排放標(biāo)準(zhǔn)以及地方環(huán)保部門行政要求等。根據(jù)國(guó)家綜合排放標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)不交叉執(zhí)行的原則,一般情況下從嚴(yán)執(zhí)行。隨著環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)體系日益完善,排放水質(zhì)要求逐漸細(xì)化,執(zhí)行綜合排放標(biāo)準(zhǔn)的情景越來(lái)越少,單獨(dú)排放執(zhí)行行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)或者地方標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)較多。污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)B級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和污水綜合排放三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)都是排入設(shè)置二級(jí)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(biāo)準(zhǔn),應(yīng)優(yōu)先執(zhí)行,除放寬部分行業(yè)BOD5指標(biāo)外,總體上比后者要求更嚴(yán)格,并且增加了氨氮、總氮和溶解性總固體指標(biāo)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(huì)超過(guò)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(dá)到溶解性總固體不大于2 000 mg/L,對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō),顯然較難實(shí)現(xiàn)。而且,即使在標(biāo)準(zhǔn)中提出了溶解性總固體的目標(biāo),在現(xiàn)實(shí)監(jiān)督與考核中,也很少見(jiàn)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(cè)設(shè)備。另外,一些尚未列入行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè),地方環(huán)保部門一般都會(huì)從嚴(yán)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(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918)或者《地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838),此類做法盲目追求高標(biāo)準(zhǔn),缺乏針對(duì)性,還導(dǎo)致關(guān)鍵性特征污染物控制不嚴(yán)。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(duì)排放口在線監(jiān)測(cè)儀器造成一定干擾,影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,有些單位為了保證污水處理設(shè)施出水COD達(dá)標(biāo),在取樣口前加入一種專用的氧化劑,在常規(guī)條件下其對(duì)有機(jī)物的氧化能力很弱,對(duì)COD并沒(méi)有去除效果,但樣品進(jìn)入在線監(jiān)測(cè)儀器或利用重鉻酸鉀法測(cè)定COD時(shí),反應(yīng)在強(qiáng)酸條件進(jìn)行,此時(shí)所投加氧化劑與有機(jī)物的反應(yīng)顯著,而重鉻酸鉀消耗量相對(duì)減小,造成出水COD 顯著降低的表象,為防止對(duì)環(huán)境造成更大的危害,必須嚴(yán)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?yàn)槁入x子濃度高,COD在線監(jiān)測(cè)儀無(wú)法測(cè)出真實(shí)數(shù)據(jù),對(duì)設(shè)施運(yùn)行和監(jiān)管都帶來(lái)一定困難。
(5)技術(shù)研發(fā)和投入不夠,造成技術(shù)進(jìn)步緩慢。我國(guó)工業(yè)廢水處理市場(chǎng)化程度偏低,不易通過(guò)技術(shù)獲得市場(chǎng)認(rèn)可。環(huán)保企業(yè)開(kāi)展技術(shù)研發(fā)的動(dòng)力不足,投資力度不夠,處理技術(shù)進(jìn)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(shí),處理技術(shù)卻沒(méi)有成功實(shí)踐。近些年,并未出現(xiàn)令人眼前一亮的先進(jìn)技術(shù)和工藝,真正擁有獨(dú)特高新技術(shù)的國(guó)內(nèi)知名大型環(huán)保公司較少,“拿來(lái)主義”居多,現(xiàn)有污染治理技術(shù)升級(jí)緩慢。國(guó)家投資重大項(xiàng)目的研究經(jīng)費(fèi)雖然不少,但都較集中,一般的中小環(huán)保公司很難申請(qǐng)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。現(xiàn)有的處理技術(shù)投資大、運(yùn)行費(fèi)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(cuò)地方的資源,盡管國(guó)家再三強(qiáng)調(diào)要提升資源的利用率,實(shí)際上我國(guó)的廢水再生利用率仍然不高,與發(fā)達(dá)國(guó)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(méi)有跟上時(shí)代步伐,認(rèn)為只要是新鮮水就沒(méi)有問(wèn)題,只要是再生水就不放心,就可能出問(wèn)題;二是國(guó)家對(duì)再生水的重視程度還有待提高,盡管出臺(tái)了系列政策,也鼓勵(lì)再生利用行為,因?yàn)槿狈π兄行У墓膭?lì)措施,對(duì)可用再生水的行業(yè)或工業(yè)需要更加明確的界定,對(duì)再生水的利用標(biāo)準(zhǔn)還需要進(jìn)一步細(xì)化,目前常見(jiàn)的主要有《城市污水再生利用》系列標(biāo)準(zhǔn)。工業(yè)企業(yè)的再生水利用標(biāo)準(zhǔn)隨行業(yè)不同差異很大,應(yīng)分類加強(qiáng)立法與管理。
03 我國(guó)工業(yè)廢水的處理對(duì)策
針對(duì)工業(yè)廢水處理過(guò)程中存在的一系列問(wèn)題,為加快實(shí)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(guò)程控制轉(zhuǎn)變,大幅度減少工業(yè)廢水的產(chǎn)生和排放強(qiáng)度,我國(guó)制定了“政策優(yōu)先、源頭預(yù)防、過(guò)程控制、末端治理、回收利用、嚴(yán)格監(jiān)督、依標(biāo)排污”的策略,作者根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)識(shí)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(yùn)行?是否按照設(shè)計(jì)要求運(yùn)行?可以考察污水處理設(shè)施多個(gè)關(guān)鍵指標(biāo),如進(jìn)水泵的運(yùn)行情況和能耗、生化系統(tǒng)曝氣設(shè)施的運(yùn)行情況和能耗、雙膜系統(tǒng)進(jìn)水泵的運(yùn)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(gè)關(guān)鍵指標(biāo),實(shí)現(xiàn)在線記錄與數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸,通過(guò)多個(gè)指標(biāo)來(lái)綜合判定污水處理設(shè)施是否正常運(yùn)行,在即將到來(lái)的5G時(shí)代,這些實(shí)現(xiàn)起來(lái)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(gè)平行個(gè)體來(lái)管理,工業(yè)園區(qū)污水處理廠運(yùn)營(yíng)主體,往往無(wú)法對(duì)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(shí)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(duì)企業(yè)的廢水排放,提出更細(xì)致的排放要求,當(dāng)然,該要求必須基于國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)更有利于園區(qū)污水處理廠的運(yùn)行。對(duì)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(duì)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(biāo),從而提高進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 31962)時(shí),相比《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978),放寬了BOD5指標(biāo)的初衷。
(3)合理制定考核指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)。以生化系統(tǒng)為主的體系,難生物降解有機(jī)物處理始終是難點(diǎn),尤其當(dāng)溶解性難生物降解有機(jī)物超過(guò)排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí),高級(jí)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(diǎn),臭氧催化氧化處理效率低、可氧化分解有機(jī)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(kāi)發(fā)出來(lái)的異相催化氧化技術(shù),比現(xiàn)有高級(jí)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(yùn)行費(fèi)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(shuō)是一種掩蔽劑,造成監(jiān)測(cè)時(shí)COD達(dá)標(biāo)、實(shí)則不達(dá)標(biāo)的表象,必須加以糾治,一種可行的解決方法是采用TOC指標(biāo)作為判據(jù)。
(4)制定激勵(lì)政策,支持企業(yè)開(kāi)展技術(shù)創(chuàng)新。我國(guó)現(xiàn)有科研制度下,國(guó)家投入科研經(jīng)費(fèi)大多集中在大學(xué)及科研院所,研究?jī)?nèi)容偏重污水處理的理論和機(jī)理,與工業(yè)企業(yè)廢水處理實(shí)際需求有較大距離,研究成果無(wú)法立即產(chǎn)生效益。工業(yè)廢水處理是實(shí)踐要求很強(qiáng)的領(lǐng)域,大量的環(huán)保企業(yè)直接面對(duì)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(shí)際困難,企業(yè)更喜歡拿來(lái)就用。因此,希望國(guó)家在相關(guān)政策和經(jīng)費(fèi)上,對(duì)聲譽(yù)好、科研實(shí)力強(qiáng)的環(huán)保企業(yè)進(jìn)行傾斜,鼓勵(lì)以環(huán)保企業(yè)為主體的應(yīng)用技術(shù)研究。
(5)大力推動(dòng)企業(yè)清潔生產(chǎn),鼓勵(lì)建設(shè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園。以廢水及廢物的再生利用為契機(jī),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(guò)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(jìn)行企業(yè)的引進(jìn)和協(xié)調(diào),實(shí)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(guò)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(dòng)廢水、廢物的再利用和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的有序發(fā)展。
04 結(jié)語(yǔ)
工業(yè)生產(chǎn)在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著主導(dǎo)和推動(dòng)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(shì),但國(guó)家對(duì)排放標(biāo)準(zhǔn)的要求越來(lái)越嚴(yán),對(duì)扭轉(zhuǎn)環(huán)境污染的決心愈發(fā)堅(jiān)定,投資力度會(huì)越來(lái)越大,加之各項(xiàng)扶持政策的出臺(tái),工業(yè)廢水處理行業(yè)即將進(jìn)入快速發(fā)展期,行業(yè)規(guī)模將保持較高擴(kuò)張速度,工業(yè)廢水治理市場(chǎng)發(fā)展前景更加光明。 文章內(nèi)容僅供參考。