肖敏

深圳市宝安区环境科学研究所，广东深圳 518101

化工行业水污染防治清洁生产思路探讨

肖敏

深圳市宝安区环境科学研究所，广东深圳 518101

化工行业不仅是我国水环境污染贡献的大户，而且其排放的废水也是较难实现达标排放的废水。如何从“防”和“治”着手，双管齐下，减少化工废水的产生量，提高化工废水处理的达标率显得尤为重要，走清洁生产的绿色化工道路是化工废水污染防治的必然发展趋势。

化工废水；污染防治；清洁生产

前言

化工行业是我国GDP贡献大户，同时也是我国环境污染贡献大户。一般来说，化工项目不仅产生大量的大气污染物以及水污染物，具有一定的潜在环境风险，而且还排放大量难以处理达标的废水，甚至有毒有害的废水到周围地表水体中，严重污染项目周围地表水和地下水环境。据有关文献资料显示，目前我国化工废水排放总量占全国工业废水排放总量的20%左右，达标率仅50%左右[1]。究其原因，化工废水由于其特有的性质，仅通过末端的污染治理或常规的生化处理法很难将其处理达标，因此，化工行业废水污染问题的解决必须从“防”和“治”两方面着手，防治结合，走清洁生产的绿色化工道路。

1 化工行业废水的特点

化工废水主要的特点是：①水质成分复杂，废水中常夹杂有反应原料、副产物、产品，甚至催化剂等溶剂类物质，以及环状结构的化合物或衍生物、重金属等；②有机物含量高。造成化工行业废水有机物含量高的主要原因是由于化工生产的原辅料、副产物大多是有机物，通过各种生产环节和途径进入废水中；③有毒有害物质多。化工废水中有许多有机污染物对微生物是有毒有害的，如卤毒化合物、硝基化合物、具有杀菌作用的分散剂或表面活性剂等；④具有难降解、可生化性差的特点，废水中含有环状结构的物质化学组成和结构，使其具有抗降解性，或废水中有些物质有毒，致使生化菌不能正常繁殖，发挥作用；⑤一般具有高色度[2]的特征。

化工行业废水难于处理最主要的原因就是难生物降解，而其难于生物降解的原因主要有两方面：一是由于废水中化合物本身的化学组成和结构，使其具有抗降解性；二是其存在的环境因素，包括物理因素（如温度、化合物的可接近性等）、化学因素（如pH值、化合物浓度、氧化还原电位、协同效应等）、生物因素（如适合微生物生存的条件、足够的适应时间等）阻止其降解。

2 化工行业废水污染防治思路探讨

2.1 “以防为主”，以清洁生产审核为重点，破解化工行业废水减排压力。

清洁生产的方针是节能、降耗、减污、增效。从我国目前颁布的清洁生产标准来看，单位产品废水或污染物的产生量是衡量一个企业清洁生产水平重要的一项指标。以《清洁生产标准 石油炼制业》（HJ/T125-2003）为例，其中有一项指标就是工业废水产生量（t/t），石油炼制业工业废水产生量≤0.5、≤1.0、≤1.5时，该项指标的清洁生产水平分别为一级、二级、三级[6]。通过这个数值我们也可以看出，此项指标清洁生产水平高的，废水产生量就少，反之亦反。

段宁和他的团队曾做过一个预测，如果全国造纸行业中有一半的企业达到清洁生产标准的最低要求，全国削减污染物的力度将比纯粹靠末端治理大得多。如果全部木浆企业通过努力达到三级标准要求，每年可以减少排放CODcr7万吨，BOD51.1万吨，SS2.6万吨；达到一级标准要求每年可以减少排放CODcr9万吨，BOD51.7万吨，SS2.8万吨。如果全部草浆企业通过努力达到三级标准要求，每年可以减少排放CODcr50.8万吨，BOD510.5万吨，SS14万吨；达到一级标准要求每年可以减少排放CODcr72.1万吨，BOD516.3万吨，SS16.8万吨。近年来，我国采取企业自愿审核和强制审核的办法，迄今审核了近7000家企业。已累计削减COD407万吨、BOD450万吨、氨氮508万吨[5]。

清洁生产的实现，大多不是从末端治理着手的，而是通过改革工艺，采用先进的工艺、先进的配方、或先进的设备等做到减少污染物的产生，从源头上控制污染物的产生。因此，化工行业废水污染防治也应该从清洁生产审核着手，努力改革生产工艺，减少污染，进行综合利用回收或进行封闭循环回用废水资源。必须外排的废水需经必要的处理，达到排放标准。

2.2 标本兼治

根据各化工行业的废水产生情况不同，末端治理也有许多不同的方法可供选择。

2.2.1 清污分流，从“点”上入手，将污染物消灭在“点”上，且对于高浓度废水，可考虑从废水中精馏原料。

有些化工企业，排出废水的节点较多，且每个节点上废水的性质、浓度不尽相同，若混合处理，不仅给末端治理带来极大的麻烦，达不到排放标准的要求，而且还造成资源的浪费。以有机醇、有机酸合成不饱和聚酯树脂生产为例来说，该项目生产过程中可能有生产工艺废水、真空泵排水、生活污水、蒸汽冷凝水以及设备冷却水。在这些废水中，除生产工艺废水外，其它废水都较为清洁或较易采用生化处理法处理达标。但工艺废水，即聚酯生成缩聚反应过程中产生的化合水，由于含有部分原料（如有机醇、有机酸含量可达到废水总量的15%），导致废水中COD含量极高，达到150000mg/L左右，若直接与其它废水混合处理，难度很大，而且造成原料有机酸、有机醇的极大浪费。但若将这部分化合水进行精馏，不仅可回收约10%的原料（即若每天产生10吨废水，可从废水中精馏到约1吨的原料），而且可将COD降低到20000mg/L，既减少了废水产生量，又降低了废水中污染物的浓度，还回收了大量原料，可谓一举多得[4]。

2.2.2 通过多级处理的方法，逐步将污染物消解

化工项目废水处理方法随水质水量和排放标准要求而定，一般可分为一级处理、二级处理和三级处理。一级处理，也叫预处理，主要目的是使有碍于生物降解的物质减少浓度或从水中去除，或使不利于生物降解的官能团、化学键发生变化，提高废水的可生化性。预处理的方法较多，主要有水质水量调节法、沉淀法、上浮法、隔油法以及中和处理等方法。二级处理是化工废水处理的核心，通常采用的方法有活性污泥法、生物膜法以及厌氧生物处理法等，主要目的是将污染物中大分子变成小分子，将有机物变成无机物，从而将污染物从水中去除。三级处理也是我们常说的深度处理，深度处理方法主要有活性炭吸附、臭氧氧化等，三级处理的目的主要是进一步降低废水中污染物的浓度，甚至达到废水循环或回用要求。

化工发展初期，污染物主要是酸、碱等无机物，一般采用物理法、化学法对废水进行处理，即可达到无害化。有机化工特别是石油化工的发展使工业废水中含有各种复杂的大量有机物，直链脂肪烃类化合物、醇类、单元酚类、脂肪酸类、氨基酸类都是生物易降解有机物，宜采用生物法进行处理；而聚氯乙烯等高分子化合物，如分子量不超过250～600，也可进行生物处理；许多高分子物质则不宜采用生物处理法。对于汞、镉、铜、铅等重金属离子以及砷、硫化物、氰化物、多元酚、氯苯化合物必须根据生物可降解容许浓度进行稀释或其他预处理后再进行生物处理。

3 化工行业废水污染防治发展趋势

走防治结合、绿色化工的道路是我国化工行业污染防治及其发展的趋势。首先生产过程要采用无毒无害和可再生资源为原则，这就是原辅料的绿色采购；其次，工艺过程的绿色工业化，将原辅材料尽可能地转化为目的产物，尽量减少物料能源的损耗，尽量不要产生副产物和废弃物，或者产生较少的无害的副产物。在化工行业，可通过研究合适的催化剂，提高其选择性和改进工艺条件来实现。然而，在许多情况下，单纯依靠一个或一套化学反应实现零排放或少排放，往往比较困难，有时甚至不能实现，所以，有人提出了绿色组装过程，其实也就是我们常说的“循环经济”产业理念。在这个组装的系统中，一个反应排出的废弃物恰好是另一个或一组化学反应的原料，这样首尾相接，从总体上构成了一个封闭的循环，实现了整个系统的零排放。当然这对一般中不型化工厂区目标实现有一定的困难，但在许多大型化工园区比较容易实现。目前许多大型的化工园区就是以一个或两个企业为龙头，其它企业都是以龙头企业的中间品、副产品、产品，甚至废物为原料进行生产。围绕着这个企业，在不同的生产链上发挥自己的作用，将“污染”消灭在生产环节中[3]，实现绿色生态工业。

4 结语和建议

要从根本上解决化工行业废水污染环境的问题，不仅要从管理和产业链上加以考虑，更重要的是从技术上（包括生产技术以及污染治理的技术）着手，研究有利于减少污染物排放或有效治理污染的技术；其次是用宣传、示范、培训等手段，将技术推广、应用到实践中去；再次通过行政、法律的手段，强制淘汰落后的、污染严重的工艺技术。具体如下：

(1)加强科研，对化工产品方案、生产工艺、生产设备以及生产环境的研发，以及污染防治新技术的研发。

(2)加快化工行业各项清洁生产标准的制定，让企业“有章可循”。一方面，政府总结、选择在实践中经过考验的清洁生产技术，给予公布，供企业参考和选择采用；另一方面清洁生产政策研究课题组提出清洁生产技术，选择大型化工企业进行清洁生产示范，科研与技术结合（理论与实践相结合，在企业内挖掘资深的工程技术人员，与理论领域专家强强结合，为清洁生产出谋划策），促进企业走清洁生产发展之路。

(3)加强对化工科研、设计、设计、设备制造以及环评人员、污染治理人员的清洁生产培训，让他们真正把清洁生产落实到各自的职责中，最后体现到企业实际的生产中。

(4)加快淘汰落后的、污染严重的工艺技术，对引进外资，也要有选择性地进行产业布局。引进的技术应是我国没有且短时间开发不了的。技术过时，污染严重的装置与技术一律拒之门外，警惕外国公司为了转嫁污染，把在外国已停产的装置迁到国内。政府要不断摸清市场，加强调研，不断颁布禁建、维持、停滞不前产的生产工艺技术装置的名单，加快这些技术装置退出历史的进程，淘汰规模偏小，工艺落后，设备陈旧，排放污染物成分复杂，难以治理的小化工，而实现大化工、大工业的理念，走绿色化工的道路。

[1]赵瑛,刘发强等.化工废水处理技术探讨.中国环境保护优秀论文集,2005.

[2]丁春生，李达钱.化工废水处理技术与发展.浙江工业大学学报,2005年12月第33卷第6期.

[3]李军湘.化工污染及其防治的发展趋势，内蒙古石油化工,2006年第1期.

[4]黄先玉.鑫双利（惠州）树脂有限公司10万吨/年不饱和聚酯树脂项目环境影响报告书,2007年.

[5]叶文健.减排污染物清洁生产最有效 全国已取得44亿元的污染减排效益和55亿元的节能降耗效益，中国环境报，2008年2月1日.

[6]班健.清洁生产标准为污染预防指点迷津 减排压力消解在生产全过程.中国环境报,2007年12月29日.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.16.005