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工业园区污水处理现状及发展方向

2022-05-06汪炎

工业用水与废水 2022年2期
关键词:工业园区生化污水处理

汪炎

(东华工程科技股份有限公司, 合肥 230024)

工业园区是我国工业集约集聚发展的重要战略, 是经济发展的重要载体, 工业园区因产业活动规模大、 强度剧烈、 物质能量密集、 安全和环境风险居高不下, 成为环境与经济冲突的焦点[1], 因此加强工业园区污水处理水平是工业园区可持续发展亟需解决的问题。 本文通过回顾工业园区发展的政策背景, 分析工业园区污水的来源和特点, 结合典型工业园区污水处理方案, 提出了工业园区污水处理的建议、 思考和发展方向, 以期为我国工业园区的绿色发展提供启示和借鉴。

1 工业园区发展的政策背景

随着经济社会的发展, 环保、 安全的要求越来越高, 化工企业或多或少存在一定的环境和安全隐患, 因此近年来国家相关部委纷纷发文要求化工企业“退城入园”[2]。

2008 年, 国务院安委会办公室在《关于进一步加强危险化学品安全生产工作的指导意见》中提出:新的化工建设项目必须进入产业集中区或化工园区, 逐步推动现有化工企业进区入园。

2012 年, 环境保护部在《关于进一步加强环境影响评价管理防范环境风险的通知》中提出: 石化化工建设项目原则上应进入依法合规设立、 环保设施齐全的产业园区。

2016 年, 工业和信息化部在《关于做好工业和信息化领域“邻避”问题防范和化解工作的通知》中提出: 新建、 搬迁重化工业要严格限定在合规工业园区。

2016 年, 国务院办公厅在《关于石化产业调结构促转型增效益的指导意见》中提出: 新建化工项目全部进入化工园区, 形成一批具有国际竞争力的大型企业集团和化工园区。

2017 年, 国务院办公厅发布了《安全生产“十三五”规划》及《关于推进城镇人口密集区危险化学品生产企业搬迁改造指导意见》, 随后国家多个部委、 地方政府相继出台“化工产品退城入园”政策,到2020 年底, 大部分省市的化工企业已完成“退城入园”的搬迁工作, 部分省市的企业将最晚于2025年完成搬迁。

2018 年2 月, 工信部与应急管理部牵头成立了由国家发改委、 生态环境部等14 个部委组成的搬迁改造专项工作组, 加快推进危化品企业搬迁改造工作。

由此可见, 改变化工行业的粗放式发展, 改变目前化工围城的现象, 以及化工企业“退城入园”、“进区入园”已是大势所趋。 目前我国建成和在建的工业园区已达到9 000 多个, 工业园区已成为我国工业发展的主要形态和地方经济发展的助推器。 但是, 工业园区作为工业生产活动的载体, 也是造成水资源紧缺和水环境污染的主要原因[3-4], 目前涉及污水排放的经济技术开发区、 高新技术产业开发区、出口加工区等省级及以上工业园区已超过2 500 家。

2 工业园区水污染防治要求

国家对工业园区污水处理非常重视, 特别是在国务院于2015 年和2016 年相继出台的《水污染防治行动计划》(以下简称“水十条”)和《“十三五”生态环境保护规划》中对工业园区污水处理提出了具体要求。

“水十条”规定: 新建、 升级工业集聚区应同步规划、 建设污水、 垃圾集中处理等污染治理设施。2017 年底, 工业集聚区应按规定建成污水集中处理设施并安装自动在线监控装置, 逾期未完成的,一律暂停审批和核准其增加水污染物排放的建设项目, 并依照有关规定撤销其园区资格。 这只是工业集聚区水污染防治和环境风险防范的底线要求, 今后更重要的是确保建成的污水集中处理设施和管网能够正常稳定运行, 达标排放。 原则上, 园内工业废水和生活污水应纳尽纳, 杜绝偷排、 漏排等情况发生。

《“十三五”生态环境保护规划》规定: 完善工业园区污水集中处理设施。 实行“清污分流、 雨污分流”, 实现废水分类收集、 分质处理, 入园企业应在达到国家或地方规定的排放标准后接入集中式污水处理设施处理, 园区集中式污水处理设施总排口应安装自动监控系统、 视频监控系统, 并与环境保护主管部门联网, 开展工业园区污水集中处理规范化改造示范。

3工业园区污水的来源与特点

3.1 污水来源

工业园区污水主要来自园区内各企业生产生活活动所排放的污水, 根据其来源可分为生产废水、清净废水、 地坪冲洗水、 初期雨水、 生活污水等。

(1) 生产废水。 生产废水来自园区内各企业生产装置排放的废水, 主要污染物包括CODCr、 氨氮、 总氮、 色度、 油、 SS 等。

(2) 清净废水。 清净废水来自园区内各企业冷却水、 脱盐水站等排放的废水, 主要污染物包括盐分、硬度等。

(3) 地坪冲洗水。 地坪冲洗水来自园区内各企业冲洗地坪排放的废水, 主要污染物包括SS、 油、CODCr等。

(4) 初期雨水。 初期雨水来自园区内各企业污染区域收集的初期污染雨水, 主要污染物包括SS、油、 CODCr等。

(5) 生活污水。 生活污水来自园区内各企业、配套设施排放的生活污水, 主要污染物包括CODCr、 SS、 氨氮、 总氮、 总磷等。

3.2 污水特点

(1) 行业性结构特征明显。 不同行业的污水差别较大, 各个行业都有其显著特点。 例如: 化工园区污水的典型水质特征为难生化、 毒性强、 含盐量高等; 食品加工产业园区污水的典型水质特征为有机物含量高、 易生化等; 印染工业园区污水的典型水质特征为难生化、 色度高等。

(2) 复合性特征明显。 工业园区产业结构复杂,有的园区有多个产业发展方向, 即使只有一个产业方向, 但产品细分领域多, 使用的原料、 辅料和工艺又各有差别, 使所产生污水的物理化学性质存在较大差异, 因此污水中污染物种类多、 浓度高[5],且各企业排水规律不均衡, 水质水量波动大[6]。

(3) 区域性结构特征明显。 工业园区面积有限, 生态系统结构较为单一, 环境敏感, 容量小,因此不同园区对污水处理程度的要求亦不相同。

4 典型化工工业园区污水处理方案

某经济开发区为省级专业化工园区, 通过打造若干个百亿产业集群, 形成“一园多链”、 “一园多特”的产业布局, 该园区重点发展化工新材料产业、医药产业、 高附加值精细化工产业等三大产业链。

4.1 设计进出水水质

园区污水排放量约为5 000 m3/d, 由其产业结构可看出, 园区主导产业为精细化工类、 农药及中间体、 医药及中间体类, 属典型高难度有机污水,设计出水水质执行GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A 标准。 污水处理厂设计进出水水质见表1。

表1 污水处理厂设计进出水水质Tab. 1 Design influent and effleunt water quality of sewage treatment plant

根据园区产业定位、 污水处理厂进水水质和处理程度可看出, 本项目污水有以下特点: ①污水可生化性差, 进水BOD5质量浓度低, 小于100 mg/L, 甚至经常检测不出。 ②毒性高, 污水中含有对生化产生抑制作用的物质, 如吡啶、 硝基苯、 卤代苯、 聚合物等。 ③水质水量波动大, 园区内各企业排水规律性不强, 有的连续排放, 有的间断排放。④污水处理程度高, 难度大, 污水处理厂出水水质达到GB 18918—2002 一级A 标准。

4.2 污水处理方案选择

根据设计进出水水质及其特点, 选择污水处理方案时应考虑的重点是: ①强化预处理, 通过高效的预处理工艺, 降低污水的毒性, 提高污水的可生化性, 降低后续生化处理的负担。 ②稳定的生化处理, 考虑到来水水质水量的波动性, 生化处理工艺应具有较强的抗冲击负荷能力, 且对污染物的适应性较强。 ③高效的深度处理, 经生化处理后残留的有机物处理难度高, 采用常规的方法难以去除, 需采用高级氧化等工艺, 因此高效的深度处理工艺尤为关键, 一方面应确保出水达标排放, 另一方面应满足经济、 高效的要求。

综上所述, 本项目污水处理采用预处理-生化处理-深度处理的组合工艺, 具体工艺流程如图1所示。

图1 园区污水处理工艺流程Fig. 1 Process flow of sewage treatment in industrial park

5 关于工业园区污水处理的建议与思考

工业企业“退城入园”转型升级, 虽然工业园区污水处理厂为水污染防治、 节水减排起到了非常重要的作用, 但在处理能力、 运行管理、 专业人才团队建设等方面尚存在一些不足和问题, 需要认真对待和解决。

(1) 工业园区污水已经过各企业的预处理, 污水中易降解的污染物大多已被去除, 残留的污染物处理难度高, 均为“难啃的骨头”, 因此需要正视并重视。

(2) 完善园区基础设施建设, 加强对来水的监管, 防止企业偷排、 漏排对污水处理厂造成冲击,有条件的地区应做到“一企一管”。

(3) 加强园区内的污水系统整合, 分散的工业企业污水处理设施, 不仅浪费各企业的资源, 也加大了监管难度, 各企业进行预处理后集中统一处理, 发挥了园区的集聚效益, 同时可根据各企业排水水质特点, 纳管标准做到“一企一策”[7]。

(4) 应用智能管理工具, 通过人工智能和物联网技术, 强化对来水的监控, 同时实现污水处理过程的优化运行和精确控制, 并提供具有专家经验的优化调度和管理策略, 最终达到稳定运行和节能降耗的目的。

(5) 运营团队专业化, 工业园区污水处理不同于市政污水或单一的工业企业污水处理, 需要有较强的专业背景, 因此专业化的运营团队尤为重要。

6 结语与展望

“水十条”指出, 要推动并逐步形成省级及以上工业集聚区“一园一档”, 并实现信息化, 动态更新数据, 结合园区实际情况制定园区水污染治理策略, 在“一园一档”基础上, 形成“一园一策”, 使园区污水处理能力和管理水平再上一个新的台阶。

2019 年, 国家发改委、 生态环境部在《关于深入推进园区环境污染第三方治理的通知》中提出以环境污染治理“市场化、 专业化、 产业化”为导向,推动建立排污者付费、 第三方治理与排污许可证制度有机结合的污染治理新机制。

2020 年3 月, 国务院发布了《关于构建现代环境治理体系的指导意见》, 明确要求要创新环境治理模式, 积极推行环境污染第三方治理, 开展园区污染防治第三方治理示范, 探索统一规划、 统一监测、 统一治理的一体化服务模式。

综上所述, 不同园区污水中污染物组分差别较大, 各个园区因环境容量不同对排放标准的要求亦不相同。 园区的建设和管理方大多为地方政府, 相对来说缺乏工业园区污水处理的建设和管理经验,结合国家相关产业政策, 工业园区污水处理在“一园一策”的治理策略下, 实现市场化、 专业化、 产业化的第三方治理模式应是行业未来的发展方向。

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