化工廢水處理現(xiàn)狀、存在的問題及發(fā)展建議
【蘭州純水設(shè)備http://www.firstclub.org.cn】工業(yè)生產(chǎn)三廢的排放造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)的數(shù)據(jù)，世界上約80%的疾病是由飲用水或糟糕的衛(wèi)生條件引起的。在中國(guó)，80%的疾病和三分之一的死亡與飲用水質(zhì)量有關(guān)。
雖然近年來，污染物處理率和達(dá)標(biāo)排放率保持了增長(zhǎng)勢(shì)頭，但工業(yè)廢水排放量仍較大，環(huán)境形勢(shì)依然嚴(yán)峻，整體污染趨勢(shì)不容樂觀。有些化工廢水由于污染物濃度高，處理難度大，所以有相當(dāng)一部分企業(yè)的廢水沒有達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，污水處理的任務(wù)仍然十分艱巨。
1. 當(dāng)前化學(xué)廢水處理現(xiàn)狀的現(xiàn)狀
1.1化工廢水處理中存在著浪費(fèi)資源
在滿足污水處理標(biāo)準(zhǔn)的前提下，部分化工企業(yè)在尾水排放過程中不去除副產(chǎn)物的鹽分，給環(huán)境水體帶來巨大壓力，加大了化工企業(yè)污水處理廠的運(yùn)行難度。主要原因是副產(chǎn)物中的堿和酸只能“獨(dú)立工作”，不能相互利用，增加了環(huán)境處理的成本，使污染處理更加困難。
從頂層設(shè)計(jì)的角度來看，政府部門已經(jīng)逐步發(fā)布了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，以適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展。如上海市地方污染物排放標(biāo)準(zhǔn)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(db31/199-2018)將于2018年12月1日起實(shí)施。
新標(biāo)準(zhǔn)的亮點(diǎn)之一是增加了談判排放的規(guī)則。協(xié)商排放的目的是在保證水環(huán)境質(zhì)量的前提下，減輕企業(yè)和污水處理廠的負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)雙贏?，F(xiàn)在工業(yè)區(qū),很多生化處理,污水處理廠污水處理過程主要依賴于活性污泥微生物降解污染物的生物處理的操作需要碳源為基本條件,如低有毒廢水無害的生化需氧量較高, 純水設(shè)備可以作為有機(jī)碳源添加到污水處理廠。碳源就像食物;污水處理廠是必不可少的。
過去，企業(yè)為了達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)廢水進(jìn)行處理，但排放的廢水碳源很少。如果這種低毒、無害的生化需氧量廢水可以在企業(yè)內(nèi)部處理中減少，并直接排放到污水處理廠，一方面可以降低企業(yè)的處理成本;另一方面，實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備對(duì)于污水處理廠來說，它是一個(gè)很好的碳源補(bǔ)充。
1.2污水處理配套設(shè)施建設(shè)滯后
總體來看，我國(guó)污水處理設(shè)施建設(shè)和運(yùn)行能力較好，但污水管網(wǎng)等配套設(shè)施建設(shè)相對(duì)滯后。目前，我國(guó)污水管網(wǎng)建設(shè)還存在40萬(wàn)公里的缺口，需要1萬(wàn)億元來彌補(bǔ)28個(gè)缺口。一些工業(yè)園區(qū)由于建設(shè)資金、征地、搬遷、規(guī)劃等原因，分階段建設(shè)污水管網(wǎng)，無法在短時(shí)間內(nèi)滿足所有入園企業(yè)對(duì)管道收集的需求。以貴州為例。截至2017年7月底，貴州省82個(gè)公園已建成污水集中處理設(shè)施，但42個(gè)公園因配套管網(wǎng)不足無法正常運(yùn)行。在安徽省163個(gè)省級(jí)以上工業(yè)園區(qū)中，15個(gè)園區(qū)的管網(wǎng)建設(shè)出現(xiàn)延誤，導(dǎo)致污水處理廠出現(xiàn)故障。30.原始環(huán)境保護(hù)2017年9月在湖北“水發(fā)現(xiàn)第十條“特殊監(jiān)督gokseong襄陽(yáng)市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)由于污水管網(wǎng)不鋪,導(dǎo)致處理設(shè)施已建成“陽(yáng)光”了兩年,另一個(gè)石頭花經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)也有類似的情況,導(dǎo)致物流企業(yè)污水后直接排到漢江北31。
1.3 廢水處理工藝路線不合理
化工廢水治理成本高、效果難保證、運(yùn)行不穩(wěn)定。一方面高濃度難降解有機(jī)廢水應(yīng)采用專業(yè)性和針對(duì)性較強(qiáng)的技術(shù)方法，例如較為復(fù)雜的水質(zhì)成分、濃度較高的污染物和毒性大且可生化性差等使得一般的處理技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)出水的效果。另一方面對(duì)于水處理行業(yè)，現(xiàn)普遍存在技術(shù)創(chuàng)新能力不足，缺乏原創(chuàng)性核心技術(shù)和成套設(shè)備。同時(shí)技術(shù)研發(fā)和工程應(yīng)用脫節(jié)，新技術(shù)的工程示范力度不夠，難以全面推廣。
許多化工企業(yè)處理廢水的工藝路線并不科學(xué)，一方面由于設(shè)計(jì)時(shí)不夠了解水質(zhì)情況，特別是忽視了氨氮濃度，造成工藝設(shè)計(jì)缺失或是工藝設(shè)計(jì)過長(zhǎng)的現(xiàn)象；另一方面則是由于企業(yè)內(nèi)部多次進(jìn)行技改而引發(fā)，眾所周知，現(xiàn)在隨著排污標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，企業(yè)原有的處理工藝難以實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，迫使企業(yè)不斷進(jìn)行升級(jí)改造。而常用的工藝改造則是在原有工藝的基礎(chǔ)上增加處理環(huán)節(jié)，往往造成化整體規(guī)劃布局不合理，并且處理效果難以保證。
1.4 環(huán)保設(shè)施的運(yùn)行管理不到位
化工企業(yè)的環(huán)保設(shè)施的運(yùn)行管理有待進(jìn)一步提高，主要表現(xiàn)為治污設(shè)施運(yùn)轉(zhuǎn)故障發(fā)生率較高。環(huán)保受重視程度不夠是環(huán)境管理不到位的根本原因。與投資時(shí)因急于通過環(huán)保手續(xù)獲得允許開工生產(chǎn)進(jìn)而愿意在環(huán)保設(shè)備上投資相比，化工企業(yè)主在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，因看不到環(huán)保利潤(rùn)回報(bào)，相對(duì)忽視環(huán)保設(shè)備的運(yùn)行，純水設(shè)備甚至有意識(shí)地削減相配套污水處理構(gòu)筑物運(yùn)行和維護(hù)管理費(fèi)用。企業(yè)對(duì)環(huán)保的這種“重投入，輕運(yùn)行”的運(yùn)營(yíng)模式，導(dǎo)致環(huán)保管理上小問題得不到重視，環(huán)保設(shè)備常常帶傷運(yùn)轉(zhuǎn)。最終積重難返，以故障的形式爆發(fā)，增加企業(yè)的環(huán)保支出。
缺乏科學(xué)的理論指導(dǎo)也是環(huán)境管理不到位的另一個(gè)原因。少數(shù)環(huán)境管理人員不注重提升自身專業(yè)技術(shù)水平，在環(huán)保設(shè)備運(yùn)行中難以通過一些運(yùn)行參數(shù)來判斷運(yùn)行狀態(tài)，遇到已出現(xiàn)異常信號(hào)后處置欠妥當(dāng)水處理設(shè)備。如不理解活性污泥的“鏡檢”，不清楚污泥池出現(xiàn)大量泡沫現(xiàn)象，結(jié)果對(duì)處理設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)的表征，出現(xiàn)異常渾然不知；不理解廢水溫度對(duì)微生物的影響，生化池溫度過高或活性不足等現(xiàn)象。以上，也是環(huán)保設(shè)施運(yùn)行故障率居高不下的重要原因。
1.5 廢水處理工藝存在難點(diǎn)
絕大多數(shù)化工企業(yè)設(shè)計(jì)的工藝流程為：先利用物化工藝預(yù)處理后，再進(jìn)行生化處理的工藝流程。在化工企業(yè)中，常見的預(yù)處理包括隔油池、混凝池、氣浮池、三效蒸發(fā)器、鐵碳微電解裝置、Fenton塔、高級(jí)氧化等?；U水主體往往也采用生化工藝，但較生活污水的生化工藝不同，化工廢水應(yīng)用生化工藝常表現(xiàn)為池單體數(shù)量多、停留時(shí)間長(zhǎng)。工藝往往為多個(gè)生化池的串聯(lián)，而且生化工藝部分的水力停留時(shí)間平均停留時(shí)間在40h以上。為了確保達(dá)標(biāo)排放，生化處理后往往還設(shè)有混凝裝置、砂濾罐、脫氮裝置等。
在化工園區(qū)內(nèi)，約有50%的企業(yè)排污量在200-1000t/d，高者可達(dá)1000t/d。化工企業(yè)不僅廢水排放量大，污染物濃度也普遍較高。多數(shù)化工企業(yè)處理前廢水COD質(zhì)量濃度在4000-8000mg/l，進(jìn)水COD濃度高給污染治理帶來很大難度。
園區(qū)各企業(yè)污水的集中會(huì)加大處理難度。如制藥行業(yè)，企業(yè)排污標(biāo)準(zhǔn)較低，達(dá)到COD500mg/L以下即可，但是這類污水集中到園區(qū)污水處理廠時(shí)，要降到COD100mg/L的排出標(biāo)準(zhǔn)，則很難用生化或其他手段達(dá)到，必須用強(qiáng)氧化的方法，處理成本很高。另外，不同行業(yè)的污水在集中到污水處理廠后，實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備也可能相互發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生高難處理的化學(xué)成分，加大排污成本。當(dāng)處理成本高于企業(yè)支付的污水處理費(fèi)時(shí)，污水處理廠只能超標(biāo)排放，從而對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不利影響。
2、化工廢水污染防治對(duì)策及建議
2.1 發(fā)揮園區(qū)優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)園區(qū)污水處理基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)
現(xiàn)階段我國(guó)95% 以上的省級(jí)及以上工業(yè)園區(qū)已修建污水集中處理設(shè)施，同時(shí)仍需繼續(xù)加大對(duì)眾多省級(jí)以下的工業(yè)園區(qū)污水處理基礎(chǔ)設(shè)施企業(yè)的財(cái)政支持。可將企業(yè)所得稅優(yōu)惠政策適用范圍擴(kuò)大到工業(yè)園區(qū)污水處理設(shè)施項(xiàng)目；針對(duì)從事工業(yè)園區(qū)環(huán)境污染治理設(shè)施運(yùn)營(yíng)服務(wù)的企業(yè)，可參照高新技術(shù)企業(yè)的稅收優(yōu)惠政策，給予15% 的企業(yè)所得稅優(yōu)惠稅率。通過設(shè)定一定條件，使符合條件的第三方企業(yè)可以直接申報(bào)享受稅收優(yōu)惠政策，減輕水處理企業(yè)的負(fù)擔(dān)。
化工園區(qū)建設(shè)的本意就是促進(jìn)化工生產(chǎn)的集約化和可持續(xù)發(fā)展，在合理的政策和管理?xiàng)l件下，它同樣可以成為促進(jìn)環(huán)保達(dá)標(biāo)甚至環(huán)境資源共享的平臺(tái)。目前我國(guó)園區(qū)建設(shè)上普遍規(guī)劃不夠合理，園區(qū)的公共服務(wù)功能也有待進(jìn)一步強(qiáng)化，園區(qū)可以在特征污染物的檢測(cè)、環(huán)保宣傳、環(huán)保技術(shù)指導(dǎo)和推廣等方面發(fā)揮園區(qū)行業(yè)集中的自身優(yōu)勢(shì)；使同行業(yè)的污染治理方法手段相互影響顯著?？梢酝ㄟ^樹立典型等方法來引導(dǎo)同行業(yè)企業(yè)相互交流學(xué)習(xí)，改進(jìn)污染治理水平，促進(jìn)清潔生產(chǎn)手段的推廣，進(jìn)而提高整個(gè)園區(qū)的污染治理水平。
2.2 建立“以廢治廢”的平臺(tái)，落實(shí)循環(huán)經(jīng)濟(jì)
必要的治污成本對(duì)污染治理至關(guān)重要，但治污成本過高也未必和治污效果成正比關(guān)系，反而不利于企業(yè)的發(fā)展。目前園區(qū)還可以進(jìn)一步發(fā)揮園區(qū)合作的優(yōu)勢(shì)，在園區(qū)建立“以廢治廢”的平臺(tái)?；ば袠I(yè)的某些副產(chǎn)品，如酸、堿、強(qiáng)氧化劑等本身就是環(huán)保設(shè)施運(yùn)行的調(diào)劑之一，某些企業(yè)的副產(chǎn)品葡萄糖、尿素等可作為微生物運(yùn)行的營(yíng)養(yǎng)之一，改善其他企業(yè)廢水生化性能。在合適的科學(xué)的政策調(diào)控下實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品、副產(chǎn)物、“三費(fèi)”的相互調(diào)配預(yù)回收利用，將為企業(yè)減輕治理成本，提高治理的效率。
部分企業(yè)步入誤區(qū)，完全依賴增加環(huán)保投入來確保達(dá)標(biāo)排放，而環(huán)保資金壓力是其繞不過去的痛。事實(shí)上，清潔生產(chǎn)的實(shí)施可以實(shí)現(xiàn)不需要增加投入，而改善污染狀況。與末端治理相比，清潔生產(chǎn)則強(qiáng)調(diào)通過提高資源利用率來減少污染的排放。如部分企業(yè)利用廠內(nèi)廢蒸汽改善廢水處理溫度環(huán)境、實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備提高生化降解速率等。但這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，無論是企業(yè)內(nèi)部還是園區(qū)之間，還存在較大的節(jié)能減排上升空間。事實(shí)上，在基本環(huán)保設(shè)施滿足的前提下，通過園區(qū)內(nèi)資源調(diào)節(jié)及企業(yè)內(nèi)工藝調(diào)整、資源利用等手段，完全可能實(shí)現(xiàn)通過以廢治廢，進(jìn)而降低環(huán)保成本。
2.3 著眼整體規(guī)劃，完善工業(yè)園區(qū)污水排放標(biāo)準(zhǔn)體系
目前我國(guó)在積極完善水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)體系，但行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)修訂滯后。2018 年12 月19 日發(fā)布的《國(guó)家水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)制訂技術(shù)導(dǎo)則》（以下簡(jiǎn)稱“導(dǎo)則”）為水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的制定和修訂提供了有力的技術(shù)指導(dǎo)?！皩?dǎo)則”中明確工業(yè)園區(qū)中的企業(yè)將污水排放到污水處理廠中時(shí)，在一定條件下可與污水處理廠協(xié)商制定間接排放標(biāo)準(zhǔn)。
行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)盡快依據(jù)“導(dǎo)則”進(jìn)行修訂，明確哪些污染物的間接排放標(biāo)準(zhǔn)可基于下游污水處理廠的處理能力協(xié)商制定?？蓞f(xié)商制定間接排放標(biāo)準(zhǔn)污染物選擇應(yīng)考慮該污染物能被下游污水處理設(shè)施有效去除，純水設(shè)備并且對(duì)排水管網(wǎng)和下游污染物集中處理設(shè)施沒有安全風(fēng)險(xiǎn)或者干擾。比如2019 年1 月征求意見的《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》修改單明確了懸浮物、化學(xué)需氧量、五日生化需氧量等8 項(xiàng)指標(biāo)可由企業(yè)和污水處理廠協(xié)商間接排放標(biāo)準(zhǔn)。
協(xié)商確定的企業(yè)排放限值，應(yīng)報(bào)當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護(hù)主管部門備案。間接排放控制要求可直接轉(zhuǎn)化為排污許可證中的規(guī)定，為排污許可制度實(shí)施提供基礎(chǔ)。
2.4 培養(yǎng)環(huán)?？萍既瞬牛苿?dòng)科技成果應(yīng)用
化工廢水治理的自身難度造成常規(guī)處理工藝難以保證理想效果。但除了資金壓力外，出于對(duì)新技術(shù)運(yùn)行規(guī)律的不熟悉、處理效果不確定，無論是環(huán)保設(shè)計(jì)單位還是化工企業(yè)一般均不敢輕易涉足新型環(huán)保技術(shù)。而事實(shí)上，科技創(chuàng)新才是出路。加大科技創(chuàng)新力度，推動(dòng)環(huán)?？萍汲晒膽?yīng)用，是解決環(huán)境問題極為重要的途徑，對(duì)處理難降解的化工廢水尤具意義。而環(huán)保專業(yè)技術(shù)人才是鑒別和利用好環(huán)保設(shè)備的重要保證。因此提高環(huán)保認(rèn)識(shí)，積極地促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化，培養(yǎng)環(huán)?？萍既瞬牛腔て髽I(yè)解決化工廢水難以達(dá)標(biāo)的必由之路。
在處理化工工業(yè)廢水中，市場(chǎng)上存在一些目前應(yīng)用相對(duì)不普遍的技術(shù)，比如膜技術(shù)處理法、電催化氧化法、臭氧氧化法、磁分離技術(shù)、鐵碳微電解、過濾法處理技術(shù)等。
1、膜技術(shù)
在化工工業(yè)廢水處理工藝中運(yùn)用膜技術(shù)處理法，主要是膜技術(shù)在處理廢水的過程當(dāng)中，無需加入其他藥劑，就可以使水中的污染物質(zhì)能夠分離，而且還能把水中含有的原料進(jìn)行有利的回收。
膜技術(shù)包括反滲透以及超濾技術(shù)。反滲透法，顧名思義就是在能夠承受的高壓強(qiáng)度下，能夠防止水中的雜質(zhì)離子透過但是能夠讓水分子透過的一種薄膜，從而從含有鹽分的水中將純水分離出來。在現(xiàn)實(shí)的化工廢水處理中水處理設(shè)備，主要是應(yīng)用的半透膜的薄膜來實(shí)現(xiàn)反滲透技術(shù)，主要有芳香族聚酰胺纖維素膜、醋酸纖維素膜等。醋酸纖維素膜在成型后呈現(xiàn)半透明的狀態(tài)，顏色為乳白色，整個(gè)膜有韌性，實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備是一種無定型鏈狀的高分子化合物。在膜的內(nèi)部是多孔層，有著較大的空隙和疏松的結(jié)構(gòu)，膜的表面有著較小的空隙和緊密的結(jié)構(gòu)，因此多孔層和表皮層的特征是截然相反的，在其中間還有一層過渡層作為連接，各個(gè)層與層之間緊密相連。醋酸纖維素膜之所以具有反滲透的作用，主要是由于它的吸附能力是帶有選擇性的，它可以讓純水通過而將其中的鹽微粒留下。在水透過薄膜之后，一些微生物、懸浮物、溶解度小的鹽分會(huì)在膜的表面產(chǎn)生薄垢，這個(gè)將嚴(yán)重影響膜的功能，透水性將受到一定的影響，因此必須采用一些技術(shù)處理掉薄垢，增強(qiáng)反滲透膜的使用壽命。除了反滲透技術(shù)，還有超濾技術(shù)目前常應(yīng)用于化工廢水處理中，比如超濾技術(shù)能夠?qū)⒒すI(yè)廢水中的聚乙烯醇漿料進(jìn)行回收。然而在化工工業(yè)廢水中采用膜技術(shù)法也有不利的地方，主要是由于膜使用技術(shù)要求的造價(jià)會(huì)很高，在使用的過程中的時(shí)間較短，很容易遭到污染。較高的使用成本，限制了膜技術(shù)在廢水處理行業(yè)的廣泛使用。
2、隔油技術(shù)
隔油技術(shù)主要是針對(duì)的不溶于水的有機(jī)污染物，因此在化工廢水處理過程中，運(yùn)用隔油技術(shù)是非常必要的，由于這些污染物能夠通過生物膜和活性污泥顆粒使好氧生物缺氧，會(huì)極大的影響生物處理的效果，所以在生化處理工藝前采取隔油措施必不可少?？梢赃\(yùn)用隔油池處理這些油狀有機(jī)物，同時(shí)還能夠去除沉淀物質(zhì)，效果頗為明顯。通過隔油技術(shù)，能夠作為其他技術(shù)的有效補(bǔ)充，最大程度的將所有應(yīng)當(dāng)處理掉的廢水達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。
3、混凝技術(shù)
在化工廢水處理中，混凝技術(shù)通常是和沉淀法、氣浮法一起使用的，也可以稱之為混凝沉淀工藝或者混凝氣浮工藝。單一的混凝法指的是通過化學(xué)或物理方法在廢水中加入物質(zhì)，讓廢水中的懸浮物在不易過濾和沉降時(shí)能夠凝結(jié)成一體水處理設(shè)備，從而變大較大顆粒后可以有效的進(jìn)行分離。在實(shí)踐過程中，實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備單一混凝劑使用較少，主要是其效果較復(fù)合混凝劑而言較差。采用混凝技術(shù)來處理化工企業(yè)的工業(yè)廢水，特別是針對(duì)混合化工廢水的處理是非常有效的，能夠根據(jù)不同水質(zhì)情況來選擇適用的脫色劑，脫色效果好，處理能力強(qiáng)。因此，混凝技術(shù)在化工企業(yè)處理廢水時(shí)效果非常好，也得到了普遍的應(yīng)用。
4、內(nèi)電解技術(shù)
內(nèi)電解技術(shù)包含鐵銅法、鐵碳法等工藝技術(shù)，又稱為微電解。這種內(nèi)電解技術(shù)是新興的化工企業(yè)廢水處理技術(shù)，最近幾年廣泛的應(yīng)用到了我國(guó)的化工企業(yè)中，且產(chǎn)生了意想不到的廢水處理效果。它的可生化性較好，可以有效的除去去除COD?Cr，且脫色效果較佳。其工作原理主要為電化學(xué)作用,鐵刨花由純鐵和FeC構(gòu)成,在含有酸性電解質(zhì)的水溶液中,鐵屑和炭?；蜚~屑之間形成無數(shù)個(gè)微小原電池發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)生成Fe2+和[H],鐵和新生的Fe2+的還原作用,鐵離子的混凝作用,即通過凝集、電中和、網(wǎng)捕和架橋等作用使水中比較細(xì)小的顆粒凝集成粒徑比較大的顆粒,并吸附凝聚廢水中原有的懸浮物和微電解反應(yīng)產(chǎn)生的不溶物。水處理設(shè)備 去離子水設(shè)備
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