化工廢水處理現狀、存在的問題及發展建議
發布時間:2019-06-14
北極星水處理網訊:工業生產的三廢排放造成了嚴重的環境污染問題。世界衛生組織(WHO)的資料表明,全世界大約有80%的疾病是由于飲水或衛生不良引起的,在我國80%的疾病、1/3的死亡均與飲水水質有關。

北極星水處理網訊:工業生產的三廢排放造成了嚴重的環境污染問題。世界衛生組織(WHO)的資料表明,全世界大約有80%的疾病是由于飲水或衛生不良引起的,在我國80%的疾病、1/3的死亡均與飲水水質有關。

盡管近年來污染物處理率和排放達標率保持增長勢頭,但工業廢水的排放量仍然很大,環境形勢依然嚴峻,總的污染趨勢不容樂觀。其中部分化工廢水由于污染物濃度高、治理難度大,因而還有相當部分企業的廢水未達到排放的標準,廢水治理的任務仍很艱巨。

1、當前形勢下化工廢水處理現狀

1.1 化工廢水處理存在資源浪費

一些化工企業在廢水處理達標前提下,在尾水排放時沒有排除副產品鹽分,這就給環境水體帶來的不小的壓力,會讓化工企業在運行廢水處理裝置時增加更多困難。主要原因是副產品中的堿和酸只能“各自為政”而不能資源互相利用,因此增加了治理環境的成本,讓污染的治理難度提升。

從頂層設計角度看,政府部門已逐漸出臺相應的標準順應時代發展。如上海市地方污染物排放標準《污水綜合排放標準》(DB31/199-2018),該標準自2018年12月1日起實施。

新標準中亮點之一就是增加了協商排放的規定。協商排放的目的是在保障水環境質量的前提下,減輕企業和污水處理廠的負擔,達到雙贏。現在工業園區內,很多污水處理廠污水處理工藝采取生化處理,主要依靠活性污泥微生物降解污染物,生物處理的運行需要碳源作為基本條件,比如低毒無害的生化需氧量比較高的廢水,可以作為有機碳源補充到污水處理裝置內。碳源好比是食物,污水處理廠在處理廢水時必不可少。

以前為了達到排放標準,企業對廢水進行處理,而排出的廢水碳源很少。對此類低毒無害的生化需氧量比較高的廢水如果能夠減少在企業內部的處理,直接排到污水處理廠,一方面企業減少了處理成本,另一方面對于污水處理廠來說,是很好的碳源補充。

1.2 污水處理配套設施建設滯后

總體來說,中國污水處理設施建設和運營能力較好,但污水管網等配套設施建設滯后。目前,污水管網建設存在40萬公里的缺口,補足這一缺口需要1萬億資金28。部分工業園區因建設資金、征地拆遷和規劃等原因,分期建設園區污水管網,短時間內難以滿足所有入園企業的納管需求,甚至有些企業已經投產,園區配套管網還未完成。以貴州為例,截至2017年7月底,該省有82個園區建成污水集中處理設施,但因配套管網不到位,有42個不能正常運行29;安徽省163個省級及以上工業園區中,15個園區管網建設滯后導致污水處理廠無法正常運行30;原環保部2017年9 月在湖北的”水十條”專項督導中發現,襄陽市谷城經濟開發區由于污水管網沒有鋪成,導致已經建好的處理設施“曬太陽”達兩年,另一個石花經濟開發區也有類似的情況,導致園區企業自行處理污水后直排北河匯入漢江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、運行不穩定。一方面高濃度難降解有機廢水應采用專業性和針對性較強的技術方法,例如較為復雜的水質成分、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難以實現出水的效果。另一方面對于水處理行業,現普遍存在技術創新能力不足,缺乏原創性核心技術和成套設備。同時技術研發和工程應用脫節,新技術的工程示范力度不夠,難以全面推廣。

許多化工企業處理廢水的工藝路線并不科學,一方面由于設計時不夠了解水質情況,特別是忽視了氨氮濃度,造成工藝設計缺失或是工藝設計過長的現象;另一方面則是由于企業內部多次進行技改而引發,眾所周知,現在隨著排污標準的不斷提高,企業原有的處理工藝難以實現達標排放,迫使企業不斷進行升級改造。而常用的工藝改造則是在原有工藝的基礎上增加處理環節,往往造成化整體規劃布局不合理,并且處理效果難以保證。

1.4 環保設施的運行管理不到位

化工企業的環保設施的運行管理有待進一步提高,主要表現為治污設施運轉故障發生率較高。環保受重視程度不夠是環境管理不到位的根本原因。與投資時因急于通過環保手續獲得允許開工生產進而愿意在環保設備上投資相比,化工企業主在正常運轉時,因看不到環保利潤回報,相對忽視環保設備的運行,甚至有意識地削減相配套污水處理構筑物運行和維護管理費用。企業對環保的這種“重投入,輕運行”的運營模式,導致環保管理上小問題得不到重視,環保設備常常帶傷運轉。最終積重難返,以故障的形式爆發,增加企業的環保支出。

缺乏科學的理論指導也是環境管理不到位的另一個原因。少數環境管理人員不注重提升自身專業技術水平,在環保設備運行中難以通過一些運行參數來判斷運行狀態,遇到已出現異常信號后處置欠妥當。如不理解活性污泥的“鏡檢”,不清楚污泥池出現大量泡沫現象,結果對處理設施運行狀態的表征,出現異常渾然不知;不理解廢水溫度對微生物的影響,生化池溫度過高或活性不足等現象。以上,也是環保設施運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

絕大多數化工企業設計的工藝流程為:先利用物化工藝預處理后,再進行生化處理的工藝流程。在化工企業中,常見的預處理包括隔油池、混凝池、氣浮池、三效蒸發器、鐵碳微電解裝置、Fenton塔、高級氧化等。化工廢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,化工廢水應用生化工藝常表現為池單體數量多、停留時間長。工藝往往為多個生化池的串聯,而且生化工藝部分的水力停留時間平均停留時間在40h以上。為了確保達標排放,生化處理后往往還設有混凝裝置、砂濾罐、脫氮裝置等。

在化工園區內,約有50%的企業排污量在200-1000t/d,高者可達1000t/d。化工企業不僅廢水排放量大,污染物濃度也普遍較高。多數化工企業處理前廢水COD質量濃度在4000-8000mg/l,進水COD濃度高給污染治理帶來很大難度。

園區各企業污水的集中會加大處理難度。如制藥行業,企業排污標準較低,達到COD500mg/L以下即可,但是這類污水集中到園區污水處理廠時,要降到COD100mg/L的排出標準,則很難用生化或其他手段達到,必須用強氧化的方法,處理成本很高。另外,不同行業的污水在集中到污水處理廠后,也可能相互發生化學反應,產生高難處理的化學成分,加大排污成本。當處理成本高于企業支付的污水處理費時,污水處理廠只能超標排放,從而對環境產生不利影響。

2、化工廢水污染防治對策及建議

2.1 發揮園區優勢,加強園區污水處理基礎設施建設

現階段我國95% 以上的省級及以上工業園區已修建污水集中處理設施,同時仍需繼續加大對眾多省級以下的工業園區污水處理基礎設施企業的財政支持。可將企業所得稅優惠政策適用范圍擴大到工業園區污水處理設施項目;針對從事工業園區環境污染治理設施運營服務的企業,可參照高新技術企業的稅收優惠政策,給予15% 的企業所得稅優惠稅率。通過設定一定條件,使符合條件的第三方企業可以直接申報享受稅收優惠政策,減輕水處理企業的負擔。

化工園區建設的本意就是促進化工生產的集約化和可持續發展,在合理的政策和管理條件下,它同樣可以成為促進環保達標甚至環境資源共享的平臺。目前我國園區建設上普遍規劃不夠合理,園區的公共服務功能也有待進一步強化,園區可以在特征污染物的檢測、環保宣傳、環保技術指導和推廣等方面發揮園區行業集中的自身優勢;使同行業的污染治理方法手段相互影響顯著。可以通過樹立典型等方法來引導同行業企業相互交流學習,改進污染治理水平,促進清潔生產手段的推廣,進而提高整個園區的污染治理水平。

2.2 建立“以廢治廢”的平臺,落實循環經濟

必要的治污成本對污染治理至關重要,但治污成本過高也未必和治污效果成正比關系,反而不利于企業的發展。目前園區還可以進一步發揮園區合作的優勢,在園區建立“以廢治廢”的平臺。化工行業的某些副產品,如酸、堿、強氧化劑等本身就是環保設施運行的調劑之一,某些企業的副產品葡萄糖、尿素等可作為微生物運行的營養之一,改善其他企業廢水生化性能。在合適的科學的政策調控下實現產品、副產物、“三費”的相互調配預回收利用,將為企業減輕治理成本,提高治理的效率。

部分企業步入誤區,完全依賴增加環保投入來確保達標排放,而環保資金壓力是其繞不過去的痛。事實上,清潔生產的實施可以實現不需要增加投入,而改善污染狀況。與末端治理相比,清潔生產則強調通過提高資源利用率來減少污染的排放。如部分企業利用廠內廢蒸汽改善廢水處理溫度環境、提高生化降解速率等。但這遠遠不夠,無論是企業內部還是園區之間,還存在較大的節能減排上升空間。事實上,在基本環保設施滿足的前提下,通過園區內資源調節及企業內工藝調整、資源利用等手段,完全可能實現通過以廢治廢,進而降低環保成本。

2.3 著眼整體規劃,完善工業園區污水排放標準體系

目前我國在積極完善水污染物排放標準體系,但行業標準和地方標準修訂滯后。2018 年12 月19 日發布的《國家水污染物排放標準制訂技術導則》(以下簡稱“導則”)為水污染物排放標準的制定和修訂提供了有力的技術指導。“導則”中明確工業園區中的企業將污水排放到污水處理廠中時,在一定條件下可與污水處理廠協商制定間接排放標準。

行業標準應盡快依據“導則”進行修訂,明確哪些污染物的間接排放標準可基于下游污水處理廠的處理能力協商制定。可協商制定間接排放標準污染物選擇應考慮該污染物能被下游污水處理設施有效去除,并且對排水管網和下游污染物集中處理設施沒有安全風險或者干擾。比如2019 年1 月征求意見的《石油化學工業污染物排放標準》修改單明確了懸浮物、化學需氧量、五日生化需氧量等8 項指標可由企業和污水處理廠協商間接排放標準。

協商確定的企業排放限值,應報當地環境保護主管部門備案。間接排放控制要求可直接轉化為排污許可證中的規定,為排污許可制度實施提供基礎。

2.4 培養環保科技人才,推動科技成果應用

化工廢水治理的自身難度造成常規處理工藝難以保證理想效果。但除了資金壓力外,出于對新技術運行規律的不熟悉、處理效果不確定,無論是環保設計單位還是化工企業一般均不敢輕易涉足新型環保技術。而事實上,科技創新才是出路。加大科技創新力度,推動環保科技成果的應用,是解決環境問題極為重要的途徑,對處理難降解的化工廢水尤具意義。而環保專業技術人才是鑒別和利用好環保設備的重要保證。因此提高環保認識,積極地促進科技成果轉化,培養環保科技人才,是化工企業解決化工廢水難以達標的必由之路。

附:化工廢水處理技術介紹

在處理化工工業廢水中,市場上存在一些目前應用相對不普遍的技術,比如膜技術處理法、電催化氧化法、臭氧氧化法、磁分離技術、鐵碳微電解、過濾法處理技術等。

1、膜技術

在化工工業廢水處理工藝中運用膜技術處理法,主要是膜技術在處理廢水的過程當中,無需加入其他藥劑,就可以使水中的污染物質能夠分離,而且還能把水中含有的原料進行有利的回收。

膜技術包括反滲透以及超濾技術。反滲透法,顧名思義就是在能夠承受的高壓強度下,能夠防止水中的雜質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。在現實的化工廢水處理中,主要是應用的半透膜的薄膜來實現反滲透技術,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半透明的狀態,顏色為乳白色,整個膜有韌性,是一種無定型鏈狀的高分子化合物。在膜的內部是多孔層,有著較大的空隙和疏松的結構,膜的表面有著較小的空隙和緊密的結構,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、溶解度小的鹽分會在膜的表面產生薄垢,這個將嚴重影響膜的功能,透水性將受到一定的影響,因此必須采用一些技術處理掉薄垢,增強反滲透膜的使用壽命。除了反滲透技術,還有超濾技術目前常應用于化工廢水處理中,比如超濾技術能夠將化工工業廢水中的聚乙烯醇漿料進行回收。然而在化工工業廢水中采用膜技術法也有不利的地方,主要是由于膜使用技術要求的造價會很高,在使用的過程中的時間較短,很容易遭到污染。較高的使用成本,限制了膜技術在廢水處理行業的廣泛使用。

2、隔油技術

隔油技術主要是針對的不溶于水的有機污染物,因此在化工廢水處理過程中,運用隔油技術是非常必要的,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。可以運用隔油池處理這些油狀有機物,同時還能夠去除沉淀物質,效果頗為明顯。通過隔油技術,能夠作為其他技術的有效補充,最大程度的將所有應當處理掉的廢水達到標準范圍內。

3、混凝技術

在化工廢水處理中,混凝技術通常是和沉淀法、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或物理方法在廢水中加入物質,讓廢水中的懸浮物在不易過濾和沉降時能夠凝結成一體,從而變大較大顆粒后可以有效的進行分離。在實踐過程中,單一混凝劑使用較少,主要是其效果較復合混凝劑而言較差。采用混凝技術來處理化工企業的工業廢水,特別是針對混合化工廢水的處理是非常有效的,能夠根據不同水質情況來選擇適用的脫色劑,脫色效果好,處理能力強。因此,混凝技術在化工企業處理廢水時效果非常好,也得到了普遍的應用。

4、內電解技術

內電解技術包含鐵銅法、鐵碳法等工藝技術,又稱為微電解。這種內電解技術是新興的化工企業廢水處理技術,最近幾年廣泛的應用到了我國的化工企業中,且產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作用,鐵刨花由純鐵和FeC構成,在含有酸性電解質的水溶液中,鐵屑和炭粒或銅屑之間形成無數個微小原電池發生電化學反應生成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、網捕和架橋等作用使水中比較細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產生的不溶物。


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