工业废水治理,是
长江污染防治攻坚战的关键战役,涉及500多工业园区和众多排污企业的生存。由于我国虽有工业行业水污染物排放标准数十个,但一直没有颁布达标技术,这就为选择治理技术增加了难点,急需通过工业废水达标技术创新工程,验证技术、评估技术、优选技术。
一、当前对达标技术的需求更为迫切
新形势下,各类环境管理手段不断向精细化、实时化、严格化提高,留给偷排和不稳定达标的空间越来越小,对达标技术的需求则必然更为迫切。
01 工业园区废水处理需要系统设计
需要重视的是工业园区废水不能进园了事,进园之前的企业清洁生产准备,进园之后的源头控制和分排放口监管,总排放口的处理技术选择都应精细化,节水优先、总量控制、水质倒逼成为系统设计目标。工业园区常见十种处理技术与城市污水处理厂相同。但城市污水处理厂接纳的是千家万户特征相同的生活污水,但工业废水来自各个工业生产环节均有不同特征,不能简单混合。
体现工业
废水处理特征的各分排口处理技术,如体现工业废水特征的固液分离、強化生化、高级氧化技术需要与行业达标、企业绿色相联系,急需把这些技术与产业相连,与生产工艺、原材料使用变革相结合,形成具有行业特征的示范工程,创造推广条件。
02 环境管理呈现新理念
理念一:空间管控,优化布局
理念二:严格准入,淘汰落后
理念三:治理验收,企业自主
理念四:环境收税,逐项考核
理念五:园区提升,全程监管
理念六:风险控制,关注危害
理念七:低碳目标,强调源头
理念八:绿色发展,突出循环
上述每个理念都向单纯尾端处理工业废水技术的思维挑战。
03 负面清单引出淘汰黑色生产力
中国污染预防体系通过三线一单新举措,在工业发展布局、结构调整和增长方式改变方面,要动大手术,各地政府对工业企业均开列负面清单,列入负面清单的行业类型,在当地生存权都不存在,何谈治理。
04 企业自行验收和环境税奖励导向经济效益
编制环境影响报告书、环境影响报告表的建设项目竣工后,建设单位应当按照国务院环境保护行政主管部门规定的标准和程序,对配套建设的环境保护设施进行验收,编制验收报告。企业环境保护设施验收由企业自主验收,势必对工业废水治理要求的经济效益和环境效益提出更明确的要求,体现企业利益最大化。
环境税共涉及75种污染物指标,均按“浓度X水量”的污染当量收费,对工业企业既增加了多项控制指标同时收税的压力,又增加了低于标准30%、50%可减免收税的优惠,因此工业废水治理技术评估要将达标下线与投资上线同时考核。
二、单项技术必须融入行业达标技术创新工程
所有工业废水处理都离不开固液分离、生化反应、投加药剂、物化措施等各类技术,最有效的应该是强化生化反应,为减轻使用其他技术的压力创造條件。
以中绿永续(北京)高新科技有限公司的颗粒化污泥(HJDL)单项技术为例:HJDL工艺以强化生化反应为核心,通过投加复合微生物菌和增效载体,在高效厌氧、兼氧、好氧反应器和微纳米曝气系统独特造粒功能作用下产生具有外部好氧、中部兼氧、内部厌氧特殊结构的颗粒化污泥,给微生物构造了一个优良的生存、新陈代谢及高富集的环境,大幅提高微生物数量种群活性,使生化系统的抗逆性、抗冲击和处理效率均显著提升;
在相同有机物负荷条件下,提高氨氮、总氮、总磷的去除率,并有效提高溶解氧,出水水质稳定达到或优于各类排放标准,可视为百年活性污泥法的革新技术。由于提标改造原有废水治理项目无需土建施工,验证测试简单,显效时间快,利于实践检验,且一旦生化系统改造成功,维持达标运行费用低,同时减少使用其他高端技术的压力,急需将单项成果融入行业。
例一
某医药公司设计日处理能力1500吨的污水处理站原有处理工艺为:车间浓水收集池→组合池1→气浮→组合池2→气浮→厌氧池→一沉池→A/O→MBR→终沉池→外排。设计负荷为:出水指标执行GB21904-2008三级排放标准:
在污水站实际处理量≤350 吨/d时,MBR膜严重堵塞,终沉池要加次氯酸钠才能达标。
经采用HJDL技术后,实现进水水量提高至约1200t/d。停止次氯酸钠加药后完全达纳管标准。后期拆除后端MBR工艺,仍保证出水达标。
例二
某抗生素类产品生产公司,设计处理能力5000 吨/d的污水设施,原采用的处理工艺为:调节池→芬顿→中间水池→厌氧(HRT 7天)→深曝池(内回流HRT96H)→A/O(内回流HRT72h)→ 二沉池→气浮物化(加次氯酸钠)→ 外排
由于运行不稳定,COD 、NH3-N、TN 都超标,实际处理能力1500吨/d。
采用COD去除、脱氮微生物菌剂进行生化系统增效后,30天后进水COD≤1700mg/L、NH3-N≤600mg/L、TN≤1300mg/L,二沉池出水实现COD≤400mg/L、NH3-N≤1mg/L、TN≤15mg/L,水量目前恢复到3500吨/d-4200吨/d处理量,砍掉后端气浮物化和加次氯酸钠工艺。
例三
某氨类化工产品,如尿素,碳胺及下游产品、纯碱等产品的化工企业原有工艺为:调节池→气浮→厌氧→水解酸化→一沉→好氧→二沉→砂滤→清水池→外排。
此类化工废水的特点COD 偏低,NH3-N、TN很高但TP很低,属于严重营养失衡类污水,通过投加除氮微生物菌剂降低氨氮和总氮指标,经投加微生物菌剂后实现TN≤5mg/L。
例四
食品加工行业废水案例:某公司污水处理设施采用工艺为:调节池→气浮池→初沉池→厌氧池→一沉池→好氧池→二沉池→外排。
在厌氧池和好氧池投加生物增效载体和微生物菌剂后,16小时后进水,进水COD31000 mg/L,第一天排放口达821mg/L,第二天出水达409mg/L,第三天出水达197mg/L,出水指标达标(执行GB8978-1996)。
例五
酿造行业工业废水案例:某知名百年酿酒企业,由于污水处理总磷超标问题,必须在生化后端投加除磷剂才能达HJ575-2010纳管标准。
针对总磷超标问题添加生物增效载体和复合聚磷菌后,在第10天解决总磷问题,目前总磷取样检测数值稳定在3mg/L左右,在线检测一直稳定在2.16-3mg/L之间。
例六
造纸行业工业废水案例:某造纸企业日处理设计能力15万吨/d的大型污水处理厂,原有工艺存在三大问题:造纸企业纳管排污COD高,对生化系统的冲击;一到夏天常温超38℃以上时温度对生化系统的冲击;每天处理量为6-7万吨/d,每天出水指标不稳定的水量冲击问题。
针对COD过高情况,投加生物增效载体和强化去除COD的活性生物菌剂,利用菌种自身适应性解决38度高温和水量冲击负荷的影响,目前各项指标都达一级A标准。
例七
制革行业工业废水案例:某皮革上市公司,其污水处理系统COD、氨氮超标导致停产。
针对高COD和高氨氮,投加对应微生物菌剂和增效载体后,COD在6小时内从426降到207 mg/L,经过一周调试,氨氮小于6mg/L。
以上7个成功案例都能说明某个单项指标达标效果、原处理设施增容有效,减少后端物化、药剂技术应用压力有效,但是单项指标有效,还不能成为行业达标技术,还需要成为某一行业废水达标技术的论证,这就需要以工业行业实现全生命周期优化控制的行业达标技术创新工程予以提升,各驻点城市从本区域特征性行业废水集成全国创新技术为起点,通过达标技术创新工程实现实践检验,获取技术经济验证数据,最终推出某行业工业废水达标技术。
三、颠覆性技术更需进入行业达标技术创新工程
工业废水零排放,全部用作冷却循环水系统用水,是2018年环保部技术推荐项目。此项技术提出:将工业废水不生化处理、不深度处理,直接作为冷却循环水的水源,实现废水低成本资源化;推翻了循环水系统控制水质指标的要求,同样可实现100%不结垢、100%不腐蚀;延长了设备使用年限,提高了生产效率,节约新水费用,总费用仅是其他废水利用方法的数十分之一。
此项技术实现工业废水不排放,没有水环境污染;有机物及挥发气体在循环过程中降解,水蒸气不含盐,不污染大气,形成的泥渣不含重金属,达土壤二级标准。
此项技术利用多功能阻垢缓蚀剂将废水中的微量重金属离子在设备表面预膜,抑制了阴离子和溶解氧的腐蚀;作用于超饱和盐类的析出过程,并改变其晶体形态成为水渣,保证循环水设备不结垢;药剂的阴离子与浊度的阳离子进行电中和,使浊度没有了电性,不在换热设备上沉淀结泥。
此项技术把专门冷却发热设备的工业循环冷却水系统变成了降解废水有机物和废水无机物固液分离的最佳设施:
01废水在冷却塔与空气交换热量,空气中的氧进入废水中,得到好氧处理,成为好氧塔;
02循环水池中有1000多种微生物,对废水进行厌氧处理,成为厌氧池;
03循环水的上水管道是兼氧环境,兼氧菌将大分子有机物分解成小分子有机物及开环断链;
04换热器是热解、催化、超级氧化环境,废水在换热器中升温,水中溶解氧含量降低,从水中逃逸出的氧与酚氰化合物结合形成二氧化碳和无机物、与氨氮结合形成硝酸根和亚硝酸根、与硫化氢结合形成硫酸根;
05回水管道是一缺氧环境,通过厌氧菌的作用,实现了硝酸盐脱氮;
06废水在循环水系统的不断受热、蒸发,无机物不断地浓缩、析出、结晶、沉淀,实现了固液分离的结果
现场考证沧州联海化工有限公司与孝义市金晖煤焦有限公司经过循环水设备运行处理后,没有发现新的结垢迹象,实现了废水回用循环水再利用的目标。
同样带来该设备显示不结泥、无结垢、无腐蚀消息的还有济南钢铁化工厂、聊城东昌焦化、徐州中泰能源、西部煤化工有限责任公司,根据上述企业出示的化验报告,可以得出以下结论:
济南钢铁化工厂2017年4月5日循环水浊度达54575NTU,循环水设备也显示不结泥;聊城东昌焦化2017年5月6日循环水氯离子18.1万mg/L,系统设备不腐蚀;徐州中泰能源2017年4月20日电导率348000us/cm,设备无结垢、无腐蚀;西部煤化工有限责任公司的氯离子高达57156mg/L。
以上实证数据表明了此项颠覆性技术首先颠覆的是循环水水质控制标准。
颠覆1水质好坏与设备好坏是反比关系,而不是正比关系:水越好则设备越坏,如循环水浓缩倍率4倍时,结垢物质如在水中不符合标准,结垢物质如在设备上,水质符合标准;
颠覆2不要求控制循环水pH值,因为循环水只能依靠加硫酸调节pH值,反倒成为系统腐蚀严重的根源;
颠覆3不要求控制氯离子、硬度、浊度、电导、硫酸根、铁离子、铜离子、硅酸根,因为循环水控制这些指标增加了污染物排放量;
颠覆4不设设备防垢、腐蚀率标准,因为循环水控制标准不能解决不结垢、不腐蚀,所定腐蚀率标准碳钢<0.075mm/年,铜、不锈钢<0.005mm/年,没有清洁生产意义。
以上颠覆性结论已经60余个工厂实践检验,但仍需要行业示范工程依据企业标准建设达标技术示范工程,进一步论证工业废水零排放进入冷却水循环系统的环境影响,为广泛推广奠定基础。
综上所述,长江驻点各工作组应该重视在工业废水治理突出生命周期全过程控制上打开突破口,用绿色、低碳、循环理念做统帅最为重要,达标技术集成优化必须因水而异,多项技术集成,经济效益不能忽视,没有经济效益的高新技术不能称其为高新技术。
工业废水行业达标技术创新工程必须标准领先,企标、团体标准的差异性、先进性极为宝贵,要敢于突破落后的国家标准,要在清洁生产、源头控制做文章,抓好工业园区和纳污水域水质倒逼。
让我们共同努力,共同在长江驻点中,打造多个成功的工业废水达标技术创新工程。