化工行業(yè)水污染防治清潔生產(chǎn)思路探討

肖敏

深圳市寶安區(qū)環(huán)境科學(xué)研究所，廣東深圳 518101

化工行業(yè)水污染防治清潔生產(chǎn)思路探討

肖敏

深圳市寶安區(qū)環(huán)境科學(xué)研究所，廣東深圳 518101

化工行業(yè)不僅是我國水環(huán)境污染貢獻的大戶，而且其排放的廢水也是較難實現(xiàn)達標(biāo)排放的廢水。如何從“防”和“治”著手，雙管齊下，減少化工廢水的產(chǎn)生量，提高化工廢水處理的達標(biāo)率顯得尤為重要，走清潔生產(chǎn)的綠色化工道路是化工廢水污染防治的必然發(fā)展趨勢。

化工廢水；污染防治；清潔生產(chǎn)

前言

化工行業(yè)是我國GDP貢獻大戶，同時也是我國環(huán)境污染貢獻大戶。一般來說，化工項目不僅產(chǎn)生大量的大氣污染物以及水污染物，具有一定的潛在環(huán)境風(fēng)險，而且還排放大量難以處理達標(biāo)的廢水，甚至有毒有害的廢水到周圍地表水體中，嚴(yán)重污染項目周圍地表水和地下水環(huán)境。據(jù)有關(guān)文獻資料顯示，目前我國化工廢水排放總量占全國工業(yè)廢水排放總量的20%左右，達標(biāo)率僅50%左右[1]。究其原因，化工廢水由于其特有的性質(zhì)，僅通過末端的污染治理或常規(guī)的生化處理法很難將其處理達標(biāo)，因此，化工行業(yè)廢水污染問題的解決必須從“防”和“治”兩方面著手，防治結(jié)合，走清潔生產(chǎn)的綠色化工道路。

1 化工行業(yè)廢水的特點

化工廢水主要的特點是：①水質(zhì)成分復(fù)雜，廢水中常夾雜有反應(yīng)原料、副產(chǎn)物、產(chǎn)品，甚至催化劑等溶劑類物質(zhì)，以及環(huán)狀結(jié)構(gòu)的化合物或衍生物、重金屬等；②有機物含量高。造成化工行業(yè)廢水有機物含量高的主要原因是由于化工生產(chǎn)的原輔料、副產(chǎn)物大多是有機物，通過各種生產(chǎn)環(huán)節(jié)和途徑進入廢水中；③有毒有害物質(zhì)多?；U水中有許多有機污染物對微生物是有毒有害的，如鹵毒化合物、硝基化合物、具有殺菌作用的分散劑或表面活性劑等；④具有難降解、可生化性差的特點，廢水中含有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì)化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)，使其具有抗降解性，或廢水中有些物質(zhì)有毒，致使生化菌不能正常繁殖，發(fā)揮作用；⑤一般具有高色度[2]的特征。

化工行業(yè)廢水難于處理最主要的原因就是難生物降解，而其難于生物降解的原因主要有兩方面：一是由于廢水中化合物本身的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)，使其具有抗降解性；二是其存在的環(huán)境因素，包括物理因素（如溫度、化合物的可接近性等）、化學(xué)因素（如pH值、化合物濃度、氧化還原電位、協(xié)同效應(yīng)等）、生物因素（如適合微生物生存的條件、足夠的適應(yīng)時間等）阻止其降解。

2 化工行業(yè)廢水污染防治思路探討

2.1 “以防為主”，以清潔生產(chǎn)審核為重點，破解化工行業(yè)廢水減排壓力。

清潔生產(chǎn)的方針是節(jié)能、降耗、減污、增效。從我國目前頒布的清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)來看，單位產(chǎn)品廢水或污染物的產(chǎn)生量是衡量一個企業(yè)清潔生產(chǎn)水平重要的一項指標(biāo)。以《清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn) 石油煉制業(yè)》（HJ/T125-2003）為例，其中有一項指標(biāo)就是工業(yè)廢水產(chǎn)生量（t/t），石油煉制業(yè)工業(yè)廢水產(chǎn)生量≤0.5、≤1.0、≤1.5時，該項指標(biāo)的清潔生產(chǎn)水平分別為一級、二級、三級[6]。通過這個數(shù)值我們也可以看出，此項指標(biāo)清潔生產(chǎn)水平高的，廢水產(chǎn)生量就少，反之亦反。

段寧和他的團隊曾做過一個預(yù)測，如果全國造紙行業(yè)中有一半的企業(yè)達到清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的最低要求，全國削減污染物的力度將比純粹靠末端治理大得多。如果全部木漿企業(yè)通過努力達到三級標(biāo)準(zhǔn)要求，每年可以減少排放CODcr7萬噸，BOD51.1萬噸，SS2.6萬噸；達到一級標(biāo)準(zhǔn)要求每年可以減少排放CODcr9萬噸，BOD51.7萬噸，SS2.8萬噸。如果全部草漿企業(yè)通過努力達到三級標(biāo)準(zhǔn)要求，每年可以減少排放CODcr50.8萬噸，BOD510.5萬噸，SS14萬噸；達到一級標(biāo)準(zhǔn)要求每年可以減少排放CODcr72.1萬噸，BOD516.3萬噸，SS16.8萬噸。近年來，我國采取企業(yè)自愿審核和強制審核的辦法，迄今審核了近7000家企業(yè)。已累計削減COD407萬噸、BOD450萬噸、氨氮508萬噸[5]。

清潔生產(chǎn)的實現(xiàn)，大多不是從末端治理著手的，而是通過改革工藝，采用先進的工藝、先進的配方、或先進的設(shè)備等做到減少污染物的產(chǎn)生，從源頭上控制污染物的產(chǎn)生。因此，化工行業(yè)廢水污染防治也應(yīng)該從清潔生產(chǎn)審核著手，努力改革生產(chǎn)工藝，減少污染，進行綜合利用回收或進行封閉循環(huán)回用廢水資源。必須外排的廢水需經(jīng)必要的處理，達到排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 標(biāo)本兼治

根據(jù)各化工行業(yè)的廢水產(chǎn)生情況不同，末端治理也有許多不同的方法可供選擇。

2.2.1 清污分流，從“點”上入手，將污染物消滅在“點”上，且對于高濃度廢水，可考慮從廢水中精餾原料。

有些化工企業(yè)，排出廢水的節(jié)點較多，且每個節(jié)點上廢水的性質(zhì)、濃度不盡相同，若混合處理，不僅給末端治理帶來極大的麻煩，達不到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，而且還造成資源的浪費。以有機醇、有機酸合成不飽和聚酯樹脂生產(chǎn)為例來說，該項目生產(chǎn)過程中可能有生產(chǎn)工藝廢水、真空泵排水、生活污水、蒸汽冷凝水以及設(shè)備冷卻水。在這些廢水中，除生產(chǎn)工藝廢水外，其它廢水都較為清潔或較易采用生化處理法處理達標(biāo)。但工藝廢水，即聚酯生成縮聚反應(yīng)過程中產(chǎn)生的化合水，由于含有部分原料（如有機醇、有機酸含量可達到廢水總量的15%），導(dǎo)致廢水中COD含量極高，達到150000mg/L左右，若直接與其它廢水混合處理，難度很大，而且造成原料有機酸、有機醇的極大浪費。但若將這部分化合水進行精餾，不僅可回收約10%的原料（即若每天產(chǎn)生10噸廢水，可從廢水中精餾到約1噸的原料），而且可將COD降低到20000mg/L，既減少了廢水產(chǎn)生量，又降低了廢水中污染物的濃度，還回收了大量原料，可謂一舉多得[4]。

2.2.2 通過多級處理的方法，逐步將污染物消解

化工項目廢水處理方法隨水質(zhì)水量和排放標(biāo)準(zhǔn)要求而定，一般可分為一級處理、二級處理和三級處理。一級處理，也叫預(yù)處理，主要目的是使有礙于生物降解的物質(zhì)減少濃度或從水中去除，或使不利于生物降解的官能團、化學(xué)鍵發(fā)生變化，提高廢水的可生化性。預(yù)處理的方法較多，主要有水質(zhì)水量調(diào)節(jié)法、沉淀法、上浮法、隔油法以及中和處理等方法。二級處理是化工廢水處理的核心，通常采用的方法有活性污泥法、生物膜法以及厭氧生物處理法等，主要目的是將污染物中大分子變成小分子，將有機物變成無機物，從而將污染物從水中去除。三級處理也是我們常說的深度處理，深度處理方法主要有活性炭吸附、臭氧氧化等，三級處理的目的主要是進一步降低廢水中污染物的濃度，甚至達到廢水循環(huán)或回用要求。

化工發(fā)展初期，污染物主要是酸、堿等無機物，一般采用物理法、化學(xué)法對廢水進行處理，即可達到無害化。有機化工特別是石油化工的發(fā)展使工業(yè)廢水中含有各種復(fù)雜的大量有機物，直鏈脂肪烴類化合物、醇類、單元酚類、脂肪酸類、氨基酸類都是生物易降解有機物，宜采用生物法進行處理；而聚氯乙烯等高分子化合物，如分子量不超過250～600，也可進行生物處理；許多高分子物質(zhì)則不宜采用生物處理法。對于汞、鎘、銅、鉛等重金屬離子以及砷、硫化物、氰化物、多元酚、氯苯化合物必須根據(jù)生物可降解容許濃度進行稀釋或其他預(yù)處理后再進行生物處理。

3 化工行業(yè)廢水污染防治發(fā)展趨勢

走防治結(jié)合、綠色化工的道路是我國化工行業(yè)污染防治及其發(fā)展的趨勢。首先生產(chǎn)過程要采用無毒無害和可再生資源為原則，這就是原輔料的綠色采購；其次，工藝過程的綠色工業(yè)化，將原輔材料盡可能地轉(zhuǎn)化為目的產(chǎn)物，盡量減少物料能源的損耗，盡量不要產(chǎn)生副產(chǎn)物和廢棄物，或者產(chǎn)生較少的無害的副產(chǎn)物。在化工行業(yè)，可通過研究合適的催化劑，提高其選擇性和改進工藝條件來實現(xiàn)。然而，在許多情況下，單純依靠一個或一套化學(xué)反應(yīng)實現(xiàn)零排放或少排放，往往比較困難，有時甚至不能實現(xiàn)，所以，有人提出了綠色組裝過程，其實也就是我們常說的“循環(huán)經(jīng)濟”產(chǎn)業(yè)理念。在這個組裝的系統(tǒng)中，一個反應(yīng)排出的廢棄物恰好是另一個或一組化學(xué)反應(yīng)的原料，這樣首尾相接，從總體上構(gòu)成了一個封閉的循環(huán)，實現(xiàn)了整個系統(tǒng)的零排放。當(dāng)然這對一般中不型化工廠區(qū)目標(biāo)實現(xiàn)有一定的困難，但在許多大型化工園區(qū)比較容易實現(xiàn)。目前許多大型的化工園區(qū)就是以一個或兩個企業(yè)為龍頭，其它企業(yè)都是以龍頭企業(yè)的中間品、副產(chǎn)品、產(chǎn)品，甚至廢物為原料進行生產(chǎn)。圍繞著這個企業(yè)，在不同的生產(chǎn)鏈上發(fā)揮自己的作用，將“污染”消滅在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中[3]，實現(xiàn)綠色生態(tài)工業(yè)。

4 結(jié)語和建議

要從根本上解決化工行業(yè)廢水污染環(huán)境的問題，不僅要從管理和產(chǎn)業(yè)鏈上加以考慮，更重要的是從技術(shù)上（包括生產(chǎn)技術(shù)以及污染治理的技術(shù)）著手，研究有利于減少污染物排放或有效治理污染的技術(shù)；其次是用宣傳、示范、培訓(xùn)等手段，將技術(shù)推廣、應(yīng)用到實踐中去；再次通過行政、法律的手段，強制淘汰落后的、污染嚴(yán)重的工藝技術(shù)。具體如下：

(1)加強科研，對化工產(chǎn)品方案、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設(shè)備以及生產(chǎn)環(huán)境的研發(fā)，以及污染防治新技術(shù)的研發(fā)。

(2)加快化工行業(yè)各項清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的制定，讓企業(yè)“有章可循”。一方面，政府總結(jié)、選擇在實踐中經(jīng)過考驗的清潔生產(chǎn)技術(shù)，給予公布，供企業(yè)參考和選擇采用；另一方面清潔生產(chǎn)政策研究課題組提出清潔生產(chǎn)技術(shù)，選擇大型化工企業(yè)進行清潔生產(chǎn)示范，科研與技術(shù)結(jié)合（理論與實踐相結(jié)合，在企業(yè)內(nèi)挖掘資深的工程技術(shù)人員，與理論領(lǐng)域?qū)＜覐姀娊Y(jié)合，為清潔生產(chǎn)出謀劃策），促進企業(yè)走清潔生產(chǎn)發(fā)展之路。

(3)加強對化工科研、設(shè)計、設(shè)計、設(shè)備制造以及環(huán)評人員、污染治理人員的清潔生產(chǎn)培訓(xùn)，讓他們真正把清潔生產(chǎn)落實到各自的職責(zé)中，最后體現(xiàn)到企業(yè)實際的生產(chǎn)中。

(4)加快淘汰落后的、污染嚴(yán)重的工藝技術(shù)，對引進外資，也要有選擇性地進行產(chǎn)業(yè)布局。引進的技術(shù)應(yīng)是我國沒有且短時間開發(fā)不了的。技術(shù)過時，污染嚴(yán)重的裝置與技術(shù)一律拒之門外，警惕外國公司為了轉(zhuǎn)嫁污染，把在外國已停產(chǎn)的裝置遷到國內(nèi)。政府要不斷摸清市場，加強調(diào)研，不斷頒布禁建、維持、停滯不前產(chǎn)的生產(chǎn)工藝技術(shù)裝置的名單，加快這些技術(shù)裝置退出歷史的進程，淘汰規(guī)模偏小，工藝落后，設(shè)備陳舊，排放污染物成分復(fù)雜，難以治理的小化工，而實現(xiàn)大化工、大工業(yè)的理念，走綠色化工的道路。

[1]趙瑛,劉發(fā)強等.化工廢水處理技術(shù)探討.中國環(huán)境保護優(yōu)秀論文集,2005.

[2]丁春生，李達錢.化工廢水處理技術(shù)與發(fā)展.浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2005年12月第33卷第6期.

[3]李軍湘.化工污染及其防治的發(fā)展趨勢，內(nèi)蒙古石油化工,2006年第1期.

[4]黃先玉.鑫雙利（惠州）樹脂有限公司10萬噸/年不飽和聚酯樹脂項目環(huán)境影響報告書,2007年.

[5]葉文健.減排污染物清潔生產(chǎn)最有效 全國已取得44億元的污染減排效益和55億元的節(jié)能降耗效益，中國環(huán)境報，2008年2月1日.

[6]班健.清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)為污染預(yù)防指點迷津 減排壓力消解在生產(chǎn)全過程.中國環(huán)境報,2007年12月29日.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.16.005