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李爱民:我国化工园区及化工企业治污的现状及趋势

2017-12-07 09:17:00    来源:中宜环科环保产业研究   评论:0
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      李爱民教授团队在工业废水的治理与资源化方面有着丰富的科研与实践经验,多次承担国家水体污染控制与治理重大专项、国家自然科学基金项目、国家高技术研究发展计划(863计划)以及省部级科研项目;在江苏省众多科研项目中,也多次承担工业园区污水处理厂中水回用技术研究与示范、化工园区水污染风险控制规范及区域性环保管理标准研究、化工园区复杂毒害污染物多级耦合控制关键技术研发与示范、化工园区与大型化工企业有机毒物控制关键技术及应用等项目。李爱民教授在长江沿岸及江苏苏北地区的化工园区综合治理上具有丰富的实践经验。为此,本期《环保产业》就我国化工园区的治污思路、未来趋势专访了李爱民教授,一起来听听他怎么说?

      (Q=《环保产业》,A=李爱民教授)

      Q:化工是我国国民经济的支柱产业,也是典型的高污染行业,化工园区及化工企业治污的现状和问题是什么?

      A:化工是国民经济的支柱产业,最高的时候化工占国民经济工业GDP的17%左右。聚焦长三角地区,化工行业作为长三角地区支柱产业之一,长江流域有化工园区62个,生产企业约2100家,化工产量占全国46%。此外,化工行业也是江苏省支柱产业,化工产值约占全省工业总产值的10%,省级以上化工园区57个,但仍有70%左右的企业尚未进入园区,致使环境监管难度大,有毒有害污染物污染严重。而江苏沿江各市排放的有机废水每年约3.4亿吨,其中化工企业占68.6%,化工行业的快速发展给长三角生态环境、群众健康和社会的稳定造成了很大的压力。

      相比国外标准而言,我国化工废水排放仅仅关注COD、总氮、总磷等指标,缺乏对毒性的要求。回想2016年,我们对太湖15条入湖河流的有毒污染物情况进行详细调查,评估急性毒性和慢性遗传毒性等风险发现,有4-6条入湖河流的有毒污染物含量较高。如果能从源头将有毒有害物质控制住,那么污水处理厂的运行包括氮、磷等指标都会显著的削减,对生态系统的影响也有所减缓,治理太湖也会达到事半功倍的效果。

      Q:在您看来,近年来化工行业是否面临新的形势?

      A:2016年9月,香港报道了来自江苏的200多吨大闸蟹含有致癌物二噁英及同类物多氯联苯,引起了社会对有毒污染物的广泛关注和重视。此外,长三角化工污染问题也受到了国家重点关注,时任全国人大常委会委员长吴邦国、国务院总理温家宝、国务院副总理张高丽等领导作过重要批示;习近平在推动长江经济带发展座谈会上更是强调要把修复长江生态环境摆在压倒性位置。

      随着国家对化工污染治理的重视,地方各项政策也开始趋严,比如2016年江苏省政府规定化工废水不得接入城市生活污水处理厂,避免因为混合处理后有毒污染物通过城市污水处理厂稀释排放出去;2017年,江苏省“两减六治三提升”专项行动计划,“两减”中包含对化工污染的控制,并明确要求关停太湖一级保护区内和长江沿岸重点规划区域、京杭大运河和通榆河清水通道沿岸两侧1公里范围内在规定时间内无法搬迁的化工企业。从国家领导人到地方各级政府,各项趋严政策会给化工行业治理短期内造成巨大压力,但有压力才会有动力,化工行业才能可持续发展。

      Q:能否和我们说说您提出的“接管标准化、废物资源化、过程科学化、排放无害化”的园区治理新思路?

      A:接管标准化

      现有园区的接管方式是将企业排放的废水直接接管到园区污水处理厂,实际这种接管方法是不科学的,因为很多企业的废水都经过生化处理,而园区污水处理厂处理还是以生化为主,废水很难再降解。要想接管更为科学,在源头时应尽量少用生化方法,污水处理厂要以生化为主,实现工艺的互补。

      此外,由于有毒污染物对生化系统影响较大,接管前需进行毒性控制,然而目前由于测试困难导致毒性检测很难得到推广。目前,我们正在推进的OUR(污泥耗氧速率)方法,可通过污泥在不同工业废水中的OUR值的高低来判断废水的可生化性及污泥承受废水毒性的极限程度,且测试时间短、方便快捷。现在一些园区包括上海的金山化工园区,很多都在推进这种方法,而真正要复制,还需要经过长时间的努力来建立以污泥耗氧速率为评价指标的园区污水接管标准。

      废物资源化

      化工废水中有毒有害物质,弃之则为害,若能加以富集回收,实现废物的资源化,在治理污染的同时将取得良好的环境效益和经济效益。化工行业特别是精细化工作为废盐的产生大户,废盐的处置已成为制约园区发展的瓶颈。废盐如何资源化成为一大难点?

      经过长期研究,我们认为树脂吸附技术是实现工业废水减排和资源化应用的重要手段之一。在扬农集团300000t/a工业装置上,我们运用复合功能吸附树脂来回收废水中的对氨基苯酚,通过氧化的方法去除残留的有机物,最后盐溶液进隔膜电解生产烧碱,这一技术可年回收约900吨98%的对氨基苯酚,年实现30万吨20%盐水的再利用,年资源化价值约3600万元。

      过程科学化

      现有好多处理技术目标的重点在于COD、总氮、总磷的削减,并没有涉及毒性的减排,研究发现芳香有机物不科学的氧化预处理与深度处理技术常会生成毒性更大的污染物。比如硝基苯废水通过芬顿氧化可产生浓度高达5%的1,3-二硝基苯硝化副产物,其毒性约为硝基苯的30倍左右。在太湖流域印染行业废水深度处理很多单位使用的次氯酸钠氧化,虽然COD等指标下降了,而毒性可能提高10余倍,所以常规指标达标排放不等于安全排放,要研发基于毒性减排的化工废水全过程控制技术,不仅要关注COD、氨氮等常规指标达标,更要重视毒性削减。

      排放无害化

      最终通过接管标准化、废物资源化、过程科学化,我们希望达到排放无害化,也就是废水毒性消除。我们要求精细化工排放到环境中的废水可以养鱼,养鱼不死表明毒性基本上符合要求,对环境的影响也较小。

      Q:目前,化工废水治理技术的重点和发展趋势是什么,未来还有哪些技术值得重点关注?

      A:对于精细化工来说,最早在2007年,大多把城市污水处理厂的处理方法移植到化工园区来做,不合适的处理方法导致污水处理厂很难运行。真正好的处理方法,首先是源头的清洁生产、难处理及有毒有害原料的替代,这也是资源化的基础。

      目前技术的重点和发展趋势是盐的排放问题,污水处理厂如何在高盐的情况下能够运转?为保证集中污水处理厂能够正常运行,一般要求盐的浓度是千分之五以内,因为高盐分会导致生物菌死亡,生化系统难以正常运行。如此,污水处理厂拒收高盐废水,导致大量的废盐囤积在企业车间,其处置成为棘手问题。所以对于生物技术来说,核心是如何处理高盐废水,培养耐盐菌种,提高生物菌的耐盐度。目前工程案例中,高盐生化,无机盐浓度可达1.5%左右;总的来看,生物技术在高盐废水的工程化应用仍偏少。

      另外,由于污水处理厂生化后的尾水仍含有较高浓度的污染物,有毒有害物质进入水体后会给水环境带来严重危害,工业尾水的深度处理也是目前的重点。目前主要是高级氧化与吸附的结合,如我们的芬顿流化床技术,充分利用负载后填料的异相催化性能,提高药剂利用率、降低酸碱消耗、基本消除铁泥的产生,实现“零排渣”,是一种尤其适用于处理COD<150mg/L的生化尾水的技术;以及臭氧催化氧化技术,可提高园区尾水可生化性、降低毒性,削减30-50%的污染物,具有较好的应用前景。

      未来资源化技术和循环利用技术还是很受欢迎的,包括一些先进的技术如超临界催化氧化、中温湿式催化氧化、高温高压催化氧化等等,这类都是源头废水分类处置技术,也是我们重点关注的技术。现在的技术主要是满足达标排放,但如果把废物真正资源化利用起来还需努力,且目前单项技术比较多,很多技术都完成了小试、中试,但更重要的是要重视技术的集成研究。

      Q:在工业治污领域,您认为很少有大的环保企业问题在于?未来该领域还将面临哪些挑战?

      A:主要问题在于工业污染治理难度太大,技术可复制性差,投入、产出不成正比。对企业而言,要想迅速扩大,需要一个能够快速复制的模式;而对于精细化工来讲,同一个产品工艺不一样,或者说同一种工艺不同时段排水都有所差异,这其中的技术难度太大,往往会出现投入大而产出小的结果。每个企业关注利益最大化,每种化工污水治理都需要耗费一支队伍去研究,往往效益跟不上,这是一个很重要的原因。另外,国内整个环保治污市场比较乱,守法的成本比较高也是原因之一。

      工业治污未来更重要的是和国际接轨,与欧盟等国家环境上的差距是我们国家发展的动力,但国内的具体实情不容许我们亦步亦趋地跟着国外来做,需要把科研和社会需求相结合,坚持中国特色。未来,我们要更加重视面向生态安全,要从生态安全和人体健康的角度考虑工业治污,引导技术发展。

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