化工行業水污染防治清潔生產思路探討

肖敏

深圳市寶安區環境科學研究所，廣東深圳 518101

化工行業水污染防治清潔生產思路探討

肖敏

深圳市寶安區環境科學研究所，廣東深圳 518101

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

化工廢水；污染防治；清潔生產

前言

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

1 化工行業廢水的特點

化工廢水主要的特點是：①水質成分復雜，廢水中常夾雜有反應原料、副產物、產品，甚至催化劑等溶劑類物質，以及環狀結構的化合物或衍生物、重金屬等；②有機物含量高。造成化工行業廢水有機物含量高的主要原因是由于化工生產的原輔料、副產物大多是有機物，通過各種生產環節和途徑進入廢水中；③有毒有害物質多。化工廢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，廢水中含有環狀結構的物質化學組成和結構，使其具有抗降解性，或廢水中有些物質有毒，致使生化菌不能正常繁殖，發揮作用；⑤一般具有高色度[2]的特征。

化工行業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組成和結構，使其具有抗降解性；二是其存在的環境因素，包括物理因素（如溫度、化合物的可接近性等）、化學因素（如pH值、化合物濃度、氧化還原電位、協同效應等）、生物因素（如適合微生物生存的條件、足夠的適應時間等）阻止其降解。

2 化工行業廢水污染防治思路探討

2.1 “以防為主”，以清潔生產審核為重點，破解化工行業廢水減排壓力。

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

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

清潔生產的實現，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、或先進的設備等做到減少污染物的產生，從源頭上控制污染物的產生。因此，化工行業廢水污染防治也應該從清潔生產審核著手，努力改革生產工藝，減少污染，進行綜合利用回收或進行封閉循環回用廢水資源。必須外排的廢水需經必要的處理，達到排放標準。

2.2 標本兼治

根據各化工行業的廢水產生情況不同，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，排出廢水的節點較多，且每個節點上廢水的性質、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，達不到排放標準的要求，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為例來說，該項目生產過程中可能有生產工藝廢水、真空泵排水、生活污水、蒸汽冷凝水以及設備冷卻水。在這些廢水中，除生產工藝廢水外，其它廢水都較為清潔或較易采用生化處理法處理達標。但工藝廢水，即聚酯生成縮聚反應過程中產生的化合水，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水量和排放標準要求而定，一般可分為一級處理、二級處理和三級處理。一級處理，也叫預處理，主要目的是使有礙于生物降解的物質減少濃度或從水中去除，或使不利于生物降解的官能團、化學鍵發生變化，提高廢水的可生化性。預處理的方法較多，主要有水質水量調節法、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，甚至達到廢水循環或回用要求。

化工發展初期，污染物主要是酸、堿等無機物，一般采用物理法、化學法對廢水進行處理，即可達到無害化。有機化工特別是石油化工的發展使工業廢水中含有各種復雜的大量有機物，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生物可降解容許濃度進行稀釋或其他預處理后再進行生物處理。

3 化工行業廢水污染防治發展趨勢

走防治結合、綠色化工的道路是我國化工行業污染防治及其發展的趨勢。首先生產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化，將原輔材料盡可能地轉化為目的產物，盡量減少物料能源的損耗，盡量不要產生副產物和廢棄物，或者產生較少的無害的副產物。在化工行業，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。然而，在許多情況下，單純依靠一個或一套化學反應實現零排放或少排放，往往比較困難，有時甚至不能實現，所以，有人提出了綠色組裝過程，其實也就是我們常說的“循環經濟”產業理念。在這個組裝的系統中，一個反應排出的廢棄物恰好是另一個或一組化學反應的原料，這樣首尾相接，從總體上構成了一個封閉的循環，實現了整個系統的零排放。當然這對一般中不型化工廠區目標實現有一定的困難，但在許多大型化工園區比較容易實現。目前許多大型的化工園區就是以一個或兩個企業為龍頭，其它企業都是以龍頭企業的中間品、副產品、產品，甚至廢物為原料進行生產。圍繞著這個企業，在不同的生產鏈上發揮自己的作用，將“污染”消滅在生產環節中[3]，實現綠色生態工業。

4 結語和建議

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

(1)加強科研，對化工產品方案、生產工藝、生產設備以及生產環境的研發，以及污染防治新技術的研發。

(2)加快化工行業各項清潔生產標準的制定，讓企業“有章可循”。一方面，政府總結、選擇在實踐中經過考驗的清潔生產技術，給予公布，供企業參考和選擇采用；另一方面清潔生產政策研究課題組提出清潔生產技術，選擇大型化工企業進行清潔生產示范，科研與技術結合（理論與實踐相結合，在企業內挖掘資深的工程技術人員，與理論領域專家強強結合，為清潔生產出謀劃策），促進企業走清潔生產發展之路。

(3)加強對化工科研、設計、設計、設備制造以及環評人員、污染治理人員的清潔生產培訓，讓他們真正把清潔生產落實到各自的職責中，最后體現到企業實際的生產中。

(4)加快淘汰落后的、污染嚴重的工藝技術，對引進外資，也要有選擇性地進行產業布局。引進的技術應是我國沒有且短時間開發不了的。技術過時，污染嚴重的裝置與技術一律拒之門外，警惕外國公司為了轉嫁污染，把在外國已停產的裝置遷到國內。政府要不斷摸清市場，加強調研，不斷頒布禁建、維持、停滯不前產的生產工藝技術裝置的名單，加快這些技術裝置退出歷史的進程，淘汰規模偏小，工藝落后，設備陳舊，排放污染物成分復雜，難以治理的小化工，而實現大化工、大工業的理念，走綠色化工的道路。

[1]趙瑛,劉發強等.化工廢水處理技術探討.中國環境保護優秀論文集,2005.

[2]丁春生，李達錢.化工廢水處理技術與發展.浙江工業大學學報,2005年12月第33卷第6期.

[3]李軍湘.化工污染及其防治的發展趨勢，內蒙古石油化工,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境影響報告書,2007年.

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

[6]班健.清潔生產標準為污染預防指點迷津 減排壓力消解在生產全過程.中國環境報,2007年12月29日.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.16.005