海南省工業企業廢水處理排放特征研究*

李茹楓 馮成洪# 張 靜 郭曉宇 尹 肅 胡 超

(1.北京師范大學環境學院，水環境模擬國家重點實驗室，北京 100875；2.海南省環境科學研究院，海南 海口 570206)

海南省工業企業廢水處理排放特征研究*

李茹楓1馮成洪1#張 靜2郭曉宇1尹 肅1胡 超2

(1.北京師范大學環境學院，水環境模擬國家重點實驗室，北京 100875；2.海南省環境科學研究院，海南 ?？?570206)

采用環境統計數據分析與主要典型企業實地調研相結合的研究方式，探討海南省工業企業廢水處理站廢水產生、處理、監測及排放現狀，并提出針對性的對策建議。結果顯示，海南省工業廢水排放主要集中在少數大型企業，中小型企業工業廢水排放量僅占2.5%。工業廢水處理工藝呈現多樣化的特點，其中混凝沉淀和厭氧/好氧(A/O)工藝使用率均超過30.0%。所有企業均對常規水質指標進行監測，少數企業監測多類污染物。企業工業廢水排放去向類別有5種，41.4%的企業排向市政管網。整體上，實地調研的31家企業出水水質均滿足《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996)的要求，但部分企業廢水處理站存在污泥濃度較低，環保設施維護人員專業知識匱乏等問題。

工業廢水 處理 監測 排放 存在問題 建議

隨著生態文明建設指導思想的貫徹實施，可持續發展和環境保護受到日益重視。據2015年全國年度環境統計公報顯示，我國工業廢水排放量為199.5億t，占廢水排放總量的27.1%[1]。而工業廢水成分復雜，有毒有害物質含量多[2-4]。因此，近年來海南省各市縣不斷加大對企業排污的監管力度。然而，目前對于海南省各企業廢水處理站的運行現狀、工業廢水產生特征及排放去向等情況依然缺乏系統認識。

為此，本研究在對海南全省環境統計數據進行分析的基礎上，優選基本可代表全省工業廢水排放特征的31家企業進行實地調研，探討海南省工業廢水處理站采用的主要工藝、污染物監測指標、排放去向、執行標準等情況，以期為科學管理海南省工業廢水排放，改善生態環境提供決策依據。

1 海南省企業概況與樣點選擇

1.1 企業概況

納入《海南省環境統計調查報告》的工業企業共有460家，行業種類91類，年工業廢水排放量達6 910.9萬t。其中?？谑衅髽I數量與行業種類數量最多，分別占全省的21.5%和57.1%，但洋浦經濟開發區的工業廢水排放量最大，占全省的40.2%。在91類行業中，涉及造紙、制糖、醫藥、橡膠、石化等眾多行業，其中造紙業廢水排放量最大。將海南省按以下區域進行劃分(三沙市未統計分析)，各區域企業廢水排放量見表1。

表1 海南省各區域工業廢水排放特征1)

注：1)北部海口地區包括?？谑?、臨高縣、澄邁縣、定安縣、文昌市、屯昌縣；中東部地區包括保亭縣、萬寧市、瓊海市、陵水縣、瓊中縣；西、南部地區包括洋浦經濟開發區、昌江縣、儋州市、白沙縣、五指山市、樂東縣、東方市、三亞市。

1.2 樣點選擇

由于海南省企業多集中在?？谑屑拔鞑康貐^，東部城市多以發展旅游業為主，企業數量較少，因此實地調研主要走訪?？谑屑拔鞑砍鞘?，綜合考慮企業的廢水產生量、廢水危害性及行業種類等因素，優選31家典型企業(見圖1)共22個行業進行調研。鑒于海南省工業的典型特征，所選31家典型企業涵蓋了全省重要工業種類，工業廢水產生量約占全省工業廢水產生總量的60%，因此調研企業廢水排放情況可大體代表全省工業廢水排放特征。

圖1 海南省典型企業地理分布Fig.1 Geographical distribution of typical industrial enterprises in Hainan Province

2 結果與討論

2.1 工業廢水產生、處理、監測及排放特征

2.1.1 工業廢水產生量特征

將工業廢水產生量(Q，t/d)從0～10 000 t/d劃分為4個等級，依次為0 t/d≤Q<100 t/d、100 t/d≤Q<1 000 t/d、1 000 t/d≤Q<10 000 t/d 、Q≥10 000 t/d。從圖2(a)可見，工業廢水產生量為100 t/d≤Q<1 000 t/d的企業數量最多，占企業總數的38.7%；其次，工業廢水產生量為0 t/d≤Q<100 t/d的企業數量比例為25.8%。兩者合計為64.5%，但工業廢水產生量比例僅占2.5%，由此可見，大部分企業工業廢水產生量較低。工業廢水產生量為Q≥10 000 t/d的企業數量最少，而廢水量卻占總產生量的81.4%。因此，海南省工業廢水排放主要集中在少數大型企業，中小型企業的工業廢水排放量所占比例較低。各行業工業廢水排放量情況如圖2(b)所示，木竹漿制造工業廢水產生量最大，所占比例達59.2%。其次為有機化學原料制造、含乳飲料和其他飲料制造、其他電池制造，這4個行業工業廢水產生量合計在90.0%以上。由此可見，海南省工業廢水排放主要集中在少數行業。

圖2 企業工業廢水產生量及各行業工業廢水排放情況Fig.2 Production and the discharge of wastewater of different industrial enterprises and industries

2.1.2 工業廢水處理工藝及其特征

企業采用的工業廢水處理工藝有混凝沉淀、厭氧/好氧(A/O)、氧化溝、傳統活性污泥法、生物接觸氧化法(BC/O)、序批式活性污泥法(SBR)、升流式厭氧污泥床(UASB)、膜生物反應器(MBR)，各工藝所占比例見圖3。企業工業廢水處理站工藝選擇除受自身條件限制外，主要取決于水量、水質、投資等因素。由圖3可見，大多數企業采用混凝沉淀和A/O工藝，所占比例均超過30.0%?；炷恋砉に囋诠I廢水深度處理階段可進一步去除膠體、懸浮物等難以沉淀的污染物，從而提高出水水質；且具有投資少、過程簡單、管理方便、效率高等特點，從而被廣泛應用[5-7]。A/O工藝處理效果較為穩定，相比于其他工藝方法效率較高、成本低，且工藝流程簡單、易于操作、較容易施工，已應用于制藥、造紙、食品、化工等多個行業[8-9]。目前，這兩種工藝運用較為成熟，處理效果較好。

圖3 31家典型企業采用的工業廢水處理工藝Fig.3 Sewage treatment techniques used in the 31 typical industrial enterprises

氧化溝的工藝流程較簡單，操作簡便，投資少[10-12]，調研中有4家企業采用此種工業廢水處理工藝，根據企業水質水量特點，采用的氧化溝種類有卡羅塞爾氧化溝、奧貝爾氧化溝和一體化氧化溝。另外，傳統活性污泥法、BC/O、SBR等工藝在海南省也有應用，但所占比例較低。

2.1.3 工業廢水監測情況

工業廢水中的污染物成分復雜、難生物降解和毒性污染物種類多，是造成水環境污染的重要污染源[13]。因此準確地對工業廢水進行監測，可以確保排放水質達到相關排放標準，既不會危及水生生物生存和人類健康，又能使監測、處理后的水得到循環利用[14]。同時，通過對監測指標進行統計分析，建立全面、完整的監測結果及分析結果報告，可以實時掌握企業排污情況和處理設施運轉狀況[15]。

海南全省企業均對排放的工業廢水定期監測，但監測指標各不相同。由圖4可見，只監測常規水質指標(如COD、BOD、SS、氨氮等)的企業數量最多，占38.9%；監測常規水質指標和石油類污染物的企業比例占16.7%?？傮w而言，企業均進行常規水質指標監測，多數企業測定常規水質指標和另一類污染物，只有少數企業選擇多類污染物進行監測。

注： a表示常規水質指標，b表示石油類，c表示重金屬，d表示其他水質指標，包括揮發酚、硫酸鹽、陰離子表面活性劑等。

圖4監測各項工業廢水水質指標的企業相對數量分布特征
Fig.4 Rations of industrial enterprises in the aspect of industrial wastewater quality monitoring index

2.1.4 工業廢水排放去向

企業工業廢水排入市政管網進入城鎮污水處理廠進一步處理時，需滿足《污水排入城鎮下水道水質標準》(CJ 343—2010)，這種方式比直接排入天然水體相對安全，但會增加城鎮污水處理廠的負荷，且若工業廢水具有危害性，當工業廢水在廠內由于某種原因沒有達標進入市政管網時，工業廢水中攜帶的重金屬等有毒有害物質會對城鎮污水處理廠的活性污泥產生威脅，致使微生物中毒，活性降低，處理效果下降。因此，當工業廢水進入市政管網時，要嚴格確保其達標排放。對于排入河流和海洋的工業廢水水質更應嚴格控制，防止對水生態環境造成危害。工業廢水在廠內預處理后進入園區處理站集中處理是很好的廢水處理方式，采用集中治污方式后，工業廢水處理基本可從企業中分離出來，交給專業的工業廢水集中處理廠處理，規模化的生產可避免企業重復投資自建，從而使企業的環保成本得到了分擔；并且能夠保證工業廢水得到切實有效的處理，避免企業出現亂排現象。此方式還便于環保部門集中監管，有利于節能政策的推行，可降低集中作業區廢水處理的能耗[16]。處理后的中水可用作生產補給水、設備沖洗水、循環冷卻水以及綠化用水等[17-18]。中水回用不僅可以削減企業廢水排放量，又可以減少企業自來水消耗量，降低企業生產成本。

由圖5可見，工業廢水排放去向有5種，分別是市政管網、河流、海洋、園區污水處理站和中水回用。其中排入市政管網的比例最高，占41.2%。主要原因是多數企業位于?？谑校捎诤？谑形鬯幚韽S的污水配套管網建設比較完善，企業排放的工業廢水可以得到有效收集。排入河流的企業數量占11.8%，這部分企業多位于?？谑幸酝獾目h市，且分布較分散、廠址偏僻，因此處理后的工業廢水就近排入鄰近河流。位于洋浦經濟開發區、東方市的沿海企業多將工業廢水排入海洋，這些企業一般規模較大，出水水質較好。還有一些企業將工業廢水排入工業園區廢水處理站或回用，這部分企業數量所占比例較小。

2.1.5 工業廢水排放標準

工業廢水排放去向不同，執行的排放標準不同?！段鬯C合排放標準》(GB 8978—1996)將廢水排放標準分為三級，其中有以下規定：排入《地表水環境質量標準》(GB 3838—2002)Ⅲ類水域(劃定的保護區和游泳區除外)和排入《海水水質標準》(GB 3097—1997)中二類海域(海水浴場及風景游覽區)的廢水，執行一級標準；排入GB 3838—2002中Ⅵ、Ⅴ類水域和排入GB 3097—1997中三類海域(一般工業用水、港口水域和海洋開發作業區等)的廢水，執行二級標準；排入設置二級廢水處理廠的城鎮排水系統的廢水，執行三級標準。

圖5 工業廢水排放去向及執行標準情況Fig.5 Industrial wastewater discharge pathways and the executed standards

從圖5可見，執行GB 8978—1996一級標準的企業數量比例占58.8%，而執行GB 8978—1996二級、三級標準的企業數量相對較少，均占5.9%，可見多數企業工業廢水排放執行標準較高。另外，執行行業標準的企業占到23.5%。從表2可見，將工業廢水排入市政管網時，執行GB 8978—1996一級標準、三級標準和行業標準的企業數量各占29.4%、5.9%、5.9%，均滿足甚至高于GB 8978—1996要求。工業廢水處理后排入海洋的企業中，執行GB 8978—1996一級標準和行業標準的企業數量各占11.7%和5.9%，高于GB 8978—1996要求。出水排入河流的企業，排放執行標準也均滿足要求。綜上可見，調研企業工業廢水排放所執行的標準均滿足甚至高于GB 8978—1996中要求。出水執行較高標準的多是大型企業，這是由于大型企業工業廢水處理設施一般比較完善，出水水質較好。

2.2 存在問題

表2 不同排放去向的工業廢水的執行標準

整體上，海南省工業廢水處理及排放目前主要存在以下3大問題：

(1) 廢水處理系統多低負荷運行，影響出水水質

調研中發現有多數企業的廢水處理站長期處于低負荷運行狀態，長期低負荷運行不僅是對資源的浪費，同時也會帶來很多問題。如導致系統內活性污泥量處于欠缺狀態，處理能力降低，影響出水水質。低負荷運行的原因一是由于配套的排水系統滯后于污水處理廠的建設，造成進入污水處理廠的污水水量或污水水質遠低于設計值[19]。如獅子嶺工業園區污水處理廠由于配套管網不完善，一期實際運行負荷率僅為50%，二期實際運行負荷率為60%～70%。另一方面，廠區內沒有實現雨污分流，造成來水污染物濃度低，也是廢水處理站低負荷運行的原因。

(2) 工業廢水監測指標不全面，大多企業只監測常規水質指標

一些企業由于廠內技術限制，僅監測常規水質指標，而對于其他特征污染物卻缺乏監測。然而易造成環境風險的污染物大多在標準要求之外，雖然企業執行的排放標準滿足要求，但不能確保排水不會造成環境風險。此外，廢水排放口在線監測儀監測指標過少，有些企業只監測1個指標(如COD)，當其他污染物濃度超標時環保部門不易及時發現。另一些企業廠內沒有條件進行檢測，委托其他檢測機構分析時，不能保證工業廢水定期采樣檢測。

(3) 小規模企業廢水處理設施管理人員專業素養不足

大型企業的水處理設施維護人員具備扎實的專業理論知識和操作技能，而一些小型企業的廢水處理設施管理人員并沒有接受過專業的技術培訓，僅憑借一些日常經驗對廢水處理設施進行調試維護，專業知識匱乏，當遇到緊急情況時有可能不能迅速采取有效的應急措施，從而引發環境污染問題。

2.3 對策建議

(1) 針對海南省多數企業工業廢水處理設施低負荷運行現狀，企業環保部門應優化設施運行相關參數，如增大污泥齡(SRT)，延長水力停留時間(HRT)，在合理范圍內提高系統內污泥濃度，使微生物種群處于穩定期生長階段，在微生物不過分繁殖的情況下，改善廢水處理效果。對于一些建成時期較久的廢水處理設施，由于企業不斷改進生產工藝，勢必會出現廢水處理技術落后的現象，針對這一情況，企業應根據目前工業廢水水質水量特點，更新完善原有廢水處理方案，不斷優化和發展現有廢水處理工藝，使出水水質保持較好水平。

(2) 海南省一些企業工業廢水監測指標不全面，排水可能具有環境風險，企業應當在合理范圍內增加監測指標。這樣不僅可以確保各項污染物達標排放，滿足環保要求，也便于企業隨時掌握工業廢水處理設施運行狀況，保證各處理單元正常工況運行。企業可以適當增加對有毒有害物質(如重金屬、氰化物、揮發酚等)的監測，防止微生物中毒、廢水處理效果下降現象的發生。

(3) 在工業廢水處理設施管理人員的專業理論與技術方面，企業也應當給予重視。廢水處理理論知識和實踐技能是從事或準備從事本職業人員需具備的主要業務素質之一，通過廢水處理相關培訓班的理論、實驗和實踐等教學環節學習，可使培訓人員具備廢水處理操作必備的知識水平和業務素質，能獨立地進行一般廢水處理工程的一線崗位操作和運行管理[20]。因此，有關部門應組織環保技術人員參加專業培訓，定期學習，不僅掌握工業廢水處理設施運行調控技術，還要了解工業廢水處理原理，具備隨機應對生產中各種狀況的能力，確保工業廢水處理設施高效運行。

3 結 論

海南省工業廢水排放主要集中在少數大型企業，企業采用的處理工藝種類多樣。工業廢水排放去向有市政管網、河流、海洋、工業園區污水處理站和中水回用5類，執行GB 8978—1996一級標準的企業最多。部分企業工業廢水處理站低負荷運行，污泥濃度較低，會在一定程度上影響出水效果。企業應增加工業廢水監測指標，定期組織廢水處理設施人員參加環保知識培訓。

[1] 環境保護部. 全國環境統計公報(2015年)[EB/OL].[2017-02-13].http://www.zhb.gov.cn/gzfw_13107/hjtj/qghjtjgb/201702/t20170223_397419.shtml.

[2] NZILA A,RAZZAK S A,ZHU J.Bioaugmentation:an emerging strategy of industrial wastewater treatment for reuse and discharge[J].International Journal of Environmental Research and Public Health,2016,13(9):846.

[3] GRUNG M,LICHTENTHALER R,AHEL M,et al.Effects-directed analysis of organic toxicantsin wastewater effluent from Zagreb,Croatia[J].Chemosphere,2007,67(1):108-120.

[4] 楊惠．淺談工業企業污水處理[J].資源節約與環保，2013(6)：44, 52．

[5] 張金玲．Fenton氧化—混凝沉淀法深度處理造紙廢水研究[D].濟南：山東建筑大學，2011．

[6] 彭賢玉．Fenton混凝沉淀法處理焦化廢水的試驗研究[D].長沙：湖南大學，2006．

[7] 黃騰蛟，汪清環，孫啟元，等．混凝與芬頓工藝聯用處理切削廢液[J].環境工程學報，2016，10(3)：1253-1258．[8] 藍佳佳．城市污水處理技術與工藝研究進展綜述[J].資源節約與環保，2014(12)：71．

[9] 文武，賈麗艷，劉洪波，等．城市污水處理技術與工藝研究進展綜述[J].環境保護科學，2007，33(6)：53-55,77．

[10] 丁巖．城市污水處理工藝調研報告[J].環境保護，2005(7)：45-48,56．

[11] 王東鑫，胡超，張靜，等．海南省城鎮污水處理廠污染物減排特征分析[J].環境污染與防治，2013，35(10)：17-23．

[12] XU D,LIU S T,CHEN Q,et al.Microbial community compositions in different functional zones of Carrousel oxidation ditch system for domestic wastewater treatment[J].AMB Express,2017,7(1):40.

[13] 胡洪營，趙文玉，吳乾元．工業廢水污染治理途徑與技術研究發展需求[J].環境科學研究，2010，23(7)：861-868．

[14] 秦淑琪．電鍍溶液及電鍍污水監測的研究[D].蘭州：西北師范大學，2005．

[15] 施峰．工業廢水監測存在問題及對策研究[J].資源節約與環保，2014(2)：126．

[16] 韓冰．我國工業廢水集中處理制度的構建研究[D].蘇州：蘇州大學，2012．

[17] 黃剛華，王月，張強，等．中水回用對循環冷卻水系統影響研究進展[J].水處理技術，2016，42(2)：15-18,33．

[18] 金鳳杰，王棟鵬．西安市中水回用模式探討[J].環境工程，2016，34(增刊1)：437-440．

[19] 畢學軍，張波，高廷耀．低負荷運行對城市污水生物除磷的影響[J].上海環境科學，2002，21(2)：93-96．

[20] 錢誠，浦建國，居紅芳，等．涉污企業污水處理人員培訓的思考與實踐[J].繼續教育，2014，28(7)：29-30．

CharacteristicsofindustrialwastewatertreatmentanddischargeinHainanProvince

LIRufeng1,FENGChenghong1,ZHANGJing2,GUOXiaoyu1,YINSu1,HUChao2.

(1.StateKeyLaboratoryofWaterEnvironmentSimulation,SchoolofEnvironment,BeijingNormalUniversity,Beijing100875;2.EnvironmentalScienceResearchInstituteofHainanProvince,HaikouHainan570206)

With the combination of filed investigation and environment statistics data analysis,the production,treatment,monitoring and discharge of wastewater from industrial enterprises in Hainan Province were studied and some relative advices were proposed. Results showed that a few large-scale industrial enterprises accounted for a large proportion of the total wastewater discharge. Only 2.5% of the total wastewater was discharged by small-scale and medium-scale enterprises. The wastewater treatment technologies were diversity. The utilization rates of coagulation and anaerobic-aerobic process were over 30.0% in the studied enterprises, which were higher than that of other processing methods. All the industrial enterprises monitored conventional wastewater quality indexes while only a few industrial enterprises also monitored other kinds of contaminants. There were five type of wastewater discharge pathways and 41.4% of the industrial enterprises discharged effluent to municipal pipe network. Generally, the effluent of 31 typical industrial enterprises could meet the requirement of “Integrated wastewater discharge standard” (GB 8978-1996). However,in some enterprises,the sludge concentrations of wastewater treatment system were relatively low,and some environmental protection facilities maintainers lacked expertise and technology.

industrial wastewater; treatment; monitor; discharge; existing problems; advice

李茹楓，女，1991年生，碩士研究生，主要從事水體微污染控制技術研究。#

。

*國家自然科學基金資助項目(No.21677017)；北京市高等學校青年英才計劃項目(No.YETP0235)。

10.15985/j.cnki.1001-3865.2017.12.003

2017-03-13)