工业园区水污染第三方治理系统管控模式构建初探
Exploration of the third-party systematic management and control mode of water pollution in industrial park
通讯作者:
收稿日期: 2021-03-27
Received: 2021-03-27
通过对江西省2个工业园区水污染治理设施的运营现状进行实地调研和数据分析,发现导致园区污水处理出现问题的核心原因在于园区污水处理厂与排水企业之间缺乏有效沟通和衔接。针对工业园区水污染治理的“评—策—商—管”系统化管控模式,提出从企业污水预处理技术评估入手,制定“一企一策”的企业排放标准,在园区污水厂与企业之间建立协商排放机制,通过技术手段和社会监督实现对园区水污染的精细化管控。
本文引用格式
周康, 徐伟, 付军.
Zhou Kang.
我国拥有超过2 400家各类工业园和产业园,这些园区的污染控制和环境管理已成为摆在各地方政府面前日益紧迫的问题。当前各园区普遍存在多方协同管理缺失的问题,对水污染控制和环境管理造成极大挑战。如何通过多方协同管理机制〔1〕的建立和完善,创新工业园区的水环境管理,在经济利益最大化的前提下,发挥工业园区水环境管理各方,包括政府、园区、企业、环境污染治理第三方、公众等的积极性,提高水污染控制和水资源管理的效率显得尤其必要。
本研究选择江西省2个县级工业园区作为案例,通过对各自园区水污染治理设施的运营现状进行调研,发现园区水污染治理存在的主要问题,并就问题出现的原因进行分析。其核心原因之一为企业和园区污水处理厂之间缺乏有效沟通和衔接。由此本研究提出“评—策—商—管”的系统化管控模式,
旨在使工业园区水环境管理各相关方建立新型的多方协同关系,探索形成一套整合行政作用、市场调节作用、公众监督等作用的工业园区水环境系统化管控模式。
1 案例园区基本情况
江西省2个县级工业园区基本情况见表 1。
表1 案例园区基本情况
类别 | 案例园区A | 案例园区B |
主导行业特征 | 综合型园区 | 化工、电子类园区 |
废水排放企业特征 | 企业少,排水量较少,常规污染物为主 | 企业多,排水量大,多种特征污染物,水质复杂 |
废水特征污染物 | 较少 | 重金属、盐类、高浓度有机物 |
企业污水处理核心工艺 | 生化 | 生化 |
集中污水处理厂主要工艺 | 物化处理+生化处理 | 物化处理+生化处理 |
执行排放标准 | 《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级B | 《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级B |
近年运行情况 | 较稳定,负荷不足 | 不稳定,易受冲击 |
是否一企一管 | 否 | 否 |
2个案例工业园区企业主要以医药化工、制革、纺织印染、食品等行业为主,建有园区污水处理厂并实施第三方运营,主要处理园区内生活污水和工业废水,执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》 (GB18918—2002)一级B标准。在主要排污企业排水口和污水处理厂进、出水口均设有24 h在线监控设施,主要监控指标为流量、pH、COD、氨氮、总磷和总氮。园区内企业和污水处理厂的污水处理核心工艺均为生化工艺,在我国一般工业园区中具有一定的代表性。
2 案例园区水污染存在的主要问题及分析
通过对上述2个园区共计62家重点涉水排污企业进行调查和取样检测,并系统评估后发现,园区水污染防治主要存在三方面的问题。
2.1 企业排水量不足、可生化性差,园区污水处理厂运行成本高
(1) 污水处理厂运行负荷过低。例如案例园区A污水处理厂设计能力为50 000 m3/d,一期建设20 000 m3/d,实际运行处理水量为3 000~4 000 m3/d,负荷率只有约20%,园区B负荷率水平较好,约为40%。
(2) 药剂及人工费用等运行成本高。企业经过自有的生化工艺处理后,水的B/C较低,可生化性较差,使得园区污水厂在处理过程中需要向水中补加大量碳源,导致吨水处理成本(含药剂、设备运行折旧、人工等)较高。经核算,案例园区A吨水处理成本为5元左右,案例园区B则达7元以上。
2.2 企业预处理工艺没有针对排污水质进行调整,对水中特征污染因子去除不够
(1) 化工、医药企业排出水一般具有较强的生物毒性,生物毒性指数高,最高可达99%,严重抑制园区污水处理厂生化工艺的污泥活性,导致污水处理厂运行效率降低。
(2) 排出水中重金属、难降解有毒有害物质等特征指标的去除率仅为20%左右,硫化物、挥发酚等去除率约40%,企业预处理对重金属、难降解有毒有害物质的去除率偏低,水中第一类污染物浓度存在超标现象。
(3) 无机盐类的排放未得到有效管控,部分企业排放的高盐废水(氯化物质量浓度为1 000 mg/L左右、TDS为2 000 mg/L以上)抑制园区污水处理厂生化工艺的污泥活性,加大处理难度。
2.3 园区污水处理厂对企业排水的管控不足,无法应对来水变化并及时调整
(1) 对重金属、难降解有毒有害有机物的监测管控不足。企业排水口均安装排污在线监测系统,但日常监管的主要污染因子为COD、BOD5、氨氮等常规指标,对重金属、难降解有毒有害有机物、盐分等指标的日常监管几乎是空白。
(2) 园区污水处理厂难以及时掌握企业排污情况的变化,无法实现对处理工艺的及时调整,抗冲击能力弱。
(3) 污水处理厂无法实现持续达标排放,同时也面临按照一级A标准提标改造的压力,处理工艺有待改进。
2.4 问题原因分析
出现以上问题的核心原因有两个方面:一是园区水污染治理设施没有进行系统化、全流程设计;二是企业和园区污水处理厂之间的衔接存在问题。因此,本研究建议推动并实施针对工业园区水污染治理的“评—策—商—管”系统化管控方法,将企业和园区污水处理厂作为有机整体,统筹考虑园区的水污染治理问题,提高园区污水的整体处理效率。
3 案例工业园区水污染治理系统化管控方法
针对上述园区水污染治理中存在的问题,通过“评—策—商—管”4个环节,进行系统化管控,具体步骤见图 1。
图1
3.1 评——构建评估指标体系,对企业污水预处理技术进行评估
本研究基于已建立的1套工业园区水污染防治技术评估方法和相关技术规范,从排水量、行业特征、主要污染物产生和排放情况等方面,分析2个案例园区的重点排污企业,构建指标体系。指标体系的构建从全过程水污染防治的角度出发,重点考虑各个环节间的相互影响,案例园区的企业废水预处理技术评估指标见表 2(2个园区在三级指标设置上略有差别)。
表2 企业废水预处理技术评估指标
一级指标 | 二级指标 | 三级指标 |
技术性能 | 工艺先进性 | 特征污染物去除率 |
工艺成熟性 | 工艺普及度 | |
工艺稳定性 | 抗水力冲击负荷 | |
抗水质冲击负荷 | ||
经济性能 | 建设费用 | 吨水建设费用 |
运行费用 | 吨水电耗费用 | |
吨水药剂费用 | ||
吨水人工费用 | ||
占地面积 | 吨水占地面积 | |
影响性能 | 受环境影响 | 企业清洁生产 |
进水常规污染物占标率 | ||
对环境影响 | 出水B/C | |
出水常规污染物占标率 | ||
企业事故池应急能力 | ||
臭气影响程度 | ||
噪声影响程度 | ||
污泥处理难易度 | ||
运管性能 | 运维人员 | 每班次人数 |
设施运行 | 设备完好率 | |
自动化程度 |
确定指标体系后,采用模糊评价法进行技术评估,诊断并分析园区企业污水预处理技术存在的主要问题〔2〕。根据评估结果,案例园区A主要排污企业存在的共性问题为:B/C普遍较低、氯化物及重金属去除不佳、调节池池容较小等;企业个性问题包括氯化物与Zn去除率低、Cu去除率较低、石油类去除率较低、事故应急池池容较小、吨水药剂费较高等。案例园区B主要排污企业存在的共性问题为:出水B/C较低、污染物间歇超标、企业调节池池容普遍较小;企业个性问题包括总Cr等重金属去除率较低、氨氮超标率较高、硫化物和挥发酚去除率较低、石油与动植物油类污染物去除率较低、吨水药剂费用较高、事故池池容不足等。
3.2 策——制定“一企一策”的企业排放水质要求并实施合理化管控
基于评估结果,结合排污许可制管理核定的企业排污总量指标,确定“一企一策”的协商排放水质要求。首先根据A、B两园区的企业行业类型,参考《石油炼制工业污染物排放标准》(GB 31570— 2015)、《再生铜、铝、铅、锌工业污染物排放标准》 (GB 31574—2015)和《合成树脂工业污染物排放标准》(GB 31572—2015)三项行业污染物的排放标准,排入园区污水处理厂废水的pH、化学需氧量、悬浮物、氨氮、总氮、总磷等几项主要污染因子的排放限值由企业与园区污水处理厂商定,并报当地生态环境主管部门备案。其次结合两园区实际情况,以“严控第一类污染物和特征污染物、合理控制常规污染物”作为基本原则,针对每个排水企业分别建立预处理动态标准(园区污水处理厂纳管标准),形成“一企一策”的个性化排放指标要求,为实施系统化管控奠定基础。
步骤1:确定企业预处理水污染因子。按照工业企业类别、技术工艺、相关标准规范等确定主要污染因子控制清单,再根据企业排水实测结果,从中筛选整理出优控污染因子清单或重点关注的污染因子清单。
步骤2:确定企业预处理主要水污染物排放限值。对企业所属行业的相关行业污染物排放标准进行研究,结合《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)及《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T 31962— 2015)等确定具体指标排放限值。色度、石油类、动植物油、硫化物等常规指标一般应执行《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T 31962—2015);pH、悬浮物、COD、BOD5、氨氮、总氮、总磷、总有机碳等指标可由企业与园区污水处理厂商定相关标准,并报当地生态环境主管部门备案。
步骤3:对第一、第二类污染物严格管控,并加强对其他污染物的管控要求。对第一类污染物按照相关标准严格控制,并核实是否在企业车间排口达标排放;对废水中第二类污染物中的行业特征污染物(尤其是难降解有毒有害物质)参照行业相关标准加强管控,以保证达标排放和减轻对园区污水处理厂的冲击;对化工、制药等易产生高盐废水的行业,加强对TDS等指标的控制要求。
步骤4:实施企业废水预处理合理化管控。针对特征污染物,企业预处理可通过技改、专业化运行调试等方式予以解决。同时,应根据园区污水厂的可接受程度,予以适当放宽限制等措施。此外,还可以引入高排高价的策略。
3.3 商——开展园区污水厂与企业协商排放
(1) 设定协商排放的基本条件:一是企业排放的废水以密闭管道的形式向园区污水处理厂排放;二是园区污水处理厂具备处理此类废水的特定工艺和能力;三是企业已安装在线监测系统或具备按照规定对排水水质和水量开展监测的能力,并保障监测设备的正常运行。
(2) 设定协商排放的基本原则:一是严格管控第一类污染物,高效处理第二类行业特征污染物,协商排放常规污染物;二是第一类污染物应当在企业车间或生产设施排放口执行相应的排放限值,不得协商排放;三是企业与园区污水处理厂商定的排放限值应报当地生态环境主管部门备案,并载入排污许可证,作为许可事项纳入许可证管理;四是园区污水处理厂应保证排放污染物达到相关排放标准要求;五是园区污水厂根据自身情况,可适当放宽并协商确定排放要求,但企业应达到新确定的排放要求。
(3) 依据相关法律法规,采用招标或竞争性谈判方式,在明确各方责任和协商排放标准的基础上,排污企业与园区污水处理厂确定委托处理关系。参考《环境污染第三方治理合同(示范文本)》(见发改办环资〔2016〕2836号)签订环境服务合同,对委托事项、治理边界(废水收纳标准和处理标准)、责任义务、相互监督制约措施、费用及双方履行责任所需条件等进行详细规定,并建立违约责任追究、仲裁调解、突发情况的处置程序及赔偿补偿机制等。合同中应附有双方的废水排放技术资料,为客观判断委托处理的可行性、追溯和超排责任判定等提供依据。合同签订后报地方生态环境部门备案。
(4) 通过协商排放提高园区污水处理厂处理负荷,同时优化处理工艺和运行参数,逐步实施园区污水处理厂提标改造,增加深度处理功能。
3.4 管——借助技术手段和社会监督实现精细化管控
(1) 将企业预处理在线监测数据纳入园区管控平台,与园区污水处理厂实现数据共享,园区管理部门、企业和污水处理厂均可实时查看,便于污染物协同控制和监管。
(2) 园区污水处理厂按照“一企一策”的园区企业预处理排放水质要求和排污许可量指标对企业预处理和排水情况进行监督,根据在线监测数据发现企业有超浓度或超总量排放行为时,通过智能化管理系统立即关闭其污水排放口,并进行自动采样和人工检验,避免企业污染事故对园区污水处理厂造成冲击,同时实现对排放总量的精准控制。
(3) 园区管理部门可将获取到的企业排污信息向社会公众公布,实现社会监督。数据来源为第三方机构的智能化设备,保证数据结果的准确性、真实性。
4 实施中存在的问题与建议
在2个园区“评—策—商—管”系统化管控的具体实施过程中,存在的主要问题如下:(1)地方生态环境管理部门对排水企业第一类污染物的监管在总排口,发现总排口达标而企业实际车间排口超标的现象;(2)园区污水处理厂直接与排水企业签订协商排放协议,在地方生态环境管理工作中具有创新性和实验性,需要得到相关部门的支持;(3)需要达成协商排放协议的双方具有良好的履约精神,能够按照协议内容开展合作,并对出现的问题及时沟通解决。
针对以上问题的建议如下:(1)地方生态环境管理部门对企业与污水处理厂协商确定的预处理水质标准进行确认,并对协商排放合同进行备案和监管;(2)地方生态环境管理部门应加强对第一类污染物排放的监管,将相关在线监测设施设置在车间排口;(3)通过实施管网改造、数据平台搭建、在线监测设施改造等,并配合不定时人工监测数据比对,使相关监测数据在协议双方之间实现共享和实时查看,便于污水处理厂对进水浓度进行监控,能够在进水水质水量发生变化时及时通知排水企业,关闭排放口,防止对污水处理厂造成冲击;(4)通过以上模式的推动实施,地方生态环境管理部门对园区排水情况的监管可逐步简化为对第一类污染物在排水企业车间排口监管,其他污染物在园区污水处理厂排口监管。
5 结论
针对江西省2个案例园区水污染治理中存在的问题,逐步实施“评—策—商—管”系统化管控,通过对企业水污染治理现状的系统评估,商定企业排放入园区污水处理厂的水质要求,构建企业与园区污水处理厂之间的协商排放机制,形成企业、园区污水处理厂和生态环境管理部门之间的协同监管模式。这一模式可从技术和管理两方面提升园区污染治理水平和污染物排放管控水平,有望成为一种可复制、可推广的做法。
参考文献
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