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化工废水处理现状、存在的问题及发展建议
工业生产的三大废弃物造成了严重的环境污染问题。据世界卫生组织（WHO）称，世界上大约80％的疾病是由饮用水或卫生条件差造成的。在中国，80％的疾病和三分之一的死亡与饮用水质量有关。
虽然污染物处理率和排放达标率近年来保持增长趋势，但工业废水排放量仍然很大，环境形势依然严峻，整体污染趋势不容乐观。一些化学废水污染物浓度高，难以处理。因此，仍有一些企业的废水未达到排放标准，废水处理任务仍然艰巨。
1、当前形势下化工废水处理现状
1.1 化工废水处理存在资源浪费
一些化工企业在废水处理达标前提下，在尾水排放时没有排除副产品盐分，这就给环境水体带来的不小的压力，会让化工企业在运行废水处理装置时增加更多困难。主要原因是副产品中的碱和酸只能“各 自为政”而不能资源互相利用，因此增加了治理环境的成本，让污染的治理难度提升。
从顶层设计角度看，政府部门已逐渐出台相应的标准顺应时代发展。如上海市地方污染物排放标准《污水综合排放标准》（DB31/199-2018），该标准自2018年12月1日起实施。
新标准中亮点之一就是增加了协商排放的规定。协商排放的目的是在保障水环境质量的前提下，减轻企业和污水处理厂的负担，达到双赢。现在工业园区内，很多污水处理厂污水处理工艺采取生化处理，主要依靠活性污泥微生物降解污染物，生物处理的运行需要碳源作为基本条件，比如低毒无害的生化需氧量比较高的废水，可以作为有机碳源补充到污水处理装置内。碳源好比是食物，污水处理厂在处理废水时必不可少。
以前为了达到排放标准，企业对废水进行处理，而排出的废水碳源很少。对此类低毒无害的生化需氧量比较高的废水如果能够减少在企业内部的处理，直接排到污水处理厂，一方面企业减少了处理成本，另一方面对于污水处理厂来说，是很好的碳源补充。
1.2 污水处理配套设施建设滞后
总体来说，中国污水处理设施建设和运营能力较好，但污水管网等配套设施建设滞后。目前，污水管网建设存在40万公里的缺口，补足这一缺口需要1万亿资金28。部分工业园区因建设资金、征地拆迁和规划等原因，分期建设园区污水管网，短时间内难以满足所有入园企业的纳管需求，甚至有些企业已经投产，园区配套管网还未完成。以贵州为例，截至2017年7月底，该省有82个园区建成污水集中处理设施，但因配套管网不到位，有42个不能正常运行29；安徽省163个省级及以上工业园区中，15个园区管网建设滞后导致污水处理厂无法正常运行30；原环保部2017年9 月在湖北的”水十条”专项督导中发现，襄阳市谷城经济开发区由于污水管网没有铺成，导致已经建好的处理设施“晒太阳”达两年，另一个石花经济开发区也有类似的情况，导致园区企业自行处理污水后直排北河汇入汉江31。
1.3 废水处理工艺路线不合理
化工废水治理成本高、效果难保证、运行不稳定。一方面高浓度难降解有机废水应采用专业性和针对性较强的技术方法，例如较为复杂的水质成分、浓度较高的污染物和毒性大且可生化性差等使得一般的处理技术难以实现出水的效果。另一方面对于水处理行业，现普遍存在技术创新能力不足，缺乏原创性核心技术和成套设备。同时技术研发和工程应用脱节，新技术的工程示范力度不够，难以全面推广。
许多化工企业处理废水的工艺路线并不科学，一方面由于设计时不够了解水质情况，特别是忽视了氨氮浓度，造成工艺设计缺失或是工艺设计过长的现象；另一方面则是由于企业内部多次进行技改而引发，众所周知，现在随着排污标准的不断提高，企业原有的处理工艺难以实现达标排放，迫使企业不断进行升级改造。而常用的工艺改造则是在原有工艺的基础上增加处理环节，往往造成化整体规划布局不合理，并且处理效果难以保证。
1.4 环保设施的运行管理不到位
化工企业的环保设施的运行管理有待进一步提高，主要表现为治污设施运转故障发生率较高。环保受重视程度不够是环境管理不到位的根本原因。与投资时因急于通过环保手续获得允许开工生产进而愿意在环保设备上投资相比，化工企业主在正常运转时，因看不到环保利润回报，相对忽视环保设备的运行，甚至有意识地削减相配套污水处理构筑物运行和维护管理费用。企业对环保的这种“重投入，轻运行”的运营模式，导致环保管理上小问题得不到重视，环保设备常常带伤运转。最终积重难返，以故障的形式爆发，增加企业的环保支出。
缺乏科学的理论指导也是环境管理不到位的另一个原因。少数环境管理人员不注重提升自身专业技术水平，在环保设备运行中难以通过一些运行参数来判断运行状态，遇到已出现异常信号后处置欠妥当。如不理解活性污泥的“镜检”，不清楚污泥池出现大量泡沫现象，结果对处理设施运行状态的表征，出现异常浑然不知；不理解废水温度对微生物的影响，生化池温度过高或活性不足等现象。以上，也是环保设施运行故障率居高不下的重要原因。
1.5 废水处理工艺存在难点
绝大多数化工企业设计的工艺流程为：先利用物化工艺预处理后，再进行生化处理的工艺流程。在化工企业中，常见的预处理包括隔油池、混凝池、气浮池、三效蒸发器、铁碳微电解装置、Fenton塔、高级氧化等。化工废水主体往往也采用生化工艺，但较生活污水的生化工艺不同，化工废水应用生化工艺常表现为池单体数量多、停留时间长。工艺往往为多个生化池的串联，而且生化工艺部分的水力停留时间平均停留时间在40h以上。为了确保达标排放，生化处理后往往还设有混凝装置、砂滤罐、脱氮装置等。
在化工园区内，约有50%的企业排污量在200-1000t/d，高者可达1000t/d。化工企业不仅废水排放量大，污染物浓度也普遍较高。多数化工企业处理前废水COD质量浓度在4000-8000mg/l，进水COD浓度高给污染治理带来很大难度。
园区各企业污水的集中会加大处理难度。如制药行业，企业排污标准较低，达到COD500mg/L以下即可，但是这类污水集中到园区污水处理厂时，要降到COD100mg/L的排出标准，则很难用生化或其他手段达到，必须用强氧化的方法，处理成本很高。另外，不同行业的污水在集中到污水处理厂后，也可能相互发生化学反应，产生高难处理的化学成分，加大排污成本。当处理成本高于企业支付的污水处理费时，污水处理厂只能超标排放，从而对环境产生不利影响。
2、化工废水污染防治对策及建议
2.1 发挥园区优势，加强园区污水处理基础设施建设
现阶段我国95% 以上的省级及以上工业园区已修建污水集中处理设施，同时仍需继续加大对众多省级以下的工业园区污水处理基础设施企业的财政支持。可将企业所得税优惠政策适用范围扩大到工业园区污水处理设施项目；针对从事工业园区环境污染治理设施运营服务的企业，可参照高新技术企业的税收优惠政策，给予15% 的企业所得税优惠税率。通过设定一定条件，使符合条件的第三方企业可以直接申报享受税收优惠政策，减轻水处理企业的负担。
化工园区建设的本意就是促进化工生产的集约化和可持续发展，在合理的政策和管理条件下，它同样可以成为促进环保达标甚至环境资源共享的平台。目前我国园区建设上普遍规划不够合理，园区的公共服务功能也有待进一步强化，园区可以在特征污染物的检测、环保宣传、环保技术指导和推广等方面发挥园区行业集中的自身优势；使同行业的污染治理方法手段相互影响显著。可以通过树立典型等方法来引导同行业企业相互交流学习，改进污染治理水平，促进清洁生产手段的推广，进而提高整个园区的污染治理水平。
2.2 建立“以废治废”的平台，落实循环经济
必要的治污成本对污染治理至关重要，但治污成本过高也未必和治污效果成正比关系，反而不利于企业的发展。目前园区还可以进一步发挥园区合作的优势，在园区建立“以废治废”的平台。化工行业的某些副产品，如酸、碱、强氧化剂等本身就是环保设施运行的调剂之一，某些企业的副产品葡萄糖、尿素等可作为微生物运行的营养之一，改善其他企业废水生化性能。在合适的科学的政策调控下实现产品、副产物、“三费”的相互调配预回收利用，将为企业减轻治理成本，提高治理的效率。
部分企业步入误区，完全依赖增加环保投入来确保达标排放，而环保资金压力是其绕不过去的痛。事实上，清洁生产的实施可以实现不需要增加投入，而改善污染状况。与末端治理相比，清洁生产则强调通过提高资源利用率来减少污染的排放。如部分企业利用厂内废蒸汽改善废水处理温度环境、提高生化降解速率等。但这远远不够，无论是企业内部还是园区之间，还存在较大的节能减排上升空间。事实上，在基本环保设施满足的前提下，通过园区内资源调节及企业内工艺调整、资源利用等手段，完全可能实现通过以废治废，进而降低环保成本。
2.3 着眼整体规划，完善工业园区污水排放标准体系
目前我国在积极完善水污染物排放标准体系，但行业标准和地方标准修订滞后。2018 年12 月19 日发布的《国家水污染物排放标准制订技术导则》（以下简称“导则”）为水污染物排放标准的制定和修订提供了有力的技术指导。“导则”中明确工业园区中的企业将污水排放到污水处理厂中时，在一定条件下可与污水处理厂协商制定间接排放标准。
行业标准应尽快依据“导则”进行修订，明确哪些污染物的间接排放标准可基于下游污水处理厂的处理能力协商制定。可协商制定间接排放标准污染物选择应考虑该污染物能被下游污水处理设施有效去除，并且对排水管网和下游污染物集中处理设施没有安全风险或者干扰。比如2019 年1 月征求意见的《石油化学工业污染物排放标准》修改单明确了悬浮物、化学需氧量、五日生化需氧量等8 项指标可由企业和污水处理厂协商间接排放标准。
协商确定的企业排放限值，应报当地环境保护主管部门备案。间接排放控制要求可直接转化为排污许可证中的规定，为排污许可制度实施提供基础。
2.4 培养环保科技人才，推动科技成果应用
化工废水治理的自身难度造成常规处理工艺难以保证理想效果。但除了资金压力外，出于对新技术运行规律的不熟悉、处理效果不确定，无论是环保设计单位还是化工企业一般均不敢轻易涉足新型环保技术。而事实上，科技创新才是出路。加大科技创新力度，推动环保科技成果的应用，是解决环境问题极为重要的途径，对处理难降解的化工废水尤具意义。而环保专业技术人才是鉴别和利用好环保设备的重要保证。因此提高环保认识，积极地促进科技成果转化，培养环保科技人才，是化工企业解决化工废水难以达标的必由之路。
虽然污染物处理率和排放达标率近年来保持增长趋势，但工业废水排放量仍然很大，环境形势依然严峻，整体污染趋势不容乐观。一些化学废水污染物浓度高，难以处理。因此，仍有一些企业的废水未达到排放标准，废水处理任务仍然艰巨。
1、当前形势下化工废水处理现状
1.1 化工废水处理存在资源浪费
一些化工企业在废水处理达标前提下，在尾水排放时没有排除副产品盐分，这就给环境水体带来的不小的压力，会让化工企业在运行废水处理装置时增加更多困难。主要原因是副产品中的碱和酸只能“各 自为政”而不能资源互相利用，因此增加了治理环境的成本，让污染的治理难度提升。
从顶层设计角度看，政府部门已逐渐出台相应的标准顺应时代发展。如上海市地方污染物排放标准《污水综合排放标准》（DB31/199-2018），该标准自2018年12月1日起实施。
新标准中亮点之一就是增加了协商排放的规定。协商排放的目的是在保障水环境质量的前提下，减轻企业和污水处理厂的负担，达到双赢。现在工业园区内，很多污水处理厂污水处理工艺采取生化处理，主要依靠活性污泥微生物降解污染物，生物处理的运行需要碳源作为基本条件，比如低毒无害的生化需氧量比较高的废水，可以作为有机碳源补充到污水处理装置内。碳源好比是食物，污水处理厂在处理废水时必不可少。
以前为了达到排放标准，企业对废水进行处理，而排出的废水碳源很少。对此类低毒无害的生化需氧量比较高的废水如果能够减少在企业内部的处理，直接排到污水处理厂，一方面企业减少了处理成本，另一方面对于污水处理厂来说，是很好的碳源补充。
1.2 污水处理配套设施建设滞后
总体来说，中国污水处理设施建设和运营能力较好，但污水管网等配套设施建设滞后。目前，污水管网建设存在40万公里的缺口，补足这一缺口需要1万亿资金28。部分工业园区因建设资金、征地拆迁和规划等原因，分期建设园区污水管网，短时间内难以满足所有入园企业的纳管需求，甚至有些企业已经投产，园区配套管网还未完成。以贵州为例，截至2017年7月底，该省有82个园区建成污水集中处理设施，但因配套管网不到位，有42个不能正常运行29；安徽省163个省级及以上工业园区中，15个园区管网建设滞后导致污水处理厂无法正常运行30；原环保部2017年9 月在湖北的”水十条”专项督导中发现，襄阳市谷城经济开发区由于污水管网没有铺成，导致已经建好的处理设施“晒太阳”达两年，另一个石花经济开发区也有类似的情况，导致园区企业自行处理污水后直排北河汇入汉江31。
1.3 废水处理工艺路线不合理
化工废水治理成本高、效果难保证、运行不稳定。一方面高浓度难降解有机废水应采用专业性和针对性较强的技术方法，例如较为复杂的水质成分、浓度较高的污染物和毒性大且可生化性差等使得一般的处理技术难以实现出水的效果。另一方面对于水处理行业，现普遍存在技术创新能力不足，缺乏原创性核心技术和成套设备。同时技术研发和工程应用脱节，新技术的工程示范力度不够，难以全面推广。
许多化工企业处理废水的工艺路线并不科学，一方面由于设计时不够了解水质情况，特别是忽视了氨氮浓度，造成工艺设计缺失或是工艺设计过长的现象；另一方面则是由于企业内部多次进行技改而引发，众所周知，现在随着排污标准的不断提高，企业原有的处理工艺难以实现达标排放，迫使企业不断进行升级改造。而常用的工艺改造则是在原有工艺的基础上增加处理环节，往往造成化整体规划布局不合理，并且处理效果难以保证。
1.4 环保设施的运行管理不到位
化工企业的环保设施的运行管理有待进一步提高，主要表现为治污设施运转故障发生率较高。环保受重视程度不够是环境管理不到位的根本原因。与投资时因急于通过环保手续获得允许开工生产进而愿意在环保设备上投资相比，化工企业主在正常运转时，因看不到环保利润回报，相对忽视环保设备的运行，甚至有意识地削减相配套污水处理构筑物运行和维护管理费用。企业对环保的这种“重投入，轻运行”的运营模式，导致环保管理上小问题得不到重视，环保设备常常带伤运转。最终积重难返，以故障的形式爆发，增加企业的环保支出。
缺乏科学的理论指导也是环境管理不到位的另一个原因。少数环境管理人员不注重提升自身专业技术水平，在环保设备运行中难以通过一些运行参数来判断运行状态，遇到已出现异常信号后处置欠妥当。如不理解活性污泥的“镜检”，不清楚污泥池出现大量泡沫现象，结果对处理设施运行状态的表征，出现异常浑然不知；不理解废水温度对微生物的影响，生化池温度过高或活性不足等现象。以上，也是环保设施运行故障率居高不下的重要原因。
1.5 废水处理工艺存在难点
绝大多数化工企业设计的工艺流程为：先利用物化工艺预处理后，再进行生化处理的工艺流程。在化工企业中，常见的预处理包括隔油池、混凝池、气浮池、三效蒸发器、铁碳微电解装置、Fenton塔、高级氧化等。化工废水主体往往也采用生化工艺，但较生活污水的生化工艺不同，化工废水应用生化工艺常表现为池单体数量多、停留时间长。工艺往往为多个生化池的串联，而且生化工艺部分的水力停留时间平均停留时间在40h以上。为了确保达标排放，生化处理后往往还设有混凝装置、砂滤罐、脱氮装置等。
在化工园区内，约有50%的企业排污量在200-1000t/d，高者可达1000t/d。化工企业不仅废水排放量大，污染物浓度也普遍较高。多数化工企业处理前废水COD质量浓度在4000-8000mg/l，进水COD浓度高给污染治理带来很大难度。
园区各企业污水的集中会加大处理难度。如制药行业，企业排污标准较低，达到COD500mg/L以下即可，但是这类污水集中到园区污水处理厂时，要降到COD100mg/L的排出标准，则很难用生化或其他手段达到，必须用强氧化的方法，处理成本很高。另外，不同行业的污水在集中到污水处理厂后，也可能相互发生化学反应，产生高难处理的化学成分，加大排污成本。当处理成本高于企业支付的污水处理费时，污水处理厂只能超标排放，从而对环境产生不利影响。
2、化工废水污染防治对策及建议
2.1 发挥园区优势，加强园区污水处理基础设施建设
现阶段我国95% 以上的省级及以上工业园区已修建污水集中处理设施，同时仍需继续加大对众多省级以下的工业园区污水处理基础设施企业的财政支持。可将企业所得税优惠政策适用范围扩大到工业园区污水处理设施项目；针对从事工业园区环境污染治理设施运营服务的企业，可参照高新技术企业的税收优惠政策，给予15% 的企业所得税优惠税率。通过设定一定条件，使符合条件的第三方企业可以直接申报享受税收优惠政策，减轻水处理企业的负担。
化工园区建设的本意就是促进化工生产的集约化和可持续发展，在合理的政策和管理条件下，它同样可以成为促进环保达标甚至环境资源共享的平台。目前我国园区建设上普遍规划不够合理，园区的公共服务功能也有待进一步强化，园区可以在特征污染物的检测、环保宣传、环保技术指导和推广等方面发挥园区行业集中的自身优势；使同行业的污染治理方法手段相互影响显著。可以通过树立典型等方法来引导同行业企业相互交流学习，改进污染治理水平，促进清洁生产手段的推广，进而提高整个园区的污染治理水平。
2.2 建立“以废治废”的平台，落实循环经济
必要的治污成本对污染治理至关重要，但治污成本过高也未必和治污效果成正比关系，反而不利于企业的发展。目前园区还可以进一步发挥园区合作的优势，在园区建立“以废治废”的平台。化工行业的某些副产品，如酸、碱、强氧化剂等本身就是环保设施运行的调剂之一，某些企业的副产品葡萄糖、尿素等可作为微生物运行的营养之一，改善其他企业废水生化性能。在合适的科学的政策调控下实现产品、副产物、“三费”的相互调配预回收利用，将为企业减轻治理成本，提高治理的效率。
部分企业步入误区，完全依赖增加环保投入来确保达标排放，而环保资金压力是其绕不过去的痛。事实上，清洁生产的实施可以实现不需要增加投入，而改善污染状况。与末端治理相比，清洁生产则强调通过提高资源利用率来减少污染的排放。如部分企业利用厂内废蒸汽改善废水处理温度环境、提高生化降解速率等。但这远远不够，无论是企业内部还是园区之间，还存在较大的节能减排上升空间。事实上，在基本环保设施满足的前提下，通过园区内资源调节及企业内工艺调整、资源利用等手段，完全可能实现通过以废治废，进而降低环保成本。
2.3 着眼整体规划，完善工业园区污水排放标准体系
目前我国在积极完善水污染物排放标准体系，但行业标准和地方标准修订滞后。2018 年12 月19 日发布的《国家水污染物排放标准制订技术导则》（以下简称“导则”）为水污染物排放标准的制定和修订提供了有力的技术指导。“导则”中明确工业园区中的企业将污水排放到污水处理厂中时，在一定条件下可与污水处理厂协商制定间接排放标准。
行业标准应尽快依据“导则”进行修订，明确哪些污染物的间接排放标准可基于下游污水处理厂的处理能力协商制定。可协商制定间接排放标准污染物选择应考虑该污染物能被下游污水处理设施有效去除，并且对排水管网和下游污染物集中处理设施没有安全风险或者干扰。比如2019 年1 月征求意见的《石油化学工业污染物排放标准》修改单明确了悬浮物、化学需氧量、五日生化需氧量等8 项指标可由企业和污水处理厂协商间接排放标准。
协商确定的企业排放限值，应报当地环境保护主管部门备案。间接排放控制要求可直接转化为排污许可证中的规定，为排污许可制度实施提供基础。
2.4 培养环保科技人才，推动科技成果应用
化工废水治理的自身难度造成常规处理工艺难以保证理想效果。但除了资金压力外，出于对新技术运行规律的不熟悉、处理效果不确定，无论是环保设计单位还是化工企业一般均不敢轻易涉足新型环保技术。而事实上，科技创新才是出路。加大科技创新力度，推动环保科技成果的应用，是解决环境问题极为重要的途径，对处理难降解的化工废水尤具意义。而环保专业技术人才是鉴别和利用好环保设备的重要保证。因此提高环保认识，积极地促进科技成果转化，培养环保科技人才，是化工企业解决化工废水难以达标的必由之路。
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