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銜接“雙碳”目標(biāo)，密集出臺(tái)的政策已逐步構(gòu)建起嚴(yán)格的化工廢水治理框架，園區(qū)成為核心戰(zhàn)場(chǎng)，資源化與降碳協(xié)同突破在即。在“第二屆化工園區(qū)技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級(jí)綠色發(fā)展論壇”上，以《綠色低碳背景下化工廢水處理技術(shù)與展望》為題，華衍環(huán)境投資(江蘇)有限公司副總經(jīng)理、蘇州工業(yè)園區(qū)清源華衍水務(wù)有限公司總工程師關(guān)永年發(fā)表演講，全方位分析化工園區(qū)廢水特點(diǎn)及面臨的挑戰(zhàn)、當(dāng)下主要處理技術(shù)及技術(shù)未來(lái)發(fā)展方向等，并結(jié)合具體案例針對(duì)不同類(lèi)型化工廢水展開(kāi)討論，明確重難點(diǎn)，分享高效率處理方案。
關(guān)永年
化工園區(qū)廢水處理：“難”字當(dāng)頭
關(guān)永年指出，“化工園區(qū)廢水普遍具有水質(zhì)波動(dòng)大、成分復(fù)雜、毒性強(qiáng)、高鹽分、含難降解有機(jī)物等特點(diǎn)，如何妥善處理好這些廢水，不僅關(guān)乎園區(qū)發(fā)展的可持續(xù)性，對(duì)于周邊生態(tài)系統(tǒng)和居民生活質(zhì)量也會(huì)造成深遠(yuǎn)影響。”綜合各類(lèi)園區(qū)特征，他認(rèn)為，除去廢水本身的復(fù)雜性，水量波動(dòng)、處理成本及過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)也存在著種種限制。
具體來(lái)看，水量波動(dòng)要求廢水處理設(shè)施能夠適應(yīng)短時(shí)間內(nèi)的波動(dòng)，保持性能穩(wěn)定；而如何達(dá)到成本與效果的平衡，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)保效益兼得，一直都是困擾工業(yè)綠色發(fā)展的重要因素；過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)控制則要求嚴(yán)防嚴(yán)控所有可能出現(xiàn)的二次污染，比如防止含重金屬?gòu)U水滲入地下水層、控制異味與氣溶膠等等。
顯然，這對(duì)化工園區(qū)內(nèi)企業(yè)及環(huán)保服務(wù)商而言都是不小的考驗(yàn)。比如其中最為突出的高濃度有機(jī)廢水問(wèn)題，關(guān)永年以“嚴(yán)峻”一詞形容當(dāng)前的形勢(shì)。通常情況下，化工生產(chǎn)過(guò)程中許多環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生高濃度有機(jī)污染物，其化學(xué)需氧量(COD)和生化需氧量(BOD)數(shù)值遠(yuǎn)超一般市政污水濃度，對(duì)微生物還具有毒性和抑制作用，使得傳統(tǒng)生物處理法難以發(fā)揮，但如果選用物化方法，成本壓力也會(huì)倍增。
“廢水排放要達(dá)標(biāo)，企業(yè)的環(huán)保投入也要控制，找到兩者之間的最佳平衡點(diǎn)，正是從業(yè)者所要突破的方向。”關(guān)永年總結(jié)了目前應(yīng)用廣泛應(yīng)用的一、二、三級(jí)廢水處理工藝流程，點(diǎn)明多種工藝耦合的優(yōu)勢(shì)，包括“臭氧+高效沉淀+反硝化+氯消毒”、“高效沉淀+臭氧氧化+反硝化濾池+氣浮”等等，表示園區(qū)目前只有通過(guò)綜合性施策才能達(dá)到理想的廢水治理效果。“綠色低碳處理技術(shù)是化工廢水處理未來(lái)的發(fā)展方向。”他強(qiáng)調(diào)。
末端治理到資源化：“綠”是關(guān)鍵
歷經(jīng)30余年發(fā)展，走過(guò)了高速擴(kuò)張階段，我國(guó)化工園區(qū)已來(lái)到提質(zhì)增效新時(shí)期。七部門(mén)聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加快推動(dòng)制造業(yè)綠色化發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，提出要“以實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)為引領(lǐng)，構(gòu)建綠色增長(zhǎng)新引擎，鍛造綠色競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì)，擦亮新型工業(yè)化生態(tài)底色”。綠色化發(fā)展成為重中之重，節(jié)能降碳潛力亟待進(jìn)一步深挖。
據(jù)關(guān)永年分析，要想實(shí)現(xiàn)化工廢水綠色低碳處理，可以從以下五個(gè)方面發(fā)力↓
?、傩鹿に嚨吞蓟?br />
通過(guò)開(kāi)發(fā)低能耗工藝進(jìn)行替代，推動(dòng)各關(guān)鍵環(huán)節(jié)減排或?qū)崿F(xiàn)資源化利用，最終達(dá)到整體綠色運(yùn)行的效果。如微生物燃料電池，無(wú)需外部能量輸入，即可將廢水中有機(jī)物化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，僅產(chǎn)生二氧化碳和水，在治理污水的同時(shí)還能夠回收能源，一舉多得。
?、谘邪l(fā)新材料
選擇更高性能、更綠色的廢水處理藥劑、膜材料等，也有助于提高處理成效。如當(dāng)下熱門(mén)的新型非均相催化劑，反應(yīng)物與催化劑不完全處在同一個(gè)相內(nèi)的催化過(guò)程，具有高活性、高選擇性、可重復(fù)使用性和環(huán)境友好性；如抗污染膜材料，由高品質(zhì)材料制成，較普通膜具有更強(qiáng)的抗沉積、抗氧化、抗菌、耐高溫等特性，使用壽命更長(zhǎng)，凈化效果更好。
?、跘I技術(shù)的應(yīng)用
在設(shè)備運(yùn)維與維護(hù)、工藝優(yōu)化與節(jié)能、污染監(jiān)測(cè)與響應(yīng)、管網(wǎng)管理與調(diào)度、視覺(jué)分析與自動(dòng)化等方面，AI較傳統(tǒng)人力巡管模式更具優(yōu)勢(shì)。據(jù)悉，AI不僅可以根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)參數(shù)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定高效運(yùn)行，還能夠大大提升應(yīng)急響應(yīng)與決策效率。比如，無(wú)人機(jī)巡檢等應(yīng)用在污水處理中，降耗可達(dá)20%-40%、成本下降最高50%，合規(guī)效率提升80%。
④數(shù)字孿生技術(shù)
與實(shí)際運(yùn)行系統(tǒng)一比一構(gòu)建虛擬系統(tǒng)，有利于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和異常處理、流程優(yōu)化和效率提升、智能管理和自動(dòng)化控制、預(yù)測(cè)性維護(hù)和決策支持。如在處理過(guò)程中，可通過(guò)事先模擬各階段化學(xué)反應(yīng)和物質(zhì)交換等，對(duì)比進(jìn)行優(yōu)化，以提高處理效率。
⑤形成循環(huán)體系
深度處理后的廢水可用于冷卻、沖洗；通過(guò)沼氣發(fā)電等回收能源，可補(bǔ)充生產(chǎn)用能；用蒸發(fā)結(jié)晶等手段回收鹽分，用萃取或蒸餾回收有機(jī)物，如甲醇、丙酮等，可當(dāng)做工業(yè)原料進(jìn)行二次利用。形成“廢水-資源-能源協(xié)同回收體系”，從傳統(tǒng)的污水處理方式轉(zhuǎn)向資源回收利用，更有利于實(shí)現(xiàn)打造零碳園區(qū)的目標(biāo)。
多重困境之下破局：“新”啟未來(lái)
如何將綠色低碳理念落到實(shí)處？關(guān)永年列舉了含氟化工廢水處理、化工電子機(jī)加工綜合廢水處理、煤工廢水處理、生物制藥廢水處理領(lǐng)域的四個(gè)實(shí)踐案例，以具體論證推進(jìn)水處理環(huán)節(jié)節(jié)能降碳改造對(duì)于化工園區(qū)發(fā)展的重要意義。
如某高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)，集聚化工、電子、光伏、機(jī)械制造等多種類(lèi)型工廠，產(chǎn)生的廢水不僅污染物濃度高、成分復(fù)雜、可生化性差，還有著大量有機(jī)物、重金屬等。為推動(dòng)清潔生產(chǎn)，該園區(qū)最終選擇了分質(zhì)預(yù)處理與“混凝沉淀+水解酸化+兩級(jí)AO/MBR+臭氧催化氧化+高效沉淀池+反硝化濾池+次氯酸鈉消毒”多種技術(shù)耦合的方案，最終實(shí)現(xiàn)COD、BOD5、SS、NH3-N、TP去除率均達(dá)到95%以上，直接處理成本約3.44元/m³，出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
以當(dāng)前政策風(fēng)向來(lái)看，綠色低碳正加快從“合規(guī)成本”轉(zhuǎn)化為“競(jìng)爭(zhēng)資產(chǎn)”，未來(lái)將屬于那些率先將“政策壓力”轉(zhuǎn)化為“技術(shù)動(dòng)力”、以循環(huán)經(jīng)濟(jì)重塑產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈的先鋒軍。“要實(shí)現(xiàn)化工行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，還需社會(huì)各界一同努力，攜手應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)。”演講的最后，關(guān)永年呼吁道。
