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)未來發(fā)展方向等,并結(jié)合具體案例針對(duì)不同類型化工廢水展開討論,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)、處理成本及過程風(fēng)險(xiǎn)也存在著種種限制。
具體來看,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,比如防止含重金屬廢水滲入地下水層、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,走過了高速擴(kuò)張階段,我國(guó)化工園區(qū)已來到提質(zhì)增效新時(shí)期。七部門聯(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》,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 />
通過開發(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。如在處理過程中,可通過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
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。