水質解析精細化：系統支撐石化廢水全過程控制

時間：2018-04-13 來源：中國環境報 作者：周岳溪 席宏波 于茵

課題選取活性污泥耗氧速率為指標，初步建立了石化廢水生物處理毒性評價方法。在優化毒性測試流程技術要點的基礎上，特別采用標準毒性物質濃度代替抑制率表征毒性結果，克服了前人研究中活性污泥變化干擾測定結果的問題，有效提高了毒性數據之間的可比性。研究發現石化廢水中的乙酸鹽和丙酸鹽等易降解成分對異養微生物的耗氧速率具有促進作用，容易掩蓋有毒組分的影響，為此優化了傳統營養基質的成分，提高了空白試驗中活性污泥耗氧速率的本底值，有效屏蔽了石化廢水中易降解成分對測定結果的干擾作用。

課題利用本研究建立的石化廢水生物處理毒性評價方法，在我國大型綜合性煉化一體化企業開展廢水生物處理毒性分析，根據各廢水的生物處理毒性強度和負荷，識別了有毒廢水來源，構建了依托企業的廢水毒性流。

甄別重點控制裝置，緊扼企業污染要害

“獨具慧眼，不懼大海撈針�！�

大型石化企業的產業結構非常復雜，產業鏈可涵蓋石油煉制、大宗化學品生產、聚合物生產三大類上百種產品。放眼望去，百余套裝置聳立，上千個排水節點的廢水同時奔涌，源頭控制應先從哪里入手？重點控制裝置的識別，是在大型石化企業開展廢水污染全過程控制的基礎。

大型石化企業有機物全過程控制貫穿有機物使用、產生、回收、處理、排放的各個環節。有機物控制的最理想狀態是將有機物限制在使用、產生和回收環節中，免除或減少后續去除工作。因此，應盡量通過源頭控制、回收與資源化等措施，減少進入廢水的有機物，提高資源利用率和產品回收率；對于不可避免進入廢水的有機物，再通過處理手段加以去除。在大型企業中，裝置廢水的有機物負荷越高，源頭控制和回收與資源化的作用越明顯。所以，“有機物排放負荷高”是重點裝置識別的關鍵要素之一。

有機物控制的最基本要求是實現處理出水的達標排放。而工業廢水處理系統的達標排放受到兩類廢水的重要影響：一是含有難降解有機物的裝置廢水，難降解有機物會穿透綜合污水處理廠進入出水；二是具有生物處理毒性、易對處理系統造成沖擊的裝置廢水。所以，“難降解有機物貢獻大”和“生物處理毒性強”是重點裝置識別的另外兩個關鍵要素。實現對這兩類廢水的有效控制，是保證處理系統穩定運行和出水水質達標的前提。

因此，大型石化企業廢水有機物全過程控制重點裝置的篩選原則包括：裝置廢水有機物排放負荷大、難降解有機物貢獻大以及生物處理毒性強。以裝置廢水有機物排放負荷、排放綜合污水處理廠出水中含有的難降解有機物排放負荷及裝置廢水生物處理毒性負荷作為重點裝置識別的主要判定因子。

課題經過依托企業生產裝置調研、廢水有機物排放特征分析和生物處理毒性評估，綜合考慮有機物排放負荷、對綜合污水處理廠出水有機物的貢獻以及生物處理毒性負荷，識別了依托企業廢水有毒有機物全過程控制的重點裝置，指明了企業廢水污染全過程控制對象。

細化技術思路，為全過程控制具體措施制定流程

利用重點裝置識別結果，根據不同裝置廢水產排特征，即可制定控制措施。但在全過程控制理念下，重點裝置的控制措施并不是各自孤立的，而是要以整體優化的思路，采用最經濟合理有效的手段進行控制。為此，課題組將技術思路進一步細化，考慮了全過程控制的每一個環節和適用條件，為制定全過程控制具體措施建立了詳細的流程。

廢水有機物全過程控制包含裝置和企業兩個層面。裝置層面以削減裝置有機物排放量為主要目標，包括工藝改進、原料替代等源頭控制措施，有機物回收與資源化措施，以及裝置廢水預處理措施等。企業層面以企業綜合污水處理廠出水有機物減排為主要目標，包括結構優化措施，裝置間廢水和有機物資源化措施，裝置間廢水分質處理措施，綜合污水處理廠廢水有機物強化去除措施，以及管理控制措施等。

石化廢水有機物全過程控制具體措施的制訂，要在掌握重點裝置廢水有機物產排特征的基礎上，依據水質達標、技術可行、經濟適用的原則，針對不同情景，選擇適宜的控制措施，涵蓋企業、裝置兩個層面，囊括技術優化、結構優化、管理控制3個角度，覆蓋有機物的使用、產生、回收、處理和排放5個環節。

在有機物的使用和產生環節，考慮裝置層面的源頭控制措施，分別通過原輔材料優選和生產工藝改進，減少進入廢水的有機物。對于有回收價值的廢水及有機物，考慮裝置層面的有機物回收與資源化，以及企業層面的裝置間廢水和有機物資源化。對于有機物濃度高、毒性大、可降解性差的廢水，先進行預處理。若與其他裝置廢水聯合處理經濟可行，則優先從企業層面進行裝置間聯合預處理，否則施行裝置內預處理。根據裝置內各節點水質狀況及處理經濟性判斷是否需要分質處理。如預處理后不能達到排放或回用標準，應排入企業綜合污水處理廠強化有機物的處理。同樣，根據不同裝置廢水水質狀況及處理經濟性判斷是否需要分質處理。優化一級、二級處理的運行條件，若仍不能達到排放或回用標準，則進一步采取深度處理。

若通過以上技術優化仍無法實現廢水有機物有效控制和企業出水達標排放，則需通過結構優化措施，取消或限制相應裝置的生產運行。同時，將管理控制貫穿全過程控制的各個環節，保障廢水有機物控制效果。綜合上述優化措施，形成石化廢水有機物全過程控制策略，實現企業排放最小化、效益最大化，保障受納水體水生態安全。

課題對依托企業ABS樹脂、苯酚丙酮、丙烯酸酯等重點裝置實施源頭減排、分離回收與資源及預處理等裝置層面全過程控制措施，以及裝置間廢水分質處理、綜合污水處理廠廢水有毒有機物強化去除及深度處理等企業層面全過程控制措施，每年回收ABS樹脂等化工產品250噸以上，創收超過2000萬元，減排有毒有機物百余噸。

由于石化產品種類眾多，生產工藝各異，廢水排放特征差異性較大，因此，還需要繼續深入開展石化廢水污染源解析研究，包括擴大石化廢水污染源解析范圍、拓展石化廢水污染源解析深度、開展廢水生物處理毒性限值研究等，進一步支撐石化廢水全過程控制精準治污，從而為石化行業綠色發展提供理論指導和技術支持。

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