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3.2.1.2 工业废水治理领域
工业废水排放量自2007年出现拐点,开始缓慢下降,但数量依然十分庞大,且工业废水实际排放达标率与重复利用率较低。工业废水中各项污染物指标最易超出水质基准与标准,因此重点行业工业区的废水处理尤为重要。根据预测,“十三五期间”工业废水排放总量为907亿吨(表2)。据民生证券测算,由于工业污水处理比例低,未来排量增长快,处理比例提高空间非常大,仅工业废水未来每年就有2000亿市场空间待开启,合计存量与增量市场,我国工业废水每年投资市场空间约是城镇污水处理市场的近3倍,将超过一万亿元。
另外,2003—2015年,废水中重金属铅、汞、镉、六价铬、砷分别从568.45吨、5.48吨、84.47吨、103.12吨和373.7吨,减少至79.43吨、1.08吨、15.82吨、23.598吨和112.101吨,年复合增长率为-15.13%。目前,工业废水处理重金属的方法主要是化学沉淀法、电解法、溶剂萃取分离、离子交换法、膜分离技术和生物处理法等,但传统工艺普遍存在成本高、反应慢、易造成二次污染的缺点,工业上使用的吸附剂价格昂贵。由于基于基准修订《标准》后,如汞、六价铬、砷等部分重金属限值可能会放宽,例如镉等部分重金属限值可能会加严,因此新《标准》出台后,会促进相关环保企业开发廉价、高效的吸附剂,进一步带动企业污染治理的技术进步。
3.2.2 重污染行业的水污染防治
根据环保部规定,重污染行业暂定为冶金、化工、石化、煤炭、火电、建材、造纸、酿造、制药、发酵、纺织、制革和采矿业等13类行业。另外,2005 年国家计委、环保部将化工、冶金、有色金属、黄金、煤炭、矿产、纺织、化纤、轻工、医药列为建设项目环境影响咨询收费最高的行业。2003—2014年环保部相继出台一系列企业事业单位环境信息公开办法,包括重污染行业在内的多家企业(主要是上市公司)需要对其企业环境绩效信息进行披露。据统计,仅2015年,全国主要行业工业废水治理设施的运行费用就达到了685亿元。
2015年工业废水排放量最多的行业依次为:化学原料和化学制品制造业(256428万吨)、造纸及纸制品业(236684万吨)、纺织业(184271万吨)、煤炭开采和洗选业(148138万吨)、农副食品加工业(138910万吨)。其废水成分存在着较大差别:
(1)化学原料和化学制品制造业包括有机和无机两类,成分复杂,无机化工排出的废水主要是冷却水,多含酸、碱、盐类悬浮物,有时还有硫化物和其他有毒物质;有机化工排出的废水毒性较强,多数是人工合成有机化合物,不易分解,对水环境影响很大。
(2)造纸及纸制品业使用木材、稻草等为原料,经高温高压制成纸浆后排出的废水多含挥发性有机酸,臭味重,污染性强。
(3)纺织业排出的废水污染物主要来自漂洗、漂白、上浆等过程中产生的有机物,另外在印染过程中还会产生硫化物等有毒成分。
(4)煤炭开采和洗选业的废水包含大量重金属离子、酸性物质、浮选剂等,炼焦煤厂的废水中还含有大量酚、氨、硫化物和氰化物,会产生多层次的污染问题。
(5)农副食品加工业的内容复杂,包括肉类、乳品、植物性食品等,排出的废水中含有有机物、动物排泄物,不仅不易分解,还容易含有病菌,耗氧量高,不易处理。
因此,基于基准修订《标准》,对重污染行业的水污染防治提出了更高的要求,将产生逼迫效应,促进产业升级和污染治理的技术进步。由于新《标准》的影响,新增废水处理设施投资主要将集中在上述五个行业:化学原料和化学制品制造业、造纸及纸制品业、纺织业、煤炭开采和洗选业、农副食品加工业等行业。同时,2004—2015年,工业废水运行费用从245亿增加至685 亿,年均复合增长率为8.94%,考虑到第三方专业治理对降低运营成本的影响,预计“十三五”期间工业废水运行费用增速约为6%,由此测算 “十三五”工业废水运行费用为4090亿元,年均818亿元。
4.结论
在水质基准研究成果的基础上修订《标准》,不仅能够进一步完善环保标准体系,提高环保标准的可操作性,还能够促进污染治理技术的进步,促进环保产业的健康发展。据测算,“十三五”期间节能环保投入将是“十二五”期间的两倍以上,达到6.8万亿元左右,其中水污染防治投资将占30%,达到2.04万亿元。基于水质基准修订《标准》,一方面对城镇污水处理设施建设给予了商机,根据本文测算,城镇污水处理设施管网建设至少需要投入近5000亿元,城镇污水处理厂将年均增加建设与运营投资超过700亿元,同时仅使用膜技术与产品方面,每年将会带动市场超过500亿元;另一方面对工业废水治理设施也提出了更高的要求,为工业废水治理的高新技术及装备制造业带来市场,预计“十三五”期间工业废水运行费用增速约为6%,工业废水运行费用约为4090 亿元,年均818 亿元。另外,修订《标准》后,汞、六价铬、砷等物质限值可能会放宽,镉等物质限值可能会加严。这将大大减少重污染工业废水处理的成本,最大限度地促进相关企业发展。因此从长远来看,基于基准修订《标准》,能够科学合理地指导环保产业的发展,倒逼行业技术升级,加快行业的技术成果转化与应用推广,使得环保产业和社会经济更健康发展,将在我国水环境质量改善和科技进步促进方面影响重大而深远。
基金项目:国家自然科学基金项目(41521003,41603111)和中国博士后科学基金项目(2016M601094)。
作者:王颖,符志友,冯承莲,何佳,刘昌明,葛察忠
王颖,中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室、北京师范大学水科学研究院,助理研究员。
责任作者:刘昌明,中国科学院院士,主要从事水科学理论和方法研究。
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