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负重的天津之水:集中的工业带与超高地标如何调和?

北极星水处理网  来源:JIEI创新实验室  作者:宜发财  2020/7/20 8:43:35  我要投稿  
所属频道: 水处理  关键词:污水排放标准 水环境治理 天津

北极星水处理网讯:对于京津冀海河水系的众多河流来说,天津是它们的最后一站。扇形水系的走势在这里逐渐收紧,穿过罗密交织的城市河网,汇集入海。

天津市作为北方的经济中心之一,承载着京津冀协同发展、自由贸易试验区建设、自主创新示范区建设、“一带一路”建设、滨海新区开发开放五大国家战略功能。但以滨海新区为领头的天津,有着产业结构偏重的特点,多年来主要由工业投资驱动经济发。尤其在工业园区聚集的滨海工业带,工业企业密集、重化产业比重较高,石油开采加工、化工等行业仍占据主导地位。

由于天津市在京津冀地区的特殊地理区位,加上临近的渤海是一个半封闭的陆架边缘海,受沿岸人为活动影响明显,污染后治理成本大,因而天津市对于污水排放有着极其严格的管控标准:

于2018年1月30日发布并于2018年2月1日起正式施行的天津市《污水综合排放标准》,将污水排放标准提高到“准四类水”;2019年4月,天津市强制性地方规范《农村生活污水处置设施水污染物排放标准》(征求意见稿)公布,该标准限值之严格已经赶超之前的北京农水标准,被称为农村污水处理领域的“史上最严”地标;对于滨海工业带的排放特征及入海需求,天津市还对该区域提出了“零负荷”(取还水水质统一)的排放目标。

而集中工业带的污染物排放量大、成分复杂、风险源密集,与超高地标之间冲突,为天津水环境治理带来了巨大挑战。在经济发展、环境保护、治理成本之间寻找平衡点,成为了当地政府、企业、相关专家的共同努力方向。

在“十一五”和“十二五”水专项“控源减排”“减负修复”的实施的过程中,天津已经积累了非常丰富的水环境治理技术和管理方面的经验,但在工业园区聚集的滨海工业带的水环境治理方面,尚缺乏一个总体的水环境治理与生态修复方案。

为此,京津冀水专项“天津滨海工业带废水污染控制与生态修复综合示范项目”,在过往成果的基础上,围绕当前目前天津滨海工业带所面临的“水少、质差、生态脆弱和风险源密集”等关键问题,在管理、技术等维度展开系统研究,并依托天津市水生态环境治理重点工程,开展规模性的工程示范。

目前,上述研究项目形成了滨海工业带高盐难降解废水趋零排放示范工程、北塘污水处理厂提标改造工程、天津经济技术开发区西区污水处理厂提标改造工程、滨海工业带尾水人工湿地示范工程、滨海工业带园区水环境风险应急监管处置综合示范等五项示范工程。本期“走进水专项”报道,将以其中两个典型示范工程为例,解析负重前行的天津之水治理思路。

滨海工业带高盐难降解废水趋零排放示范工程:难降解废水、超高地标与成本的统筹解决方案

位于滨海新区东南部的大港地区,距离天津市区45公里,距天津港20公里,是天津市“双城双港”城市空间发展战略规划重要组成部分,以发展石油化工、冶金及重型装备制造产业为主导。根据天津市相关规划,南港工业区的未来定位,是成为国家级石化产业基地、国家能源储备基地、现代化冶金及装备制造基地、国际海运散货物流中心和资源节约型、环境友好型的循环经济示范园区。

对标“资源节约、环境友好”的规划要求,针对该区域集中排放的高盐难降解废水,南港工业区与掌握MVR污水处理系统的天津市茂联科技有限公司合作,由茂联科技出资筹建示范工程,处理南港工业区高含盐有机废水。

但示范工程所需技术并非拿来即用。尽管茂联科技已有较为成熟的系统,但现有系统面于高含盐有机废水处理还需要确定适应性的技术;对于含有机物的多种杂盐分离需求,已有的污水工程还需要进行改进;对于南港未来可能接纳的高含盐有机废水,还需要匹配相应的运行技术。

结合京津冀水专项在滨海工业带开展的一系列技术研究成果,南开大学、中科院生态中心、天津环科园等多家科研单位对原系统需要升级、完善、改造和配套,经过改良、集成后的工艺,既做到脱盐,又能去除难降解有机物。

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京津冀水专项“构建超净排放技术体系”标志性成果负责人李军、天津滨海工业带废水污染控制与生态修复综合示范项目课题负责人刘东方及茂联科技工作人员合影

最终的示范工程由天津市茂联科技有限公司出资筹建,并结合上海神农、环兴机械、中海油天津化工设计院等产业力量,实现整装成套技术的落地。

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工程建设内容包括高盐难降解废水有机物预氧化和分离工艺、机械蒸汽再压缩工艺、无机盐分质结晶工艺等,处理污水规模3500 t/d,回收无机盐达到工业盐标准,吨水耗电不大于40 kw•h,处理成本小于60元/m3。工程计划投资2.5个亿,年运行费预计在3000万元至6000万元左右。

根据当前的运行情况来看,高盐废水经过双效加热、分离后,实现废水处理及脱盐,母液回流至生产线,产出物仅有分理出的无机盐及极少量油脂(一个月一吨左右),实现了“趋零排放”。

最终产生的无机盐产品,则被装进大大的白色口袋中,作为工业用盐销售出去。这部分资源化的收入,大大降低了高盐难降解废水的处理成本,减轻企业负担。

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无机盐的生产包装

天津经济技术开发区西区污水处理厂提标改造工程:高标准下,水质成分复杂、水质水量波动的应对方案

服务于天津经济开发区西区的的天津经济技术开发区西区污水处理厂,处理规模5万吨/日。周边工业企业高度集中,因而其进水以化工污水为主,工业污水占比90%左右。

由于工业企业的运营特征,西区污水厂的进水成分复杂、水质水量波动大、溶解性难降解有机污染物含量高、反硝化碳源不足。面对从一级B至DB12/599- - 2015 A 标的提标需求,需要进行有针对性的提标改造,确保COD及氮磷达标。

由于不同类型产业聚集区域污水特性对氧化处理效果及氧化技术类型的选择都具有较大影响。针对污水厂服务范围内企业的排放特征,经过比选,采用了更适应于高浓度工业废水的芬顿氧化工艺。

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西区污水厂的芬顿氧化工艺

反硝化需要一定的碳氮比,对于区域污水低碳氮比的情况,需要采用外加碳源的方式来保证出水 TN 达到国标排放要求,但粗放式碳源投加成本较高。研究团队从高效脱氮和降低运行成本出发,比选了产业片区内适宜的多种有机废料(废液)作为补充碳源的可行性。目前,过期的可乐也成为了污水厂的外加碳源之一。

由于天津新地标对总磷指标排放限值严格(≤0.3mg/L),磷的高标准排放控制是滨海工业带污水处理厂升级改造的关键技术难点,而工业带污水中磷的成分更为复杂。课题通过解析滨海工业带污水中磷的组分性质及去除特性,研究除磷药剂优选复配,研究化学絮凝体、粉末活性炭、磁粉等多种介质的优化耦合、反应器水力工况优化等技术,形成适合工业带污水的高标准深度除磷工艺技术。

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西区污水厂目前的出水情况:浊度与自来水相差无几

由于天津滨海工业带污水的特殊属性及当地的排放标准要求,区域内的污水处理厂,都不同程度地呈现出了有别于其他地区的“复杂性”:在其他地区能够管全厂的核心技术,在这里可能只是整个流程的环节之一;一项新增环节,可能会影响到其他几项后续环节的正常运行;各环节对于污染物的去除比例,也需要经过多次试验验证及反复调试。

如西区污水厂厂长尚兴盈所说:“比如前面环节用了粉末活性炭及铁屑,在污泥脱水环节就容易造成堵塞。粉炭及铁屑的不同比例,也会导致污泥形态的巨大变化。为此我们试了很多种方法,最终选了离心脱水,并确定了二者的最佳比例。”

但在工艺复杂、运行耗神的同时,达标,始终是悬在天津市所有水厂负责人头上的达摩克利斯之剑。为了京津冀水环境的整体提升,为了渤海湾生态恢复。好在,“总能找到办法的”。


原标题:走进水专项 | 负重的天津之水:集中的工业带与超高地标如何调和?

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