基于全流程最优的工业园区企业废水处理技术评估

北极星环保网讯:由于排水去向的不同,一般的行业水污染技术评估方法对工业园区内企业废水处理技术评估并不适用.为此,本文尝试基于工业园区废水处理全流程最优的角度,以工业园区末端污水处理厂出水稳定达标为目的,通过引入BOD/CODcr比、占标率等提出新的评价指标,建立了园区企业废水处理技术的评估方法,并用该评估方法在天津某工业园区企业废水处理技术进行了应用,结果显示园区企业废水处理技术中评分较低(<70分)的均含有生化处理工艺段,反映出工业园区企业层级过度生化处理加剧了园区末端污水处理厂的碳源缺乏问题,并不利于园区污水处理的总体的稳定达标,因而建议园区企业废水处理应尽量减少生化处理的选用.同时,该结果也表明所构建的评估模型科学合理、符合实际.

工业废水排放量大、危害性高,筛选或优化工业废水处理技术,并对工业废水进行水污染物排放控制是缓解我国水污染严峻形势、改善水环境的重要技术措施之一.环境技术评估(Environmental Technology Verification)是应用科学的方法和指标体系进行环境技术筛选与评估,是国际通行的一种筛选水污染防治最佳实用技术的重要手段.

“十一五”期间我国开展了对化工、冶金、轻工、纺织、制药等行业的水污染防治技术评估,其评价指标体系构建上主要考虑的是经济、技术、资源能源以及对外环境的影响指标.随着工业园区的不断发展,越来越多的企业都已经或将要迁入工业园区.工业园区的废水处理一般为园区内企业处理后再排入末端集中式污水处理厂进行集中处理.

现有的企业水污染防治技术评估时,很少有考虑企业废水处理对后续污水处理的影响,这种评估方法对位于工业园区内的企业污水处理技术的评估与筛选则不适用.

因此,本研究考虑园区企业出水对后续污水处理的影响,基于工业园区废水处理全流程最优对园区企业废水处理技术评估进行探讨.在以往行业水污染防治技术评估指标体系的基础上,增设BOD/CODcr、有毒有害污染物等会对末端水厂处理效果产生影响的指标,并运用层次分析法进行综合评价,以期为我国工业园区水污染防治技术与管理的优化提供借鉴与参考.

1工业园区企业废水处理技术评估方法建立

工业园区企业废水处理技术评估可以概化为一个涉及多因素的多指标综合评价问题,可适用的多指标综合评价法包括:定性评价法如德尔菲法、基于统计定量评价方法(如:主成分分析法、因子分析法、聚类分析)、基于目标规划的定量评价法(如:消去转换算法ELECTRE、数据包络分析法DEA、逼近理想点法TOPSIS)、定性定量相结合的评价方法(如:层次分析法AHP、模糊数学方法FCA、灰色关联分析法GIA、人工神经网络法ANN)等.本文采用应用较为广泛的层次分析法进行综合评价,该方法属于一种系统分析方法,具有简单实用、对问题进行层层分析、充分利用专家智慧等优点.

1.1评估指标体系构建原则和框架

评估指标体系的建立是开展技术评估的基础环节,大致流程为:确定评估目标、确定评估指标预选集、确定评估指标体系。而评估指标体系则需遵循“全面系统性、科学准确性、可比性、可操作性、独立性、代表性”等基本原则.

工业园区企业废水处理技术评估的指标体系构建中采用了文献调研与专家咨询相结合方式.采用频度统计法和理论分析法对文献中的指标体系设置情况进行分析,选用频度较高的指标作为指标预选集,通过定性分析并遵循指标体系的构建原则从指标预选集中进行指标筛选,进行专家咨询和技术咨询、独立性检验对指标体系进行调整,最终确定构建的评估指标体系分为目标层、准则层、一级评价指标层、二级评价指标层四个层次(表1).

1.2工业园区企业废水处理技术评估指标体系

现有的废水处理技术评估模型多是从“技术性能、经济性能、操作管理性能、环境影响性能”四方面进行指标体系构建,前三个性能指标属于对技术本身评价,而环境影响性能指标则是技术的二次污染也即对外环境的影响.

对于工业园区内的企业废水处理技术评估而言,从工业园区废水处理的全流程最优角度出发,就是最终实现园区末端污水处理厂的稳定达标,园区企业废水处理可以看作园区末端污水处理厂的“预处理”,因而,园区企业级的废水处理应该支撑工业园区末端污水处理厂的稳定达标,基于此,本研究中针对工业园区企业废水处理技术评估指标体系构建中,增加了“对园区末端污水处理厂影响”的指标.

这里,引入了“全流程最优”的概念,“全流程”就是指工业园区内废水从园区内企业预处理到园区末端污水处理厂处理排放这一全流程,于是,“全流程最优”就不是单纯评价企业采用的处理技术的污染物去除率的高低为最优,而是怎么对园区末端污水处理稳定达标最有利为最优.

工业园区末端污水处理厂绝大多数都是以生化工艺为主的处理工艺,影响其出水稳定达标的最突出问题有两个:一个是碳源不足,另一个是有毒有害污染物的影响.当然,园区企业废水处理对常规污染物排放量过高甚至过低以及水量的大幅度变化,这些因素也会影响工业园区末端污水处理厂稳定达标.

故而,在工业园区企业废水处理技术评估指标的设置上,本研究对这些因素进行了重点考虑.碳源不足就是废水中可生物降解的有机物不足支撑生化工艺中的生物降解过程的进行,一般可生物降解的有机物可以用BOD来表示,而总的有机物可以用CODCr来代表,进而用BOD/CODCr这一指标来表征碳源不足的状况.

工业园区企业废水处理显然不是像行业废水处理那样,污染物去除率越高越好,考虑到充分发挥工业园区末端污水处理厂的规模化、集约化效果,工业园区层面的对可生化降解的有机物而言,并非去除率越高越好,而是在末端污水处理厂可接纳范围内不过度处理为好,这样有助于解决末端污水处理碳源缺乏问题,基于此,本研究中在“对园区末端污水处理厂影响”指标下设置“BOD/CODcr提高率”这一指标.

对于有毒有害污染物质而言,显然企业废水处理排水中其浓度越低越好,以降低对末端污水处理厂的生化系统的冲击.工业园区产业结构复杂、废水水质成分尤其是有毒有害物质复杂,对末端污水处理厂造成冲击有毒有害物质各不相同,若将企业中所有有毒有害物质的去除程度都列为评价因子,那么不同企业的评价因子及因子数会出现极大差异,实质上无法开展技术评估.

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