【干货】化工园区水污染控制技术集成及典型示范

化工园区在规划建设过程中，通过产业的空间集聚、生产要素的合理配置，实现工业经济集约化、可持续发展，有利于资源的优化配置、“三废”的统一治理和资金及先进技术的引进。2006年后，我国化工园区建设的速度明显加快，截至2012年，我国省级重点化工园区或以化工为主导产业的工业园区达到1 185个，6 a增长了近20倍[2]。但目前化工园区的治污情况却不理想，一方面与化工园区规划产业结构的不协调、企业生产技术和管理水平不高有关，另一方面也与化工园区污染控制难度较大有关。化工园区排放的废水属于高COD、高氨氮、高盐分和难降解废水，有机负荷高，可生化降解性差，多数含有各种毒性物质，是工业废水处理中的难点，同时还具有污染物种类复杂多变、盐分高、冲击负荷强等各种不利因素，较难实现有效处理[3]。此外，一些化工园区的污水处理与管理模式仍然沿袭市政污水的治理思路，在废水处理工艺、接管标准以及管理模式等方面并未考虑化工园区的废水特征，因此处理效果不佳。而国家日益严格排放标准的制定，也为化工园区水污染的有效控制带来更大挑战。

江苏省沿海某化工园区建于2004年，总规划面积26平方公里。园区的产业定位由最初的专业化农药基地，到之后的精细化工产业特色载体，再到目前升级中的医药化工、新材料等。该园区入驻企业超100家，均为化工企业，年产值超200亿。2014年，江苏省发布《关于在我省沿海地区开展园区区环保专项整治的通知》(苏经信材料〔2004〕21号)和《江苏省化工园区环境保护体系建设规范(试行)》(苏环办〔2004〕25号)(以下简称规范)，开始尝试为化工园区的污染控制梳理规范和树立标杆，所含规范化建设体系既包括对污染控制基础设施的要求，也包括对监测、监控预警与管理等方面的要求。在此基础上，江苏省沿海化工园区开展了系统的园区综合整治。笔者对化工园区水污染控制整治过程中的一些经验和典型工程进行总结，对化工园区水污染控制技术和整治模式进行提炼，为化工园区水污染控制体系的建立提供行之有效的经验与借鉴。

1、整治理念及技术体系

目前化工园区大多采取企业预处理+园区污水厂集中处理的治污模式。但事实上化工园区水污染并不单独指企业排放的污水，在化工园区层面，水污染控制应包括企业废水的预处理、园区接管废水的综合处理、园区河道的整治、园区雨水(非点源污染)的控制，园区水污染监测、监控、预警平台的建设和园区水污染管理体系的建设等内容。化工园区水污染控制要素及构造模型见图1。

图1 化工园区水污染控制构造模型

整体而言，园区的水污染控制体系重点包括“一线两点三面”，一线是指输送管线，两点指企业和园区2个层面的水污染控制系统，三面是指园区的监测、监控和管理3个方面。在企业层面，水污染控制的要素应包括以下内容：生产线排污、废气处理、废水等其他排污、企业清污雨污分流、废水预处理站等。而园区的水污染控制要素除了重点的污水处理厂之外，还应包括园区的雨污管网、园区河道和园区的非点源污染等，任何一个环节出现问题都可能影响污水处理厂的达标。由以上复杂性可知，化工园区的水污染控制并不能完全将重心搁置在园区污水处理厂，必须将工业园区的水污染控制视为1个复杂的系统工程，在有效提高治理技术针对性的基础上，提升废水处理和系统管控层面的协同效应，才能实现污水处理厂的稳定达标排放。

在以上“系统工程”理念的基础上，提出化工园区水污染系统优化控制技术：通过梳理园区水污染控制系统演化和趋恒的内在动力与外部条件，协调系统内部以及系统与环境之间的物质、能量、信息交流与反馈，对企业清洁生产、废水预处理、输送与监控、集中污水处理厂建设进行系统性优化设计，配套完善管理标准、价费政策和应急响应机制，形成稳定达标、低碳运行和长效管理三位一体的化工园区水污染控制技术体系。

基于系统理论的化工园区治污理念如图2所示。具体采用的技术点有：(1)化工园区废水污染物强化削减过程控制技术。主要目标是废水的随机涨落逐层平缓，实现园区污水处理厂的稳定达标。①针对企业高浓废水的预处理，采用基于电子控制的还原-氧化废水毒性降解预处理技术。根据特征有机污染物的化学性质，控制处理工艺中电子的供给和消纳，选择性地采用高级氧化/还原及其组合工艺，强化有机物尤其是杂环类、苯环类难降解污染物的降解，提高系统的处理效果。②针对废水处理厌氧系统效果的提升，采用基于流态控制的厌氧生物处理技术。通过计算流体力学对厌氧反应器流场的模拟和优化控制，提高布水均匀性以提高废水的处理效果和抗冲击负荷，通过反应器流态控制和结构设计实现泥水混合效果的提升和能耗的降低。③针对废水处理好氧系统效果的提升，采用基于生物量控制的功能填料投加和维持技术。通过开发新型生物活性炭等好氧功能填料投加技术，实现对污泥浓度的提升和控制，强化在极端环境尤其是低B/C、低温环境下好氧单元的脱氮除磷效果。

图2 基于系统理论的化工园区治污新理念