文| 姜林
博士
广州明湖科技有限公司
创始人
华南绿色工业创新联
盟特聘专家
中国循环经济协会危废专委会
特聘专家
何蕾
广州明湖科技有限公司市场经理
图|由作者提供
当前中国化工行业,特别是在产污量巨大的精细有机化工行业整体市场行情较差的大背景下,如何既要绿色生产又要降本增效,已经成为化工行业高度关心的问题。本文阐述了我国当前化工行业废水治理的现状,提示了化工行业废水治理的难点问题,提出用最新的第四代低能耗湿式空气氧化技术替代目前的高能耗焚烧技术,去除化工生产过程的产生的各种有毒有害难生物降解有机污染因子。在此基础上,本文提出了化学废液在化工园区实施集散处置的商业概念,建言通过搭建园区中高浓度有机化学废液的集中处置的第三方公共平台,让入园企业从卡脖子的高难有毒废水环保处置难题中彻底解脱,并实现园区环保管理-入园企业-投资运营三方的健康良性循环发展。本文研究认为,以上是中国精细化工领域遵循发达国家化工产业环保治理经济规律的必经之路。
一、引言
近年来,国家出台了一系列引导工业绿色转型的相关激励政策,如国务院印发的《关于全面推进美丽中国建设的意见》,对限制能耗、减少污染、绿色技术等方面进行了引导。绿色化工环保技术的应用可以显著减少毒害物质排放,减少能源浪费,推动企业朝着环保、节能、可持续发展,促进企业工业绿色化升级。
化工行业作为全球经济的重要组成部分,对人类的生活和生产活动产生了深远的影响。然而,随着环保意识的提高和资源环境压力的增加,化工行业的发展也面临着新的挑战。如何在保持经济发展的同时,实现化工行业的可持续发展,实现环保与经济效益的平衡,成为当前亟待解决的问题。化工行业作为现代工业的重要支柱之一,在不断促进社会发展进步的同时,也给自然界环境带来很大的破坏,导致大量的自然资源的消耗和环境的污染。例如:各种化工产品在其生产过程中不可避免的产生废水、废液、废气和固体废弃物等残留物质的排放,其伴生的高浓含盐有机物废水一直是各地环保部门监管的重点,如何处理该类废水是企业可持专家视角续发展的痛点和瓶颈,制约着化工企业生存和健康发展,这些生产过程的伴生产物不予以消除,一旦流转到自然界,对环境造成危害性是巨大的,近年来发生的多数环保公众事件几乎都是违法处置高有机物浓度含盐废水引发的。
在该背景下,需要企业建立健全支撑企业绿色发展的技术,推动企业能源消费低碳化、资源利用循环化、生产过程清洁化、产品供给绿色化等全方位转型,本文从传统的化工行业环保方面废水处理路线分析,讨论化工企业如何转为绿色环保处理,实现环境友好的绿色生产。
二、绿色环保技术对化工企业绿色发展的重要意义
绿色环保技术是在保护环境的前提下,以符合环境保护为根本要求,有效的降低化工生产对环境的污染,减少有害物质的排放。绿色环保化工技术在实际应用中还可以优化化工生产过程,在源头上避免污染物排放,遵循“减量化”“再循环”“再利用”原则,最大程度减少工业三废排放,并努力将废弃物转化成为循环利用的资源,降低生产成本,提升企业和化工园区竞争力,最终推动工业经济健康发展。
随着化工技术的不断进步,当前我国对绿色环保技术的研究逐渐深入,但在化工企业的发展过程中,绿色化工环保技术在应用中还存在一些问题,表现为生产能耗较高、环保处理效率偏低,从而影响了化学资源的循环利用。
在化工生产环保方面,湿式催化氧化技术能够高效降解高浓有机废水与危险废液中各种有毒、有害、难降解有机污染物,反应迅速,降解彻底,基本无二次污染,可广泛应用于基础化工、精细化工、医药、农药、染料、石油炼化等化工相关行业的高浓有机废水与危险废液的处置。
三、化工企业废水环保处理的现状及存在的难题
化工废水一般采用“分散式预处理+纳管集中生化处理”模式,由产污端对废水进行预处理,达到园区污水处理厂纳管标准后,统一纳管到园区污水处理厂集中深度处理,达标后排放。
由于企业污水站建设、运营和监管,园区集中处理厂设计、运营和监控等方面存在诸多问题,企业废水预处理站和园区污水处理厂均难以稳定的达标。
国内化工废水处理通常分为以下三种情况:
1.低浓度的不含盐(或较低含盐量)有机废水
这类废水在化工废水中比较容易处置。一般是采用物理法+生化办法解决,处理设施投资成本和运行成本较低。生化处理技术,包括厌氧、好氧及膜生物反应技术(MBR)。
(1)好氧生物处理
好氧生物处理是活性污泥及生物膜技术处理。将微生物细胞附着在填料上固定,使微生物繁殖,形成活性污泥,其以废水中污染物为生存依赖,可在废水中存活较久,以生物滤池及生物接触为表现形式。
(2)厌氧生物处理
厌氧生物处理对生化池负荷有较高要求。实际处理中,单独使用该技术效益较小,应结合好氧生物处理技术使用,提高废水处理效率。
(3)颗粒填料生物滤池
颗粒填料生物滤池是将曝气法和生物滤池结合起来,颗粒填料生物滤池中活性微生物浓度高,反应器占地面积小,可实现自动化控制,提高生化处理适应性能力。
2.低浓度高含盐有机废水
这类废水的处理流程较简单,大多数采用先蒸发脱盐,冷凝水经过生化调节池进行生化处理系统,深度处理后纳管排放的方式处理。节能性较好的机械蒸汽再压缩(MVR)技术在这种废水处理中得到了广泛的应用,成为工业废水减量化的主要技术手段。目前,我国在该类废水的处理技术方面已经取得进步。例如:对含盐量低于7%的废水,先经过超倍浓缩技术(M C C)将盐度浓缩到1 5%~20%后,高含盐浓度的浓液再去MVR蒸发脱盐。该组合工艺可以降低一半以上的运行能耗。
3.高浓含盐有机废水/废液
高浓含盐有机废水/废液是本文讨论的重点,该类废水是精细化工行业(医药、农药、染料、中间体、香精香料、新材料等)行业生产过程中普遍存在的如:各种结晶母液、蒸发浓缩残液、釜残液等,具有以下特点:
(1)有机物浓度高。化学需氧量(COD)一般在1万毫克每升以上,有的甚至在几万至几十万毫克每升。(2)有毒有害或盐分物质浓度高,成分复杂。废水中有机物结构复杂,种类繁多。废水中的氨氮,硫酸根离子、氯离子、硫酸根离子、重金属离子浓度很高。这类废水中往往含有较高浓度的生物难降解物,甚至生物毒物,且种类较多。
由于高浓高含盐有机废水/废液自身生物毒性较强,有机污染度较高,通常采用简单预处理+蒸发浓缩减量+委外处理的方式。这个过程是纯物理过程,有机污染物的存在形式和总量没有得到改变,只是分配的变化,除蒸发冷凝水夹带的少量挥发性有机物可以通过生化去除外,大量有机污染物或存在于蒸发浓缩液中,或存在于蒸发脱除的固体盐中。按照环保的基本要求,必须对留存这些带毒性的有机污染因子的物料进行二次无害化处理。
虽然,蒸发减量+后置焚烧无害化的有机废水治理技术路线沿用多年,但大量企业在高浓含盐有机废水蒸发实践过程中,发现诸多的运行问题。特别是有机污染物不能得到有效降解去除,设备运行过程中会出现结垢、挂壁、出口堵塞、热效率下降严重等情况,导致设备故障率高,能耗高、残液处理难度大等诸多问题。残液委外处理收费几乎吃掉企业20%~40%的经营利润,企业难以承受。企业若违规超量超期存放或偷排,容易给化工园区带来停工风险。
随着国家环保政策陆续出台,在环保安全监管趋严、执法力度持续加大和供给侧结构性改革不断深化的共同作用下,高耗能、高污染、生产工艺落后的产能不断整改或关停。化工园区发展面临的风险倒逼落后产能退出,企业的环保压力、环保投资及环保费用支出也随之上升。以提高质量、节能降耗、清洁生产、污染治理、循环利用和生态保护为着力点,构建资源节约、环境友好、生态文明的绿色生产体系已成为企业发展的必然趋势。(未完,完整内容,请订阅杂志。)
文献来源:姜林、何蕾.化工企业废水环保处理的现状和湿式氧化技术应用案例分析 [J].科技与金融,2024(12):09-17.
编辑|李佳琪
校对|吴政希
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