工業(yè)園區(qū)污水再利用及控制管理分析

原建光 趙愛平

（康達環(huán)保水務有限公司，河南 焦作450000）

隨著我國社會經濟的快速發(fā)展，工業(yè)集聚化是當前各地區(qū)發(fā)展經濟的主要方式。而由此給企業(yè)帶來了成本下降、勞動力專業(yè)化等正效應。在工業(yè)集聚化的背景下，促進了企業(yè)間的信息交流與技術擴散，增加了市場需求并降低了環(huán)境污染。由于正效應的顯現(xiàn)，我國制造業(yè)的總體集聚化程度在不斷提高，工業(yè)產業(yè)園區(qū)化趨勢也在不斷增強。在一段時間內，工業(yè)園的出現(xiàn)對國家和地方經濟的發(fā)展起到了推動作用。截止到2015年9月，我國已設立219個國家級經濟開發(fā)區(qū)，高新技術產業(yè)開發(fā)區(qū)114家。經濟開發(fā)區(qū)和高新技術產業(yè)開發(fā)區(qū)對我國的經濟發(fā)展起到了舉足輕重的作用。

但是，工業(yè)園區(qū)的集聚化在顯示它優(yōu)勢的同時也出現(xiàn)了工業(yè)污染排放集中、排放量大的弊端。調查顯示有部分工業(yè)園的企業(yè)直接將污水排放到江湖中去。若此類問題得不到遏制，勢必會影響到工業(yè)園區(qū)的發(fā)展。因此，如何切實有效地對工業(yè)園區(qū)污水控制及再利用是工業(yè)園區(qū)發(fā)展面臨的一個迫在眉睫的問題。

1.工業(yè)園區(qū)污水控制強度基準

1.1 水循環(huán)中的物質流及再利用途徑

在工業(yè)園區(qū)水資源利用及污染的研究中，首要任務就是對園區(qū)內的水循環(huán)中的物質流做基本的研究和分析。由水循環(huán)中的物質流可知，在工業(yè)園區(qū)的企業(yè)水循環(huán)流線，企業(yè)所需的新水由自來水廠通過管網輸送到各個企業(yè)，除此之外，企業(yè)所需水還有一部分來自自身的重復用水。企業(yè)所需水量由新水和自身重復用水水量決定。

其中企業(yè)自身重復用水主要包括兩種類型：

（1）循環(huán)水

指在企業(yè)的生產中某個或多個生產過程中多次重復使用的水。

（2）企業(yè)回用水

指企業(yè)通過自身的廢水污水處理設施，把經過處理后的水再通過自身的循環(huán)系統(tǒng)重新使用。其中循環(huán)水是企業(yè)是生產過程中某個或多個生產過程重復使用的水，達到循環(huán)利用的目的。而企業(yè)自處理回用水是企業(yè)在生產過程中經過自己處理設備處理后能夠再次利用的水，而處理后無法再次使用的水是企業(yè)廢水。由于企業(yè)間廢水的交互需要增加額外的管網，費用昂貴，而且企業(yè)用水關乎到企業(yè)賴以存在的生產經營。所以，本文所討論的污水再次利用僅指循環(huán)水。工業(yè)園區(qū)中的工業(yè)廢水是由園區(qū)內的企業(yè)生產所形成的污水匯聚而成，這些廢水將由園區(qū)污水處理廠進行統(tǒng)一處理。其中一部分經污水處理廠處理后形成中水進行回收，再次通過管網輸送到企業(yè)進行二次利用，另一部分則在處理達標后直接排放到水環(huán)境中。

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對于工業(yè)園中產生的污水通過工業(yè)回用、地下回灌和城市雜用等方式實現(xiàn)污水的再生回用。其中，工業(yè)回用使用上述兩種方法實現(xiàn)，地下回灌則是通過設備采用人工誘導的方式將處理后達標的污水引入地下，城市雜用則可將處理后達標的污水用作城市景觀用水等。

1.2 工業(yè)園區(qū)污水分析

從工業(yè)園區(qū)水循環(huán)物質流的分析可以發(fā)現(xiàn)，工業(yè)園區(qū)中的污染水需要經過兩次削減處理：企業(yè)內處理和工業(yè)園區(qū)污水處理廠集中處理。企業(yè)內處理主要指企業(yè)通過提升工藝、增加企業(yè)內循環(huán)用水等方式，從企業(yè)內部自身減少對新水的消耗量和污染物的產生。在污染指標上反應在企業(yè)工業(yè)用水的循環(huán)利用率上，該指標對工業(yè)園區(qū)新水的消耗和污染物的排放影響是通過影響其他指標來實現(xiàn)的，如水的消耗和COD的排放量等。工業(yè)園區(qū)處理主要是通過污水處理后的中水再利用和污水處理廠的提標改造等方式在園區(qū)的層面上減少新水的消耗和污染物的產生，這些指標最終影響著園區(qū)的新水消耗和污染物排放。

例如，對于某個工業(yè)園區(qū)中的某個企業(yè)單位，若該單位工業(yè)新水消耗為A，則A同時也表示為該企業(yè)所在園區(qū)的新水消耗水平。其中該企業(yè)所屬行業(yè)的新水消耗也為A。若該企業(yè)的廢水產生量為B，則B同時也表示為該園區(qū)的廢水產生水平，同時也表示該企業(yè)所屬行業(yè)的廢水產生量。直接體現(xiàn)出企業(yè)生產后產生的廢水，表明了該園區(qū)企業(yè)的清潔生產水平。

1.3 工業(yè)園區(qū)污水控制管理

經過對工業(yè)園區(qū)中企業(yè)用水的水循環(huán)物質流的分析可以看出，園區(qū)的管理部門對園區(qū)內的企業(yè)在園區(qū)的經濟發(fā)展、水資源利用和污染物控制方面可實施三種形式來進行管理控制。這三種管理形式大致可分為：對污水處理廠進行提標改造、園區(qū)內企業(yè)污水處理與回用以及園區(qū)內企業(yè)的清潔生產水平提高。

（1）對污水處理廠進行提標改造

園區(qū)管理部門在園區(qū)建設和改造污水處理廠過程中，對園區(qū)內水資源的利用和污染控制的直接影響可用下述公式表示：ΔQ=Qi-Q0，其中Qi表示改造前COD的排放量，Q0表示建設與改造后的COD排放量。對于改造后減少的污染物排放可用公式表示，其中Si表示提標改造前要求的COD排放濃度，So表示改造之后所要達到的目標COD濃度。由公式可知，對污水處理廠進行提標改造可有效減少水污染物的排放總量。園區(qū)內水污染物排放總量的減少，可為園區(qū)引進新的產業(yè)帶來污染排放空間，為工業(yè)園區(qū)內經濟效益的進一步增加提供污染物控制的前提。

（2）園區(qū)內企業(yè)污水處理與回用

園區(qū)內企業(yè)生產形成的污水經過處理后形成中水，中水可有效減少污染物的排放并節(jié)約了水資源。中水對污水的再利用和控制可通過公式ΔQ=Qi-Q0，ΔV=Vi-Vo表示。其中Vo表示園區(qū)中水改造后的COD排放量，Vo表示中水改造后的用水量。改造后減少消耗的水量可有公式Vo=D·r表示，其中D表示園區(qū)內企業(yè)污水的排放量，r表示改造后中水的循環(huán)使用率。由于污水排放量與COD排放量Q相關，即Q=D·s（s表示污水處理廠的排放標準），則有Vo=D·r/s，中水循環(huán)改造所減少的水污染排放量則可表示為：Vo=S·D。由上述公式可知，對中水循環(huán)利用改造對園區(qū)同樣能夠達到建設與改造污水處理廠的經濟目標。

（3）園區(qū)內企業(yè)的清潔生產水平提高

園區(qū)內企業(yè)的清潔生產水平對水資源的利用和污染物控制的影響可通過下式表示：Q=Qi-Qo,V=Vi-Vo，其中Qo表示企業(yè)清潔生產改造后的COD排放量，Vo表示改造后的用水量。由上述公式可見，清潔生產的開展除了減少水污染物排放的總量，還能夠減少水的消耗量。

2.工業(yè)園區(qū)污水再利用及污染控制管理

2.1 工業(yè)園區(qū)內水循環(huán)

在工業(yè)園區(qū)中，水循環(huán)的管網主要有園區(qū)內給水和排水管網、企業(yè)內自身管網和園區(qū)中企業(yè)間、企業(yè)內水循環(huán)管網三種類型組成。

（1）園區(qū)給水和排水管網

該管網是自來水廠為園區(qū)內各企業(yè)輸送新水以及污水處理廠與各企業(yè)的主要管網，是各企業(yè)用水的主要保障。

（2）企業(yè)內自身管網

該管網將企業(yè)內部各生產單位進行了連接，承擔著企業(yè)內部用水的循環(huán)輸送的任務。

（3）園區(qū)中企業(yè)間、企業(yè)內水循環(huán)管網

該管網將園中內的中水處理廠與用水企業(yè)連接起來，將中水運送到企業(yè)以及企業(yè)在不同生產過程中的水循環(huán)。

在這三種管網類型中，連接對象相對固定，經濟可行性和實用性不強。因此，這里工業(yè)園區(qū)污水再利用即控制方案主要討論的是園區(qū)中企業(yè)間、企業(yè)內水循環(huán)管網。通過對園區(qū)內水循環(huán)物質流的分析可知，園區(qū)內對中水的消耗量小于園區(qū)內企業(yè)對新水的消耗量，同時中水在水質上與新水也存在著一定的差異，故將水循環(huán)方案的設計重點放到中水的循環(huán)利用上。在分析方法上可對中水循環(huán)利用采用水夾點的方法進行分析。該方法的特點在于企業(yè)用水和水源組合曲線法表現(xiàn)的形式簡單，便于在以后的研究過程中能夠靈活地進行調整。在進行具體分析時，采用該方法根據用水量在坐標系中畫出用水組合線，根據水源的水質水量畫出水源組合線。在橫軸的方向兩線重疊部分即為可重復利用的水量，兩線交點為所需新水量和排放廢水量最小點，稱為水夾點?；诠I(yè)園區(qū)的層面討論污水再利用及控制時，可將行業(yè)作為分析對象，所以在選取研究對象和確定研究目的時應注意其差別，對分析方法可做適當調整。在調整中，首先考慮中水循環(huán)再利用需要鋪設管網的成本問題，可對園區(qū)內各企業(yè)的位置予以考慮，將用水量大的企業(yè)靠近污水處理廠。其次，由于污水處理后的中水水量有限，所以在處理中水時應盡可能保證水質滿足需求標準。

2.2 管理責任權衡

在制定工業(yè)園區(qū)污水再利用及控制管理方案時，可從兩個角度考慮：園區(qū)管理部門和園區(qū)內企業(yè)。園區(qū)管理部門主要是從污水處理廠的提標改造和中水循環(huán)再利用兩方面來制定方案，企業(yè)則主要是針對自身的技術條件從清潔生產的角度制定方案。二者如何切實履行自身職責與實際條件有關，在決定責任分配時可從多目標管理責任分析和多屬性評估兩個方面考慮。

（1）多目標管理責任分析

工業(yè)園區(qū)污水再利用及控制涉及到園區(qū)管理部門的管理和園區(qū)內企業(yè)的清潔生產等多項目標，方案的制定也是一個有不同主體負責的多目標的問題。多目標難以歸結為統(tǒng)一的目標，不利于進行全局優(yōu)化。針對這種情況，可使用該分析方法將園區(qū)污水利用和污染控制指標分解為多個目標，并繪制多目標并行線路圖。

（2）多屬性評估

該評估方法可將多目標問題簡化為單一目標問題，從而達到責任權衡與分配的目的。在方案的制定中，成本是決策者主要考慮的問題，從一定程度上影響著方案的制定。對于不同的主體，根據其屬性決定其責任。使用簡單多屬性評估法，關鍵在于如何確定各主體屬性的權重。本文所討論的主體只有工業(yè)園區(qū)管理部門和園區(qū)內企業(yè)，在制定方案中園區(qū)管理部門的主體地位決定了可將管理部門的權重值設置為1，則將企業(yè)的權重值設置為W，總投入則為：管理部門投入+W·X企業(yè)投入。

其中W的值受工業(yè)園區(qū)條件、政策環(huán)境等多種因素影響。若工業(yè)園區(qū)條件優(yōu)良，對企業(yè)的吸引力就強，則工業(yè)園區(qū)管理部門對園區(qū)內企業(yè)的約束力就強，反之就弱。W值受約束力的影響，約束力越強，W值就越小，在制定方案時對企業(yè)的投入無需過多地進行考慮，而是要把責任盡可能地分配給企業(yè)。最小化工業(yè)園區(qū)剩余的責任，這樣園區(qū)的投入也就能夠最小化。若園區(qū)管理部門對企業(yè)沒有約束力，則W值則設置為1。這樣在制定方案時企業(yè)就是主體，需要將園區(qū)投入和企業(yè)投入合并考慮，使兩者之和最小化。

在政策環(huán)境條件下，主要包含命令控制型政策工具和經濟激勵型政策工具。其中命令政策型政策主要是通過法律法規(guī)的形式對企業(yè)的污染行為進行強制性管理控制的措施。經濟激勵型政策主要是對工業(yè)園區(qū)內企業(yè)通過經濟調節(jié)來控制企業(yè)污染物的排放。在該政策中，園區(qū)內管理部門主要是通過資金補貼等形式激勵園區(qū)內企業(yè)進行清潔生產的改造，以求達到權重W值的合理設置。

3.總結

對工業(yè)園區(qū)污水再利用及控制方案的分析研究需要綜合考慮水資源的利用、水污染的排放數(shù)量、種類以及園區(qū)管理部門和企業(yè)的投入。工業(yè)園區(qū)在污水處理中可以通過提升園區(qū)內企業(yè)清潔生產水平、企業(yè)建設或提標改造污水處理廠等方式提高出水標準，達到中水回用指標，將這三種管理工具進行組合優(yōu)化。在管理責任主體的問題上，確定不同主體的權值，劃分責任層級：基本責任和高層責任。對于基本責任，兩個主體必須履行，對于高層責任優(yōu)化空間。在管理方案制定中履行好責任，確定好權值分配是關鍵。