江蘇省分流域電鍍廢水提標(biāo)可行性分析及建議

凌 虹，顧宇飛，黃畢原，朱曉曉，牛 川

(1.江蘇省環(huán)境科學(xué)研究院，南京 210036,2.江蘇省環(huán)境工程重點實驗室，南京 210036，3 昆明物理研究所，昆明 650223)

前 言

水質(zhì)型缺水是影響我國社會發(fā)展的關(guān)鍵，而工業(yè)廢水的排放是造成我國水質(zhì)惡化的重要原因之一[1]。電鍍作為全球三大污染工業(yè)之一，其產(chǎn)生的廢水量大且性質(zhì)復(fù)雜，產(chǎn)生的電鍍廢水中含有各種金屬離子污染物、大量的酸堿性物質(zhì)以及氰化物等有機污染物，對環(huán)境和人類身體健康產(chǎn)生極大危害[2～4]。

提高電鍍廢水排放標(biāo)準(zhǔn)是切實削減污染物產(chǎn)生，改善水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的關(guān)鍵舉措。2008年由國家環(huán)保部正式發(fā)布的《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB21900-2008)規(guī)定了所有電鍍企業(yè)水污染物排放限值[5]，極大推動了江蘇省電鍍行業(yè)的污染控制。然而，電鍍廢水治理工藝和處理技術(shù)水平不斷提升的同時[6-7]，仍存在由于技術(shù)和管理等因素造成的廢水排放超標(biāo)現(xiàn)象[8]，現(xiàn)行排放標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不能滿足提升生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的要求，水質(zhì)改善迫在眉睫。因此，實施更加嚴(yán)格的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)是對江蘇省重點流域進行環(huán)境綜合治理的重要手段，將有力地促進其改善水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，保障人類身體健康。

1 江蘇省分流域電鍍廢水達標(biāo)現(xiàn)狀

1.1 電鍍廢水處理工藝

目前江蘇省不同流域電鍍廢水處理主要采用吸附法、化學(xué)沉淀法、離子交換法、膜分離法等[9～12]。其中化學(xué)沉淀法應(yīng)用范圍較廣，可用于處理混合電鍍廢水，有效去除廢水中的重金屬離子[13]。膜分離法具有分離效率高、無二次污染等特點，然而膜分離法成本相對較高，運用推廣存在局限性[14]。

1.2 分流域廢水排放情況及達標(biāo)現(xiàn)狀

根據(jù)2017年環(huán)統(tǒng)數(shù)據(jù)，江蘇省規(guī)模以上電鍍企業(yè)592家，其中201家位于太湖流域，206家位于長江流域，24家位于淮河流域。從污染物排放情況來看(表1，圖1)，長江流域與太湖流域規(guī)模以上電鍍企業(yè)數(shù)量基本一致，但總鉻和六價鉻的排放量明顯高于太湖流域，太湖流域的污染治理仍應(yīng)關(guān)注富營養(yǎng)化問題。太湖流域的工業(yè)企業(yè)數(shù)量是淮河流域的8倍，而總鉻的排放量僅是淮河流域的3倍，淮河流域在總鉻的處理排放仍存在技術(shù)困難。

表1 江蘇省分流域電鍍廢水污染物排放情況Tab.1 Discharge of electroplating wastewater in different watersheds in Jiangsu Province

圖1 江蘇省不同流域污染物排放量比值與工業(yè)企業(yè)數(shù)量比值分析圖Fig.1 Pollutant discharge ratio and industrial enterprise quantity ratio in different basins of Jiangsu Province

從江蘇省內(nèi)來看，除太湖流域以外地區(qū)的電鍍企業(yè)，目前執(zhí)行《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 21900-2008)中的“新建企業(yè)水污染物排放濃度限值”標(biāo)準(zhǔn)(以下簡稱“一般標(biāo)準(zhǔn)”)。而太湖流域電鍍企業(yè)執(zhí)行《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 21900-2008)中的“水污染物特別排放限值”標(biāo)準(zhǔn)(以下簡稱“特別排放標(biāo)準(zhǔn)”)[15]。為深入了解企業(yè)現(xiàn)行廢水排放情況和提標(biāo)的技術(shù)經(jīng)濟可行性，采取抽樣調(diào)查的方法進行研究。分析抽樣調(diào)查的17家直排廢水企業(yè)的廢水排放達標(biāo)情況，太湖流域的9家企業(yè)執(zhí)行“特別排放標(biāo)準(zhǔn)”，有4家企業(yè)超標(biāo)，超標(biāo)指標(biāo)有COD、總銅、氨氮、總磷、總鎳。長江流域的4家企業(yè)執(zhí)行“一般標(biāo)準(zhǔn)”，仍有1家COD超標(biāo)，對比“特別排放標(biāo)準(zhǔn)”，這4家企業(yè)均不能完全達標(biāo)。淮河流域4家企業(yè)執(zhí)行“一般標(biāo)準(zhǔn)”，仍有COD、懸浮物等指標(biāo)超標(biāo)準(zhǔn)值。

2 江蘇省分流域典型企業(yè)提標(biāo)投資分析

2.1 太湖流域A公司：蘇州某印刷電路板公司

該公司廢水產(chǎn)生量為2 700t/d，經(jīng)處理達標(biāo)后經(jīng)園區(qū)重金屬廢水總排口排入地表水。廢水采用分質(zhì)分類處理，廢水處理系統(tǒng)主要工藝流程為：調(diào)節(jié)池-一沉池-生物池-二沉池-砂濾。

2.2 長江流域B公司：鎮(zhèn)江某電鍍有限公司

該公司位于鎮(zhèn)江環(huán)保電鍍專業(yè)區(qū)內(nèi)，廢水由園區(qū)統(tǒng)一收集處理。園區(qū)污水處理站處理水量為1 000t/d，主要是銅、鎳、酸堿廢水的處理，技改后采用全膜法處理含鎳廢水。園區(qū)內(nèi)企業(yè)電鍍廢水實行分質(zhì)分類處理，廢液單獨處置。水質(zhì)總鉻采用在線監(jiān)測，鎳采用人工監(jiān)測。

2.3 淮河流域C公司：徐州某金屬表面處理有限公司

該公司屬于小型企業(yè)，廢水產(chǎn)生量為8t/d，經(jīng)公司廢水處理設(shè)施處理達到標(biāo)準(zhǔn)后排入園區(qū)溝渠。該公司含鉻廢水進入集水池后通過還原反應(yīng)、pH調(diào)節(jié)、混凝反應(yīng)處理，最后采用壓濾機處理，其他廢水先通過砂過濾+活性炭過濾的方式進行處理，再進入重金屬終端采集，最后通過pH調(diào)節(jié)池后外排至溝渠。

由于各企業(yè)規(guī)模大小不同，按人均追加投資來進行分流域企業(yè)投資費用比較，計算模型如下：

Y=(a×q×365×x+w)/p

本文作者選擇了一個較為獨特的角度，以飽含深情的筆觸，講述了自己讀書的種種經(jīng)歷，生動呈現(xiàn)了自己與書結(jié)緣的過程，深深打動著讀者的心。全文以時間為線，把分散在不同時段的故事串連在一起，形成一個整體，脈絡(luò)清晰，結(jié)構(gòu)緊湊。文章自然但卻嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕Y(jié)構(gòu)、靈動且不失美感的語言，讓人眼前一亮，將“書中有一個我”的魅力盡顯，實屬難得。在結(jié)尾處情感升華，既總結(jié)全文，又點明題目，首尾連貫，一氣呵成。

其中：Y—人均追加投資，元；

x—年數(shù)，年；其余各參數(shù)的含義見表2。

基于調(diào)查結(jié)果，不同流域電鍍企業(yè)從執(zhí)行“一般標(biāo)準(zhǔn)”提升至執(zhí)行“特別排放標(biāo)準(zhǔn)”，所需的整改投資及處理成本如表2所示，評估3家典型企業(yè)廢水提標(biāo)整治人均投資成本(圖2)，分流域各公司人均廢水治理投入淮河流域最高，其次為長江流域，太湖流域人均投資最小。針對小規(guī)模企業(yè)，其處理設(shè)施相對落后，要達到“特別排放標(biāo)準(zhǔn)”排放限值要求，其前期投入和后期治理成本均較高。實現(xiàn)電鍍企業(yè)入園，可以有效減少前期投入成本，且后期廢水處理成本也根據(jù)廢水類型而異，資金投入成本較低，且便于管理，可以有效實現(xiàn)廢水達標(biāo)。對于大企業(yè)而言，增加前期投資可以有效實現(xiàn)運行處理成本最小化和廢水排放達標(biāo)率最大化。

表2 分流域典型電鍍企業(yè)提標(biāo)改造廢水處理投資比較Tab.2 Comparison of wastewater treatment investment of typical electroplating enterprises in different watersheds

注：a園區(qū)污水處理站建設(shè)情況；b企業(yè)人數(shù)按員工污水產(chǎn)生量為0.2 t/(人·d)進行估算所得。

圖2 分流域提標(biāo)整治人均追加投資Fig.2 Per capita additional investment produced by raising discharge standards in different watersheds

3 江蘇省分流域電鍍廢水排放提標(biāo)可行性分析

3.1 技術(shù)可行性

基于抽樣調(diào)查結(jié)果，六價鉻、總鉻等重金屬污染物總體達標(biāo)性較好，總鎳、總銅等指標(biāo)在執(zhí)行“特別排放標(biāo)準(zhǔn)”時較難達標(biāo)，而基于環(huán)統(tǒng)數(shù)據(jù)從整個流域分析，廢水的總鉻和六價鉻排放量仍較大，重金屬的處理減量排放和達標(biāo)排放仍存在技術(shù)難點。此外，在企業(yè)總排口監(jiān)測指標(biāo)中，COD、氨氮等達標(biāo)性較差，太湖流域COD、氨氮排放量成為流域電鍍廢水污染物減排及達標(biāo)排放的難點，從處理技術(shù)方面分析，電鍍廢水需進行分質(zhì)處理，而現(xiàn)有處理技術(shù)無法滿足廢水中的細(xì)菌對耐受溫度的高要求，COD的達標(biāo)排放仍存在困難。

3.2 管理可行性

目前電鍍企業(yè)仍未全部進入工業(yè)園區(qū)統(tǒng)一集中管理，處于電鍍園區(qū)的企業(yè)規(guī)范排污情況較好，其他地區(qū)個別企業(yè)因監(jiān)管不到位仍存在不規(guī)范排放現(xiàn)象。從管理調(diào)控方面分析，電鍍企業(yè)統(tǒng)一集中管理，既可以加強對企業(yè)的監(jiān)管力度，又可以實現(xiàn)廢水出廠排放后二次入園統(tǒng)一集中處理，有效提升廢水達標(biāo)排放率。

3.3 經(jīng)濟可行性

長江和淮河流域部分電鍍企業(yè)所采用的廢水處理技術(shù)仍不能實現(xiàn)廢水的達標(biāo)排放，目前廢水處理成本已經(jīng)達到30～70元/t不等，若提高廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，企業(yè)需投入大量的資金進行技術(shù)設(shè)備升級改造。基于現(xiàn)有的污水處理工藝，降低COD、氨氮指標(biāo)需增加生化處理設(shè)施，降低總鎳、總銅等指標(biāo)需采用膜技術(shù)和濕地生物降解等工藝和相關(guān)設(shè)施，企業(yè)整改投資及廢水處理成本將大幅提高。

綜上，目前江蘇省電鍍行業(yè)執(zhí)行“特別排放標(biāo)準(zhǔn)”較為困難，處置技術(shù)、管理方式和投資成本成為影響電鍍企業(yè)廢水提標(biāo)排放的重要限制因素。電鍍廢達標(biāo)困難的主要原因有：(1)電鍍廢水有機物可生化性差，對生化處理設(shè)施的設(shè)計、建設(shè)和運營難度較大[16]；(2)電鍍企業(yè)分布仍相對分散，集中管控水平相對薄弱；(3)處置過程中投資和運營成本較高。因此，目前將江蘇省含電鍍工序企業(yè)廢水排放提標(biāo)至“特別排放標(biāo)準(zhǔn)”時機尚不成熟，全部提標(biāo)存在困難。

4 結(jié)論與建議

本研究以江蘇省不同流域電鍍企業(yè)為研究對象，研究了電鍍廢水排放達標(biāo)情況，對電鍍廢水排放提標(biāo)可行性進行了分析，得出主要結(jié)論如下。(1)江蘇省電鍍企業(yè)基本實現(xiàn)達標(biāo)排放，園區(qū)企業(yè)規(guī)范排污情況較好，非園區(qū)企業(yè)個別因監(jiān)管不到位存在不規(guī)范排放現(xiàn)象；(2)六價鉻、總鉻等重金屬污染物排放量仍較大，總體達標(biāo)性較好，總鎳、總銅等指標(biāo)較難達標(biāo)。COD達標(biāo)排放成為部分企業(yè)達標(biāo)排放的技術(shù)難點；(3)廢水實現(xiàn)達標(biāo)排放需在現(xiàn)有污水處理工藝基礎(chǔ)上進行提標(biāo)改造，投資成本及運行費用較高；(4)江蘇省電鍍行業(yè)執(zhí)行“特別排放標(biāo)準(zhǔn)”較困難，處置技術(shù)和投資成本成為影響電鍍企業(yè)廢水提標(biāo)排放的重要限制因素。

針對江蘇省分流域電鍍企業(yè)廢水排放提標(biāo)提出如下建議。

(1)暫緩長江及淮河流域電鍍行業(yè)整體提標(biāo)

建議長江、淮河流域暫緩行業(yè)整體提標(biāo)，由企業(yè)自主技改升級或強化運行效能，長江流域在2年內(nèi)、淮河流域在3年內(nèi)實現(xiàn)電鍍企業(yè)的廢水處理設(shè)施升級改造，未達到提標(biāo)后“特別排放標(biāo)準(zhǔn)”限值的企業(yè)實行關(guān)停措施，而太湖流域仍執(zhí)行“特別排放標(biāo)準(zhǔn)”。目前電鍍廢水排放執(zhí)行“特別排放標(biāo)準(zhǔn)”在技術(shù)、管理和經(jīng)濟上存在困難，在目前“一般標(biāo)準(zhǔn)”落實到位的基礎(chǔ)上，嚴(yán)格監(jiān)管，積極采取警告、停產(chǎn)整頓、征收環(huán)境稅等措施，倒逼企業(yè)整改，責(zé)令長江流域企業(yè)2年內(nèi)，淮河流域企業(yè)3年內(nèi)落實電鍍企業(yè)升級改造，未如期完成整改企業(yè)實行關(guān)停措施，穩(wěn)步推進電鍍行業(yè)廢水排放提標(biāo)。

(2)加快電鍍企業(yè)入園

加快電鍍園區(qū)建設(shè)，集中電鍍企業(yè)入園。為節(jié)約COD、氨氮等處置成本，同時考慮到營養(yǎng)鹽對細(xì)菌和溫度的要求較高，實行電鍍企業(yè)廢水在車間排放口一類污染因子達標(biāo)的條件下接管至園區(qū)污水處理廠集中處理有利于電鍍廢水達標(biāo)排放。其次，加快電鍍企業(yè)入園是去散趨整、集中管控的有效措施，可以有效減少散亂企業(yè)違規(guī)排污現(xiàn)象，使電鍍企業(yè)廢水排放可控化、規(guī)范化、環(huán)保化。再次，電鍍企業(yè)入園可以有效減少前期資金的重復(fù)性投入，集中優(yōu)化處理設(shè)施資源，減少企業(yè)全過程周期的運行處理投資。

(3)落實電鍍企業(yè)廢水處理技術(shù)提標(biāo)改造

電鍍廢水產(chǎn)生量和企業(yè)內(nèi)部處理技術(shù)水平是有效控制電鍍廢水污染水平的關(guān)鍵。對企業(yè)處理技術(shù)實行提標(biāo)改造，實現(xiàn)電鍍廢水污染物質(zhì)的減量化、資源化和無害化，加強金屬離子的循環(huán)使用，嚴(yán)格保障企業(yè)廢水處理達標(biāo)后排入園區(qū)處理設(shè)施，完善園區(qū)監(jiān)督管理機制，充分提高企業(yè)電鍍廢水自處理能力。