工業(yè)廢水處理再利用若干問(wèn)題的探討

我國人口眾多，人均水資源擁有量為2200 m3，僅為世界平均的1/4，因此，我國是一個(gè)嚴重缺水的國家。目前，黃淮海及內陸河流域有11個(gè)省、市、區的人均水資源擁有量低于聯(lián)合國可持續發(fā)展委員會(huì )確定的1750 m3用水緊張線(xiàn)，其中有9個(gè)地區低于500 m3的嚴重缺水線(xiàn)，水資源不足已成為制約我國經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展的重要因素之一。

造成我國水資源不足的重要原因是用水效率低下和污水排放量大。我國工業(yè)用水的取水量占全國取水量的20%以上，僅次于農業(yè)取水量，居第二位，約為生活取水量的二倍。全國污廢水排放總量約620億m3（不包括火電直流冷卻水），其中工業(yè)廢水約占66%。2003年我國萬(wàn)元GDP用水量為465 m3，是世界平均水平的4倍，顯示我國水資源利用方式粗放，用水效率低下。統計還表明，我國工業(yè)萬(wàn)元增加值用水量是發(fā)達國家的5 ~ 10倍，水的重復利用率為50%，而發(fā)達國家已達85%。

我國的工業(yè)用水效率低下，廢水排放量大與我國水資源條件極不相適應，為了使我國經(jīng)濟和社會(huì )能科學(xué)持續的增長(cháng)與發(fā)展，改變目前水資源利用的粗放方式，挖掘工業(yè)廢水處理再利用的潛力，提高工業(yè)用水效率，將工業(yè)廢水作為新的水資源予以開(kāi)發(fā)，是擺在我們面前的一項緊迫任務(wù)。以下就工業(yè)廢水處理再利用的若干問(wèn)題提出個(gè)人看法，進(jìn)行探討，以互相交流。

1 從國內外廢污水處理再利用現況看工業(yè)廢水處理再利用的可行性

目前國內外已有許多成功的污水處理廠(chǎng)出水供工業(yè)再回用的實(shí)踐與經(jīng)驗。

國外：美國加利福尼亞Richmond的Chevron煉油廠(chǎng)利用市政水區的再生水用作工藝冷卻水；澳大利亞將污水處理廠(chǎng)的出水進(jìn)行微濾和反滲透、脫鹽深度處理后，得到的純凈水用于鍋爐補給水；新加坡將經(jīng)過(guò)微濾、反滲透和UV消毒深度處理的回用水作為高科技和半導體工業(yè)的高純水，據報道一座水量為45 000 m3/d的處理廠(chǎng)正在興建；日本從60年代開(kāi)始就大力研究和推廣污水再生工業(yè)回用技術(shù)，如東京三河島污水處理廠(chǎng)處理能力為13.8萬(wàn)m3/d，其中80%出水經(jīng)處理后供340座工廠(chǎng)的工業(yè)用水，名古屋市的污水經(jīng)混凝、沉淀、過(guò)濾后供給12座工廠(chǎng)使用。此外，還有南非、以色列等許多國家相繼發(fā)展污水處理再利用，以彌補日益缺乏的水資源。

國內：鋼鐵、紡織、造紙、火電行業(yè)是用水大戶(hù)，亦是工業(yè)廢水排放大戶(hù)。近幾年來(lái)，在工業(yè)廢水處理再利用方面有較大進(jìn)展。太原鋼鐵廠(chǎng)位于華北地區缺水的太原市，為了滿(mǎn)足鋼鐵生產(chǎn)持續發(fā)展需要，解決日益尖銳的供水和用水之間的矛盾，于2002年12月建成了40 000 m3/d冶煉軋鋼廢水處理再利用工程。該工程以反滲透分離技術(shù)為核心，一級反滲透處理能力1400 m3/h，二級反滲透300 m3/h。工程建成后滿(mǎn)足了不銹鋼年產(chǎn)量由20萬(wàn)噸提高到50萬(wàn)噸的用水需要。在造紙行業(yè)廢水處理再利用方面，寧波中華紙業(yè)、東莞玖龍紙業(yè)、山東太陽(yáng)紙業(yè)、浙江永泰紙業(yè)等國內一大批以廢紙和商品漿為原料的紙和紙板造紙大型企業(yè)，所產(chǎn)生的造紙廢水經(jīng)過(guò)物化和生物處理后再利用到碎漿、打漿等工序中去，廢水再利用率為40% ~ 50%。隨著(zhù)排放標準的日趨嚴格和水資源的不足，印染廢水處理再利用逐漸增加。一些企業(yè)，將廢水經(jīng)過(guò)機械預處理后用于鍋爐煙道氣除塵系統，既利用印染廢水pH高的特點(diǎn)使煙道氣得以中和，又節省了新鮮水水資源。亦有將印染廢水經(jīng)過(guò)生化物化處理，再經(jīng)過(guò)濾處理后用于沖洗廁所、地面、印花網(wǎng)版和冷卻水等。在火電方面，北京華能熱電廠(chǎng)利用高碑店污水處理廠(chǎng)出水在2000年建成了一座35 000 m3/d的污水再利用工程，采用凝聚澄清－過(guò)濾－消毒的方法，成功地將市政污水處理出水再利用作冷卻循環(huán)系統補充水。在其他工業(yè)廢水方面亦有很多處理再利用實(shí)例，在此不一一敘述�？傊�，國內外大量實(shí)踐表明，工業(yè)廢水處理再利用是可行的。

2 工業(yè)廢水處理再利用具有普遍性

關(guān)于工業(yè)廢水處理再利用曾有一種認識上的誤區，認為“工業(yè)廢水處理再利用主要是針對缺少水資源的西北、華北地區，而在沿海地區、長(cháng)江三角洲等水網(wǎng)地帶似乎沒(méi)有必要，或者為時(shí)過(guò)早”。事實(shí)上，我國水資源的短缺不是局部的，而是普遍的。西北、華北等地區固然水資源不足，而在沿海地區隨著(zhù)經(jīng)濟的快速增長(cháng)，取水量和廢水排放量急驟增長(cháng)，工業(yè)用水量達到全部取水量的30%以上，是全國平均水平的1.5倍。上海市工業(yè)用水量更大，為全部取水量的70%左右。所以水資源不足、水質(zhì)不良的狀況日益突出。以浙江省為例，年平均降雨量為1250 mm左右，單位面積水資源總量超過(guò)120萬(wàn)m3/km2，是我國水資源豐富的省份之一。但是，在干旱的2003年，同樣發(fā)生用水緊張狀況。水源上游水庫蓄水量不足，工農業(yè)生產(chǎn)和生活用水矛盾突出，有的地區為了保證居民用水，對工業(yè)用水限量供應，或者采取經(jīng)濟手段對工業(yè)用水超過(guò)限量的部分數倍收取水費，以此迫使企業(yè)挖掘潛力，合理用水，節省用水，提高水的復用率，廢水處理部分回用，減少生產(chǎn)用水的取水量。由此可見(jiàn)，開(kāi)辟工業(yè)廢水這個(gè)第二水源進(jìn)行工業(yè)廢水處理再利用，大幅度提高用水效率，以減少工業(yè)用水取水量，在我國是具有普遍性的。

3 由較低水平回用向工業(yè)廢水處理生產(chǎn)再利用發(fā)展，拓寬工業(yè)廢水處理再利用的前景

目前，在工業(yè)廢水處理再利用方面，低水平回用較多，亦即經(jīng)廢水處理后，出水回用為工業(yè)雜用水，如，沖洗地面、綠化、水力沖渣等�；蛘哌M(jìn)一步深度處理后回用作對用水水質(zhì)要求不是很?chē)栏竦墓に嚿�產(chǎn)前工序，如造紙生產(chǎn)的打漿、洗漿，印染工藝的深色織物前漂洗等。這固然是工業(yè)廢水處理再利用的一個(gè)重要方面，但是，我們不能停留在這個(gè)水平上，應該進(jìn)一步拓寬工業(yè)廢水處理再利用的路子。在有條件的情況下，工業(yè)廢水處理后再利用為工業(yè)生產(chǎn)用水，盡量減少廢水排放，甚至實(shí)現“零”排放。當然，要實(shí)現這一目標有難度。首先，工業(yè)廢水處理后水質(zhì)必須符合不同的工藝生產(chǎn)用水水質(zhì)要求。例如，國內某生產(chǎn)白紙板大型造紙企業(yè)，擬對廢水處理出水經(jīng)過(guò)深度處理后在生產(chǎn)中再利用，其水質(zhì)情況如表1所示。

表1  造紙廢水處理再利用水質(zhì)情況表

項目 pH 色度
（倍） 渾濁度
（NTU） 電導率
（μs/cm） COD
（mg/L） BOD
（mg/L） SS
（mg/L） 溫度
（℃）
廢水處理廠(chǎng)排放水 6 ~ 9 74 — 1723 147 22 39 10 ~ 32
生產(chǎn)再利用水 6.5 ~ 7.5 <10 ≤1.0 ≤500 ≤15 — — —
 

從表中可以看到，要做到造紙廢水處理再利用，除了COD、BOD等有機污染物指標外，色度、渾濁度、電導率（含鹽量）等亦要符合生產(chǎn)用水水質(zhì)要求。又如，紡織印染企業(yè)，為了保證印染布的染色質(zhì)量、鮮艷度和牢度，對用水的色度、渾濁度、硬度、鐵離子、pH值等都有嚴格的要求。為了做到工業(yè)廢水處理后再利用為工藝生產(chǎn)用水，對廢水處理廠(chǎng)出水必須進(jìn)行深度處理，以滿(mǎn)足不同的生產(chǎn)工藝用水要求。第二，從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，必須采用常規的深度處理技術(shù)，如：混凝、過(guò)濾、消毒、吸附、軟化、離子交換等或者膜分離技術(shù)（電滲析、超濾、反滲透等），方可使出水水質(zhì)達到生產(chǎn)要求。前述太原鋼鐵公司40 000 m3/d冶煉軋鋼廢水處理再利用工程，就是采用微濾－保安過(guò)濾－精密過(guò)濾等預處理后，再經(jīng)一級反滲透和二級反滲透。其中經(jīng)過(guò)一級反滲透除鹽率為90%，再經(jīng)二級反滲透可使除鹽率提高到95%，出水水質(zhì)達到生產(chǎn)用水要求。大連某石化公司30 000 m3/d（一期10 000 m3/d）廢水處理再利用工程采用反滲透技術(shù)，污水處理廠(chǎng)出水經(jīng)氣�。�過(guò)濾－兩級反滲透－消毒后，出水COD 20 mg/L，BOD 5 mg/L，電導率<10，處理出水達到生產(chǎn)用水要求，分別供冷卻循環(huán)水補充水和鍋爐補水，目前該工程正在實(shí)施中。第三，工程投資和制水成本。據報道，太原鋼鐵公司40 000 m3/d廢水處理再利用改造工程，工程投資約1000元/m3·水，噸水處理成本約2.5元左右。大連某石化公司5000 m3/d供冷卻循環(huán)水的廢水處理再利用工程投資為1800元/m3·水，5000 m3/d供鍋爐補充水的再利用工程投資為7800元/m3。噸水處理成本分別為1.2元和3.7元。所以，工業(yè)廢水處理再利用工程的工程投資和制水成本，因所需處理后水質(zhì)、采用的處理技術(shù)和工程規模而異，差別較大，應通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟比較因地制宜地確定方案。

4 工業(yè)廢水處理再利用同清潔生產(chǎn)、資源回收和廢水達標是一個(gè)系統工程，應通盤(pán)考慮

工業(yè)廢水處理再利用工程不是一項單純的水處理工程，而是以經(jīng)過(guò)處理后生產(chǎn)廢水作為水源，再經(jīng)過(guò)深度處理達到生產(chǎn)再利用的工程。所以，不言而喻，經(jīng)處理后的生產(chǎn)廢水水質(zhì)愈好，所含無(wú)機和有機污染物愈少，對再利用工程愈有利，可以減少再利用工程的投資和制水成本。為此，應該將清潔生產(chǎn)、資源回收、廢水處理達標和再利用工程作為一個(gè)系統工程來(lái)統盤(pán)考慮。清潔生產(chǎn)、資源回收、廢水處理達標是再利用工程的前提和基礎，而再利用工程是工業(yè)廢水廣義上“零”排放的必然。以造紙企業(yè)為例，在生產(chǎn)過(guò)程中應實(shí)行清潔生產(chǎn)，采取節水和減污技術(shù)，包括濕法備料洗滌水循環(huán)使用，粗漿洗滌和篩選封閉系統，采用氧脫木素工藝和先進(jìn)的漂白工藝，漂白洗滌濾液溢流使用，堿回收蒸發(fā)站冷凝水的回用，冷卻水循環(huán)使用，白水回收等措施。以廢紙和商品木漿為原料的紙和紙板生產(chǎn)企業(yè)，生產(chǎn)廢水中含有大量廢紙漿纖維，SS值高達3000 ~ 4000 mg/L。采用斜網(wǎng)過(guò)濾后可回收紙漿纖維55% ~ 65%，國內不少企業(yè)已經(jīng)實(shí)施了這種資源回收措施。以年產(chǎn)40萬(wàn)噸的白紙板企業(yè)為例，廢水量為20 000 m3/d，進(jìn)水SS 3500 mg/L，經(jīng)斜網(wǎng)回收后出水SS為1400 mg/L，每日可回收廢紙漿量為150 T（含水率為72%）。每T紙漿纖維售價(jià)約為200元，每日可獲得直接經(jīng)濟效益30 000元，全年收益約1000萬(wàn)元，相當于每噸紙成本降低25元。同時(shí)，由于進(jìn)行了纖維回收，使進(jìn)入后續處理系統的SS大大減少，一般地，經(jīng)一級混凝沉淀后，出水SS可在100 ~ 150 mg/L，該部分水可再利用到打漿和洗漿生產(chǎn)工藝中去，就此一項又可實(shí)現廢水處理再利用率50%左右。由于采取了在生產(chǎn)過(guò)程中節水減污的清潔生產(chǎn)措施和對廢水中紙漿纖維回收，減少了污染負荷，改善了廢水處理條件，有利于廢水處理達標和再利用處理工程。

參考文獻
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