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銜接“雙碳”目標，密集出臺的政策已逐步構(gòu)建起嚴格的化工廢水治理框架，園區(qū)成為核心戰(zhàn)場，資源化與降碳協(xié)同突破在即。在“第二屆化工園區(qū)技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級綠色發(fā)展論壇”上，以《綠色低碳背景下化工廢水處理技術(shù)與展望》為題，華衍環(huán)境投資(江蘇)有限公司副總經(jīng)理、蘇州工業(yè)園區(qū)清源華衍水務(wù)有限公司總工程師關(guān)永年發(fā)表演講，全方位分析化工園區(qū)廢水特點及面臨的挑戰(zhàn)、當下主要處理技術(shù)及技術(shù)未來發(fā)展方向等，并結(jié)合具體案例針對不同類型化工廢水展開討論，明確重難點，分享高效率處理方案。
關(guān)永年
化工園區(qū)廢水處理：“難”字當頭
關(guān)永年指出，“化工園區(qū)廢水普遍具有水質(zhì)波動大、成分復雜、毒性強、高鹽分、含難降解有機物等特點，如何妥善處理好這些廢水，不僅關(guān)乎園區(qū)發(fā)展的可持續(xù)性，對于周邊生態(tài)系統(tǒng)和居民生活質(zhì)量也會造成深遠影響。”綜合各類園區(qū)特征，他認為，除去廢水本身的復雜性，水量波動、處理成本及過程風險也存在著種種限制。
具體來看，水量波動要求廢水處理設(shè)施能夠適應(yīng)短時間內(nèi)的波動，保持性能穩(wěn)定；而如何達到成本與效果的平衡，實現(xiàn)經(jīng)濟與環(huán)保效益兼得，一直都是困擾工業(yè)綠色發(fā)展的重要因素；過程風險控制則要求嚴防嚴控所有可能出現(xiàn)的二次污染，比如防止含重金屬廢水滲入地下水層、控制異味與氣溶膠等等。
顯然，這對化工園區(qū)內(nèi)企業(yè)及環(huán)保服務(wù)商而言都是不小的考驗。比如其中最為突出的高濃度有機廢水問題，關(guān)永年以“嚴峻”一詞形容當前的形勢。通常情況下，化工生產(chǎn)過程中許多環(huán)節(jié)都會產(chǎn)生高濃度有機污染物，其化學需氧量(COD)和生化需氧量(BOD)數(shù)值遠超一般市政污水濃度，對微生物還具有毒性和抑制作用，使得傳統(tǒng)生物處理法難以發(fā)揮，但如果選用物化方法，成本壓力也會倍增。
“廢水排放要達標，企業(yè)的環(huán)保投入也要控制，找到兩者之間的最佳平衡點，正是從業(yè)者所要突破的方向。”關(guān)永年總結(jié)了目前應(yīng)用廣泛應(yīng)用的一、二、三級廢水處理工藝流程，點明多種工藝耦合的優(yōu)勢，包括“臭氧+高效沉淀+反硝化+氯消毒”、“高效沉淀+臭氧氧化+反硝化濾池+氣浮”等等，表示園區(qū)目前只有通過綜合性施策才能達到理想的廢水治理效果。“綠色低碳處理技術(shù)是化工廢水處理未來的發(fā)展方向。”他強調(diào)。
末端治理到資源化：“綠”是關(guān)鍵
歷經(jīng)30余年發(fā)展，走過了高速擴張階段，我國化工園區(qū)已來到提質(zhì)增效新時期。七部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加快推動制造業(yè)綠色化發(fā)展的指導意見》，提出要“以實現(xiàn)碳達峰碳中和目標為引領(lǐng)，構(gòu)建綠色增長新引擎，鍛造綠色競爭新優(yōu)勢，擦亮新型工業(yè)化生態(tài)底色”。綠色化發(fā)展成為重中之重，節(jié)能降碳潛力亟待進一步深挖。
據(jù)關(guān)永年分析，要想實現(xiàn)化工廢水綠色低碳處理，可以從以下五個方面發(fā)力↓
①新工藝低碳化
通過開發(fā)低能耗工藝進行替代，推動各關(guān)鍵環(huán)節(jié)減排或?qū)崿F(xiàn)資源化利用，最終達到整體綠色運行的效果。如微生物燃料電池，無需外部能量輸入，即可將廢水中有機物化學能轉(zhuǎn)化為電能，僅產(chǎn)生二氧化碳和水，在治理污水的同時還能夠回收能源，一舉多得。
②研發(fā)新材料
選擇更高性能、更綠色的廢水處理藥劑、膜材料等，也有助于提高處理成效。如當下熱門的新型非均相催化劑，反應(yīng)物與催化劑不完全處在同一個相內(nèi)的催化過程，具有高活性、高選擇性、可重復使用性和環(huán)境友好性；如抗污染膜材料，由高品質(zhì)材料制成，較普通膜具有更強的抗沉積、抗氧化、抗菌、耐高溫等特性，使用壽命更長，凈化效果更好。
③AI技術(shù)的應(yīng)用
在設(shè)備運維與維護、工藝優(yōu)化與節(jié)能、污染監(jiān)測與響應(yīng)、管網(wǎng)管理與調(diào)度、視覺分析與自動化等方面，AI較傳統(tǒng)人力巡管模式更具優(yōu)勢。據(jù)悉，AI不僅可以根據(jù)實時數(shù)據(jù)進行動態(tài)參數(shù)調(diào)整，實現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定高效運行，還能夠大大提升應(yīng)急響應(yīng)與決策效率。比如，無人機巡檢等應(yīng)用在污水處理中，降耗可達20%-40%、成本下降最高50%，合規(guī)效率提升80%。
④數(shù)字孿生技術(shù)
與實際運行系統(tǒng)一比一構(gòu)建虛擬系統(tǒng)，有利于實現(xiàn)實時監(jiān)控和異常處理、流程優(yōu)化和效率提升、智能管理和自動化控制、預測性維護和決策支持。如在處理過程中，可通過事先模擬各階段化學反應(yīng)和物質(zhì)交換等，對比進行優(yōu)化，以提高處理效率。
⑤形成循環(huán)體系
深度處理后的廢水可用于冷卻、沖洗；通過沼氣發(fā)電等回收能源，可補充生產(chǎn)用能；用蒸發(fā)結(jié)晶等手段回收鹽分，用萃取或蒸餾回收有機物，如甲醇、丙酮等，可當做工業(yè)原料進行二次利用。形成“廢水-資源-能源協(xié)同回收體系”，從傳統(tǒng)的污水處理方式轉(zhuǎn)向資源回收利用，更有利于實現(xiàn)打造零碳園區(qū)的目標。
多重困境之下破局：“新”啟未來
如何將綠色低碳理念落到實處？關(guān)永年列舉了含氟化工廢水處理、化工電子機加工綜合廢水處理、煤工廢水處理、生物制藥廢水處理領(lǐng)域的四個實踐案例，以具體論證推進水處理環(huán)節(jié)節(jié)能降碳改造對于化工園區(qū)發(fā)展的重要意義。
如某高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)，集聚化工、電子、光伏、機械制造等多種類型工廠，產(chǎn)生的廢水不僅污染物濃度高、成分復雜、可生化性差，還有著大量有機物、重金屬等。為推動清潔生產(chǎn)，該園區(qū)最終選擇了分質(zhì)預處理與“混凝沉淀+水解酸化+兩級AO/MBR+臭氧催化氧化+高效沉淀池+反硝化濾池+次氯酸鈉消毒”多種技術(shù)耦合的方案，最終實現(xiàn)COD、BOD5、SS、NH3-N、TP去除率均達到95%以上，直接處理成本約3.44元/m³，出水水質(zhì)穩(wěn)定達到設(shè)計要求。
以當前政策風向來看，綠色低碳正加快從“合規(guī)成本”轉(zhuǎn)化為“競爭資產(chǎn)”，未來將屬于那些率先將“政策壓力”轉(zhuǎn)化為“技術(shù)動力”、以循環(huán)經(jīng)濟重塑產(chǎn)業(yè)價值鏈的先鋒軍。“要實現(xiàn)化工行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，還需社會各界一同努力，攜手應(yīng)對挑戰(zhàn)。”演講的最后，關(guān)永年呼吁道。
