趙進(jìn)步，張 森

(1.連云港徐圩新區(qū)環(huán)保局，222065，江蘇，連云港；2.上海大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，200444，上海)

0 引言

化工園區(qū)是現(xiàn)代化工行業(yè)順應(yīng)原料或資源轉(zhuǎn)換，順應(yīng)集約化、大型化、最優(yōu)化、效益最大化和經(jīng)營(yíng)國(guó)際化發(fā)展趨勢(shì)的產(chǎn)物?；@區(qū)能為地方經(jīng)濟(jì)帶來(lái)巨大貢獻(xiàn)，但隨著國(guó)內(nèi)安全環(huán)保形勢(shì)的要求，化工園區(qū)和企業(yè)給地方監(jiān)管帶來(lái)的壓力也與日俱增，按照國(guó)家有關(guān)要求，2021年以來(lái)，各省(市)開(kāi)始化工園區(qū)認(rèn)定，要求化工企業(yè)入園，化工企業(yè)園區(qū)化發(fā)展成為必然趨勢(shì)，也是各省安全、環(huán)保監(jiān)管的重心。

我國(guó)化工園區(qū)發(fā)展始于20世紀(jì)80年代，1984—1990年為萌芽階段，國(guó)內(nèi)化工園區(qū)從無(wú)到有，總體數(shù)量較少，1990年，全國(guó)省級(jí)以上化工園區(qū)僅有13個(gè)，其中國(guó)家級(jí)化工園區(qū)8個(gè)，省級(jí)以上化工園區(qū)有76.9%位于沿海地區(qū)；1991―2006年為發(fā)展壯大階段，隨著改革開(kāi)放的深入，投資環(huán)境的優(yōu)化，15 年間，我國(guó)新建省級(jí)以上化工園區(qū)340余個(gè)，其中50%以上集中于沿海、沿江地區(qū)，其次為中西部?jī)?nèi)陸地區(qū)；2007―2013年為優(yōu)化發(fā)展階段，化工園區(qū)發(fā)展呈現(xiàn)規(guī)模不斷壯大、產(chǎn)值持續(xù)提高的良好態(tài)勢(shì)，截至2013年年底，全國(guó)重點(diǎn)化工園區(qū)及以石油和化工產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)的工業(yè)園區(qū)達(dá)到490余個(gè)；2014―2020年為提質(zhì)發(fā)展階段，化工園區(qū)不斷提質(zhì)發(fā)展，截至2018年底，全國(guó)重點(diǎn)化工園區(qū)或以石油和化工為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的工業(yè)園區(qū)共有676家，其中國(guó)家級(jí)57家，省級(jí)351家，地市級(jí)268家，2020年全國(guó)重點(diǎn)化工園區(qū)及以石油和化工產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)的工業(yè)園區(qū)約800余個(gè)[1]。

圖1 2016—2020年中國(guó)化工園區(qū)規(guī)模

化工行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水具有生物毒性高和降解能力差的特點(diǎn)[2]，給環(huán)境的綜合治理帶來(lái)了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，因此，通過(guò)深入了解和研究化工園區(qū)污水處理設(shè)施對(duì)化工園區(qū)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行、達(dá)標(biāo)排放具有重要意義[3]。影響化工行業(yè)污水處理設(shè)施性能的因素很多，其中最重要的影響因素是進(jìn)水的水質(zhì)特征，進(jìn)水污染物濃度較高的污水處理設(shè)施處理效率往往更高[4]，外排污染物主要分為3類(lèi)：水體污染物中的COD、氨氮等；大氣污染物中的硫化氫、氮氧化物等；固體污染物中的污泥等[5]，各種污染物的產(chǎn)生都會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不同方面的負(fù)荷影響，廢水近零排放[6-8]的興起雖減少了園區(qū)終端污染物的排放，但尚且需要合適的指標(biāo)體系對(duì)近零排放產(chǎn)生的效益進(jìn)行評(píng)估。

1 廢水近零排放標(biāo)準(zhǔn)體系研究現(xiàn)狀

1.1 國(guó)際研究現(xiàn)狀

廢水零排放在國(guó)際上被定義為液體零排放，是指廢水經(jīng)過(guò)合適的工藝流程處理后回用于生產(chǎn)過(guò)程，污染物經(jīng)濃縮后以結(jié)晶態(tài)或其他固態(tài)形式排放，不再向環(huán)境排放任何液態(tài)污染物質(zhì)[9]，從而實(shí)現(xiàn)整體近零排放。

1.1.1 研究機(jī)構(gòu) 國(guó)外先進(jìn)地區(qū)在廢水近零排放方面已有諸多實(shí)踐，美國(guó)環(huán)保署修訂的火電廠(chǎng)廢水排放法規(guī)指導(dǎo)方針中，以更嚴(yán)格的廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)發(fā)電廠(chǎng)排放的廢水中有毒金屬和其他有害污染物的水平設(shè)定了限制，方針指示將近零排放視為粉煤灰運(yùn)輸水、底灰運(yùn)輸水中污染物處理的首選方案，美國(guó)化工企業(yè)在進(jìn)行近零排放的過(guò)程中，經(jīng)常面臨對(duì)高鹽度廢水的處理，在一些缺水地區(qū)，內(nèi)陸海水通過(guò)近零排放中對(duì)高濃度鹽水的處理技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)淡化，美國(guó)多個(gè)政府機(jī)構(gòu)和組織，包括美國(guó)墾務(wù)局和加州能源委員會(huì)在多個(gè)州借助近零排放實(shí)現(xiàn)鹽水凈化；新加坡裕廊島化工企業(yè)園區(qū)對(duì)工業(yè)廢水實(shí)施源頭控制的管理思路，2007年該集團(tuán)建成新加坡第一個(gè)化工污水處理膜生物反應(yīng)器項(xiàng)目，助力裕廊島化工園區(qū)真正實(shí)現(xiàn)了水資源的最大化利用，其中高度工業(yè)水回收利用率達(dá)到約85%，中水回用率可達(dá)到60%。

1.1.2 代表園區(qū) 廢水近零排放已成為國(guó)際上工業(yè)園區(qū)建設(shè)發(fā)展的重要舉措和必然趨勢(shì)，世界石化巨頭巴斯夫路德維希港化工園區(qū)在生產(chǎn)過(guò)程中除正常使用地表水外，還廣泛使用處理后的市政污水、含鹽水及海水，年用水量雖超過(guò)17億m3，但87%的水用于設(shè)備冷卻，并多次回用，通過(guò)實(shí)施廢水近零排放，園區(qū)廢水重復(fù)利用率每年可達(dá)76%～99%。

美國(guó)硅谷在保證技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，也逐漸在向廢水減排的方向發(fā)展，其中蘋(píng)果公司在廢水近零排放方面的措施最具代表性，重點(diǎn)舉措是優(yōu)化其設(shè)施的用水狀況，并通過(guò)清潔水項(xiàng)目幫助供應(yīng)商節(jié)約用水，防止水污染，如2019年蘋(píng)果公司推出的包括低流量裝置的“后臺(tái)”設(shè)計(jì)，節(jié)省了30%的用水；此外在努力減少總體用水的同時(shí)，蘋(píng)果公司也在積極尋找替代水源以幫助減少淡水的提取，包括循環(huán)水、再生水和收集的雨水。

表1 國(guó)外從事廢水近零排放相關(guān)研究的主要機(jī)構(gòu)

新加坡裕廊化工園區(qū)由于地區(qū)淡水資源的匱乏，也在積極探索廢水近零排放，一方面重視發(fā)展和創(chuàng)新工業(yè)污水處理技術(shù)以及提高企業(yè)在水處理方面的效率，對(duì)工業(yè)廢水進(jìn)行源頭控制，企業(yè)被要求建立污水預(yù)處理設(shè)施，并根據(jù)相關(guān)的法律要求，在將污水排放進(jìn)公共管道之前對(duì)污水進(jìn)行達(dá)標(biāo)處理，園區(qū)還引進(jìn)先進(jìn)環(huán)保企業(yè)研發(fā)實(shí)施工業(yè)污水處理MBR項(xiàng)目，助力園區(qū)達(dá)到水資源的最大化利用；另一方面園區(qū)重視法律對(duì)工業(yè)污水排放的管制，為確保工業(yè)污水達(dá)標(biāo)排放，公共事業(yè)局建立了一套監(jiān)督和執(zhí)行體制，并由該機(jī)構(gòu)全權(quán)負(fù)責(zé)污水處理的全過(guò)程，以此杜絕管理過(guò)程中可能出現(xiàn)的責(zé)任推諉現(xiàn)象。通過(guò)實(shí)施廢水近零排放，新加坡裕廊化工區(qū)廢水重復(fù)利用率達(dá)86%。

1.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)廢水近零排放正迅速發(fā)展，依賴(lài)由技術(shù)和管理共同構(gòu)成的綜合系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)廢水近零排放目標(biāo)的技術(shù)管理體系。

1.2.1 研究機(jī)構(gòu) 國(guó)內(nèi)現(xiàn)階段從事廢水近零排放標(biāo)準(zhǔn)研究的機(jī)構(gòu)主要集中在高校，北京化工大學(xué)對(duì)寧東能源化工基地高鹽水零排放治理開(kāi)展了效益評(píng)價(jià)，西北工業(yè)大學(xué)構(gòu)建了符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，華北電力大學(xué)對(duì)太倉(cāng)電廠(chǎng)近零排放改造進(jìn)行了評(píng)價(jià)分析。

1.2.2 代表園區(qū) 我國(guó)工業(yè)園區(qū)環(huán)境管理起步比較晚，園區(qū)環(huán)?；A(chǔ)設(shè)施相對(duì)薄弱，高強(qiáng)度的工業(yè)廢水排放引發(fā)的水環(huán)境問(wèn)題不斷凸顯[10]。國(guó)內(nèi)工業(yè)園區(qū)廢水主要來(lái)自化工、食品、冶煉、電鍍、紡織印染、礦山、造紙、皮革、制藥、石油等工業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水和廢液，主要含有隨水流失的工業(yè)生產(chǎn)用料、中間產(chǎn)物以及生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的污染物[11]。

臺(tái)灣新竹科技園各企業(yè)注重發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，其中臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司在“廢水近零排放”建設(shè)方面已形成良好示范。臺(tái)積電以“廠(chǎng)務(wù)系統(tǒng)用水減量、增加廠(chǎng)務(wù)廢水回收、提升系統(tǒng)產(chǎn)水率、降低系統(tǒng)排水損失”為宗旨來(lái)實(shí)現(xiàn)“廢水近零排放”，具體措施有廢水分流管理、排水按純凈度分級(jí)后處理回用、拓展空調(diào)冷凝水及雨水等多元水資源等。

表2 國(guó)內(nèi)從事廢水近零排放相關(guān)研究的主要機(jī)構(gòu)

天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)全面整合海水取水、海水淡化、污水處理等工程來(lái)實(shí)現(xiàn)“廢水近零排放”，具體措施有采用膜法直接在海中凈化海水，凈化處理一體化，取水不取泥，不占用陸域土地，減少了清淤和殺菌消毒工藝；海水淡化可提供凈化海水、亞海水、鍋爐用補(bǔ)充水、高純水、化學(xué)水等多品種水，實(shí)現(xiàn)多水源梯度分質(zhì)供水、降低成本，并實(shí)現(xiàn)園區(qū)重大項(xiàng)目不使用1 t地表水；濃海水經(jīng)機(jī)械壓縮工藝生產(chǎn)高品質(zhì)精制鹽，副產(chǎn)的軟化水用于鍋爐補(bǔ)充水，實(shí)現(xiàn)近零排放。

寧波石化經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)將企業(yè)生產(chǎn)廢水與生活污水混合，并由企業(yè)自建污水預(yù)處理設(shè)施對(duì)混合污水進(jìn)行預(yù)處理，達(dá)到園區(qū)污水處理廠(chǎng)納管標(biāo)準(zhǔn)后，將預(yù)處理設(shè)施尾水泵送至污水處理廠(chǎng)進(jìn)行下一步處理，再生水回用率為30%，剩余尾水達(dá)標(biāo)后深海排放，再生水主要用于景觀養(yǎng)花、養(yǎng)魚(yú)，以及洗車(chē)、回灌內(nèi)河、補(bǔ)給工業(yè)用水等[12]。

1.3 現(xiàn)有評(píng)價(jià)體系分析

我國(guó)現(xiàn)有針對(duì)化工行業(yè)制定的環(huán)境保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(HJ)有《清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)石油煉制業(yè)》(HJ/T125—2003)、《行業(yè)類(lèi)生態(tài)工業(yè)園區(qū)標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(HJ/T273—2006)、《國(guó)家生態(tài)工業(yè)示范園區(qū)標(biāo)準(zhǔn)》(HJ274—2015)、《綠色園區(qū)評(píng)價(jià)要求》《綠色化工園區(qū)評(píng)價(jià)導(dǎo)則(送審稿)》《煤制烯烴行業(yè)綠色工廠(chǎng)評(píng)價(jià)要求(征求意見(jiàn)稿)》《清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)基本化學(xué)原料制造業(yè)(環(huán)氧乙烷乙二醇)》(HJ/T190—2006)、國(guó)家發(fā)改委發(fā)布的《精對(duì)苯二甲酸(PTA)行業(yè)清潔生產(chǎn)指標(biāo)體系(試行)》和《精對(duì)苯二甲酸(PTA)行業(yè)綠色工廠(chǎng)評(píng)價(jià)導(dǎo)則(征求意見(jiàn)稿)》、《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB31570—2015)和《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB31571—2015)等。

2 國(guó)內(nèi)典型化工園區(qū)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)標(biāo)——以連云港徐圩新區(qū)為例

2.1 連云港徐圩新區(qū)發(fā)展分析

2.1.1 發(fā)展現(xiàn)狀 徐圩新區(qū)位于江蘇省連云港市東南部的黃海之濱，是國(guó)家七大石化產(chǎn)業(yè)基地之一，也是國(guó)內(nèi)唯一全新建設(shè)類(lèi)型的石化基地。截至2021年，石化產(chǎn)業(yè)基地已基本建成盛虹石化、衛(wèi)星石化、中化循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園三大產(chǎn)業(yè)集群。其中虹港石化PTA項(xiàng)目、斯?fàn)柊钍蓟嗦?lián)產(chǎn)項(xiàng)目、中化瑞恒新材料、衛(wèi)星石化烯烴綜合利用等重大項(xiàng)目持續(xù)保持良好發(fā)展態(tài)勢(shì)，盛虹煉化一體化項(xiàng)目即將投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。

表3 國(guó)家生態(tài)工業(yè)示范園區(qū)等水資源相關(guān)指標(biāo)體系及標(biāo)準(zhǔn)值要求

圖2 徐圩新區(qū)工業(yè)總產(chǎn)值變化趨勢(shì)(2014—2020)

2.1.2 發(fā)展規(guī)劃 根據(jù)徐圩新區(qū)石化產(chǎn)業(yè)基地發(fā)展規(guī)劃[13]，新區(qū)近期發(fā)展目標(biāo)為2025年煉油總規(guī)模達(dá)到1 600 萬(wàn)t級(jí)，乙烯規(guī)模達(dá)到280 萬(wàn)t級(jí)，芳烴規(guī)模達(dá)到280 萬(wàn)t級(jí)；遠(yuǎn)期發(fā)展目標(biāo)為至2030年，煉油規(guī)模達(dá)到4 000萬(wàn)t級(jí)，乙烯規(guī)模達(dá)到600 萬(wàn)t級(jí)，芳烴規(guī)模達(dá)到700 萬(wàn)t級(jí)。預(yù)計(jì)到“十四五”末，徐圩新區(qū)將實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)稅銷(xiāo)售收入突破3 000億元，力爭(zhēng)綜合實(shí)力進(jìn)入全國(guó)化工園區(qū)前三強(qiáng)，打造成為國(guó)內(nèi)生態(tài)園區(qū)示范標(biāo)桿，建設(shè)成為世界一流石化基地。

截至2020年，徐圩新區(qū)石化產(chǎn)業(yè)基地在建及規(guī)劃用水項(xiàng)目超過(guò)10個(gè)。通過(guò)實(shí)地調(diào)研，以及在徐圩新區(qū)官方網(wǎng)站新聞中心與公示公告版塊檢索“環(huán)境影響”“可研”“工程”“項(xiàng)目”等關(guān)鍵詞來(lái)搜集石化產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目相關(guān)動(dòng)態(tài)，整理徐圩新區(qū)在建及近期規(guī)劃建設(shè)石化產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目如表4。

2.2 國(guó)內(nèi)典型化工園區(qū)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)標(biāo)

2.2.1 經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo) 通過(guò)將徐圩新區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及近期發(fā)展規(guī)劃與國(guó)內(nèi)先進(jìn)化工園區(qū)、典型化工企業(yè)及綠色化工園區(qū)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系目標(biāo)值進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)徐圩新區(qū)由于處于發(fā)展初期，工業(yè)總產(chǎn)值距上海化工區(qū)等化工園區(qū)尚有差距，已達(dá)到綠色化工園區(qū)目標(biāo)，隨著重大項(xiàng)目陸續(xù)投產(chǎn)，徐圩新區(qū)工業(yè)總產(chǎn)值將提高約7.5倍，超過(guò)上?；^(qū)及上海石化。

表4 徐圩新區(qū)石化產(chǎn)業(yè)基地在建與規(guī)劃項(xiàng)目

圖3 國(guó)內(nèi)典型化工園區(qū)工業(yè)總產(chǎn)值對(duì)比

2.2.2 水資源消耗指標(biāo) 目前來(lái)看，徐圩新區(qū)萬(wàn)元產(chǎn)值水耗與上?；^(qū)、惠州大亞灣等國(guó)內(nèi)先進(jìn)化工園區(qū)相比，還存在一定的距離，在十四五期間重大項(xiàng)目投產(chǎn)后，徐圩新區(qū)萬(wàn)元產(chǎn)值水耗將降低70.87%，與上?；^(qū)等化工園區(qū)基本持平。

圖4 國(guó)內(nèi)典型化工園區(qū)萬(wàn)元產(chǎn)值水耗對(duì)比

2.2.3 廢水近零排放水平指標(biāo) 徐圩新區(qū)萬(wàn)元產(chǎn)值廢水排放量也在持續(xù)優(yōu)化，隨著東港污水處理廠(chǎng)高鹽廢水、中水回用等項(xiàng)目的投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)，徐圩新區(qū)萬(wàn)元產(chǎn)值廢水排放量將持續(xù)降低，“十四五”期間，預(yù)計(jì)將降低64.08%。由于現(xiàn)階段園區(qū)廢水污染源較少，廢水量較小且水質(zhì)較單一，徐圩新區(qū)萬(wàn)元產(chǎn)值COD排放量和氨氮排放量均優(yōu)于國(guó)內(nèi)先進(jìn)化工園區(qū)，且達(dá)到綠色化工園區(qū)目標(biāo)，近期規(guī)劃項(xiàng)目投產(chǎn)后，園區(qū)廢水量將顯著增加，水質(zhì)也將趨于復(fù)雜，萬(wàn)元產(chǎn)值COD排放量和氨氮排放量將會(huì)進(jìn)一步增大，也是新區(qū)下一步重點(diǎn)關(guān)注的方向。

圖5 國(guó)內(nèi)典型化工園區(qū)萬(wàn)元產(chǎn)值廢水排放量(左：t/萬(wàn)元)、COD排放量(中：kg/萬(wàn)元)和氨氮排放量(右：kg/萬(wàn)元)對(duì)比

3 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)分析國(guó)內(nèi)外廢水近零排放研究進(jìn)展，以及我國(guó)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)體系要求，結(jié)合徐圩新區(qū)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展現(xiàn)狀和近期發(fā)展規(guī)劃，發(fā)現(xiàn)基地產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的同時(shí)，受區(qū)域水資源條件、水質(zhì)情況及水環(huán)境容量等多重因素的制約也愈發(fā)凸顯，通過(guò)對(duì)比國(guó)內(nèi)先進(jìn)化工園區(qū)，現(xiàn)階段在萬(wàn)元產(chǎn)值污染物排放量等指標(biāo)上與國(guó)內(nèi)先進(jìn)園區(qū)還存在一些差距。通過(guò)對(duì)標(biāo)，建議徐圩新區(qū)可以從以下幾個(gè)方面優(yōu)化提升廢水近零排放水平：借鑒國(guó)內(nèi)先進(jìn)石化企業(yè)節(jié)水措施；鼓勵(lì)企業(yè)實(shí)施廢水分質(zhì)分類(lèi)預(yù)處理；鼓勵(lì)企業(yè)開(kāi)展雨水利用節(jié)水工程；持續(xù)加快高鹽廢水和中水回用工程項(xiàng)目等。相信，采用上述綜合措施，一定能持續(xù)提升水資源利用效率，減少污水外排對(duì)環(huán)境的影響，提高園區(qū)競(jìng)爭(zhēng)力，打造綠色、生態(tài)新區(qū)，加快成為世界一流石化基地。