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废水零排放浅谈

中国石化 北京化工研究院环保所－刘正

[摘要] 对废水零排放进行了解释和说明，提出了废水零排放的主要考核内容，介绍了废水零排放的主要技术，并通过工程实例进行了技术及经济分析。同时也提出废水零排放不仅在末端，要从生产的全过程控制，在进行水平衡时应进行盐分析。

[关键词]废水零排放；水平衡；盐分析；膜分离技术；蒸发浓缩

所谓“零排放”意指在生产过程中所有的原料被完全利用，全部转换为产品，或完全循环至下一生产过程中去，不向自然界排出任何废弃物。在化工行业，纯粹的零排放意味着所有的反应物全部转化为产品、所有的催化剂被再次利用、整个生产过程中没有废物排出。这仅仅是指主要生产过程中的“零排放”，辅助生产（如蒸汽、循环水等）和附属生产过程中仍不可能达到“零排放”。因此，在实际的生产过程中，完全的“零排放”是不可能的，对于“零排放”的界定尚存在一定的分歧，并有了各种“零排放”定义和限定，通常“零排放”三个字也加上引号。

随着我国经济的发展和水污染的加剧，加重了水资源紧张的局面。废水排放标准的不断从严和执法力度的加大，使个别难处理达标的废水和位于水体污染敏感地区的企业不得不考虑企业废水的零排放。各种各样的废水零排放技术也随之产生，并能使各种各样的废水达到不同程度的零排放。

本文针对废水的零排放提出个人见解，供同行参考。

1 废水零排放的定义

在GB/T 21534—2008《工业用水节水术语》中有如下术语解释：

3.23 工业污水 industrial sewage——生产过程和生产活动中使用过、且被污染的水的总称。

3.24工业废水 industrial wastewater——生产过程中使用过，在质量上已不符合生产工艺要求，对该过程无进一步利用价值的水。（也就是说，企业在生产过程中的所有外排水均为工业废水。）

3.25 工业排水 industrial drainage——完成生产过程和生产活动之后排出生产系统或企业之外的水。

6.21 零排放 zero emission——企业或主体单元的生产用水系统达到无工业废水外排。（笔者认为可以理解为工业废水浓缩为固体或浓缩液，外送作为固废处置，不再以废水的形式外排。）1970年美国国家污染物排放清除法案（NPDES）首先对特定地区的零排放提出明确规定和要求。美国电力研究院（EPRI）进一步对电厂废水零排放定义为：电厂不向地面水域排放任何形式的水（排出或渗出），所有离开电厂的水都是以湿气形式或是固化在灰或渣中。可以理解为少量的废水在灰或渣中带出企业，作为固废一并处置，又称之为“液体零排放”。

企业为了达到不可能的废水零排放，在零排放前加上各种各样的解释，如废水排放口零排放、一次废水零排放、循环水排污零排放、反渗透（RO）浓水零排放、高浓废水零排放等，甚至提出准零排放的概念，意味着企业将某些单股废水做到零排放，同时减少了企业外排废水中的污染物总量，如高浓废水零排放是减少了企业废水中有机物的排放，循环水排污零排放和RO浓水零排放是减少了企业废水中有机物和盐的排放。企业的某种废水及污染物以浓缩液或固废的形式外排进行处置，虽然污染物并没有达到真正的零排放，但达到了废水零排放。

2 废水零排放

由于我国水污染加剧和水资源紧张，部分地区颁布了更加严格的废水排放标准，部分水污染严重的敏感地区甚至不允许企业的废水排放到水体。部分地区的废水排放标准见表1。

表1 部分地区的废水排放标准

标准下限值，mg/L 部分地方标准标准号

COD TN Cl-氨氮

陕西省地方标准（黄河流域（陕西段）污水综DB 61/224—20115020

合排放标准）

天津市地方标准（污水综合排放标准） DB12/356—200850

1000/16001) 1.0/1.5北京市（污水综合排放标准） DB11/307-2013（A/B地区）20/30 10/15

济南市人民政府办公厅关于提高部分排污企业

济政办字[2011]49号 45 4.5 水污染物排放执行的通知

河北省氯化物排放标准 DB 13/831—2006300

辽宁省地方标准（污水综合排放标准） DB 21/1627—200850154002)

1)为TDS；2）污水回用处理的反渗透浓水中Cl-的排放标准为1 500 mg/L。

部分地方污水排放标准从严，标准中则增加了全盐量的控制指标。

不断从严的标准和不断加大的执法力度对企业造成极大的压力。部分企业实施节水减排后的浓水更是难以达标，尤其是COD和TN，面临废水达标与资源化的双重压力。我国现行的废水排放标准为强制标准，节水标准为推行标准，严格的废水排放标准迫使企业从效益出发只能减少节水水量或采用稀释的方法以换取废水的达标排放。只有少数企业，尤其是大型国企，注重企业形象，本着对国家和水环境负责的态度，为了企业的可持续发展，根据“分类处理、按质回用”的原则，将污水达标与资源化结合起来，在保证废水排放达标的基础上实施节水，并通过技术措施对节水后的废水实施二次达标处理。

我国幅员辽阔，水资源及河流分布极为不均匀，内陆企业的废水只能经处理后向河流中排放，或通过地区污水处理场集中处理（部分污染物得到稀释）后排放至就近水体。排放标准中严格的COD和逐步从严的盐含量标准已经给敏感地区（流域）工业污水的排放带来极大的压力。由于黄河水中的污水和盐含量不断增加，黄河上游的省份已经提出工业污水不得排黄河，内蒙古环保厅则提出“沿河企业不入河”。我国能源产地和缺水地区在西部，产品消费主要在东部，高耗水、废水零排放是西部煤化工和部分水环境敏感地区发展中用水及水处理的最大特点。

3 水平衡、盐分析

若企业达到废水零排放，应给出可信的水平衡和盐分析数据。实际操作过程中，水的准确计量容易实现，不同温度条件下水的体积变化也可忽略，计量单位简单、明确，得出的水平衡数据有实际的比较意义。

准确、可信的水平衡数据应是在完整的用水计量上的统计结果，计量表应达到国家要求的水表安装率和准确率，有完善的检验、校表制度。由此而得到的水平衡数据，也可以说明企业的用水情况及用水水平，如水的重复利用率、生产及化学水制水比、循环利用率、凝结水回收率、污水处理回用等。

实际工作中，水中含盐量的指标通常采用电导和总溶解性固体质量浓度（TDS）表示，表征的是水中溶解组份的总量，不仅包括无机离子，也包括溶解的有机物等。电导的可操作性更强。严格意义上讲，盐不能像水一样定量平衡。盐的平衡很难做到，对于不同水质要求，盐的平衡控制指标只能作为综合考虑指标。但对于GB8979—1998《污水综合排放标准》中的一类污染控制物（重金属），应做到单项重金属盐的平衡，说明重金属盐的用途、来源、最终去向、处理和处置方法，以严格控制并防止重金属的污染。

企业的用水与节水数据离不开不同盐的引入、控制、排出的分析，通过进行某些盐分析，可控制用水指标。根据循环水水质的要求，对盐的控制指标主要有硬度、氯离子含量、硫酸根离子含量、总铁含量、电导等，浓缩倍数指排水与补水中钠（钾）离子浓度的倍数。与水计量不同的是，盐的控制往往是根据不同的水质要求而分析，并采用简单有效的控制手段。以石化企业用水为例，新鲜水主要用于循环水补水和化学水制备，由于污水回用，大大减少了新鲜水的用量。对于南方新鲜水含盐量较低的污水，可采用适度处理的方法，减少有机物、氨氮、石油类物质后作为循环水补水。对于北方水质较硬的污水，通常采用膜分离技术脱盐后作为化学水补水。对膜进水中的硬度、铁、锰、氟、锶、钡等进行分析与控制，除盐效果一般用电导表示。

污水回用水质指标也含有COD、氨氮含量、油含量、SS等限制，也应予以考虑。因此，水的平衡应有“排水与回用的平衡”，水质分析应有“排水与回用的衔接”。

煤化工企业用水特点与石化企业十分相似，用水与回用示意见图1。