工业废水污染源的控制
出处：按学科分类—工业技术 企业管理出版社《工程师手册》第1129页（7345字）
防治工业废水对环境的污染，必须从控制污染源做起，也就是说，必须首先尽最大努力减少甚至消灭工业企业排放的废水。这才是治本的办法，才是将发展经济和保护环境统一起来的正确方针。
工业生产中的很多环节，如原料生产和加工过程，燃烧、加热和冷却过程，成品整理过程等都可能成为工业废水的污染源。除了工业区或原材料堆放场的地面迳流形成的废水污染外，多数是从生产设备或生产车间排放出来的。其数量和性质决定于工业生产的性质及采用工艺技术。
为了做好污染源的控制，必须先对污染源进行调查。调查内容包括：(1)工厂的基本情况。例如产品种类、产量；原料来源、性质及耗量；采用的生产工艺、管理水平和生产制度；工人人数等。(2)工厂的用水及废水情况。例如，用水点、用水性质、用水量及其变化、要求的水质；废水排放点、排放量及其变化、废水水质及其危害。此外，还应调查工厂是否采取了循环用水的措施和重复用水率为多少。(3)已采取的防治措施及其效益，包括厂内、厂外的各种防治措施。如果尚未采取措施，则应了解已造成的各种危害及恶果。
国内外多年的实践经验表明，通过以下途径来控制工业废水污染源是行之有效的，可以在对污染源进行调查的基础上，根据具体条件考虑采用。
1．积极开发无废少废工艺
无废、少废工艺，或称无废、少废生产技术，是60年代后期发展起来的新技术。当时西方工业发达国家饱尝了工业污染的苦楚，逐步从实践中取得经验教训，认识到消极地在废水排放口进行治理不如积极地在生产上进行预防更为有效。事实证明，通过合理地利用资源和能源并加强生产管理，生产过程中排出的废水可以大为减少甚至消灭。这种物料和能量的消耗最少、排出的废物量也最少的生产技术，就是无废、少废技术，也有人美称其为清洁技术。
我国已将开发和采用无废少废工艺作为防治工矿企业废水污染的重要技术政策之一，因为它符合将经济发展与环境保护统一起来的战略方针，可以兼收环境效益和经济效益。无废少废技术在世界各国也受到了高度的重视。联合国环境署曾主持召开了两次有关无废技术的国际学术讨论会，支持出版了有关无废技术的出版物，提供了一些成熟的无废技术的成套资料，供推广使用。
采取什么措施才能实现无废或少废生产工艺呢?
(1)改革产品、改革原材料
(2)改革生产工艺、改革机械设备
(3)从废水中回收有用产品
(4)发展无水生产工艺
(5)加强生产管理，控制跑冒滴漏
2．大力推广循环用水系统
70年代以来，世界工业发达国家大多认识到水的重复利用和循环利用的重大效益，因此大力发展和推广。其速度之快和成绩之显着是惊人的，以至于工业用水的重复用水率，已经成为衡量－个国家、一个部门、一个工厂发展水平的重要标志之一。
据报导，美国工业用水重复用水率1975年为49%，1985年达75%，2100年预计将达89%；苏联工业的重复用水率，1971年为54%，1980年即达70%；到1973年，日本工业重复用水率，化工工业达73%，钢铁工业达83%，造纸工业达36%，食品工业为16%(此四项工业是日本的四大用水工业，其用水量约占全部工业用水量的85%)；南非地处干旱地区，其钢铁、火力发电、煤炭、炼油及化学工业的重复用水率均高达90%以上。这些都说明，只要采取适当的措施，发展循环用水和重复用水系统的潜力是很大的。
我国工业的重复用水率还很低，与先进工业国家相比尚有很大差距，如钢铁企业的重复用水率，美国已达97%以上，法国为95%，日本为95～97%，而我国仅为59～90%；近年来虽逐年有所提高。但不同企业之间的发展却不平衡，有的提高较慢，有的甚至反有下降。
常用的工业重复用水和循环用水系统有以下几种：
(1)循序使用的重复用水系统，如图7．3．2－1所示。
图7．3．2－1 循序使用的重复用水系统
(2)间接冷却水循环系统，如图7．3．2－2所示
7．3．2－2 间接冷却水循环系统
(3)直接冷却水循环系统
(4)洗涤水循环系统
3．实行污染物排放总量控制
污染物排放总量控制技术是对应于污染物浓度控制技术、为了切实地保护环境而发展起来的。实践证明，只靠控制污染物排放浓度是不够的，因为大量低浓度废水的排放也有可能造成严重的污染，只控制污染物排放浓度的政策还会造成不进行防治而依靠稀释来满足排放标准的不正常情况，不能有效地控制环境质量。通常，可以从不同角度来实行污染物排放总量的控制。
(1)从环境同化容量的角度建立并实行污染物排放总量的控制
如前所述，环境(包括水环境)对于人类所排放的污染物有着一定的同化能力，或称同化容量，即污染物能在环境中发生一系列物理、化学以及生物学性质的变化，减少以至消除其污染影响。人们应该利用这种同化容量。但是也必须认识到，这种容量是有限的，超过环境容量任意排放污染物，必将造成不同程度的环境质量恶化，甚至酿成严重的公害事件。
因此，污染物排放总量控制的实质，就是按照环境同化容量控制污染物排放总量，保证排放的污染物总量不超过环境的同化能力，使环境不致受到污染。
必须指出，对环境同化容量的定性描述虽然比较容易，比较清楚，但要将其定量化就很困难了。目前，为了实际应用的方便，对环境同化容量定量化的方法一般是：首先要把笼统的环境同化容量的概念具体化为某一区域的某一种特定环境的同化容量，对某区域某特种环境(例如，某一水域、某一城市等)进行剖析就比较方便了。其次是应根据污染物的性质及其对环境和人类的影响程度区别对待。对重金属、有毒物及难生物降解的有机物应从严控制，对可生物降解的有机物和毒性不大的污染物可适当放宽限制。最后，可以把维持住某种环境质量标准的污染排放总量“拟”为环境同化容量。这样，就可以将环境同化容量的定量化问题转化为用某种环境质量标准计算出容许排放总量的问题了。
国外自60年代末开始对污染物排放总量控制进行研究，尤以日本、美国为先进，已制订出一套污染物总量控制制度，采取了各种有效措施和法律保证手段。各国污染物排放总量控制技术的实施，大体上是围绕以下工作进行的：
①研究污染物在环境中的行为及自净规律。例如，美、日、苏等国已研究出了多种污染物在环境中扩散、迁移、转化的规律，并借助电子计算机使这种规律得以实际应用。
②研究制订环境质量标准。上述三国在70年代前后都制订了各自的环境质量标准，或者在指定地区一定时期内应达到的环境质量目标值。
③研究确定各有关污染源对环境污染的责任分担率。
④研究按环境同化容量或容许排放量削减污染源排放量的有关技术措施和管理措施。
各国的实践证明，污染物排放总量控制技术不仅能有效地控制环境污染，而且也大大地促进了生产的发展。
(2)从物料流失总量的角度建立并实行污染物排放总量的控制
前已述及，工业废水中所含的污染物质实际上就是工业生产中流失的原料、材料、半成品和成品。如果能通过改革工艺、加强管理等措施来减少物料流失总量，则不仅能收到降低生产成本，提高产品得率的好处，还能大大减少污染物排放总量。
通过控制工业生产的物料流失量来控制污染物排放总量的方法，也应与有关的环境标准、环境同化容量的计算等结合起来考虑实施。
我国某些省市在污染物排放总量控制－物料流失总量控制方面，进行了大量调查研究及计算工作，并在此基础上制订了《流失总量控制办法》，在工厂中试行，取得了良好的成果。他们的主要做法是：
①对工业生产中的原料及成品进行分析，逐工序、逐岗位、逐项目地查明物料去向及变迁情况，查明物料流失量、流失点以及流失原因。调查分析表明，造成物料流失的原因中，多数是主观原因，例如，设备操作不当、管理不善、工艺条件控制不严等。
②根据同类工厂生产工艺及管理措施的先进水平及各厂的具体条件，制订出物料流失量的控制指标。其指标应分类分级，并与实际流失量相比较，求得总量削减指标。工矿企业应将污染物排放总量削减指标列入企业计划，与其他技术经济指标给予同样的重视。
③落实削减污染物排放总量的技术、管理措施。包括改革工艺、技术改造、建立岗位责任制、加强监督检查、采取经济及行政的奖惩措施等。工厂的生产部门和环保部门要密切配合，共同负责完成污染物排放总量的控制计划。
④检查效益分析问题，在原定指标实现以后考虑是否要提出新指标，并结合企业发展计划制订新的控制计划。
我国某市实行污染物排放总量控制三年来，取得了各方面的成效。在化工、制药行业的工业总产值增长10．9%的同时，其污染物排放总量却下降了25．6%，如按万元产值的污染物排放总量计算，则下降了33．5%。铅、铬、酚、氨基物、油、氯等13种污染物排放量，都呈现出明显的下降趋势，大大减轻了对该市水体的污染。
综上所述，可见上述两种实行污染物排放总量控制的做法，虽然立足点不同，工作内容不同，目的却是相同的，“殊途同归”，而且收到了相同的效果。前者是立足于环境的要求，根据环境标准确定应控制的污染物排放总量。为了达到这个目标，工业企业必须采取各种手段来控制其物料流失总量。后者立足于生产的科学管理及最大限度地利用原材料，在此基础上确定应控制的物料流失总量。如能实现这个控制目标，排放至环境的污染物总量自然也得到了控制。因此，二者在本质上是完全一致的。
4．实行厂内清污分流
为了有利于对不同性质的工业废水分别进行处理和利用，工厂内部应实行清水、污水分流，并设置多个管道系统收集不同性质的废水，采取不同的处理对策。
清污分流是推广工业循环水系统的前提，也是减少废水排放量的最有效措施。在很多老企业中，往往只有一个排水系统，使水质洁净的冷却废水和水质污浊的生产废水混杂在一起。这不仅使清洁废水的水质受到严重污染，无法循环使用或重复利用，而且污染严重的生产废水被大量清洁废水所稀释，使污染废水水量往往会增大几倍甚至几十倍，同时废水中污染质的被稀释，使有用物质的回收变成不可能的事，也使废水处理的基建投资和运行费用大大增加。因此，新建企业必须把清污分流作为企业排水系统设计的主要准则，老企业也应对旧有排水系统逐步进行技术改造，做到清水污水分流。
必要时，工业企业内部最好能建造多个排水系统收集不同性质的工业废水，以便采用不同的处理和利用方法。例如，酸碱废水具有腐蚀性，对废水处理厂的废水生物处理有危害，应设独立的管道收集，并尽可能在工厂内部进行调节和中和处理。含油(脂)废水有引起火灾、爆炸及管道堵塞的危险，也会影响废水处理厂正常工作，应设专门管道系统并在工厂内设捕油器或隔油池对其进行处理。此外，含重金属离子的废水、含生物难降解的有机物的废水和含放射性物质的废水等，也都应单独设置管道系统，并分别采取不同的方法加以处理和利用。
5．综合运用厂内治理及厂外治理
工业废水是在厂内单独治理，不是排至厂外的城市下水道系统与城市生活污水合并治理，这是一个涉及很多因素的问题，应予以慎重分析，经比较后决定。一般，应尽力综合运用厂内治理及厂外治理措施，发挥二者的长处，避免各自的短处。也就是说，正确的方针应该是，先分别由工厂解决各自的特殊水质问题，使废水水质与城市废水水质基本一致，不致损坏下水道，不致破坏处理过程的正常运行，不致影响污泥的肥料价值，然后交由城市污水厂处理。
这样做的好处是：
(1)建设费用和运行费用较省
资料表明，处理能力为12万米3／日和5000米3／日的二级废水处理厂，其日处理每米3废水的基建费用之比约为1：16，运行费用之比约为1：2．9。
(2)处理效果较好
工业废水的水量、水质波动可受到城市污水的调节而缓和，其有害物质的影响将因为城市污水的稀释而减弱，城市污水中又含有微生物所需的营养，因此合并处理能得到较好的处理效果。
(3)占地面积省，土地易得
合并处理可省去大量附属构筑物所占的面积，而且在城市的边远郊区也较易征得所需的土地。
(4)管理水平较高
集中的城市污水处理厂有较高技术水平的人员管理，易保证正常运行。
但是必须防止工业废水的某些特殊污染物质对城市污水处理厂及城市下水道产生不良的影响。国内外很多城市都规定了工业废水排入城市下水道水质标准，其主要项目有：
①pH值：一般要求在5．5～9．0的范围内，以防下水道及处理厂设备被腐蚀，以免影响生物处理的正常运行。
②油脂：要求不得超过100毫克／升，以免影响地下水道及处理厂的正常运行。
③颜色：当工业废水量与城市废水量的比值为1：4时，要求看不出特殊的颜色，因为城市污水厂的处理工艺一般无去色的效果，带色的废水排至水体有碍观瞻。
④悬浮固体：要求不超过一定值，为300～500毫克／升，以免在下水道中发生淤积并加重城市污水厂负担。
⑤生化需氧量：规定的限值不等，有的规定300～500毫克／升，也有的不规定限值。考虑的主要出发点是不希望过多地增加城市污水厂的负荷。
⑥重金属：如Cr、Sn、Pb、Zn、Hg、Cu、Hi等，分别有一定的限值，主要是防止抑制废水生物处理中微生物的活动。
⑦难降解有机物及其他有毒物：为了防止这些物质对环境的毒害及对微生物的抑制作用，也考虑到一般城市废水处理对它们无净化效果，必须限制其排放。
⑧可燃物、起泡剂：要禁止排放这类物质，以免造成火灾及废水处理厂难以处理的泡沫问题。
⑨其他杂质：如煤渣、金属、玻璃、焦油、塑料、灰分等，都会影响处理厂的正常运行。因此，应当禁止排放。
⑩温度：不得超过65℃，以防温度太高加速腐蚀和引起挥发性气体逸出等。
对于不符合上述水质标准的工业废水，宜在工厂内部针对废水的特殊水质采用预处理设施，先解决其特殊问题(例如，进行中和，隔油、沉淀等)然后排至城市下水道与城市废水合并处理。水质与城市废水极不相同的工业废水，如电镀废水，则应采取单独的厂内治理措施。