化工园区是化学工业集成化、规模化和现代化发展的重要载体,也是推动产业升级、资源利用和环境治理的重要平台。随着园区规范化建设推进,国家对绿色生产、无害化处理和“无废城市”建设提出更高要求,园区治理正由企业单独达标转向整体协同治理。
当前,化工园区“三废”(废气、废水、固废)治理仍存在以企业为单位、以单一污染物为目标的模式,容易导致末端治理压力大、跨介质协同不足、资源化利用率低,二次环境污染风险增加。基于相关政策和排放标准,本文从园区整体视角出发,围绕源头减量、过程协同、末端治理和资源化利用等方面,讨论化工园区“三废”的协同治理,并结合典型园区案例,为“无废园区”建设和减污降碳协同增效提供参考。
建设“无废园区”,先从源头减量做起
源头减量是“三废”协同治理的关键起点,重点在于从原料选择、工艺设计和副产物管理上减少污染产生。与末端处理相比,前期控制可显著减轻治理负担,同时有助于维护周边生态环境。
首先要从政策和技术上鼓励原辅料替代和清洁生产,化工生产过程中一些原料自身就具有毒性强、易挥发、强腐蚀和难降解等特性,不仅会对生产设备造成破坏,更威胁从事生产人员的身心健康,进而威胁到周边的生态环境。因此,如果能在工艺设计阶段就避开这些危险性高的原料,采用绿色或者半绿色低危险性的化工原料,就可以降低挥发性有机物、难降解废水和固废的产生。
其次是对生产设备采用密闭化和实时的泄漏检测技术,化工园区中挥发性有机化合物(VOCs)排放往往与物料储存、转移输送、装卸、反应和分离过程密切相关,如果在这些过程中实行密闭化投料输送并利用数字技术实现重点区域的实时检测,就可以减少废气的大量排放。同时,这样的技术应用也有效保证了生产安全和生态安全。
最后是对副产物回收与循环利用的重视,部分化工副产物并非完全没有利用价值,如果在源头阶段进行分类识别和品质控制,可通过回收、精制、再生或作为其他生产环节原料等方式实现循环利用。例如,废酸、废碱、有机溶剂、副产盐和部分可燃气体,在满足安全和环保要求的前提下,可以进入园区内部资源循环体系。通过副产物回收利用,不仅能够减少固体废物和危险废物产生量,也能够降低废液处理和末端处置压力。
过程协同:把企业治理变成园区治理
生产过程控制衔接源头减量与末端治理,需对污染物进行分类收集、分质处理并全程监控,避免混合带来的处理难度增加与环境风险。化工园区“三废”成分复杂、浓度波动大且危险性差异显著,因此建立精细化分流、协同治理和动态监管体系非常必要。
企业的排污波动或事故排放可能影响整体环境安全,因此园区需建立信息共享和统一调度机制,对生产负荷、污染浓度、废水量、废气组成及危废产生量进行全过程监管,加强企业间的协同治理。对浓度高、波动大的污染源,采用预处理、均质调节及工艺优化降低对集中处理设施的冲击。
末端治理是化工园区“三废”治理的最后一道屏障,但在协同治理的视角下,末端治理不应只关注某一污染物是否达标排放,还应关注治理过程产生的副产物、残余物和二次污染等问题。因此,“三废”的末端治理技术应进行系统衔接。
在废气治理方面,化工园区常见废气包括VOCs废气、酸碱废气、含硫废气、含氮废气、含尘废气和恶臭气体等。针对不同污染物,可采用吸附、冷凝、吸收、催化氧化、蓄热式热力氧化、除尘、脱硫脱硝和生物处理等技术。
在废液治理方面,化工园区废水具有成分复杂、有机物浓度高、盐分高、毒性强和可生化性差等特点。通常需要采用“企业预处理+园区集中处理+深度处理”的组合模式。企业端应对高浓度、高毒性、难降解废液进行预处理,园区集中污水处理厂则承担均质调节、生化处理、深度氧化、膜处理、蒸发结晶等功能。与此同时,废液处理过程会产生污泥、浓盐水、废膜组件和结晶盐等衍生固废,这些物质需要进一步进行属性鉴别、减量化处理和安全处置。
在固体废物治理方面,应按照减量化、资源化和无害化原则,建立分类收集、规范贮存、安全转移和合规处置体系。对于一般工业固废,可优先考虑综合利用;对于危险废物,应严格落实分类贮存、台账管理和专业处置要求。对于废催化剂、污泥、蒸馏残渣等存在可二次利用价值的固废,应根据其污染特征选择再生利用、物化处理、焚烧或安全填埋等方式。
化工园区无废治理新路径
面对时代需求,国内已有化工园区积极探索、勇于实践,将协同治理“三废”,实现无废园区变成现实。
1.末端治理与资源化利用协同+数字化监管
传统企业独立处置固废的模式,普遍存在处置能力不均、治理成本较高、管理分散、转运效率偏低等问题,既加重了企业运营负担,也限制了所在园区整体环境治理效能提升。对此,江苏扬子江国际化学工业园摒弃企业分散治污的模式,通过园区统一统筹与集中服务,将企业固废末端治理纳入园区一体化管理,构建协同化、集中化、信息化的固废治理体系,为“无废园区”建设提供了有效的实践支撑。
为破解固废治理痛点,园区搭建固废治理公共服务平台,整合全链条治理资源,为入驻企业提供固废收集、分类、转运以及资源化利用全过程服务,通过平台统一管理、集中合作与规模化处置,有效平衡了企业固废处理能力的差异,降低了单体企业处置成本,规范了废物转运流程,提升了园区固废治理资源的整体配置与利用效率。
在资源化利用方面,园区秉持固废减量化、资源化、无害化原则,依托废白土综合利用、超临界水氧化等先进技术,推动固废从末端处置向资源循环利用转变,有效削减固废最终处置量。其中,废白土经筛选、热处理加工后可作为工业原料再次利用;有机类固废经超临界水氧化处理后,产生的能量可作为可再生资源利用,同时可生成新型副产品。上述技术的应用,有效提升了固废处置与资源利用效率,搭建起园区固废循环利用框架,契合“无废园区”的建设理念。
在监管层面,园区依托信息化管理平台,实现固废全生命周期数字化监管。平台将固废产生、转移、处置等全过程纳入电子化管控,对各环节数据进行实时记录、动态追踪与资质审核。企业固废从产生、分类收集、转运到最终处置的全流程均可掌控,有效消除传统监管盲区。智慧监管模式在节约园区管理成本的同时,显著提升了园区环境风险精细化管控水平。
除此之外,园区注重治理经验与技术的共享推广,通过常态化开展固废管理培训与技术交流活动、发布统一的管理标准手册,形成规范化、可复制的园区固废管理模式。该模式有效避免了企业单独建设治理体系造成的重复投入与资源浪费,进一步提升了园区固废治理的整体效能。
2.“减量循环+数字监管”模式
宁波石化经济技术开发区以“减量循环+数字监管”为模式,结合源头减量、过程协同以及资源化,形成园区级“三废”协同治理闭环。该治理思路的关键点就是从源头上减少废物的产生,在循环利用过程中以及数字化监管下进行全过程闭环处理。
在源头减量方面,园区通过工艺优化和技术改造,从生产源头严控固体废物与污染物产生。例如将传统白土吸附工艺改为重组加氢工艺,从源头减少废白土产生量;针对污泥处理,采用低温带式干化工艺,利用厂区生产余热实现脱水干燥;针对油泥处置,应用“超声波+离心脱水”技术,实现油泥源头减量化80%以上。系列技改优化措施覆盖原材料使用、生产过程及副产物管控全环节,从源头实现污染物减量,减轻了末端治理压力。
从过程协同看,园区联通四个污水处理厂,实现污水治理设施“一体化布置、标准化管控”,形成一个集约化污水处理体系。通过设施联通与流程规范管理,可对各企业产生的高浓高毒废液进行统筹安排处置,实现废液量的均质调节,并结合生化处理、深度氧化、膜处理、蒸发结晶等组合工艺,实现高浓度废水的有效治理。该协同治理模式有效缓冲了单企废水冲击负荷,提升了治污系统运行效率,构建了园区废水协同治理格局。
为完善资源循环体系,园区内开展废酸再生、钛石膏制备水泥缓凝剂、废碳酸钠盐资源化、飞灰水洗提盐等多种废弃物资源化利用项目。同时推行危险废弃物“点对点”利用模式,缩短废弃物运输距离,减轻末端处置压力和环境影响,促进废弃物在园区内形成闭路循环,实现“减量化-再利用-风险防控”的有机结合。
园区搭建的智慧管控平台,可实现废弃物从源头产生、过程转运到末端处置的全流程跟踪管控。平台能够自动统计分析废弃物产生量、处置状态、资源循环利用率等关键数据,辅助园区做出科学管理决策。通过数字化动态管控,园区可把控废弃物源头削减成效与循环利用水平,常态化管控整体环境风险,保障园区固废治理体系稳定高效运行。
从扬子江国际化学工业园到宁波石化经济技术开发区,绿色化工发展已然摆脱理念化的口号局限,在政策与技术的双向扶持下,形成了一套可以落地的园区治理方法论。该方法论不再是单一污染源或废物源处理的传统思维,而是关注污染物和废弃物在园区内部如何产生、流动、转化和消纳,构建起全方位、系统化的治理体系。源头减少产生量,过程减少失控风险,末端治理守住环境底线,资源化利用提升循环效率,数字化监管保障全过程可追溯,五大维度相辅相成、协同发力,形成了化工园区“三废”治理的“组合拳”。
(作者单位:辽宁省生态环境事务服务中心和北京北化大投资有限公司)
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