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污水厂的处理流程中的工艺细节管理(二十八)-生化池的运行细节

作者:王帆 马佳莹等  
评论: 更新日期:2024年09月12日

炼焦行业是水污染物排放的主要行业之一,国家和地方已开始高度关注其水污染排放标准。为了解我国炼焦行业废水排放的标准体系,围绕污染物控制和管理水平改善目标,系统研究了美国、欧盟、日本等国家与我国炼焦行业废水的污染物排放标准,从排放标准的建立体系、排放限值等方面进行了对比分析。结果表明,国外相关标准的执行有很强的法律支撑;日本地方政府在标准实施中具有很强的能动性;美国及欧盟将排放限值与处理技术相结合,且排放要求更加严格。结合我国现行标准体系提出了以下几点建议:提高相关废水处理技术,积极推进最佳可行技术(Best Available Technology,BAT)体系建设,及时更新排放标准和加强相关标准法律效力,以期为焦化废水排放和污染物控制提供依据,为我国炼焦行业减排方案制定和废水排放标准的修订与实施工作提供参考。

近年来,水环境污染引起社会的广泛关注,污染物控制和管理水平对水环境保护至关重要。污染物排放标准是国家环境管理与执法的重要依据〔1〕,起直接控制污染源排放的作用。污染物排放标准由各国根据自身国情和污染物处理技术制定,且排放控制要求随着经济和技术水平的发展逐步提高。

炼焦行业废水具有化学成分复杂、水质多变和无机、有机污染物含量高等特点,是一种典型的高浓度难降解工业废水〔2〕,其处理过程需按照固定的标准体系才可以保证污水处理质量。我国现有的炼焦行业废水处理标准对于废水中某些特殊污染物的认识不足且缺少标准化处置体系,因此目前较难依靠废水处理标准的实践提升焦化废水的处理水平和效率。本研究梳理对比了美国、欧盟、日本等国家与我国炼焦行业废水的污染物排放标准,系统阐述了废水排放标准的建立体系、限值分析等。并结合我国炼焦行业现行标准体系和污染物管理水平提出了建议,以期为焦化行业废水排放标准的修订和实施工作提供参考。

1 炼焦行业水污染排放标准体系

1.1 美国炼焦行业水污染物排放标准概述

美国环保署于1974年颁布了《钢铁(I & S)废水指南和标准》(40CFR第420部分),建立BPT(Best Practicable Control Technology Currently Available)、BAT(Best Available Technology)、NSPS(New Source Performance Standards)和PSNS(Pretreatment Standards for New Sources),用于综合钢铁行业的基本炼钢业务,并于1976年、1982年、1984年、2002年和2005年修订了该法规。该条例涵盖从事钢铁制造、成型和精加工(包括焦炭制造)的全部设施。I & S法规将钢铁行业分成13个子类别,炼焦行业为A子部分。

美国环保署于1982年5月27日在40CFR第420部分颁布了《钢铁点源类别的废水限制指南和预处理标准》(47FR23258),并于1984年5月17日修订了这些法规(49FR21024)。这些法规为炼焦、热端和精加工操作建立了限制和标准。2002年美国环保署修订了钢铁制造废水指南中部分内容,对A子部分(炼焦)、B子部分(烧结)和D子部分(炼钢)的污水排放限制指南和标准进行修订,并针对新增的M子部分(其他操作)颁布了新的污水排放限制准则和标准。本次修订还删除了有关过时操作的规定:蜂巢式焦炉、锰铁高炉和平底炉炼钢。2005年美国环保署恢复了允许在国家污染排放消除系统(National Pollutant Disge Elimination System,NPDES)许可证中使用替代油脂限制的规定,并更正了NSPS生效日期中的错误〔3〕。

1.2 欧盟相关标准体系概述

1996年9月欧盟通过了综合污染预防与控制指令(Integrated Pollution Prevention and Control,IPPC指令)96/61/EC〔4〕。IPPC指令先后进行了4次修改,欧盟于2008年1月将96/61/EC指令及4个修订指令编纂成完整的2008/1/EC指令〔5〕。2010年11月,欧盟将现有的7个工业排放指令进行整合,将2008/1/EC指令升级为欧盟工业排放指令2010/75/EU(Directive on Industrial Emissions,IED)〔6〕。IED指令强调了BAT在环境管理中的重要性,规定了钢铁工业的污染物排放标准。钢铁行业BAT文件涵盖指令2010/75/EU附件I中指定的以下内容:活动1.3焦炭生产活动;活动2.1金属矿石(包括硫化矿石)的焙烧和烧结;活动2.2生铁或钢(一次或二次熔融)的生产。欧盟委员会公布BAT参考文件BREFs(Best Available Technique Reference documents),BREFs包括污染物排放限值、相关技术参数及监测要求等内容,是欧盟制定许可证条件以及排放限值的基础。根据欧盟规定,各成员国在参照BAT文件基础上,结合各国污染控制实践情况和法律规范,制定适合本国应用及发展的排放标准。

1.3 日本水污染物排放标准体系概述

日本主要依赖行政指导对污染物排放进行控制,由国家制定排放标准。日本水污染排放标准分为国家统一排放标准、追加排放标准、地方排放标准和总量控制标准4种〔7〕。针对炼焦化学工业废水排放,日本没有制定单独排放标准,而是应用国家统一排放标准及一些特殊规定。根据日本《水污染防治法》规定,水污染物排放标准分为健康项目和生活环境项目〔8〕。国家统一排放标准在应用中不区分行业而实行统一的限值,对处理技术受限的行业则采用暂行行业排放标准,随着技术的提高逐渐转为执行统一排放标准。若在某些公共水域中实施统一排放标准不足以保护人类生活环境和健康,为维护水域环境质量,督道府县可依法制定更加严格的追加排放标准。对于某些工业集中、严重污染的水域督道府县可制定总量控制标准,总量控制标准规定了特定水域中降低污染负荷的目标负荷和实现时间。

1.4 中国炼焦行业水污染排放标准概述

国家环境保护局于1992年颁布并实施《钢铁工业水污染物排放标准》(GB 13456—1992)〔9〕。2012年国家颁布《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB 16171—2012),于同年10月1日开始实施。该标准以2012年10月1日和2015年1月1日为两个时间节点,对现有企业水污染排放浓度限值及单位产品基准排水量做出不同时间段的规定;新建企业从2012年10月1日起即执行现有企业第二时间段的标准。同时,对条件较特殊、生态环境敏感的特殊区域,应用水污染物特别排放限值。随着技术发展,为了加强对炼焦化学工业企业水污染物排放管理,2019年8月1日生态环境部决定修改《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB 16171—2012),并发布修改单(征求意见稿)。2018年12月29日我国制订发布《炼焦化学工业污染防治可行技术指南》(HJ 2306—2018)中介绍了废水污染防治可行技术,根据适用条件不同介绍3种技术并说明了对应的污染物排放水平。

1987年5月5日,中国台湾地区根据《水污染防治法》制定发布放流水排放标准,至今对该标准进行了18次检讨修正。台湾地区放流水排放标准主要分为事业、污水下水道系统及建筑物污水处理设施放流水标准〔10〕,并根据不同行业差异分别制定水质项目及排放限值。标准主要包括适用范围、管制方式等共6项内容。当地管理部门可根据管辖范围内特殊环境或者特殊水体,对排放总量(浓度)、管制项目(方式)等内容进行扩充或限制,但需上级部门进一步核定。若由于事业或污水下水道系统密集,其水质无法达到放流水标准,则采用废(污)水排放总量管制方式。炼焦相关程序属于化工业分支,污水排放适用化工业放流水水质项目及限值。

2 炼焦行业水污染排放标准限值分析

2.1 美国焦化行业废水排放标准限值

美国针对不同情况,制定了不同的炼焦制造排放标准,因为技术要求、应用对象等不同,各标准中对污染物排放要求也存在一定差异和联系。美国关于炼焦制造的排放标准有BPT、BAT、NSPS、PSES(Pretreatment Standards for Existing Sources)、PSNS和BCT(Best Conventional Technology)。

2.1.1 BPT限值

BPT限值基于“现有最佳工厂的平均性能水平”,要求减少污染物,并考虑现有污染者的财务能力。BPT标准将炼焦企业分为商业焦炭厂和钢铁焦化厂,污染物排放限值见表1,这些限值代表了通过应用当前最佳可行控制技术能获得的废水削减程度。BPT在现有企业的可负担的基础上制定排污要求,污染物排放限值较宽松。

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2.1.2 BAT限值

BAT污水排放限制指南,表示通过应用经济上可行的最佳技术可以实现的污水削减程度,且其排放限值主要是针对有毒污染物和非常规污染物(表2)。对比表1、表2可以看出,相比于BPT,BAT对炼焦企业的氨氮、氰化物和苯酚设定了更严格的排放要求,并增加了对苯并(a)芘和萘的限值要求。

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2.1.3 NSPS限值

对于新增焦化企业,美国环保局颁布NSPS。1992年11月18日至2002年11月18日新建焦化企业,须继续达到经修订的《联邦规章》第40标题第420.14节规定的标准〔11〕。对于有毒和非常规污染物,该标准应一直适用到40CFR122.29(d)(1)中规定的适用时间期满。2002年11月18日以后开始建造的焦化企业必须满足表3排放限值。NSPS是经证实的最佳可行示范技术(Best Available Demonstration Technology,BADT)所能达到的最大削减,且NSPS标准与BAT中对氨氮、氰化物、苯酚、苯并(a)芘和萘的限值要求相同。

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