海南省工业企业废水处理排放特征研究*

李茹枫 冯成洪# 张 静 郭晓宇 尹 肃 胡 超

(1.北京师范大学环境学院，水环境模拟国家重点实验室，北京 100875；2.海南省环境科学研究院，海南 海口 570206)

海南省工业企业废水处理排放特征研究*

李茹枫1冯成洪1#张 静2郭晓宇1尹 肃1胡 超2

(1.北京师范大学环境学院，水环境模拟国家重点实验室，北京 100875；2.海南省环境科学研究院，海南 海口 570206)

采用环境统计数据分析与主要典型企业实地调研相结合的研究方式，探讨海南省工业企业废水处理站废水产生、处理、监测及排放现状，并提出针对性的对策建议。结果显示，海南省工业废水排放主要集中在少数大型企业，中小型企业工业废水排放量仅占2.5%。工业废水处理工艺呈现多样化的特点，其中混凝沉淀和厌氧/好氧(A/O)工艺使用率均超过30.0%。所有企业均对常规水质指标进行监测，少数企业监测多类污染物。企业工业废水排放去向类别有5种，41.4%的企业排向市政管网。整体上，实地调研的31家企业出水水质均满足《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的要求，但部分企业废水处理站存在污泥浓度较低，环保设施维护人员专业知识匮乏等问题。

工业废水 处理 监测 排放 存在问题 建议

随着生态文明建设指导思想的贯彻实施，可持续发展和环境保护受到日益重视。据2015年全国年度环境统计公报显示，我国工业废水排放量为199.5亿t，占废水排放总量的27.1%[1]。而工业废水成分复杂，有毒有害物质含量多[2-4]。因此，近年来海南省各市县不断加大对企业排污的监管力度。然而，目前对于海南省各企业废水处理站的运行现状、工业废水产生特征及排放去向等情况依然缺乏系统认识。

为此，本研究在对海南全省环境统计数据进行分析的基础上，优选基本可代表全省工业废水排放特征的31家企业进行实地调研，探讨海南省工业废水处理站采用的主要工艺、污染物监测指标、排放去向、执行标准等情况，以期为科学管理海南省工业废水排放，改善生态环境提供决策依据。

1 海南省企业概况与样点选择

1.1 企业概况

纳入《海南省环境统计调查报告》的工业企业共有460家，行业种类91类，年工业废水排放量达6 910.9万t。其中海口市企业数量与行业种类数量最多，分别占全省的21.5%和57.1%，但洋浦经济开发区的工业废水排放量最大，占全省的40.2%。在91类行业中，涉及造纸、制糖、医药、橡胶、石化等众多行业，其中造纸业废水排放量最大。将海南省按以下区域进行划分(三沙市未统计分析)，各区域企业废水排放量见表1。

表1 海南省各区域工业废水排放特征1)

注：1)北部海口地区包括海口市、临高县、澄迈县、定安县、文昌市、屯昌县；中东部地区包括保亭县、万宁市、琼海市、陵水县、琼中县；西、南部地区包括洋浦经济开发区、昌江县、儋州市、白沙县、五指山市、乐东县、东方市、三亚市。

1.2 样点选择

由于海南省企业多集中在海口市及西部地区，东部城市多以发展旅游业为主，企业数量较少，因此实地调研主要走访海口市及西部城市，综合考虑企业的废水产生量、废水危害性及行业种类等因素，优选31家典型企业(见图1)共22个行业进行调研。鉴于海南省工业的典型特征，所选31家典型企业涵盖了全省重要工业种类，工业废水产生量约占全省工业废水产生总量的60%，因此调研企业废水排放情况可大体代表全省工业废水排放特征。

图1 海南省典型企业地理分布Fig.1 Geographical distribution of typical industrial enterprises in Hainan Province

2 结果与讨论

2.1 工业废水产生、处理、监测及排放特征

2.1.1 工业废水产生量特征

将工业废水产生量(Q，t/d)从0～10 000 t/d划分为4个等级，依次为0 t/d≤Q<100 t/d、100 t/d≤Q<1 000 t/d、1 000 t/d≤Q<10 000 t/d 、Q≥10 000 t/d。从图2(a)可见，工业废水产生量为100 t/d≤Q<1 000 t/d的企业数量最多，占企业总数的38.7%；其次，工业废水产生量为0 t/d≤Q<100 t/d的企业数量比例为25.8%。两者合计为64.5%，但工业废水产生量比例仅占2.5%，由此可见，大部分企业工业废水产生量较低。工业废水产生量为Q≥10 000 t/d的企业数量最少，而废水量却占总产生量的81.4%。因此，海南省工业废水排放主要集中在少数大型企业，中小型企业的工业废水排放量所占比例较低。各行业工业废水排放量情况如图2(b)所示，木竹浆制造工业废水产生量最大，所占比例达59.2%。其次为有机化学原料制造、含乳饮料和其他饮料制造、其他电池制造，这4个行业工业废水产生量合计在90.0%以上。由此可见，海南省工业废水排放主要集中在少数行业。

图2 企业工业废水产生量及各行业工业废水排放情况Fig.2 Production and the discharge of wastewater of different industrial enterprises and industries

2.1.2 工业废水处理工艺及其特征

企业采用的工业废水处理工艺有混凝沉淀、厌氧/好氧(A/O)、氧化沟、传统活性污泥法、生物接触氧化法(BC/O)、序批式活性污泥法(SBR)、升流式厌氧污泥床(UASB)、膜生物反应器(MBR)，各工艺所占比例见图3。企业工业废水处理站工艺选择除受自身条件限制外，主要取决于水量、水质、投资等因素。由图3可见，大多数企业采用混凝沉淀和A/O工艺，所占比例均超过30.0%。混凝沉淀工艺在工业废水深度处理阶段可进一步去除胶体、悬浮物等难以沉淀的污染物，从而提高出水水质；且具有投资少、过程简单、管理方便、效率高等特点，从而被广泛应用[5-7]。A/O工艺处理效果较为稳定，相比于其他工艺方法效率较高、成本低，且工艺流程简单、易于操作、较容易施工，已应用于制药、造纸、食品、化工等多个行业[8-9]。目前，这两种工艺运用较为成熟，处理效果较好。

图3 31家典型企业采用的工业废水处理工艺Fig.3 Sewage treatment techniques used in the 31 typical industrial enterprises

氧化沟的工艺流程较简单，操作简便，投资少[10-12]，调研中有4家企业采用此种工业废水处理工艺，根据企业水质水量特点，采用的氧化沟种类有卡罗塞尔氧化沟、奥贝尔氧化沟和一体化氧化沟。另外，传统活性污泥法、BC/O、SBR等工艺在海南省也有应用，但所占比例较低。

2.1.3 工业废水监测情况

工业废水中的污染物成分复杂、难生物降解和毒性污染物种类多，是造成水环境污染的重要污染源[13]。因此准确地对工业废水进行监测，可以确保排放水质达到相关排放标准，既不会危及水生生物生存和人类健康，又能使监测、处理后的水得到循环利用[14]。同时，通过对监测指标进行统计分析，建立全面、完整的监测结果及分析结果报告，可以实时掌握企业排污情况和处理设施运转状况[15]。

海南全省企业均对排放的工业废水定期监测，但监测指标各不相同。由图4可见，只监测常规水质指标(如COD、BOD、SS、氨氮等)的企业数量最多，占38.9%；监测常规水质指标和石油类污染物的企业比例占16.7%。总体而言，企业均进行常规水质指标监测，多数企业测定常规水质指标和另一类污染物，只有少数企业选择多类污染物进行监测。

注： a表示常规水质指标，b表示石油类，c表示重金属，d表示其他水质指标，包括挥发酚、硫酸盐、阴离子表面活性剂等。

图4监测各项工业废水水质指标的企业相对数量分布特征
Fig.4 Rations of industrial enterprises in the aspect of industrial wastewater quality monitoring index

2.1.4 工业废水排放去向

企业工业废水排入市政管网进入城镇污水处理厂进一步处理时，需满足《污水排入城镇下水道水质标准》(CJ 343—2010)，这种方式比直接排入天然水体相对安全，但会增加城镇污水处理厂的负荷，且若工业废水具有危害性，当工业废水在厂内由于某种原因没有达标进入市政管网时，工业废水中携带的重金属等有毒有害物质会对城镇污水处理厂的活性污泥产生威胁，致使微生物中毒，活性降低，处理效果下降。因此，当工业废水进入市政管网时，要严格确保其达标排放。对于排入河流和海洋的工业废水水质更应严格控制，防止对水生态环境造成危害。工业废水在厂内预处理后进入园区处理站集中处理是很好的废水处理方式，采用集中治污方式后，工业废水处理基本可从企业中分离出来，交给专业的工业废水集中处理厂处理，规模化的生产可避免企业重复投资自建，从而使企业的环保成本得到了分担；并且能够保证工业废水得到切实有效的处理，避免企业出现乱排现象。此方式还便于环保部门集中监管，有利于节能政策的推行，可降低集中作业区废水处理的能耗[16]。处理后的中水可用作生产补给水、设备冲洗水、循环冷却水以及绿化用水等[17-18]。中水回用不仅可以削减企业废水排放量，又可以减少企业自来水消耗量，降低企业生产成本。

由图5可见，工业废水排放去向有5种，分别是市政管网、河流、海洋、园区污水处理站和中水回用。其中排入市政管网的比例最高，占41.2%。主要原因是多数企业位于海口市，由于海口市污水处理厂的污水配套管网建设比较完善，企业排放的工业废水可以得到有效收集。排入河流的企业数量占11.8%，这部分企业多位于海口市以外的县市，且分布较分散、厂址偏僻，因此处理后的工业废水就近排入邻近河流。位于洋浦经济开发区、东方市的沿海企业多将工业废水排入海洋，这些企业一般规模较大，出水水质较好。还有一些企业将工业废水排入工业园区废水处理站或回用，这部分企业数量所占比例较小。

2.1.5 工业废水排放标准

工业废水排放去向不同，执行的排放标准不同。《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)将废水排放标准分为三级，其中有以下规定：排入《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅲ类水域(划定的保护区和游泳区除外)和排入《海水水质标准》(GB 3097—1997)中二类海域(海水浴场及风景游览区)的废水，执行一级标准；排入GB 3838—2002中Ⅵ、Ⅴ类水域和排入GB 3097—1997中三类海域(一般工业用水、港口水域和海洋开发作业区等)的废水，执行二级标准；排入设置二级废水处理厂的城镇排水系统的废水，执行三级标准。

图5 工业废水排放去向及执行标准情况Fig.5 Industrial wastewater discharge pathways and the executed standards

从图5可见，执行GB 8978—1996一级标准的企业数量比例占58.8%，而执行GB 8978—1996二级、三级标准的企业数量相对较少，均占5.9%，可见多数企业工业废水排放执行标准较高。另外，执行行业标准的企业占到23.5%。从表2可见，将工业废水排入市政管网时，执行GB 8978—1996一级标准、三级标准和行业标准的企业数量各占29.4%、5.9%、5.9%，均满足甚至高于GB 8978—1996要求。工业废水处理后排入海洋的企业中，执行GB 8978—1996一级标准和行业标准的企业数量各占11.7%和5.9%，高于GB 8978—1996要求。出水排入河流的企业，排放执行标准也均满足要求。综上可见，调研企业工业废水排放所执行的标准均满足甚至高于GB 8978—1996中要求。出水执行较高标准的多是大型企业，这是由于大型企业工业废水处理设施一般比较完善，出水水质较好。

2.2 存在问题

表2 不同排放去向的工业废水的执行标准

整体上，海南省工业废水处理及排放目前主要存在以下3大问题：

(1) 废水处理系统多低负荷运行，影响出水水质

调研中发现有多数企业的废水处理站长期处于低负荷运行状态，长期低负荷运行不仅是对资源的浪费，同时也会带来很多问题。如导致系统内活性污泥量处于欠缺状态，处理能力降低，影响出水水质。低负荷运行的原因一是由于配套的排水系统滞后于污水处理厂的建设，造成进入污水处理厂的污水水量或污水水质远低于设计值[19]。如狮子岭工业园区污水处理厂由于配套管网不完善，一期实际运行负荷率仅为50%，二期实际运行负荷率为60%～70%。另一方面，厂区内没有实现雨污分流，造成来水污染物浓度低，也是废水处理站低负荷运行的原因。

(2) 工业废水监测指标不全面，大多企业只监测常规水质指标

一些企业由于厂内技术限制，仅监测常规水质指标，而对于其他特征污染物却缺乏监测。然而易造成环境风险的污染物大多在标准要求之外，虽然企业执行的排放标准满足要求，但不能确保排水不会造成环境风险。此外，废水排放口在线监测仪监测指标过少，有些企业只监测1个指标(如COD)，当其他污染物浓度超标时环保部门不易及时发现。另一些企业厂内没有条件进行检测，委托其他检测机构分析时，不能保证工业废水定期采样检测。

(3) 小规模企业废水处理设施管理人员专业素养不足

大型企业的水处理设施维护人员具备扎实的专业理论知识和操作技能，而一些小型企业的废水处理设施管理人员并没有接受过专业的技术培训，仅凭借一些日常经验对废水处理设施进行调试维护，专业知识匮乏，当遇到紧急情况时有可能不能迅速采取有效的应急措施，从而引发环境污染问题。

2.3 对策建议

(1) 针对海南省多数企业工业废水处理设施低负荷运行现状，企业环保部门应优化设施运行相关参数，如增大污泥龄(SRT)，延长水力停留时间(HRT)，在合理范围内提高系统内污泥浓度，使微生物种群处于稳定期生长阶段，在微生物不过分繁殖的情况下，改善废水处理效果。对于一些建成时期较久的废水处理设施，由于企业不断改进生产工艺，势必会出现废水处理技术落后的现象，针对这一情况，企业应根据目前工业废水水质水量特点，更新完善原有废水处理方案，不断优化和发展现有废水处理工艺，使出水水质保持较好水平。

(2) 海南省一些企业工业废水监测指标不全面，排水可能具有环境风险，企业应当在合理范围内增加监测指标。这样不仅可以确保各项污染物达标排放，满足环保要求，也便于企业随时掌握工业废水处理设施运行状况，保证各处理单元正常工况运行。企业可以适当增加对有毒有害物质(如重金属、氰化物、挥发酚等)的监测，防止微生物中毒、废水处理效果下降现象的发生。

(3) 在工业废水处理设施管理人员的专业理论与技术方面，企业也应当给予重视。废水处理理论知识和实践技能是从事或准备从事本职业人员需具备的主要业务素质之一，通过废水处理相关培训班的理论、实验和实践等教学环节学习，可使培训人员具备废水处理操作必备的知识水平和业务素质，能独立地进行一般废水处理工程的一线岗位操作和运行管理[20]。因此，有关部门应组织环保技术人员参加专业培训，定期学习，不仅掌握工业废水处理设施运行调控技术，还要了解工业废水处理原理，具备随机应对生产中各种状况的能力，确保工业废水处理设施高效运行。

3 结 论

海南省工业废水排放主要集中在少数大型企业，企业采用的处理工艺种类多样。工业废水排放去向有市政管网、河流、海洋、工业园区污水处理站和中水回用5类，执行GB 8978—1996一级标准的企业最多。部分企业工业废水处理站低负荷运行，污泥浓度较低，会在一定程度上影响出水效果。企业应增加工业废水监测指标，定期组织废水处理设施人员参加环保知识培训。

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CharacteristicsofindustrialwastewatertreatmentanddischargeinHainanProvince

LIRufeng1,FENGChenghong1,ZHANGJing2,GUOXiaoyu1,YINSu1,HUChao2.

(1.StateKeyLaboratoryofWaterEnvironmentSimulation,SchoolofEnvironment,BeijingNormalUniversity,Beijing100875;2.EnvironmentalScienceResearchInstituteofHainanProvince,HaikouHainan570206)

With the combination of filed investigation and environment statistics data analysis,the production,treatment,monitoring and discharge of wastewater from industrial enterprises in Hainan Province were studied and some relative advices were proposed. Results showed that a few large-scale industrial enterprises accounted for a large proportion of the total wastewater discharge. Only 2.5% of the total wastewater was discharged by small-scale and medium-scale enterprises. The wastewater treatment technologies were diversity. The utilization rates of coagulation and anaerobic-aerobic process were over 30.0% in the studied enterprises, which were higher than that of other processing methods. All the industrial enterprises monitored conventional wastewater quality indexes while only a few industrial enterprises also monitored other kinds of contaminants. There were five type of wastewater discharge pathways and 41.4% of the industrial enterprises discharged effluent to municipal pipe network. Generally, the effluent of 31 typical industrial enterprises could meet the requirement of “Integrated wastewater discharge standard” (GB 8978-1996). However,in some enterprises,the sludge concentrations of wastewater treatment system were relatively low,and some environmental protection facilities maintainers lacked expertise and technology.

industrial wastewater; treatment; monitor; discharge; existing problems; advice

李茹枫，女，1991年生，硕士研究生，主要从事水体微污染控制技术研究。#

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*国家自然科学基金资助项目(No.21677017)；北京市高等学校青年英才计划项目(No.YETP0235)。

10.15985/j.cnki.1001-3865.2017.12.003

2017-03-13)