工业园区污水再利用及控制管理分析

原建光 赵爱平

（康达环保水务有限公司，河南 焦作450000）

随着我国社会经济的快速发展，工业集聚化是当前各地区发展经济的主要方式。而由此给企业带来了成本下降、劳动力专业化等正效应。在工业集聚化的背景下，促进了企业间的信息交流与技术扩散，增加了市场需求并降低了环境污染。由于正效应的显现，我国制造业的总体集聚化程度在不断提高，工业产业园区化趋势也在不断增强。在一段时间内，工业园的出现对国家和地方经济的发展起到了推动作用。截止到2015年9月，我国已设立219个国家级经济开发区，高新技术产业开发区114家。经济开发区和高新技术产业开发区对我国的经济发展起到了举足轻重的作用。

但是，工业园区的集聚化在显示它优势的同时也出现了工业污染排放集中、排放量大的弊端。调查显示有部分工业园的企业直接将污水排放到江湖中去。若此类问题得不到遏制，势必会影响到工业园区的发展。因此，如何切实有效地对工业园区污水控制及再利用是工业园区发展面临的一个迫在眉睫的问题。

1.工业园区污水控制强度基准

1.1 水循环中的物质流及再利用途径

在工业园区水资源利用及污染的研究中，首要任务就是对园区内的水循环中的物质流做基本的研究和分析。由水循环中的物质流可知，在工业园区的企业水循环流线，企业所需的新水由自来水厂通过管网输送到各个企业，除此之外，企业所需水还有一部分来自自身的重复用水。企业所需水量由新水和自身重复用水水量决定。

其中企业自身重复用水主要包括两种类型：

（1）循环水

指在企业的生产中某个或多个生产过程中多次重复使用的水。

（2）企业回用水

指企业通过自身的废水污水处理设施，把经过处理后的水再通过自身的循环系统重新使用。其中循环水是企业是生产过程中某个或多个生产过程重复使用的水，达到循环利用的目的。而企业自处理回用水是企业在生产过程中经过自己处理设备处理后能够再次利用的水，而处理后无法再次使用的水是企业废水。由于企业间废水的交互需要增加额外的管网，费用昂贵，而且企业用水关乎到企业赖以存在的生产经营。所以，本文所讨论的污水再次利用仅指循环水。工业园区中的工业废水是由园区内的企业生产所形成的污水汇聚而成，这些废水将由园区污水处理厂进行统一处理。其中一部分经污水处理厂处理后形成中水进行回收，再次通过管网输送到企业进行二次利用，另一部分则在处理达标后直接排放到水环境中。

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对于工业园中产生的污水通过工业回用、地下回灌和城市杂用等方式实现污水的再生回用。其中，工业回用使用上述两种方法实现，地下回灌则是通过设备采用人工诱导的方式将处理后达标的污水引入地下，城市杂用则可将处理后达标的污水用作城市景观用水等。

1.2 工业园区污水分析

从工业园区水循环物质流的分析可以发现，工业园区中的污染水需要经过两次削减处理：企业内处理和工业园区污水处理厂集中处理。企业内处理主要指企业通过提升工艺、增加企业内循环用水等方式，从企业内部自身减少对新水的消耗量和污染物的产生。在污染指标上反应在企业工业用水的循环利用率上，该指标对工业园区新水的消耗和污染物的排放影响是通过影响其他指标来实现的，如水的消耗和COD的排放量等。工业园区处理主要是通过污水处理后的中水再利用和污水处理厂的提标改造等方式在园区的层面上减少新水的消耗和污染物的产生，这些指标最终影响着园区的新水消耗和污染物排放。

例如，对于某个工业园区中的某个企业单位，若该单位工业新水消耗为A，则A同时也表示为该企业所在园区的新水消耗水平。其中该企业所属行业的新水消耗也为A。若该企业的废水产生量为B，则B同时也表示为该园区的废水产生水平，同时也表示该企业所属行业的废水产生量。直接体现出企业生产后产生的废水，表明了该园区企业的清洁生产水平。

1.3 工业园区污水控制管理

经过对工业园区中企业用水的水循环物质流的分析可以看出，园区的管理部门对园区内的企业在园区的经济发展、水资源利用和污染物控制方面可实施三种形式来进行管理控制。这三种管理形式大致可分为：对污水处理厂进行提标改造、园区内企业污水处理与回用以及园区内企业的清洁生产水平提高。

（1）对污水处理厂进行提标改造

园区管理部门在园区建设和改造污水处理厂过程中，对园区内水资源的利用和污染控制的直接影响可用下述公式表示：ΔQ=Qi-Q0，其中Qi表示改造前COD的排放量，Q0表示建设与改造后的COD排放量。对于改造后减少的污染物排放可用公式表示，其中Si表示提标改造前要求的COD排放浓度，So表示改造之后所要达到的目标COD浓度。由公式可知，对污水处理厂进行提标改造可有效减少水污染物的排放总量。园区内水污染物排放总量的减少，可为园区引进新的产业带来污染排放空间，为工业园区内经济效益的进一步增加提供污染物控制的前提。

（2）园区内企业污水处理与回用

园区内企业生产形成的污水经过处理后形成中水，中水可有效减少污染物的排放并节约了水资源。中水对污水的再利用和控制可通过公式ΔQ=Qi-Q0，ΔV=Vi-Vo表示。其中Vo表示园区中水改造后的COD排放量，Vo表示中水改造后的用水量。改造后减少消耗的水量可有公式Vo=D·r表示，其中D表示园区内企业污水的排放量，r表示改造后中水的循环使用率。由于污水排放量与COD排放量Q相关，即Q=D·s（s表示污水处理厂的排放标准），则有Vo=D·r/s，中水循环改造所减少的水污染排放量则可表示为：Vo=S·D。由上述公式可知，对中水循环利用改造对园区同样能够达到建设与改造污水处理厂的经济目标。

（3）园区内企业的清洁生产水平提高

园区内企业的清洁生产水平对水资源的利用和污染物控制的影响可通过下式表示：Q=Qi-Qo,V=Vi-Vo，其中Qo表示企业清洁生产改造后的COD排放量，Vo表示改造后的用水量。由上述公式可见，清洁生产的开展除了减少水污染物排放的总量，还能够减少水的消耗量。

2.工业园区污水再利用及污染控制管理

2.1 工业园区内水循环

在工业园区中，水循环的管网主要有园区内给水和排水管网、企业内自身管网和园区中企业间、企业内水循环管网三种类型组成。

（1）园区给水和排水管网

该管网是自来水厂为园区内各企业输送新水以及污水处理厂与各企业的主要管网，是各企业用水的主要保障。

（2）企业内自身管网

该管网将企业内部各生产单位进行了连接，承担着企业内部用水的循环输送的任务。

（3）园区中企业间、企业内水循环管网

该管网将园中内的中水处理厂与用水企业连接起来，将中水运送到企业以及企业在不同生产过程中的水循环。

在这三种管网类型中，连接对象相对固定，经济可行性和实用性不强。因此，这里工业园区污水再利用即控制方案主要讨论的是园区中企业间、企业内水循环管网。通过对园区内水循环物质流的分析可知，园区内对中水的消耗量小于园区内企业对新水的消耗量，同时中水在水质上与新水也存在着一定的差异，故将水循环方案的设计重点放到中水的循环利用上。在分析方法上可对中水循环利用采用水夹点的方法进行分析。该方法的特点在于企业用水和水源组合曲线法表现的形式简单，便于在以后的研究过程中能够灵活地进行调整。在进行具体分析时，采用该方法根据用水量在坐标系中画出用水组合线，根据水源的水质水量画出水源组合线。在横轴的方向两线重叠部分即为可重复利用的水量，两线交点为所需新水量和排放废水量最小点，称为水夹点。基于工业园区的层面讨论污水再利用及控制时，可将行业作为分析对象，所以在选取研究对象和确定研究目的时应注意其差别，对分析方法可做适当调整。在调整中，首先考虑中水循环再利用需要铺设管网的成本问题，可对园区内各企业的位置予以考虑，将用水量大的企业靠近污水处理厂。其次，由于污水处理后的中水水量有限，所以在处理中水时应尽可能保证水质满足需求标准。

2.2 管理责任权衡

在制定工业园区污水再利用及控制管理方案时，可从两个角度考虑：园区管理部门和园区内企业。园区管理部门主要是从污水处理厂的提标改造和中水循环再利用两方面来制定方案，企业则主要是针对自身的技术条件从清洁生产的角度制定方案。二者如何切实履行自身职责与实际条件有关，在决定责任分配时可从多目标管理责任分析和多属性评估两个方面考虑。

（1）多目标管理责任分析

工业园区污水再利用及控制涉及到园区管理部门的管理和园区内企业的清洁生产等多项目标，方案的制定也是一个有不同主体负责的多目标的问题。多目标难以归结为统一的目标，不利于进行全局优化。针对这种情况，可使用该分析方法将园区污水利用和污染控制指标分解为多个目标，并绘制多目标并行线路图。

（2）多属性评估

该评估方法可将多目标问题简化为单一目标问题，从而达到责任权衡与分配的目的。在方案的制定中，成本是决策者主要考虑的问题，从一定程度上影响着方案的制定。对于不同的主体，根据其属性决定其责任。使用简单多属性评估法，关键在于如何确定各主体属性的权重。本文所讨论的主体只有工业园区管理部门和园区内企业，在制定方案中园区管理部门的主体地位决定了可将管理部门的权重值设置为1，则将企业的权重值设置为W，总投入则为：管理部门投入+W·X企业投入。

其中W的值受工业园区条件、政策环境等多种因素影响。若工业园区条件优良，对企业的吸引力就强，则工业园区管理部门对园区内企业的约束力就强，反之就弱。W值受约束力的影响，约束力越强，W值就越小，在制定方案时对企业的投入无需过多地进行考虑，而是要把责任尽可能地分配给企业。最小化工业园区剩余的责任，这样园区的投入也就能够最小化。若园区管理部门对企业没有约束力，则W值则设置为1。这样在制定方案时企业就是主体，需要将园区投入和企业投入合并考虑，使两者之和最小化。

在政策环境条件下，主要包含命令控制型政策工具和经济激励型政策工具。其中命令政策型政策主要是通过法律法规的形式对企业的污染行为进行强制性管理控制的措施。经济激励型政策主要是对工业园区内企业通过经济调节来控制企业污染物的排放。在该政策中，园区内管理部门主要是通过资金补贴等形式激励园区内企业进行清洁生产的改造，以求达到权重W值的合理设置。

3.总结

对工业园区污水再利用及控制方案的分析研究需要综合考虑水资源的利用、水污染的排放数量、种类以及园区管理部门和企业的投入。工业园区在污水处理中可以通过提升园区内企业清洁生产水平、企业建设或提标改造污水处理厂等方式提高出水标准，达到中水回用指标，将这三种管理工具进行组合优化。在管理责任主体的问题上，确定不同主体的权值，划分责任层级：基本责任和高层责任。对于基本责任，两个主体必须履行，对于高层责任优化空间。在管理方案制定中履行好责任，确定好权值分配是关键。