表面处理环保产业园的设计探索
2023-10-12柯景仪
■ 柯景仪
表面处理行业作为基础产业之一,是电子信息、先进装备制造、国防军工、航空、航天、汽车制造、家居建材等制造工业过程中不可或缺的重要环节。近十几年来,建学建筑与工程设计所有限公司(以下简称“建学”)致力于打造绿色环保、节能减排、循环经济、可持续发展的表面处理园区,参与了全国各地数十个大、中型表面处理园区的规划设计工作。
环保
表面处理产业是我国多个工业产业链中不可缺少的一个中间环节。表面处理加工主要生产工艺涉及电镀、化学类、氧化类、磷化和喷涂等表面处理生产线,生产过程中会产生大量的废水、废液、废气和固体废物。近年来,随着国内环保要求越来越严格,国内传统表面处理企业尤其是电镀小微企业生存困境日益艰难,大量小电镀企业正面临着转型关键期。企业要做到环保达标,从原材料采购到生产线安装,从环境绿化到三废治理,特别是在生产过程中所产生的电镀液、漂洗废水以及各种废液的有效安全处理,都需要投入一定的资金和技术,这对于处于起步发展期的中小企业来说,负担很大、环保技术难度要求很高。
国家环境保护“十三五”规划提出:大力发展绿色低碳循环产业、绿色园区、国家低碳示范园区、国家级循环化改造示范试点园区、资源循环利用国家级新型工业化示范基地。表面处理产业园以绿色为切入点,秉承绿色、智能、循环、高效、安全的理念,通过集中建设厂房以及供电、供水、供气等基础配套设施,实现资源共享、系统集成,使表面处理企业的“三废”(废水、废气、固废)得到统一处理、检测和排放。
环境影响评价
环境影响评价是我国环保法中的一项重要制度,其对规划和建设项目实施后可能造成的环境影响(包括大气环境、水环境、声环境和固体废物等)进行分析、预测和评估,分析项目建成投产后可能对环境产生的影响,并提出污染防治对策和措施。
园区环评报告书的批复,预示着入驻企业不再需要单独编制环评,可共享环评结果,大大缩减时间和金钱成本,从而减轻企业负担,让入园企业“轻装上阵”。入园的电镀相关中小企业不必东奔西走,只要办理入驻园区即可,这也为入园企业清洁、安全生产带来新的发展契机,同时也使得当地环保工作进入一个更高水平的发展阶段。
废水
园区废水系统包括废水处理厂和废水收集管网。废水处理厂的设计需根据政府批复的废水处理规模和处理标准来进行,随着工业园区用地集约化,废水处理厂的占地面积将被尽量压缩,而高度则不断攀升,部分甚至达到高层建筑的标准。
随着各地环保要求的不断提高以及各地经济发展后环境容量的限制,各地废水处理排放的要求也不同。目前,各地废水排放标准主要包括达标排放和零排放两类,不同的标准对废水处理厂的工艺要求、建设要求、工程投资和运行成本都不尽相同。
电镀废水处理厂处理后的废水,除了部分回用于园区外,一般通过专用管道排放到大海、河流等自然水体或项目周围的市政污水管网。
园区电镀废水主要有化学镍废水、锌镍废水、含镍废水、含六价铬废水、含铬废水、含镉废水、阳极氧化废水、含氰废水、焦铜废水、有机废水、综合废水、清下水和生活污水等10多种,主要污染物有COD、氨氮、总氮、总磷、总氰化物、总铬、六价铬、总镉、总镍、总铜、总锌、总锡等。目前,污染物的排放标准执行国家标准《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)、《电镀污染物排放标准》(GB21900—2008)和各地方标准等,如广东省地方标准《电镀水污染物排放标准》(DB44/1597—2015)。
废气处理
目前,电镀废水从车间到废水处理厂的收集方式,国内主要有架空综合管廊和地下综合管廊两种。
废气
园区产生的废气包括工艺生产废气、废水处理厂废气和餐厅厨房废气等。工艺生产过程中会产生含氰、含铬、有机、酸雾等废气,电镀废气对环境和人体危害极大。这些废气都需要设置废气塔处理达标后才对外排放。另外,废水处理厂也需要加盖收集相应的废气并处理排放。园区餐厅厨房也要设置废气处理装置。
废气处理后的排放标准按照《电镀污染物排放标准》 (GB21900—2008)、《大气污染物综合排放标准》(GB16297—1996)和各地方排放标准执行,如广东省《大气污染物排放限值》 (DB44/27—2001)等。
固体废物
固体废物包括生活垃圾、工业固废和污水处理厂污泥等。园区的生活垃圾由园区环卫系统收集处理;园区内产生的工业固体废物,需按要求存放及处理处置,其中,危险废物交由有资质的单位处理处置,一般工业固体废物应视其性质由建设单位进行分类收集,尽量进行回用;电镀污泥须委托有资质的单位及时处理处置;所有存放危险废物的仓库需要严格按照《危险废物贮存仓库管理制度》执行。
公用设施
给水
园区给水系统包括生活给水系统、生产给水系统、回用水系统和纯水系统。
表面处理生产用水量参考《电镀行业清洁生产评价指标体系》中单位产品每次清洗取水量来计算,回用水率则需要按照批复的环评报告执行。
园区集中设置有生产、生活、消防以及回用水的水泵房和相应的水池,以及相应的环状供水管网。
全屋面分布式光伏
排水
雨水。化学品在装卸作业过程中会出现跑、冒、滴、漏的现象,当遇到降雨时,初期雨水含有大量的SS及少量的CODCr、石油类。园区对初期雨水进行收集和处理,以减少对周围地表水和地下土壤的不利影响。初期雨水在检测达到排放标准后可对外排放,否则需送至处理厂处理。
生活污水。园区的生活污水经过化粪池或隔油池处理后,可按照环评的排放要求,排入园区外的市政污水管,也可排入园区废水处理厂处理。
供电和光伏发电
表面处理园区属于用电大户,用电负荷等级也较高。园区表面处理车间装机容量随着生产线自动化程度越来越高,装机容量也越来越大。同时,不同种类的电镀工艺生产线差别也比较明显。电镀废水处理厂的装机容量和废水处理标准有很大关系,标准越高,装机容量越大。园区一般都考虑多路10KV供电,甚至采用35KV/110KV变电站。
2021年8月,生态环境部印发《关于推进国家生态工业示范园区碳达峰碳中和相关工作的通知》,要求对园区开展清洁能源替代,提高能源利用效率,持续改善园区减污降碳效应,进行跟踪和评估。工业厂房屋顶具有闲置屋顶面积大、遮挡物少、自身用电量大的特点,对于建设自发自用为主的分布式小型电站具有特别优势。目前,国内有多个表面处理园区积极响应政府号召,全屋面推广建设分布式光伏电站。项目建设的能评工作是必不可少的环节,在积极推动低碳、新能源的绿色园区建设方面,很多园区作出了积极努力的探索。
智能化园区
作为园区“大动脉”和企业间沟通的“桥梁”,园区智慧化管理直接关系到园区的安全生产与风险防控的数字化、精细化。
智慧化运营平台主要建设内容为“1+1+1”,即1个平台、1个数据中心、1个安全系统,涵盖经济产业园智慧化平台、数据中心网络系统、安全系统、机房及监控中心子系统五大部分,包括综合布线系统、调度指挥中心、企业能源监控系统、智慧水务、智慧管网、智慧废气、网络系统、公共广播系统、多媒体信息发布系统、智慧路灯、综合楼楼宇系统、会议系统、安防监控系统、周界报警、人员车辆管理系统、电子巡查系统、一卡通系统、机房工程、UPS配电系统等。
蒸汽
表面处理车间在生产过程中需要使用蒸汽。蒸汽的使用不但能节约能源,还能降低火灾频次,减少生产线的消防隐患。
结论
长期以来,电镀行业一直是高能耗和高污染排放的行业。近年来,国家和地方相继出台的环保政策,规范了该行业的发展,同时也加速淘汰了过时的工艺、设备和产品。环保、绿色的表面处理环保产业园模式的探索和实践,将有助于推动表面处理企业的健康发展。