“零排放”是一种理念,还是当前操作目标?
过程系统工程专业委员会副主任委员 杨友麒
“零排放”已成节能减排高潮中的热点话题
如果到互联网上进行简单搜索,就会发现近年“零排放”越来越成为热点话题。2006年8月份四川省召开新
闻发布会,省环保局特别强调:在“十一五”期间,四川省将开展以减排COD、氨氮为重点的水污染综合整治工
程。重点控制造纸、合成氨、食品酿造、皮革、印染等行业,促使钢铁、建材、电力(火电)等八大行业实现“零
排放”。2007年7月31日江西省省长吴新雄在全省统筹城乡协调发展工作会议上提出的五个“零排放”要求,分
别是:饮用水源保护区污水零排放,主要江河干流源头污水零排放,工业园区污水零排放,11个设区市未经处理
的生活污水零排放,城市中心区有毒有害气体零排放。为此,江西省开展七项“专项行动”,即工业园区超标污
水零排放专项行动,五河干流源头保护区污染物零排放专项行动,设区市中心城区有毒有害气体零排放专项行动,
二级饮用水源保护区内污水零排放专项行动,设区市城市污水处理专项行动,淘汰燃煤锅炉(窑炉)专项行动,尾
矿库整治专项行动。
一些超大型的国营企业也纷纷跟上,2007年中国铝业公司总经理肖亚庆表示,中铝公司正投入巨资改造水循
环系统,2008年有望实现废水“零排放”。其旗下山东分公司、贵州分公司、中州分公司等七家企业已率先实现
了工业废水零排放。河南、广西两家分公司年内可望实现零排放目标。“零排放”在中国铝业已经有了良好的开
端。
2008年新年伊始,中国化工集团启动“化工废水零排放战略”,首先在塑料(PVC)、炼油以及合成氨等产业内
推行废水“零排放”技术和工程的重点攻关,投入10亿元专项资金,支持14个减排试点工程和项目。此外,化
工集团公司总裁任建新在年度工作会议上透露,集团未来的废水零排放试点工作已经完成部署,2008年计划投入
7亿元重点支持数10个“零排放”试点企业技改项目。
河北正元化工集团旗下石家庄正元化肥公司在氮肥行业率先实现了“氮肥生产污水零排放”之后,氮肥行业
协会也在推动全国氮肥厂都来实现“污水零排放”。
可见实现“污水零排放”正在成为一种社会时尚。那么究竟何谓“零排放”?它有什么好处或问题?在什么
情况下才应该采用?这些均是业内人士必然面临的问题,有必要进一步考查其含义及实施策略。
“零排放”是人类要追求的长远目标
从上世纪70年代个别工业部门就开始摸索“零排放”,那时主要是指没有废水从工厂排出,所有废水经过二
级或三级污水处理,除了回用就只剩下转化为固体的废渣。到1994年比利时的一位企业家Gunter Pauli 创办“零
排放研究创新基金会”ZERI(Zero Emissions Research Initiatives),才把“零排放”从个别分散的活动上升
到一种理论体系。1998年联合国正式承认了“零排放”概念,并与ZERI基金会合作开始进行试点。1999年总部
设立在日本的联合国大学成立了“联合国大学/零排放论坛”,2007年这一论坛与我国发改委资源节约与环保司合
作,在北京举办“发展循环经济,促进废物零排放”论坛。
所谓“零排放”是指无限地减少污染物和能源排放直至为零的活动:即利用清洁生产,3R(Reduce减量化,
Reuse再利用, Recycle再循环) 及生态产业等技术,实现对自然资源的完全循环利用,从而不给大气、水体和
土壤遗留任何废弃物。所以零排放,一方面要控制生产过程中的废弃物排放直至减少到零;另一方面,要将那些
不得已排放出的废弃物资源化,最终实现不可再生资源的可持续利用。
由此可见,“零排放”作为一种进步的理念正处于方兴未艾之时,是人类要追求的长远目标。这方面前国家
环保总局副局长、国家地震局局长宋瑞祥主编的新书《零排放—后工业社会的梦想与现实》(中国环境科学出版
社,2003出版发行)中有详细论述。从标题也可以看到:零排放是作为一种理想提出的,是要通过试点逐步实现
的远景,对正在实现工业化建设的中国而言,还不是现在就可以马上要求普遍推行的操作目标。
“零排放”决策需要考虑的问题
既然中央大力倡导“节能减排”,并将其列入各级政府及国营企业领导的政绩/业绩考核指标,那么我们立即
实现“零排放”岂不是业绩最优吗?其实不然,因为减排到什么程度最好,是一个复杂的多目标决策问题。鉴于
当前我国社会上谈论的“零排放”主要还是原始意义上的“废水排放为零”,简称ZLD(Zero Liguid Discharge)。
所以以下讨论也集中这种节水减排问题。
零排放技术是综合应用膜分离、蒸发结晶和/或干燥等物理、化学、生化过程,将废水当中的固体杂质浓缩
至很高浓度,大部分水已返回循环回用,剩下少量伴随固体废料的水,可以根据每个企业具体情况选择以下出路
中一种,而不排出系统:
△蒸发/结晶
△蒸发/干燥
△太阳蒸发池自然蒸发
△用于生产副产品,进入固体产品
△喷入焚烧炉作为垃圾处理
△被固体废料(例如飞灰)吸收,作为固体废料处理
这种“零排放”决策至少应当考虑以下三大方面的因素:环保要求—经济成本(企业竞争力)—生产安全,如
图1所示,下面分别进行简要的分析。
环保要求因素:从全国范围而言,通过立法或国务院发布的法规来提出统一的要求,规定排放废水所含污染
物的排放标准,但不同地方的环境生态承载能力是不相同的,局部地区还会有自己的特定要求。例如,在城市的
饮用水源地区(水库)附近,对排放污水的要求就会特别苛刻。有时当某些社区饱受污染环境之苦时,就会对附近
企业排放污水十分敏感,提出非常高的要求。
经济成本因素:这是比较好理解的,企业如果花费极大代价来实施“零排放”,就必然将这些代价转化为产
品成本,产品成本上升就意味企业竞争力下降。所以在权衡利弊时,企业必然要考虑新鲜水价格与污水处理到替
代新鲜水的价格之比;还要考虑“零排放”技术设备的投资/效益比;也要考虑企业生产的产品会因为实施“零
排放”造成价格提高的影响,由于其设备必须以耐腐蚀性能优良的材料(例如钛材)制造,因此价格昂贵。因此,
采用前应当慎重进行可行性经济评估。
生产安全因素:这是要充分考虑“零排放”造成的负面影响,例如,①零排放造成闭路循环会使物流中的痕
迹有害杂质积累,从而导至某种事故(如中毒,造成腐蚀或造成物系不稳定);②增加了维护检修的工作量,也提
高了对维修工作的要求;③由于废水闭路循环使水中杂质浓度增加,使其在换热面上的结垢的机会增加,从而使
装置的可靠性下降。总之,使生产的安全风险增加,装置的可靠性下降。
当前中央提出“节水减排”,减排到什么程度必须考虑多方面因素,考虑每降低一步所必须付出的代价,这
决不是减排到零就是一个最好的答案。
当前应当考虑“零排放”的一些场合
由于以下一些原因,有些企业不得不考虑采用ZLD:
● 当地环境保护要求特别严厉苛刻时,要想报批新厂建设,不得不采用零排放技术来满足审批的要求;
● 企业靠近当地饮用水源(水库)时,必须保证不会发生污染;
● 十分缺水的地区,政府不容许企业进一步利用水资源;
● 公众对工厂排污十分反感,企业要改善形象取得公众信任宁可花费大代价时;
● 经济上考虑:如果开发新的水源供水投资比全部回用排水还昂贵时。
重点行业进行试点以达最优“减排”
在我国政府大力倡导下,“节水减排”正在形成热潮,“零排放”作为一种理想,是应当追求的长远目标。在
一些重点行业的重点企业推行“零排放”,进行少量的试点是助力我国“十一五”减排目标顺利完成的必要举措,
但切不可认为这就是我们当前要普遍推广实行的先进经验。我们是一个发展中国家,还处于工业化的中期阶段,
应当清醒地看到那些已经进入后工业化社会的国家尚没有实现的理想,如果由我们这样一个发展中国家首先实
现,这即不现实,也不符合我们的最大利益。
我们应当按照多目标优化的决策原则,认真地研究“减排”的最优程度,而不应一味追求“零排放”。