废水零排放能否“可望又可及”
□ 中国石化北京化工研究院环保所 刘正
所谓“零排放”意指在生产过程中所有的原料被完全利用，全部转换为产品，或完全循环至下一生产过程中去，不向自然排出任何废弃物。例如，在化工行业，纯粹的零排放意味着把所有的反应物全部转化为产品，所有的催化剂被再次利用，整个生产过程中没有废物排出。这仅仅是指主要生产过程中的“零排放”，辅助生产（如蒸汽、循环水等）和附属生产过程中仍不可能达到“零排放”。因此，业界对“零排放”的界定尚存在一定的分歧，并有了各种定义和限定，通常“零排放”三个字也加上引号。
国家出台的《工业用水节水 术语》（GB/T 21534-2008）中，给废水零排放以解释，给位于水环境十分敏感的企业与执法单位提供依据。当前，企业为了达到废水“零排放”，往往在零排放前加上各种各样的解释，如废水排放口零排放、一次废水零排放、循环水排污零排放、RO浓水零排放、高浓废水零排放等，甚至提出准零排放的概念，意味着企业将某些单股废水做到零排放，同时减少了企业外排废水中的污染物总量。
环保压力下不得不执行的废水零排放
由于我国水污染加剧和水资源紧张，陕西、天津、山东、济南、河北、辽宁等地区颁布了更加严格的废水排放标准，有的地方标准要求废水排放中的全盐量达到《农田灌溉水质标准》GB 5084-92、TDS为1000mg/L，部分水污染严重的敏感地区甚至不允许企业的废水排放到水体。
不断从严的标准和执法力度的加大对企业造成极大的压力，部分企业实施节水减排后的浓水更是难以达标，尤其是COD和总氮，面临废水达标与资源化的双重压力。我国现行的废水排放标准为强制标准，节水标准为推行标准，严格的废水排放标准迫使企业从效益出发只能减少节水水量或采用稀释的方法以换取废水的达标排放。只有少数企业，尤其是大型国企，注重企业形象，本着对国家和水环境负责的态度，为了企业的可持续发展，根据“分类处理、按质回用”的原则，将污水达标与资源化结合起来，在保证废水排放达标的基础上实施节水，并通过技术措施对节水后的废水实施二次达标。
我国幅员辽阔，水资源及河流分布极为不均匀，内陆企业的废水只能经过处理后向河流中排放，或通过地区污水处理场集中处理（部分污染物得到稀释）后排放就近水体，排放标准中严格的COD和逐步从严的盐含量标准限制已经给敏感地区（流域）工业污水的排放带来极大的压力，由于黄河水中的污水和盐含量不断增加，黄河上游的省份已经提出工业污水不得排黄河，内蒙环保厅提出“沿河企业不入河”。我国能源产地和缺水地区在西部，产品消费主要在东部，高耗水、废水零排放是西部煤化工和部分水环境敏感地区发展中用水及水处理的最大特点。
水平衡和盐分析 实现废水零排放要有据可查
若说明达到企业废水零排放，应提出可信的水平衡和盐分析数据。实际操作过程中，水的准确计量容易实现，不同温度条件下水的体积变化也可忽略，计量单位简单、明确，得出的水平衡数据有实际的比较意义。
数据可信的水平衡数据应是在完整的用水计量上的统计结果，计量表应达到国家要求的水表安装率和准确率，有完善的检验、校表制度。由此而得到的水平衡数据，也可以说明企业的用水情况及用水水平，如水的重复利用率、生产及化学水制水比、循环利用率、凝结水回收率、污水处理回用等。
实际上，代表水中含盐量的指标通常采用电导和TDS表示，是水中溶解组分的总量，不仅包括无机离子，也包括溶解的有机物等，电导的可操作性更强。严格意义上讲，盐不能像水一样定量平衡，盐的平衡很难做到，对于不同水质要求，盐的平衡控制指标只能作为综合考虑指标。但对于《污水综合排放标准》（GB8979-1998）中的一类污染控制物（重金属），应做到单项重金属盐的平衡，说明重金属盐的用途、来源、最终去向、处理和处置方法，以严格控制并防止重金属的污染。
企业的用水与节水数据离不开不同盐的引入、控制、排出的分析，通过进行某些盐分析，以控制用水指标。与水计量不同的是，盐的控制往往是根据不同的水质要求而分析，并采用简单有效的控制手段。以石化企业用水为例，新鲜水主要用于循环水补水和化学水制备，由于污水回用，大大减少新鲜水的用量。对于南方新鲜水含盐量较低的污水，采用适度处理的方法，以减少有机物、氨氮、石油类，作为循环水补水。根据循环水水质的要求，对盐的控制主要有硬度、氯离子、硫酸根离子、总铁、电导等，浓缩倍数指排水与补水中钠（钾）离子浓度的倍数。对于北方水质较硬的污水，通常采用膜分离技术脱盐，作为化学水补水。对膜进水中的硬度、铁、锰、氟、锶、钡等进行分析与控制，除盐效果一般用电导表示。
污水回用水质指标也含有COD、氨氮、油、SS等限制，也应予以考虑。因此，水的平衡应有“排水与回用的平衡”，水质分析应有“排水与回用的衔接”。
全流程参与 废水零排放不仅仅要求末端治理
不能将废水零排放仅理解为末端的“零排放”，应注重原料和生产过程的全流程用水的消减量和零排放，并将可利用的污水再回用到生产过程中去。目前，我国企业用水排水已从处理达标发展到达标与资源化相结合的管理方式，根据“分类处理，按质回用”的原则对企业用水实施更细化的管理方式。
⑴ 源头消减 通过水平衡可以了解企业用水水平，找出问题，采取措施并提高管理水平。为达到全流程控制的目的，在进行水平衡的同时应进行水质分析，进行盐和有机物的分析，分析对后续处理的影响，尽可能使盐和高浓度有机物从原料和生产过程减少和分离，避免进入到后续污水处理系统，导致花更大的代价进行分离处理。应做到管好每一股水，甚至是“每一滴水”。
以石化炼油企业碱渣处理为例，通过对炼油系统的升级改造，采用加氢等技术，在提高油产品质量的同时，没有了柴油碱渣的排放，大大减少了污水中难生物降解的有机物环烷酸的排放量；汽油碱渣则采用氧化、中和技术，使大部分的酚和碱得到回收，同时也降低了废水中有机物和盐的浓度，尤其是减少环烷酸的含量后，减轻了后续污水生物处理的负荷和难度。以某千万吨炼油厂碱渣为例，未改造前，碱渣排放的COD约占污水排放中的55%，经加氢工艺改造、碱渣湿式氧化处理后，碱渣排放的COD仅占5%左右。
⑵ 控制盐的引入 在污水回用中，水质较软的南方企业采用MBR或其他进一步去除有机物的技术，使处理后的污水可全部回用作为循环水补水使用，达到一次污水零排放。水质较硬的北方企业普遍采用RO脱盐技术，将脱盐后的污水作为脱盐水补水，以提高污水回用的经济效益，但系统的稳定运行和脱盐后浓水的处理也是急待解决的问题。由于工业污水水质复杂，给污水回用膜分离技术的使用带来一定的难度。
⑶ 过程的优化 废水零排放的实施过程主要由以下几部分组成：污水达标处理、膜脱盐回用、膜再浓缩、蒸发结晶脱水、危废处置等。污水达标要经过预处理（如SNG的酚、氨回收）、多级生物处理、吸附等过程。污水回用要经过膜前预处理，进一步去除有机物或硬度，再经UF和RO脱盐。为减少蒸发结晶的水量，RO浓水需要再浓缩，进一步进行膜前预处理和膜脱盐处理。蒸发、结晶和干燥也是需要高能耗、能源平衡的过程。由此可知，废水零排放不仅技术复杂、过程长，难于管理，也需要投加药剂、消耗能耗。因此，针对过程的衔接需要整体优化，以缩短流程，减少中间环节，降低投资和运行费用。
在水资源日趋紧张和环保力度不断加大的情况下，迫使企业必须减少废水及污染物的排放，朝着废水零排放的目标努力，也促使废水零排放的技术不断发展和完善。有关部门应根据地区和行业的不同适当区别对待，根据技术进步逐步强化管理，对越来越多的废水零排放项目产生的固废强化并优惠处置，建立规范的区域处置中心，鼓励企业实施废水的零排放，使企业的废水零排放可望又可及，并能承受废水零排放带来的经济压力。同时，要不断完善固(危)废管理法规，使得废水零排放朝着健康的方向发展。