廠網(wǎng)協(xié)同增效的潛力在廠網(wǎng)之外

　　一、為什么說(shuō)潛力在廠網(wǎng)之外

　　本文是為“系統(tǒng)思維下的廠網(wǎng)協(xié)同增效”專(zhuān)題論壇撰寫(xiě)，廠網(wǎng)系統(tǒng)的專(zhuān)家要研究廠網(wǎng)協(xié)同增效是件大好事，但加了個(gè)條件，叫系統(tǒng)思維。這個(gè)系統(tǒng)思維就涉及是多大的系統(tǒng)，包括不包括廠網(wǎng)系統(tǒng)的輸入條件和輸出評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)條件？因?yàn)槿艟窒抻趶S網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部，廠網(wǎng)系統(tǒng)的專(zhuān)家有條件控制，但協(xié)同增效的潛力卻很難限定為廠網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部，輸入和輸出對(duì)廠網(wǎng)系統(tǒng)的影響遠(yuǎn)大于廠網(wǎng)系統(tǒng)本身。根據(jù)系統(tǒng)分析的基本要求，廠網(wǎng)系統(tǒng)分析協(xié)同增效的優(yōu)化途經(jīng)起碼應(yīng)符合下述四個(gè)條件：

　　其一，是系統(tǒng)應(yīng)保持獨(dú)立。廠網(wǎng)系統(tǒng)有關(guān)控制變量，如時(shí)空特征；有關(guān)系統(tǒng)輸入變量，如各類(lèi)污染物輸入；有關(guān)約束變量，如變化要素，均應(yīng)在系統(tǒng)保持獨(dú)立條件下予以界定和量化。

　　其二，子系統(tǒng)建立數(shù)學(xué)模型。要求組成系統(tǒng)的各結(jié)構(gòu)單元均能建立數(shù)學(xué)模型，才使系統(tǒng)得以運(yùn)行，完成分析驗(yàn)證工作。

　　其三，系統(tǒng)運(yùn)行有可供選擇的方案。如系統(tǒng)輸入的各類(lèi)污染物輸入和子系統(tǒng)模型運(yùn)行情景二者可組合成多種系統(tǒng)運(yùn)行條件和比較方案，提供系統(tǒng)分析優(yōu)化決策。

　　其四，評(píng)價(jià)系統(tǒng)目標(biāo)性能優(yōu)劣的通用標(biāo)準(zhǔn)。如達(dá)到同樣出水標(biāo)準(zhǔn)，水處理投資少者為優(yōu)，可以利用技術(shù)經(jīng)濟(jì)模型完成優(yōu)劣評(píng)價(jià)。

　　滿(mǎn)足上述四條件的模型與數(shù)據(jù)齊備，則具備系統(tǒng)分析條件，反之則很難稱(chēng)為系統(tǒng)思維。作為廠網(wǎng)系統(tǒng)思維，第一條和第四條受外界條件影響較大，且直接關(guān)系協(xié)同增效的結(jié)論，故強(qiáng)調(diào)協(xié)同增效的潛力在廠網(wǎng)之外，需要更大范圍的合作，以求破題。

　　二、工業(yè)園區(qū)廠網(wǎng)系統(tǒng)需從源頭控制

　　我國(guó)各工業(yè)園區(qū)原有的水平是各類(lèi)工業(yè)企業(yè)集中入園，污水處理廠統(tǒng)一接納各企業(yè)污水，在排放標(biāo)準(zhǔn)低水平時(shí)，矛盾不突出；在各工業(yè)園區(qū)污水處理標(biāo)準(zhǔn)提高的新形勢(shì)下，不同工藝廢水源頭控制的必要性就突出了，不同工藝廢水混合形成難處理污染物的弊病也更加突出了。

　　例如，對(duì)于印染企業(yè)集中的工業(yè)園區(qū)，理應(yīng)先對(duì)清潔生產(chǎn)水平進(jìn)行核定，實(shí)現(xiàn)企業(yè)分批分時(shí)段入園，參照《印染行業(yè)清潔生產(chǎn)指標(biāo)體系》等標(biāo)準(zhǔn)制定印染企業(yè)入園標(biāo)準(zhǔn)。達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)作為首批入園，達(dá)不到則后批入園。分批入園計(jì)劃充分考慮企業(yè)規(guī)模產(chǎn)值、環(huán)境敏感區(qū)企業(yè)位置、廢水排放口設(shè)置在線監(jiān)測(cè)裝置情況、環(huán)保問(wèn)題投訴記錄等。

　　根據(jù)搬遷入園企業(yè)的產(chǎn)品類(lèi)型、生產(chǎn)工藝、污染物排放特征等情況，優(yōu)化園區(qū)企業(yè)布局，實(shí)施棉印染精加工、化纖織物染整精加工、針織或鉤針編織物印染精加工生產(chǎn)工藝同類(lèi)集中，污水分類(lèi)收集和集中處理；制定印染廢水排放水質(zhì)報(bào)備制度，降低污水處理設(shè)施沖擊負(fù)荷；規(guī)劃園區(qū)企業(yè)集中供熱及蒸汽的集中供給，制定危險(xiǎn)化學(xué)品集中采購(gòu)、貯存，危險(xiǎn)廢物集中管理措施。在這種條件下，選擇污水處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)COD排放從80mg/L提高至40mg/L，回用率從50%提升至80%，色度等其他指標(biāo)均優(yōu)于同類(lèi)工業(yè)園，就成為易事。

　　三、混有工業(yè)廢水的污水處理廠優(yōu)先控制工業(yè)廢水

　　城市污水處理廠接受千家萬(wàn)戶(hù)排出的生活污水，水量基本穩(wěn)定，水質(zhì)基本相同，唯有混雜進(jìn)入的工業(yè)廢水水量水質(zhì)均不穩(wěn)定，是污水處理廠超標(biāo)的主要原因。在2018年第一季度全國(guó)158家嚴(yán)重超標(biāo)企業(yè)中，有78家是城鎮(zhèn)污水處理廠，這些污水處理廠可以劃分為設(shè)計(jì)落后、處理能力不足或日常運(yùn)營(yíng)管理有問(wèn)題，但這兩類(lèi)問(wèn)題都屬于廠網(wǎng)系統(tǒng)不足以應(yīng)對(duì)進(jìn)水水量、水質(zhì)變化而產(chǎn)生，特別是已明確其中36家是因?yàn)檫M(jìn)水超標(biāo)所致。

　　例如某污水處理廠月平均污水進(jìn)口總磷濃度為10mg/L左右，最低值為0.9mg/L，最高值為19mg/L，而設(shè)計(jì)要求進(jìn)水總磷控制在6mg/L水平，確保出水總磷達(dá)0.4mg/L標(biāo)準(zhǔn)?？刂茖?duì)象必須找到造成總磷進(jìn)水波動(dòng)超標(biāo)的工業(yè)污染源，或要求工業(yè)污染源必須廠內(nèi)治理，排水達(dá)6mg/L，或在接管處裝測(cè)試儀表，超6mg/L時(shí)自動(dòng)斷絕進(jìn)水。廠網(wǎng)優(yōu)化調(diào)控獨(dú)立系統(tǒng)的前提是在總磷進(jìn)水不超過(guò)6mg/L條件下優(yōu)化。

　　四、混有初雨徑流的污水處理廠從固形物源頭抓起

　　我贊同的說(shuō)法是雨水、污水亂接造成污水處理廠進(jìn)水水量、水質(zhì)不可控，來(lái)自上海市政設(shè)計(jì)院的研究則更準(zhǔn)確地點(diǎn)明是來(lái)自管網(wǎng)不及時(shí)清理，這兩種說(shuō)法都把源頭指向了初雨徑流和管網(wǎng)清理不及時(shí)造成的固體沉淀物。說(shuō)到初雨徑流污染，僅指前50分鐘降雨所帶來(lái)的區(qū)域匯流量和徑流沖刷物，這是應(yīng)該進(jìn)入城市低地暫蓄、沉淀處理或進(jìn)入雨水處理廠或污水處理廠處理的對(duì)象。至于由徑流沖刷物帶來(lái)的污染則主要是城市街道產(chǎn)生的顆粒物、輪胎磨損物、垃圾殘余物等，通過(guò)交通風(fēng)集聚于下水道接水口和馬路牙之間，按井口米計(jì)算每個(gè)城市徑流固形物的數(shù)量，在我國(guó)這種固形物全部進(jìn)入下水道。因此城市雨水道的分流或合流設(shè)計(jì)不能一刀切，既有降雨地帶性特征，又有城市建設(shè)基礎(chǔ)條件不同所限，再涉及到降雨徑流污染則從街道清掃至初雨徑流處理就更需要有針對(duì)性的提出對(duì)策，不能簡(jiǎn)單地用工程方案替代管理措施。

　　五、廠網(wǎng)系統(tǒng)必須根據(jù)受納水體的需求進(jìn)行增效設(shè)計(jì)

　　污水處理廠不能僅僅歸結(jié)為削減某類(lèi)污染物的工具，更重要的是把污水處理廠作為人類(lèi)活動(dòng)產(chǎn)生的廢污水返回自然循環(huán)和生態(tài)環(huán)境的必要過(guò)程，是實(shí)現(xiàn)人的幸福最大化、環(huán)境影響最小化的工具。這就要求污水處理廠廠網(wǎng)系統(tǒng)必須根據(jù)受納出水的需求進(jìn)行增效設(shè)計(jì)。只要求削減污染物處理達(dá)標(biāo)的可以執(zhí)行以一級(jí)B為代表的處理技術(shù)或技術(shù)經(jīng)濟(jì)更優(yōu)的處理廠標(biāo)準(zhǔn)；要求達(dá)各類(lèi)回用要求的處理廠出水標(biāo)準(zhǔn)，不是執(zhí)行現(xiàn)行的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，而是根據(jù)不同的回用要求，農(nóng)灌？冷卻？沖渣？……執(zhí)行寬嚴(yán)不同的回用水標(biāo)準(zhǔn)作為再生水廠；要求補(bǔ)充地表水水體，也不是執(zhí)行現(xiàn)在所常提到的類(lèi)地表水標(biāo)準(zhǔn)，而是嚴(yán)格按照地表水水質(zhì)要求，根據(jù)受納處理廠出水的水體混合區(qū)范圍和保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格確定處理廠出水，執(zhí)行地表水V類(lèi)？VI類(lèi)？III類(lèi)？地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，名副其實(shí)的成為新生水廠，使人類(lèi)活動(dòng)產(chǎn)生的廢水消除環(huán)境影響，返回自然循環(huán)，這是生態(tài)環(huán)境保護(hù)的最高境界。上述要求把廠網(wǎng)系統(tǒng)出水區(qū)分為處理廠、再生水廠、新生水廠三種不同標(biāo)準(zhǔn)控制，本次論壇則應(yīng)依照三種不同出口控制標(biāo)準(zhǔn)研究增效方案。

　　六、廠網(wǎng)系統(tǒng)增效兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題

　　1、城市污水處理廠底線指標(biāo)：

　　關(guān)鍵在于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)抓底線控制，地方排放標(biāo)準(zhǔn)抓分區(qū)加嚴(yán)，隨著中央把消滅黑色發(fā)展的任務(wù)交給國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)對(duì)新發(fā)展觀的支撐作用必將極大地顯現(xiàn)出來(lái)。

　　環(huán)保系統(tǒng)曾拋出的城市污水處理廠綜合排放標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)稿，近兩年一直不見(jiàn)聲響，因?yàn)檫@個(gè)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系到每天1.8億噸生活廢水最低處理標(biāo)準(zhǔn)是什么？現(xiàn)在每天大于5000萬(wàn)噸廢水不回用，卻按一級(jí)A回用標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)法，花的可是納稅人的錢(qián)。每天達(dá)一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)的5000萬(wàn)噸廢水要從一級(jí)B提標(biāo)改造為一級(jí)A，花的也是納稅人的錢(qián)，需要制定標(biāo)準(zhǔn)人真正弄懂排放標(biāo)準(zhǔn)的作用。

　　70年代末，我剛進(jìn)入環(huán)境系統(tǒng)分析大門(mén)，著名環(huán)境系統(tǒng)專(zhuān)家Rich建議中國(guó)先全面上一級(jí)污水處理廠，再?zèng)Q定地表水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的區(qū)域上二級(jí)污水處理廠，最后還可擇需上三級(jí)污水處理廠，這是投資最優(yōu)化，防止環(huán)境過(guò)保護(hù)?，F(xiàn)在面臨的形勢(shì)是我們一步到位，很少有人考慮污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)怎樣體現(xiàn)最佳可行達(dá)標(biāo)技術(shù)控制污水處理廠排放底線？怎樣鼓勵(lì)污水處理廠獲得環(huán)境稅優(yōu)惠？怎樣詳細(xì)規(guī)定各類(lèi)回用水要求而不是簡(jiǎn)單的一級(jí)A造成使用混亂？怎樣為地方標(biāo)準(zhǔn)和排污許可證留下新生水處理廠標(biāo)準(zhǔn)的空間？怎樣處理特別限值與年限制標(biāo)準(zhǔn)和地方排放標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)關(guān)系等等。

　　2、新生水廠排放標(biāo)準(zhǔn)幾個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)

　　這里的新生水廠排放標(biāo)準(zhǔn)指的是污水處理廠出水滿(mǎn)足地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的條件，切記不要把污水處理廠出水排入幾類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)的水功能區(qū)，則要求出水標(biāo)準(zhǔn)達(dá)幾類(lèi)。許多北方的水功能區(qū)處于無(wú)地表水狀態(tài)，也要求出水達(dá)地表水標(biāo)準(zhǔn)，就需要講清道理了。如白洋淀由于補(bǔ)給水來(lái)自南水北調(diào)中線，基本達(dá)II類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)，故雄安新區(qū)要求進(jìn)白洋淀的處理廠出水達(dá)III類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)，就是為與中線補(bǔ)給水相互混合，不因當(dāng)?shù)靥幚韽S出水明顯降低白洋淀水質(zhì)，這就是道理。

　　新生水廠出水達(dá)地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)有幾個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)：

　?。?）溶解氧指標(biāo)是地表水指標(biāo)體系的核心指標(biāo)，COD、高錳酸鹽指數(shù)、BOD5、氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、總氮均影響溶解氧指標(biāo)，反映地表水體綜合質(zhì)量。污水處理廠出水補(bǔ)給地表水則應(yīng)首先保證溶解氧指標(biāo)不低于5——6mg/L。

　?。?）COD指標(biāo)僅因?yàn)殛懮衔廴驹淳哂姓{(diào)查數(shù)據(jù)，便于進(jìn)行水陸輸入響應(yīng)分析，而列為地表水標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)。重要的是BOD5、氨氮和溶解氧的互為影響關(guān)系，污水處理廠出水標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)重視BOD5和氨氮的控制。

　?。?）總氮和總磷應(yīng)列為控制指標(biāo)的原因是：影響湖泊水庫(kù)等閉合水域富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)程的指標(biāo)是總氮、總磷、葉綠素A、透明度等指標(biāo)，因此為控制飲用水源地富營(yíng)養(yǎng)化需提高污水處理廠總氮、總磷指標(biāo)。如長(zhǎng)江中下游飲用水源地氮磷超標(biāo)，則應(yīng)對(duì)長(zhǎng)江江湖系統(tǒng)實(shí)施氮磷總量控制，用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)反推長(zhǎng)江氮磷納污能力及污水處理廠可行的氮磷控制指標(biāo)。

　?。?）有關(guān)懸浮物、大腸菌群等指標(biāo)并非新生水廠關(guān)鍵指標(biāo)，可以根據(jù)受納水域質(zhì)量要求和地方質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)酌定。

　　廠網(wǎng)協(xié)同增效的未來(lái)前景十分樂(lè)觀，管網(wǎng)建設(shè)全覆蓋、全收集、全處理的要求僅是各地政府的工作目標(biāo)，協(xié)同增效的最大變化還在于不連接下水道的抽水馬桶國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)得到執(zhí)行，廁所革命引發(fā)的黑水、黃水、灰水源分離得到推廣，城市下水道不再接納黑水和黃水，污水處理廠不再處理不合要求的工業(yè)廢水，真正實(shí)現(xiàn)精細(xì)化的出口管理，因地制宜、因水而異，那時(shí)的廠網(wǎng)增效系統(tǒng)就一定能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化。