我國人口眾多，人均水資源擁有量為2200 m3，僅為世界平均的1/4，因此，我國是一個嚴重缺水的國家。目前，黃淮海及內陸河流域有11個省、市、區的人均水資源擁有量低于聯合國可持續發展委員會確定的1750 m3用水緊張線，其中有9個地區低于500 m3的嚴重缺水線，水資源不足已成為制約我國經濟和社會發展的重要因素之一。
造成我國水資源不足的重要原因是用水效率低下和污水排放量大。我國工業用水的取水量占全國取水量的20%以上，僅次于農業取水量，居第二位，約為生活取水量的二倍。全國污廢水排放總量約620億m3（不包括火電直流冷卻水），其中工業廢水約占66%。2003年我國萬元GDP用水量為465 m3，是世界平均水平的4倍，顯示我國水資源利用方式粗放，用水效率低下。統計還表明，我國工業萬元增加值用水量是發達國家的5 ~ 10倍，水的重復利用率為50%，而發達國家已達85%。
我國的工業用水效率低下，廢水排放量大與我國水資源條件極不相適應，為了使我國經濟和社會能科學持續的增長與發展，改變目前水資源利用的粗放方式，挖掘工業廢水處理再利用的潛力，提高工業用水效率，將工業廢水作為新的水資源予以開發，是擺在我們面前的一項緊迫任務。以下就工業廢水處理再利用的若干問題提出個人看法，進行探討，以互相交流。
1 從國內外廢污水處理再利用現況看工業廢水處理再利用的可行性
目前國內外已有許多成功的污水處理廠出水供工業再回用的實踐與經驗。
國外：美國加利福尼亞Richmond的Chevron煉油廠利用市政水區的再生水用作工藝冷卻水；澳大利亞將污水處理廠的出水進行微濾和反滲透、脫鹽深度處理后，得到的純凈水用于鍋爐補給水；新加坡將經過微濾、反滲透和UV消毒深度處理的回用水作為高科技和半導體工業的高純水，據報道一座水量為45 000 m3/d的處理廠正在興建；日本從60年代開始就大力研究和推廣污水再生工業回用技術，如東京三河島污水處理廠處理能力為13.8萬m3/d，其中80%出水經處理后供340座工廠的工業用水，名古屋市的污水經混凝、沉淀、過濾后供給12座工廠使用。此外，還有南非、以色列等許多國家相繼發展污水處理再利用，以彌補日益缺乏的水資源。
國內：鋼鐵、紡織、造紙、火電行業是用水大戶，亦是工業廢水排放大戶。近幾年來，在工業廢水處理再利用方面有較大進展。太原鋼鐵廠位于華北地區缺水的太原市，為了滿足鋼鐵生產持續發展需要，解決日益尖銳的供水和用水之間的矛盾，于2002年12月建成了40 000 m3/d冶煉軋鋼廢水處理再利用工程。該工程以反滲透分離技術為核心，一級反滲透處理能力1400 m3/h，二級反滲透300 m3/h。工程建成后滿足了不銹鋼年產量由20萬噸提高到50萬噸的用水需要。在造紙行業廢水處理再利用方面，寧波中華紙業、東莞玖龍紙業、山東太陽紙業、浙江永泰紙業等國內一大批以廢紙和商品漿為原料的紙和紙板造紙大型企業，所產生的造紙廢水經過物化和生物處理后再利用到碎漿、打漿等工序中去，廢水再利用率為40% ~ 50%。隨著排放標準的日趨嚴格和水資源的不足，印染廢水處理再利用逐漸增加。一些企業，將廢水經過機械預處理后用于鍋爐煙道氣除塵系統，既利用印染廢水pH高的特點使煙道氣得以中和，又節省了新鮮水水資源。亦有將印染廢水經過生化物化處理，再經過濾處理后用于沖洗廁所、地面、印花網版和冷卻水等。在火電方面，北京華能熱電廠利用高碑店污水處理廠出水在2000年建成了一座35 000 m3/d的污水再利用工程，采用凝聚澄清－過濾－消毒的方法，成功地將市政污水處理出水再利用作冷卻循環系統補充水。在其他工業廢水方面亦有很多處理再利用實例，在此不一一敘述。總之，國內外大量實踐表明，工業廢水處理再利用是可行的。
2 工業廢水處理再利用具有普遍性
關于工業廢水處理再利用曾有一種認識上的誤區，認為“工業廢水處理再利用主要是針對缺少水資源的西北、華北地區，而在沿海地區、長江三角洲等水網地帶似乎沒有必要，或者為時過早”。事實上，我國水資源的短缺不是局部的，而是普遍的。西北、華北等地區固然水資源不足，而在沿海地區隨著經濟的快速增長，取水量和廢水排放量急驟增長，工業用水量達到全部取水量的30%以上，是全國平均水平的1.5倍。上海市工業用水量更大，為全部取水量的70%左右。所以水資源不足、水質不良的狀況日益突出。以浙江省為例，年平均降雨量為1250 mm左右，單位面積水資源總量超過120萬m3/km2，是我國水資源豐富的省份之一。但是，在干旱的2003年，同樣發生用水緊張狀況。水源上游水庫蓄水量不足，工農業生產和生活用水矛盾突出，有的地區為了保證居民用水，對工業用水限量供應，或者采取經濟手段對工業用水超過限量的部分數倍收取水費，以此迫使企業挖掘潛力，合理用水，節省用水，提高水的復用率，廢水處理部分回用，減少生產用水的取水量。由此可見，開辟工業廢水這個第二水源進行工業廢水處理再利用，大幅度提高用水效率，以減少工業用水取水量，在我國是具有普遍性的。
3 由較低水平回用向工業廢水處理生產再利用發展，拓寬工業廢水處理再利用的前景
目前，在工業廢水處理再利用方面，低水平回用較多，亦即經廢水處理后，出水回用為工業雜用水，如，沖洗地面、綠化、水力沖渣等。或者進一步深度處理后回用作對用水水質要求不是很嚴格的工藝生產前工序，如造紙生產的打漿、洗漿，印染工藝的深色織物前漂洗等。這固然是工業廢水處理再利用的一個重要方面，但是，我們不能停留在這個水平上，應該進一步拓寬工業廢水處理再利用的路子。在有條件的情況下，工業廢水處理后再利用為工業生產用水，盡量減少廢水排放，甚至實現“零”排放。當然，要實現這一目標有難度。首先，工業廢水處理后水質必須符合不同的工藝生產用水水質要求。例如，國內某生產白紙板大型造紙企業，擬對廢水處理出水經過深度處理后在生產中再利用，其水質情況如表1所示。
表1 造紙廢水處理再利用水質情況表
項目 pH 色度
（倍） 渾濁度
（NTU） 電導率
（μs/cm） COD
（mg/L） BOD
（mg/L） SS
（mg/L） 溫度
（℃）
廢水處理廠排放水 6 ~ 9 74 — 1723 147 22 39 10 ~ 32
生產再利用水 6.5 ~ 7.5 <10 ≤1.0 ≤500 ≤15 — — —
從表中可以看到，要做到造紙廢水處理再利用，除了COD、BOD等有機污染物指標外，色度、渾濁度、電導率（含鹽量）等亦要符合生產用水水質要求。又如，紡織印染企業，為了保證印染布的染色質量、鮮艷度和牢度，對用水的色度、渾濁度、硬度、鐵離子、pH值等都有嚴格的要求。為了做到工業廢水處理后再利用為工藝生產用水，對廢水處理廠出水必須進行深度處理，以滿足不同的生產工藝用水要求。第二，從技術上來說，必須采用常規的深度處理技術，如：混凝、過濾、消毒、吸附、軟化、離子交換等或者膜分離技術（電滲析、超濾、反滲透等），方可使出水水質達到生產要求。前述太原鋼鐵公司40 000 m3/d冶煉軋鋼廢水處理再利用工程，就是采用微濾－保安過濾－精密過濾等預處理后，再經一級反滲透和二級反滲透。其中經過一級反滲透除鹽率為90%，再經二級反滲透可使除鹽率提高到95%，出水水質達到生產用水要求。大連某石化公司30 000 m3/d（一期10 000 m3/d）廢水處理再利用工程采用反滲透技術，污水處理廠出水經氣浮－過濾－兩級反滲透－消毒后，出水COD 20 mg/L，BOD 5 mg/L，電導率<10，處理出水達到生產用水要求，分別供冷卻循環水補充水和鍋爐補水，目前該工程正在實施中。第三，工程投資和制水成本。據報道，太原鋼鐵公司40 000 m3/d廢水處理再利用改造工程，工程投資約1000元/m3·水，噸水處理成本約2.5元左右。大連某石化公司5000 m3/d供冷卻循環水的廢水處理再利用工程投資為1800元/m3·水，5000 m3/d供鍋爐補充水的再利用工程投資為7800元/m3。噸水處理成本分別為1.2元和3.7元。所以，工業廢水處理再利用工程的工程投資和制水成本，因所需處理后水質、采用的處理技術和工程規模而異，差別較大，應通過技術經濟比較因地制宜地確定方案。
4 工業廢水處理再利用同清潔生產、資源回收和廢水達標是一個系統工程，應通盤考慮
工業廢水處理再利用工程不是一項單純的水處理工程，而是以經過處理后生產廢水作為水源，再經過深度處理達到生產再利用的工程。所以，不言而喻，經處理后的生產廢水水質愈好，所含無機和有機污染物愈少，對再利用工程愈有利，可以減少再利用工程的投資和制水成本。為此，應該將清潔生產、資源回收、廢水處理達標和再利用工程作為一個系統工程來統盤考慮。清潔生產、資源回收、廢水處理達標是再利用工程的前提和基礎，而再利用工程是工業廢水廣義上“零”排放的必然。以造紙企業為例，在生產過程中應實行清潔生產，采取節水和減污技術，包括濕法備料洗滌水循環使用，粗漿洗滌和篩選封閉系統，采用氧脫木素工藝和先進的漂白工藝，漂白洗滌濾液溢流使用，堿回收蒸發站冷凝水的回用，冷卻水循環使用，白水回收等措施。以廢紙和商品木漿為原料的紙和紙板生產企業，生產廢水中含有大量廢紙漿纖維，SS值高達3000 ~ 4000 mg/L。采用斜網過濾后可回收紙漿纖維55% ~ 65%，國內不少企業已經實施了這種資源回收措施。以年產40萬噸的白紙板企業為例，廢水量為20 000 m3/d，進水SS 3500 mg/L，經斜網回收后出水SS為1400 mg/L，每日可回收廢紙漿量為150 T（含水率為72%）。每T紙漿纖維售價約為200元，每日可獲得直接經濟效益30 000元，全年收益約1000萬元，相當于每噸紙成本降低25元。同時，由于進行了纖維回收，使進入后續處理系統的SS大大減少，一般地，經一級混凝沉淀后，出水SS可在100 ~ 150 mg/L，該部分水可再利用到打漿和洗漿生產工藝中去，就此一項又可實現廢水處理再利用率50%左右。由于采取了在生產過程中節水減污的清潔生產措施和對廢水中紙漿纖維回收，減少了污染負荷，改善了廢水處理條件，有利于廢水處理達標和再利用處理工程。
參考文獻
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