工業(yè)園區(qū)是國家工業(yè)發(fā)展的載體,我國現(xiàn)有各級工業(yè)園區(qū)超過7000家,在承接產(chǎn)業(yè)集聚、推動經(jīng)濟發(fā)展方面貢獻重大。2016年國家級園區(qū)經(jīng)濟總量達到17萬億元,占當年我國經(jīng)濟總量的23%,各級各類工業(yè)園區(qū)經(jīng)濟總量占全國工業(yè)總量的60%以上,在國家經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮了很大作用。截至2018年3月底,全國有工業(yè)污水排放的省級以上工業(yè)聚集區(qū)2356家,盲目擴張造成的“園區(qū)圍城”現(xiàn)象,以及運營中違規(guī)生產(chǎn)、超標排放、監(jiān)管缺失等問題,導致園區(qū)環(huán)境隱患不斷。工業(yè)園區(qū)雖然基本建有污水集中處理設施,但是其管網(wǎng)建設滯后或管網(wǎng)沉積堵塞嚴重,園內(nèi)工業(yè)和生活污水排放規(guī)律不穩(wěn)定。此外,還存在集中污水處理設施的處理工藝與工業(yè)污水類型“不匹配”,未知污染物進入污水處理廠導致處理工藝“中毒”,造成處理效率低等問題。如何確保集中式污水處理廠穩(wěn)定運行,如何在處理廠進口水質(zhì)超標時及時發(fā)現(xiàn)并實現(xiàn)污染溯源,如何有效地將污染源自動堵截,如何摸清企業(yè)排放規(guī)律并通過管網(wǎng)節(jié)點聯(lián)動監(jiān)測實現(xiàn)溯源。今鑒于上述困擾環(huán)保監(jiān)管部門多年的難題,基于環(huán)境風險評價理論的區(qū)域水環(huán)境安全預警系統(tǒng)框架,提出工業(yè)園區(qū)水污染源精細化管控思路。
一、工業(yè)園區(qū)水污染源精細化管控思路與實踐
以北京某工業(yè)園區(qū)為例,該園區(qū)應用在線監(jiān)測技術對水污染源精細化管控。園區(qū)以機械加工、醫(yī)藥、電子、印刷行業(yè)生產(chǎn)為主,每天產(chǎn)生污水約8000t,由集中式污水處理廠處理,企業(yè)排放口執(zhí)行北京市《水污染物綜合排放標準》(DB11/307—2013),其中,化學需氧量和氨氮的排放限值分別為500mg/L和45mg/L。園區(qū)內(nèi)部分企業(yè)存在生產(chǎn)廢水預處理設施運行不穩(wěn)定甚至超標排放、工業(yè)污水混排至生活廢水等問題。通過“一企一檔”建設、多級防控布點、企業(yè)污水排放規(guī)律排查、網(wǎng)格化監(jiān)控、管網(wǎng)節(jié)點與企業(yè)排口聯(lián)動溯源等方式,實現(xiàn)工業(yè)園區(qū)水污染源精細化管控。
1.1 “一企一檔”建設
將園區(qū)內(nèi)企業(yè)分類統(tǒng)計造冊,查明企業(yè)數(shù)量和類型、廢水種類、主要污染物、排放特點、排放量等基本信息[3],并錄入精細化管控平臺系統(tǒng)。建立“一企一檔”,使園區(qū)環(huán)境容量、管理底數(shù)有據(jù)可依。此外,要科學布點,分層次監(jiān)測。對于確定的重點排水戶,應安裝水質(zhì)水量在線監(jiān)測儀表,并加裝能截留污水的自動閥門和排放口視頻監(jiān)控系統(tǒng),對于一般排水戶,可安裝自動留樣器,樣品定期送檢測機構(gòu)分析。園區(qū)內(nèi)實行分區(qū)塊管理,在排水管網(wǎng)關鍵節(jié)點安裝在線監(jiān)測儀表,以掌握綜合水質(zhì)狀況。相關信息與企業(yè)“一企一檔”相關聯(lián),實現(xiàn)信息電子化,可直接從手機、平板電腦(PAD)、電腦等多種終端直接調(diào)用數(shù)據(jù),并關聯(lián)企業(yè)的監(jiān)測信息和生產(chǎn)信息。
1.2 多級防控布點
該園區(qū)共有約200家污染企業(yè),經(jīng)過統(tǒng)計、排查和實地調(diào)查,確定第一級為17家重點排水企業(yè)(排水量約占總量的80%),第二級為11個排污管網(wǎng)關鍵節(jié)點(管理園區(qū)8個區(qū)塊),第三級為集中式污水處理廠進水口。按照多級防控的思路布點監(jiān)測(見圖1),并著力構(gòu)建突發(fā)水環(huán)境污染事件防范與應急處置體系。
1.3 企業(yè)污水排放規(guī)律排查
通過實時監(jiān)控,掌握企業(yè)污水排放規(guī)律。經(jīng)過3個月的實時連續(xù)監(jiān)控,發(fā)現(xiàn)17家重點排水企業(yè)的排放規(guī)律分為連續(xù)性排水和間歇性排水兩種類型。其中,4家企業(yè)為24h連續(xù)性排水,4家企業(yè)為間歇性排水,白天排放,晚上不排放,2家企業(yè)為間歇性排水,6:00—16:00每隔1h排放20min,1家企業(yè)為間歇性排水,3d排放1次,每次2h,6家企業(yè)由于管網(wǎng)水頂托排水不暢。根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)和員工生活規(guī)律,排水間歇雖然有幾小時到幾天的區(qū)別,但其規(guī)律可循,能為日常監(jiān)管提供參考,若有偏離則可用于預警。掌握企業(yè)污水排放規(guī)律,可以為集中式污水處理廠調(diào)整工藝和生產(chǎn)計劃提供依據(jù),也可以為環(huán)保管理部門巡查監(jiān)管提供時間賬本,做到有的放矢,從容應對。
1.4 網(wǎng)格化監(jiān)控
對管網(wǎng)節(jié)點進行網(wǎng)格化監(jiān)控,能有效降低排查難度和成本。以15~25家企業(yè)地域面積為區(qū)塊單位,結(jié)合管網(wǎng)布局,將整個園區(qū)劃分為若干個網(wǎng)格,在關鍵管網(wǎng)節(jié)點布設監(jiān)控點,能有效管理上游片區(qū)污染整體狀況(見圖2)。如圖中5號節(jié)點(區(qū)塊⑤管網(wǎng)關鍵節(jié)點)和8號節(jié)點(區(qū)塊⑧管網(wǎng)關鍵節(jié)點)以居民生活廢水為主,經(jīng)長期監(jiān)控發(fā)現(xiàn),水質(zhì)指標監(jiān)測值在11:00左右為低谷,21:00左右為高峰,與居民生活規(guī)律相關。在此基礎上建立單個管網(wǎng)節(jié)點的綜合水質(zhì)變化趨勢模型,結(jié)合實時監(jiān)控數(shù)據(jù),通過網(wǎng)格化監(jiān)控,可以迅速鎖定超標污染 >
1.5 管網(wǎng)節(jié)點與企業(yè)排口聯(lián)動溯源
管網(wǎng)節(jié)點的上下游水質(zhì)之間有著必然聯(lián)系,將管網(wǎng)節(jié)點與企業(yè)排放口關聯(lián)分析,可以鎖定未知污染源。例如,在正常情況下,8號節(jié)點和3號節(jié)點的污水經(jīng)過混合后排向1號節(jié)點,三者之間的氨氮水質(zhì)關系為8號節(jié)點>1號節(jié)點>3號節(jié)點。當3號節(jié)點水質(zhì)氨氮濃度驟增,三者之間的水質(zhì)關系變化為3號節(jié)點>1號節(jié)點>8號節(jié)點時,可以判定3號節(jié)點上游有未知污染團進入管網(wǎng),從而觸發(fā)水環(huán)境監(jiān)測預警。此時在3號節(jié)點的管理區(qū)塊范圍內(nèi),調(diào)取安裝了在線監(jiān)測儀器的4家重點排水企業(yè)監(jiān)測數(shù)據(jù),并未發(fā)現(xiàn)同一時間段有超標情況。排除上游企業(yè)嫌疑后,再調(diào)取視頻資料,并通過實地調(diào)查,鎖定超標事件為某小企業(yè)通過罐車偷排高濃度氨氮廢水導致。
二、精細化管控系統(tǒng)信息平臺構(gòu)建
通過采集現(xiàn)場監(jiān)控點位的流量、水質(zhì)、水位、流向、視頻、閥門等信號,按照相關國家規(guī)范要求分類整理、統(tǒng)計,豐富數(shù)據(jù)庫,形成單個監(jiān)測點位和多個監(jiān)測點位的規(guī)律范本,最終形成工業(yè)園區(qū)排放監(jiān)測模型。在重點排污企業(yè)安裝排水自控閥門,逐步實現(xiàn)自動留樣、自動截污和刷卡排污等功能。監(jiān)管部門和污水處理廠可根據(jù)合同約定,對污水流量、污染物濃度、主要污染物排放總量超過約定限值的企業(yè),通過遠程控制手段,限制或關閉其排水閥門。通過設定單個點位超標預警閾值和建立模型,篩查超標或嫌疑點位,及時預警,提高監(jiān)控和監(jiān)管效率。
通過構(gòu)建以數(shù)據(jù)為核心的涉及環(huán)保管理部門、工業(yè)園區(qū)、污水處理廠、企業(yè)和第三方監(jiān)測設備運維單位的精細化管控系統(tǒng)信息平臺(見圖3),將預警、超標、警告和處罰等信息進行流轉(zhuǎn),并將第三方運維單位的日常管理信息進行數(shù)據(jù)關聯(lián)、全程留痕,形成一套用于監(jiān)管企業(yè)和運維工作的新型管理模式。逐步完善精細化管控系統(tǒng),嘗試與消防、公安等部門建立聯(lián)合指揮中心,形成多位一體、多任務、多功能的聯(lián)合監(jiān)控平臺。
三、結(jié)語
該工業(yè)園區(qū)建成水污染源精細化管控系統(tǒng)并運行至今,各企業(yè)通過平臺查詢排放口監(jiān)測數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)問題及時處理,少量企業(yè)已著手修建預處理設施,保障污水達標排放。園區(qū)管理部門根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)實施調(diào)度,確保管網(wǎng)暢通,并加快雨污分流治理,污水處理廠也一直處于平穩(wěn)運行狀態(tài)。環(huán)保管理部門通過系統(tǒng)排查超標排放和突擊排放的企業(yè),將其列為重點關注對象,通過加裝等比例采樣裝置、遠程修改監(jiān)測周期等技術手段加強監(jiān)管。
加強工業(yè)園區(qū)污水管理的最終目標是改善水環(huán)境質(zhì)量,防范工業(yè)聚集區(qū)的水環(huán)境風險。建立工業(yè)園區(qū)水污染源精細化管控系統(tǒng),有利于提高環(huán)境管理效率,精準鎖定污染源,細化點位管理,并對園區(qū)的環(huán)境友好指數(shù)進行評估,從而促使園區(qū)管委會加強雨污分流、管網(wǎng)疏通等工作,形成工業(yè)園區(qū)治理的良性循環(huán)。( >
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