一、概述
新疆生態(tài)環(huán)境極其脆弱,以?xún)汝懰禐橹?,自?xún)裟芰Σ?,水環(huán)境容量低。中央和自治區一直高度重視和支持新疆紡織工業(yè)的健康發(fā)展,近年來(lái)發(fā)布的多項政策、規劃文件對新疆紡織工業(yè)環(huán)境保護工作提出明確要求。2015年,國務(wù)院辦公廳下發(fā)《關(guān)于支持新疆紡織服裝產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)就業(yè)的指導意見(jiàn)》(國辦發(fā)〔2015〕2號),要求:嚴格執行環(huán)保標準和清潔生產(chǎn)要求,完善園區污水處理等基礎設施,高標準處理生產(chǎn)廢水、廢氣。2016年,自治區經(jīng)信委發(fā)布《新疆維吾爾自治區紡織工業(yè)“十三五”發(fā)展規劃》,要求“黏膠纖維行業(yè)需適度發(fā)展、總量控制,發(fā)展重心放到質(zhì)量提升、品種改善和環(huán)境保護工作上。棉漿粕和黏膠纖維行業(yè)是典型廢水及污染物排放量大的工業(yè)行業(yè),廢水具有水量大、治理難度大等顯著(zhù)特點(diǎn)。
二、行業(yè)發(fā)展狀況及帶來(lái)主要環(huán)境問(wèn)題
2.1 棉漿粕和黏膠纖維工業(yè)整體發(fā)展狀況
新疆是我國最大的優(yōu)質(zhì)商品棉和國內唯一的長(cháng)絨棉生產(chǎn)基地,棉花總產(chǎn)量已連續20a位居全國第一。新疆棉花種植總面積約2577.39萬(wàn)畝,棉花總產(chǎn)量已達約352萬(wàn)噸,約占全國棉花總產(chǎn)量的60%。依托區域內豐富的棉花資源,新疆紡織工業(yè)中的棉紡、化纖產(chǎn)業(yè)得以快速發(fā)展,國內外紡織產(chǎn)業(yè)不斷向新疆快速轉移。目前,新疆主要棉漿粕和黏膠纖維企業(yè)。如表1所示。
2.2 行業(yè)發(fā)展帶來(lái)的主要環(huán)境問(wèn)題
通過(guò)對瑪納斯、沙灣、石河子、庫爾勒、阿克蘇、阿拉爾、圖木舒克及和田現場(chǎng)深度調研,行業(yè)發(fā)展主要存在問(wèn)題如下:
(1)需進(jìn)一步強化廢水中的鹽度減排,以利于保護和恢復沙漠生態(tài)。調研發(fā)現,廢水鹽度的控制是沙漠生態(tài)恢復的關(guān)鍵。單獨棉漿粕生產(chǎn)企業(yè)由于實(shí)施了漿粕黑液制備堿木質(zhì)素和堿回收清潔生產(chǎn)工藝,廢水中常規污染物達到《污水綜合排放標準》(GB8978—1996)一級標準的同時(shí),鹽度降低至4000mg/L以下,處理后廢水進(jìn)入沙漠中水庫形成了生態(tài)鏈完整、豐富的生態(tài)濕地和氧化塘系統,并可用于生態(tài)林灌溉、綠化澆灌。而鹽度較高的黏膠纖維或棉漿粕、黏膠纖維一體化企業(yè),盡管在酸站和紡練車(chē)間實(shí)施了芒硝或元明粉回收,可使處理后廢水鹽度降低至8000~20000mg/L,但排入沙漠庫區后難以形成生態(tài)系統,種植的蘆葦和紅柳也無(wú)法存活,水流之處土壤鹽堿化明顯,需采用庫區水和地下水交替灌溉的咸淡組合方式。
(2)目前新疆棉漿粕和黏膠纖維行業(yè)廢水排放執行《污水綜合排放標準》(GB8978—1996)一級標準,而對于新疆水環(huán)境容量低、基本無(wú)受納水體的情況,為保護和恢復沙漠生態(tài),處理后廢水排入沙漠水庫或穩定塘執行《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》(GB18918—2002)一級A標準是未來(lái)趨勢。
(3)在棉漿粕和黏膠纖維廢水排放的生態(tài)環(huán)境管理中,目前僅監控《污水綜合排放標準》(GB8978—1996)一級標準中的常規指標,而且常規污染物指標僅涉及到磷酸鹽、氨氮指標,未涉及到行業(yè)標準中普遍采用的總氮、總磷指標。而在棉漿粕和黏膠纖維生產(chǎn)過(guò)程中還潛在存在硫化物、可吸附性有機鹵化物(AOX)、石油類(lèi)、總鋅等潛在的特征污染物,目前尚未重點(diǎn)監控。
三、行業(yè)清潔生產(chǎn)工藝和污染防治技術(shù)的最新進(jìn)展
3.1 棉漿粕清潔生產(chǎn)技術(shù)和水污染防治技術(shù)
目前棉漿粕行業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)和水污染防治技術(shù)示意如圖1所示。
棉漿粕廢水治理的重點(diǎn)在于高濃度黑液的處理,目前棉漿粕黑液通過(guò)資源化利用使混合廢水排出的污染物和鹽度顯著(zhù)降低。棉漿粕黑液資源化方法包括:
(1)將黑液蒸發(fā)干燥后形成堿木質(zhì)素外售;例如泰昌漿粕、新疆白鷺纖維有限公司采用此方法可以達到較好的黑液資源化利用效果。
(2)將濃黑液通過(guò)“蒸發(fā)濃縮+回收NaOH”棉漿粕蒸煮濃堿回收系統的方式實(shí)現資源化利用。例如銀鷹工貿、祥云化纖采用此方法回收堿實(shí)現黑液的資源化利用。
黑液回收利用后,剩余中段混合廢水的處理普遍采用物化、生化、深度處理組合工藝,可以達到,新疆當前執行《污水綜合排放標準》(GB8978—1996)一級標準。
3.2 黏膠纖維清潔生產(chǎn)技術(shù)和水污染防治技術(shù)
目前黏膠纖維行業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)和水污染防治技術(shù)示意如圖2~圖4所示。
黏膠纖維生產(chǎn)工藝中,原液車(chē)間產(chǎn)生堿性廢水,堿性廢水與后續酸站車(chē)間酸性廢水混合后一并經(jīng)物化、生化處理工藝處理,紡練車(chē)間產(chǎn)生較大量的酸性廢水,在凝固浴中產(chǎn)生大量的硫酸鈉,因此酸性廢水貢獻了黏膠纖維生產(chǎn)廢水中的大部分全鹽量,酸性廢水與原液車(chē)間的堿性廢水混合后一并經(jīng)后續物化、生化處理工藝處理,達到《污水綜合排放標準》(GB8978—1996)一級標準后排入沙漠中水庫。酸站主要供給凝固浴中所需硫酸,酸站中硫酸鈉通過(guò)蒸發(fā)結晶回收純度較高的芒硝。
四、污水處理技術(shù)及排放情況
4.1 污水處理技術(shù)
依據課題組現場(chǎng)采樣調研,棉漿粕和黏膠纖維企業(yè)產(chǎn)品、產(chǎn)量、廢水處理排放方式如表2所示。
4.2 處理后廢水達標情況處理后廢水指標與《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》(GB18918—2002)、《污水綜合排放標準》(GB8978—1996)的對比見(jiàn)表3。如表3所示,BOD5出水偏高的問(wèn)題預計主要與生化處理效率相關(guān),懸浮物分別為58.0mg/L和40.0mg/L,均未達到《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》(GB18918—2002)一級A標準(10.0mg/L)、一級B標準(20.0mg/L),但滿(mǎn)足《污水綜合排放標準》(GB8978—1996)一級標準(70.0mg/L)。懸浮物超標需調整優(yōu)化混凝、沉淀條件及生物處理污泥的沉降性能。
五、總結及對策建議
1)棉漿粕企業(yè)對產(chǎn)生的黑液均資源化(回收堿或堿木質(zhì)素),產(chǎn)生的中段廢水有機物及含鹽量均較低,經(jīng)現有污水處理設施可達到《污水綜合排放標準》(GB8978—1996)一級標準,由于排水中含鹽量低,中水庫可構建良好的生態(tài)環(huán)境。
2)黏膠纖維企業(yè)對酸、堿回用程度及鹽回收程度不同,目前對酸站車(chē)間產(chǎn)生的高鹽水均已做不同程度的元明粉回收,對原液車(chē)間的堿浸出液進(jìn)行回用,主要差異在于對紡練車(chē)間的沖毛水脫鹽,沖毛水脫鹽可進(jìn)一步降低廢水含鹽量。
3)對于以黏膠纖維生產(chǎn)為主的企業(yè),產(chǎn)生的廢水單獨排至中水庫的運行方式,由于廢水含鹽量高達20000mg/L以上,中水庫周邊生態(tài)難以構建,廢水的綜合利用途徑受阻(群克水庫、阿拉爾富麗達中水庫);若該種高鹽廢水與其他行業(yè)低鹽廢水混合排放至中水庫,可稀釋其鹽度,使廢水得以綜合利用(如皇公地水庫、阿拉爾老氧化塘)。
4)對于同時(shí)生產(chǎn)黏膠纖維和棉漿粕的企業(yè),因為棉漿粕的低鹽廢水對黏膠纖維的高鹽廢水的稀釋?zhuān)潘械暮}量降低,可實(shí)現廢水的綜合利用,如構建生態(tài)濕地。
5)對于高鹽用量的黏膠纖維行業(yè),應向棉漿粕、黏膠纖維一體化企業(yè)模式發(fā)展,使企業(yè)排出廢水含鹽量降低,在棉漿粕回收堿和堿木質(zhì)素、黏膠纖維酸站和紡練廢水脫鹽回收芒硝和元明粉的基礎上,應進(jìn)一步研發(fā)及應用硫酸鈉資源化制備酸、堿技術(shù),并在產(chǎn)業(yè)下游配套具備先進(jìn)節能減排水平、附加值較高的硫化堿生產(chǎn)工業(yè),從根本上解決芒硝和元明粉的資源化出路問(wèn)題。( >
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