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关于纺织染整工业水污染物排放标准的研究2019-05-27中国轻工业清洁生产中心 孙晓峰等 中国印染行业协会 林琳
摘要:我国自2013年1月1日起实施《纺织染整工业水污染物排放标准》( GB 4287-2012),标准及修改单颁布实施以来,对纺织染整工业清洁生产与污染减排工作起到了积极的推动作用。 “ 十三五”以来,随着相关国家政策法规的颁布实施,现行标准已不能满足新形势下的环境保护工作要求,标准修订工作已列入《国家环境保护标准“十三五”发展规划》。本文通过对标准执行情况、实施效果和重点问题的分析,综合考虑我国纺织染整工业现有环境管理水平和未来环境管理发展趋势,针对标准整合、控制指标适用范围、直接和间接排放限值、标准执行等方面提出标准修订建议和管理建议。 关键词:纺织染整 水污染物 排放标准 修订 建议 我国是世界最大的纺织品生产和加工基地,纤维加工总量占世界纤维产量的50%,是纺织生产加工大国。纺织行业也是我国水污染物重点防控行业,科学、合理的污染物排放标准对纺织行业技术进步、污染减排,乃至全国工业领域环境保护工作均有积极的推动作用。 为进一步加强纺织染整等行业环境管理,《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB 4287-2012)于2012年9月颁布,2013年1月1日正式实施。2015年3月27日,发布《关于发布国家污染物排放标准<纺织染整工业污染物排放标准> (GB 4287-2012)修改单的公告;2015年6月17日,发布《关于调整<纺织染整工业水污染物排放标准> (GB 4287-2012)部分指标执行要求的公告》,建立了较为完善污染物排放标准体系。 随着我国纺织企业的空间集聚,纺织工业园区的不断增加,生产工艺的日新月异以及相关技术政策不断更新替代,企业和环境保护管理部门在执行排放标准过程中反映出诸多问题,遭遇诸多挑战。与此同时,纺织行业依然是我国工业废水及污染物排放的重点行业。《国家环境保护“十二五”规划》、《“十三五”生态环境保护规划》、《水污染防治行动计划》、《控制污染物排放许可制实施方案》、《印染行业规范条件》等文件均对纺织工业的环境保护提出了更为严格的要求。 在此背景下,通过对GB 4287-2012的评估能够及时识别新形势下标准的不适宜性,修正标准实施监管方法模式。本文通过对标准执行情况、实施效果和重点问题的分析,综合考虑我国纺织染整工业现有环境管理水平和未来环境管理发展趋势,针对控制指标适用范围、直接和间接排放限值、标准执行等方面提出标准修订建议和管理建议。 1 标准修订历程说明 我国分别于1984年、1992年、2012年制定《纺织染整工业水污染物排放标准》。为加强地方纺织染整行业环境管理,江苏、山东等地制定了地方的纺织染整工业水污染物排放标准。 《关于发布国家污染物排放标准<纺织染整工业污染物排放标准>( GB4287-2012)修改单的公告》将化学需氧量和生化需氧量间接排放限值调整为500mg/L和150mg/L;针对部分流域锑超标问题,增设总锑的排放控制要求。 《关于调整<纺织染整工业水污染物排放标准> (GB 4287-2012)部分指标执行要求的公告》提出:1)暂缓执行GB 4287-2012中苯胺类、六价铬不得检出的要求。2)暂缓实施GB 4287-2012 修改单中“废水进入城镇污水处理厂或经由城镇污水管线排放,应达到直接排放限值”的要求。 与GB 4287-92相比,增加总氮、总磷、二氧化氯、可吸附有机卤素、总锑五项指标。从标准规定指标看,基本涵盖行业重要污染物,标准项目设定合理。与GB 4287-92相比,GB 4287-2012排放限值进一步趋严。 2 标准执行情况分析 2.1 在线监测数据达标分析 采用2016年全国538家企业在线监测联网数据,总样本数据量约670万条;其中,化学需氧量数据量约440万条,氨氮数据量约230万条。 在线监测数据表明,在国家以化学需氧量等污染物排放总量控制为主要环境管理措施的背景下,化学需氧量、氨氮在线监测达标率较高。 表2-1 纺织染整企业2016年重点区域达标率(日均值)
2.2 监督性监测数据达标分析 (1) 全指标监测达标情况 采用2015年~2016年监督性监测数据,样本总数量24331条,全指标监测达标情况仍较低。如下表所示。 表2-2 各项控制项目达标情况(单位:%)
企业全指标监测超标率稳步下降,直接排放超标率从53.41%下降至4.55%;间接排放超标率从86.64%下降至37.56%。 (2) 分项指标监测数据达标分析 由图2-1可知,通过标准限值调整以及废水处理提标改造,化学需氧量达标率从78.84%提高至97.04%;苯胺类从37.39%提高至84.13%;六价铬从90.58%提高至100%。 通过废水处理提标改造,氨氮达标率从89.83%提高至97.38%;总锑从72.15%提高至89.68%。 硫化物达标率保持在97%左右,二氧化氯、AOX达标率均为100%。 3 标准实施技术评估 3.1 GB 4287-2012促进了相关污染治理技术进步,达标改造路线多、治理设施技术日趋完善,改造效果普遍较好。 3.2 GB 4287-2012促进了环保产业发展,行业水污染防治装备水平大幅提高,膜法处理与回用技术得到应用推广,浙江等地区中水回用率大幅提高。 3.3 GB 4287-2012提高了行业清洁生产水平。冷轧堆印染技术、生物酶染整加工技术、短流程煮漂工艺、小浴比染色技术、数码喷墨印花技术、涂料染色技术等清洁生产技术得以快速应用推广。 4 标准实施效益分析 4.1 排放标准促进纺织行业污染减排 2015年,纺织行业废水排放量18.4亿吨,比2010年削减6.1亿吨,削减率24.9%;化学需氧量排放量20.6万吨,比2010年削减削减9.5万吨,削减率31.6%;氨氮排放量1.5万吨,比2010 年削减0.2万吨,削减率11.8%。 2006-2015年,单位纤维加工量废水排放量从64.46t/t降至39.20t/t,降低39.19%。单位纤维加工量化学需氧量排放量从10.27kg/t降到4.78kg/t,降低53.46%。单位纤维加工量氨氮排放量从0.54kg/t降到0.34kg/t,降低37.04%。 4.2 纺织业执行标准投资运行成本高 按日处理能力l万吨的废水处理厂核算,吨废水占地面积约l.3m2,COD初始浓度1500mg/L~2000mg/L,处后达到100mg/L,吨废水投资约2500元,吨废水运行成本约2~2.5元。 要达到COD 80mg/L,需要加强预处理单元,如强化水解酸化、物化处理等和增加深度处理单元(如生物滤池等)。吨废水占地面积约l.5m2,吨废水投资约3000元,吨废水运行成本约3-5元。 要达到COD60mg/L,在常规处理后,再采用膜技术、活性炭吸附、硅藻土吸附等,吨废水运行成本约8~10元。 根据行业废水排放量(18.4亿吨)测算,纺织染整行业废水处理设施提标改造投资约25-30亿元,运行费用约90-100亿元/年。 4.3 排放标准促进纺织产业结构调整 纺织染整行业逐步实现转型升级,在印染布产量下降的情况下,主营业务收入、利润等经济指标均实现增长。2014年,规上企业印染布产量536.74亿米,比2010年减少3.91亿米。2010年~2014 年,规上企业主营业务收入从2777亿元增长至3747.1亿元;利润总额从134.37亿元增长至188.91 亿元。 5 标准实施主要问题 5.1 部分指标适用范围不明确,加大监管成本 二氧化氯、可吸附有机卤素、六价铬、总锑等污染物在特定工艺条件下产生,但GB 4287-2012没有明确适用范围。日常管理将增加监测和监管成本。 5.2 部分排放限值宽松,不利于引导技术进步 GB 4287-2012中可吸附有机卤素(AOX)等排放限值过于宽松,不利于引导纺织企业清洁化改造。 5.3 间接排放管理要求与地方监管现状差异大 GB 4287-2012规定的间接排放限值,在执行时主要存在以下问题: (1) 大部分印染企业不具备提标改造的土地资源。 (2) 印染企业的预处理方法增加下游集中污水处理厂的处理难度和成本。 (3) 以协商方式排放废水的现状没有影响集中污水处理厂的达标排放和受纳水体的环境质量。 5.4 全指标监测率低,不能反映实际排放情况 对监督性监测数据分析可知,化学需氧量、氨氮监测率保持在99%以上,其他指标监测率偏低。不能反映印染企业全面达标排放的实际情况。 5.5 与监督性监测数据之间存在差异 如表5-1可知,在线监测数据和监督性监测数据之间存在差异,需进一步分析两类监测数据的相关性,更科学判定企业的达标情况。 表5-1 在线监测数据和监督性监测数据的比值
6 排放标准修订建议 6.1 整合现行污染物排放标准 《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB 4287-2012)、 《缫丝工业水污染物排放标准》(GB 28936-2012)、《毛纺工业水污染物排放标准》(GB 28937-2012)、《麻纺工业水污染物排放标准》(GB 28938-2012)等四项标准常规污染物排放限值较为接近,如下表所示。 表6-1 四项标准常规污染物排放限值(新建企业排放限值)对比
建议将四项标准整合为一项排放标准。标准适用范围涵盖洗毛、麻脱胶、缫丝、织造、染色、印花、整理等工序。 6.2 明确控制指标的适用范围 由于纺织染整行业染料、助剂等复杂性,除了现行标准规定的14项污染物控制项目外,还可能含有壬基酚、PFOS等污染物。由于纳入监管的污染物控制指标远少于实际排放的污染物数量,难以全面反映所有污染物的综合风险。 但考虑到我国主要环境问题以及环境监管和执法能力等因素,暂不宜新增污染物控制指标。同时,为进一步提高标准可操作性,建议明确控制指标适用范围。即:1)二氧化氯、可吸附有机卤素适用于使用氯漂工艺的企业;2)六价铬适用于使用含铬助剂、有感光制网工艺的印花企业;3)总锑适用于以含锑催化剂的涤纶为原料的企业。 6.3 制定科学合理的排放限值 (1) 调整苯胺类排放限值 从染料(活性染料,且以偶氮染料为主)、水源、生产环节和废水处理环节等方面系统分析苯胺类物质的来源、转移和降解情况。苯胺类物质60%来源于染料、33%来源于废水处理厌氧环节、7%来源于剥色等生产环节。 目前,印染企业废水处理主要采用物化-水解酸化,好氧-二沉池-沉淀工艺,对苯胺类物质去除有限。通过对某印染废水处理设施进行提标改造,增加臭氧-生物滤池等废水处理工艺。
运行结果表明对苯胺类物质有明显去除效果,苯胺类排放浓度小于0.5mg/L 。建议针对环境敏感区域应收严苯胺类排放限值,企业可通过使用清洁染料、增加臭氧一生物滤池等废水处理工艺等措施实现达标排放。 (2) 调整AOX排放限值 为控制氯漂,GB 4287-2012规定了可吸附有机卤素(AOX)排放限值。GB4287-2012现有、新建和特别排放限值分别为15mg/L、12mg/L、8mg/L。 通过分析225家企业AOX监督性监测数据,达标率100%。对典型企业的检测结果表明,AOX排放浓度为0.10~5.83mg/L。监测数据表明,AOX排放浓度均远低于排放限值。建议收严AOX排放限值。企业可通过使用氧漂技术,减少使用含氯染料、含氯消毒剂等措施降低AOX排放浓度。 (3) 调整六价铬排放限值 通过分析391家企业六价铬监督性监测数据,达标率100%。通过与现行典型行业污染物排放标准对比,六价铬特别排放限值过于宽松。 印花企业采用感光制网工艺,毛印染工艺采用重铬酸钾助剂会导致废水含有六价铬。建议收严六价铬排放限值。企业可以采用物化处理工艺确保含铬废水达标排放。其中,新建企业排放限值建议调整为O.lmg/L,特别排放限值建议调整为0.05mg/L。 6.4 优化间接排放的管控要求 目前,印染废水间接排放主要包括三种模式,即:1)排入印染园区废水处理设施;2)排入综合工业园区废水处理设施;3)排入城镇污水处理厂。 目前,全国25.54%的印染企业废水排入工业废水集中处理厂;30.94%的印染企业废水排入城镇污水处理厂。 目前,浙江、江苏、广东等地均提出印染企业进园区的要求,印染企业园区化已成为必然趋势。与废水单独处理相比,印染园区废水综合处理在投资和运行成本方面均有较大优势,且便于环境监管。而现行标准中间接排放限值过于严格,不利于废水集中处理。建议针对印染废水排放的不同去 向制定间接排放限值要求。 (1) 企业向能够对纺织染整废水进行集中收集和处理(不与其他工业废水和生活污水混合)的园区污水处理厂排放时,除苯胺类、六价铬、硫化物、总锑、可吸附有机卤素执行标准规定的间接排放控制要求外,其他水污染物排放控制要求由企业与公共污水处理系统商定或执行相关标准, 并报当地环境保护主管部门备案,公共污水处理系统排放应保证达到相关环保要求。 (2) 企业向公共污水处理系统(非城镇污水处理厂)排放废水时,应与(1)保持一致;同时,间接排放限值不宜超过《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T31962)相关规定。 (3) 纺织染整废水存在水量大、可生化性差、化学药剂和无机盐含量高等特点,对城镇污水处理厂有一定冲击。印染废水不宜排入城镇污水处理厂。对于这类企业应给予一定期限搬迁至工业园区。若无法搬迁,其废水进入城镇污水处理厂应达到直接排放限值。 6.5 排放标准执行的相关建议 (1) 开展污染物全指标监测 如上文所述,除化学需氧量、氨氮外,其他指标监测率偏低。不能反映行业全面达标排放的实际情况。建议: ① 根据排污许可相关要求,实施纺织染整行业水污染物全指标监测。 ② 加强单位产品基准排水量监测。加强排污口设置管理;全面统计排水量;加强各部门联动,确保产量统计数据的有效性;加强日常监督管理对单位产品基准排水量指标的使用。 (2) 规范自行监测行为 自行监测是掌握企业排污状况和排污趋势的手段,是开展环境信息公开工作的重要依据。为确保自行监测数据的有效性,应采取以下措施: ① 以手工监测方式开展自行监测的企业,应确保工作场所、采样分析设备、人员、管理制度等符合相关要求;采样与监测应符合《地表水和污水监测技术规范》( HJ/T 91-2002)等规范要求。 ② 以自动监测方式开展自行监测的企业,应按照规范要求安装自动监测设备,联网并验收。应根据《水污染源在线监测系统运行与考核技术规范》(HJ/T355-2007)等要求加强设备维护,确保在线监测数据有效性。 ③ 地方环境保护管理部门应加强对社会检测机构的监督管理。 (3) 加大环境友好工艺和废水深度处理技术研发力度 ① 采用环境友好的生产工艺,使用绿色染料。纺织染整废水中苯胺类等污染物主要来源于染料。采用绿色染料可以降低有毒有害物质的产生和排放量。 ② 研发环境友好的废水深度处理技术。目前,国内企业采用的深度处理技术设备投资和运行成本均较高,且易造成盐化、大量化学污泥等次生环境污染。应加大环境友好的废水深度处理技术的研发应用,避免次生环境污染。 (4) 加强对印染上游行业的环境管理要求 排放标准应体现源头削减、过程控制的理念。以锑为例:90%以上的涤纶生产使用三氧化二锑、醋酸锑等作为催化剂,锑最终在印染环节以水污染物的形式排入环境。印染企业只能通过混凝沉淀等末端处理技术治理含锑废水。通过对249家企业总锑监测数据分析,总锑超标率20.48%。 目前,技术比较成熟的有无锑催化剂有钛系和锗系催化剂,但由于成本高,且国家未对化纤(涤纶)行业提出相应要求,企业使用新型催化剂的动力不强。建议加强对化纤行业的环境管理要求,减少有毒有害物质的使用,降低末端治理的难度和成本。 (5) 加大环境信息公开力度 根据《企业事业单位环境信息公开办法》、《排污单位自行监测技术指南纺织印染工业》(HJ 879-2017)等规定,企业应制定自行监测方案,定期开展全指标监测,规范监测记录并加大环境信息公开力度。 经测算,若按HJ 879-2017开展自行监测,印染行业自行监测费用约5.8亿元/年,占行业利润总额(2016年为209.79亿元)的2.77%。 (6) 加强环境监管能力建设 加大环境监管方面资金、设备、技术和人员的投入力度。在自动监测方面,针对国控和省控污染源,明确安装时限和联网要求;逐步增加总氮等监测因子。 7 结论 通过分析可知,《纺织染整工业水污染物排放标准》( GB 4287-2012)颁布实施以来,清洁生产技术、废水深度治理及回用技术得以快速应用推广;同时,随着环境监管能力的提升,纺织染整工业水污染物排放达标率显著提高,取得了良好的环境效益和社会效益。 为适应《“十三五”生态环境保护规划》、《控制污染物排放许可制实施方案》等环境管理要求,通过整合现行标准、明确控制指标适用范围、调整特征污染物直接排放限值、优化间接排放管理要求等,制定更为科学合理的污染物排放标准,可进一步有序推进纺织染整行业环境保护,促进行业可持续发展。
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