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工業園區水污染精細化管控系統構建

時間:2020-04-15 來源:環境監測管理與技術 作者:詹小波,郭珍,賀鵬 本文字數:3792字

  摘    要: 針對工業園區污水排放監管問題,以北京某園區為例,提出了水污染源精細化管控方案。按照多級防控的思路,在企業級、管網級、園區級建成在線監測系統和精細化管控平臺,實現園區水環境監管的全覆蓋,有效監控企業排污動態,實時掌握園區污水排放狀況,為企業、園區管理部門和環保管理部門提供決策支持。

  關鍵詞: 水污染源; 在線監測; 多級防控; 工業園區;

  Abstract: Taking an industrial park in Beijing as an example, a fine management system for water pollution sources was developed for the supervision of wastewater discharge. According to “multi-level prevention and control” thoughts, an on-line monitoring system and a fine management platform were established for enterprise, pipe network and industrial park levels. It achieved full coverage in water environment supervision, dynamic wastewater discharge control and real-time wastewater discharge. It supported decision makers of enterprises, the management departments of industrial parks and government environmental protection.

  Keyword: Water pollution source; On-line monitoring; Multi-level prevention and control; Industrial park;

  工業園區是國家工業發展的載體,我國現有各級工業園區超過7 000家,在承接產業集聚、推動經濟發展方面貢獻重大。2016年國家級園區經濟總量達到17萬億元,占當年我國經濟總量的23%,各級各類工業園區經濟總量占全國工業總量的60%以上,在國家經濟發展中發揮了很大作用。截至2018年3月底,全國有工業污水排放的省級以上工業聚集區2 356家,盲目擴張造成的“園區圍城”現象,以及運營中違規生產、超標排放、監管缺失等問題,導致園區環境隱患不斷。工業園區雖然基本建有污水集中處理設施,但是其管網建設滯后或管網沉積堵塞嚴重,園內工業和生活污水排放規律不穩定[1]。此外,還存在集中污水處理設施的處理工藝與工業污水類型“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定運行,如何在處理廠進口水質超標時及時發現并實現污染溯源,如何有效地將污染源自動堵截,如何摸清企業排放規律并通過管網節點聯動監測實現溯源。今鑒于上述困擾環保監管部門多年的難題,基于環境風險評價理論的區域水環境安全預警系統框架[2],提出工業園區水污染源精細化管控思路。

  1 、工業園區水污染源精細化管控思路與實踐

  以北京某工業園區為例,該園區應用在線監測技術對水污染源精細化管控。園區以機械加工、醫藥、電子、印刷行業生產為主,每天產生污水約8 000 t,由集中式污水處理廠處理,企業排放口執行北京市《水污染物綜合排放標準》(DB 11/307—2013),其中,化學需氧量和氨氮的排放限值分別為500 mg/L和45 mg/L。園區內部分企業存在生產廢水預處理設施運行不穩定甚至超標排放、工業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、企業污水排放規律排查、網格化監控、管網節點與企業排口聯動溯源等方式,實現工業園區水污染源精細化管控。

  1.1 、“一企一檔”建設

  將園區內企業分類統計造冊,查明企業數量和類型、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。建立“一企一檔”,使園區環境容量、管理底數有據可依。此外,要科學布點,分層次監測。對于確定的重點排水戶,應安裝水質水量在線監測儀表,并加裝能截留污水的自動閥門和排放口視頻監控系統;對于一般排水戶,可安裝自動留樣器,樣品定期送檢測機構分析。園區內實行分區塊管理,在排水管網關鍵節點安裝在線監測儀表,以掌握綜合水質狀況。相關信息與企業“一企一檔”相關聯,實現信息電子化,可直接從手機、平板電腦(PAD)、電腦等多種終端直接調用數據,并關聯企業的監測信息和生產信息。
 

工業園區水污染精細化管控系統構建
 

  1.2 、多級防控布點

  該園區共有約200家污染企業,經過統計、排查和實地調查,確定第一級為17家重點排水企業(排水量約占總量的80%),第二級為11個排污管網關鍵節點(管理園區8個區塊),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測(見圖1),并著力構建突發水環境污染事件防范與應急處置體系[4]。

  圖1 工業園區多級防控布點方案  
圖1 工業園區多級防控布點方案

  Fig. 1 Multi-level prevention and control layout plan for industrial park

  1.3、 企業污水排放規律排查

  通過實時監控,掌握企業污水排放規律。經過3個月的實時連續監控,發現17家重點排水企業的排放規律分為連續性排水和間歇性排水兩種類型。其中,4家企業為24 h連續性排水;4家企業為間歇性排水,白天排放,晚上不排放;2家企業為間歇性排水,6:00—16:00每隔1 h排放20 min;1家企業為間歇性排水,3 d排放1次,每次2 h;6家企業由于管網水頂托排水不暢。根據企業生產和員工生活規律,排水間歇雖然有幾小時到幾天的區別,但其規律可循,能為日常監管提供參考,若有偏離則可用于預警。掌握企業污水排放規律,可以為集中式污水處理廠調整工藝和生產計劃提供依據,也可以為環保管理部門巡查監管提供時間賬本,做到有的放矢,從容應對。

  1.4 、網格化監控

  對管網節點進行網格化監控,能有效降低排查難度和成本。以15~25家企業地域面積為區塊單位,結合管網布局,將整個園區劃分為若干個網格,在關鍵管網節點布設監控點,能有效管理上游片區污染整體狀況(見圖2)。如圖中5號節點(區塊⑤管網關鍵節點)和8號節點(區塊⑧管網關鍵節點)以居民生活廢水為主,經長期監控發現,水質指標監測值在11:00左右為低谷,21:00左右為高峰,與居民生活規律相關。在此基礎上建立單個管網節點的綜合水質變化趨勢模型,結合實時監控數據,通過網格化監控,可以迅速鎖定超標污染來源,縮小排查溯源的范圍,降低管理的成本和難度。

  圖2 工業園區區塊管理示例 
圖2 工業園區區塊管理示例

  Fig. 2 The sample for industrial park block management

  1.5、 管網節點與企業排口聯動溯源

  管網節點的上下游水質之間有著必然聯系,將管網節點與企業排放口關聯分析,可以鎖定未知污染源。例如,在正常情況下,8號節點和3號節點的污水經過混合后排向1號節點,三者之間的氨氮水質關系為8號節點>1號節點>3號節點。當3號節點水質氨氮濃度驟增,三者之間的水質關系變化為3號節點>1號節點>8號節點時,可以判定3號節點上游有未知污染團進入管網,從而觸發水環境監測預警。此時在3號節點的管理區塊范圍內,調取安裝了在線監測儀器的4家重點排水企業監測數據,并未發現同一時間段有超標情況。排除上游企業嫌疑后,再調取視頻資料,并通過實地調查,鎖定超標事件為某小企業通過罐車偷排高濃度氨氮廢水導致。

  2 、精細化管控系統信息平臺構建

  通過采集現場監控點位的流量、水質、水位、流向、視頻、閥門等信號,按照相關國家規范要求分類整理、統計,豐富數據庫,形成單個監測點位和多個監測點位的規律范本,最終形成工業園區排放監測模型。在重點排污企業安裝排水自控閥門,逐步實現自動留樣、自動截污和刷卡排污等功能。監管部門和污水處理廠可根據合同約定,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,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,提高監控和監管效率。

  通過構建以數據為核心的涉及環保管理部門、工業園區、污水處理廠、企業和第三方監測設備運維單位的精細化管控系統信息平臺(見圖3),將預警、超標、警告和處罰等信息進行流轉,并將第三方運維單位的日常管理信息進行數據關聯、全程留痕,形成一套用于監管企業和運維工作的新型管理模式。逐步完善精細化管控系統,嘗試與消防、公安等部門建立聯合指揮中心,形成多位一體、多任務、多功能的聯合監控平臺[5]。

  圖3 精細化管控系統信息平臺主要功能 
圖3 精細化管控系統信息平臺主要功能

  Fig. 3 The main functions of delicacy control and management system information platfor

  3 、結語

  該工業園區建成水污染源精細化管控系統并運行至今,各企業通過平臺查詢排放口監測數據,發現問題及時處理,少量企業已著手修建預處理設施,保障污水達標排放。園區管理部門根據監測數據實施調度,確保管網暢通,并加快雨污分流治理,污水處理廠也一直處于平穩運行狀態。環保管理部門通過系統排查超標排放和突擊排放的企業,將其列為重點關注對象,通過加裝等比例采樣裝置、遠程修改監測周期等技術手段加強監管。

  加強工業園區污水管理的最終目標是改善水環境質量[3],防范工業聚集區的水環境風險。建立工業園區水污染源精細化管控系統,有利于提高環境管理效率,精準鎖定污染源,細化點位管理,并對園區的環境友好指數進行評估,從而促使園區管委會加強雨污分流、管網疏通等工作,形成工業園區治理的良性循環。

  參考文獻

  [1]姜敏.淺談工業園區水環境管理面臨的問題及措施[J].綠色環保建材,2016(9):30.
  [2]俞露,陳吉寧,曾思育,等.區域水環境安全預警系統框架的建立及應用[J].環境監測管理與技術,2005,17(6):7-10.
  [3] 蔡治國.工業園區水環境管理的政策與思路[EB/OL].[2018-06-15].http://www.sohu.com/a/236029002_99899283.
  [4]于安.突發水環境污染事件防范與應急處置體系建設——以南京化學工業園區為例[J].環境監測管理與技術,2012,24(6):6-10.
  [5]宋興偉,王淑賢.化工園區環境自動監控預警體系建設對策探討[J].環境與發展,2015,27(6):52-55.

    詹小波,郭珍,賀鵬.工業園區水污染源精細化管控系統的應用[J/OL].環境監測管理與技術:1-3[2020-04-15].https://doi.org/10.19501/j.cnki.1006-2009.20200414.006.
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