科技论文
摘 要： 针对工业园区污水排放监管问题，以北京某园区为例，提出了水污染源精细化管控方案。按照多级防控的思路，在企业级、管网级、园区级建成在线监测系统和精细化管控平台，实现园区水环境监管的全覆盖，有效监控企业排污动态，实时掌握园区污水排放状况，为企业、园区管理部门和环保管理部门提供决策支持。
关键词： 水污染源; 在线监测; 多级防控; 工业园区;
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;
工业园区是国家工业发展的载体，我国现有各级工业园区超过7 000家，在承接产业集聚、推动经济发展方面贡献重大。2016年国家级园区经济总量达到17万亿元，占当年我国经济总量的23%，各级各类工业园区经济总量占全国工业总量的60%以上，在国家经济发展中发挥了很大作用。截至2018年3月底，全国有工业污水排放的省级以上工业聚集区2 356家，盲目扩张造成的“园区围城”现象，以及运营中违规生产、超标排放、监管缺失等问题，导致园区环境隐患不断。工业园区虽然基本建有污水集中处理设施，但是其管网建设滞后或管网沉积堵塞严重，园内工业和生活污水排放规律不稳定[1]。此外，还存在集中污水处理设施的处理工艺与工业污水类型“不匹配”，未知污染物进入污水处理厂导致处理工艺“中毒”，造成处理效率低等问题。如何确保集中式污水处理厂稳定运行，如何在处理厂进口水质超标时及时发现并实现污染溯源，如何有效地将污染源自动堵截，如何摸清企业排放规律并通过管网节点联动监测实现溯源。今鉴于上述困扰环保监管部门多年的难题,基于环境风险评价理论的区域水环境安全预警系统框架[2],提出工业园区水污染源精细化管控思路。
1 、工业园区水污染源精细化管控思路与实践
以北京某工业园区为例，该园区应用在线监测技术对水污染源精细化管控。园区以机械加工、医药、电子、印刷行业生产为主，每天产生污水约8 000 t，由集中式污水处理厂处理，企业排放口执行北京市《水污染物综合排放标准》（DB 11/307—2013），其中，化学需氧量和氨氮的排放限值分别为500 mg/L和45 mg/L。园区内部分企业存在生产废水预处理设施运行不稳定甚至超标排放、工业污水混排至生活废水等问题。通过“一企一档”建设、多级防控布点、企业污水排放规律排查、网格化监控、管网节点与企业排口联动溯源等方式，实现工业园区水污染源精细化管控。
1.1 、“一企一档”建设
将园区内企业分类统计造册，查明企业数量和类型、废水种类、主要污染物、排放特点、排放量等基本信息[3]，并录入精细化管控平台系统。建立“一企一档”，使园区环境容量、管理底数有据可依。此外，要科学布点，分层次监测。对于确定的重点排水户，应安装水质水量在线监测仪表，并加装能截留污水的自动阀门和排放口视频监控系统；对于一般排水户，可安装自动留样器，样品定期送检测机构分析。园区内实行分区块管理，在排水管网关键节点安装在线监测仪表，以掌握综合水质状况。相关信息与企业“一企一档”相关联，实现信息电子化，可直接从手机、平板电脑（PAD）、电脑等多种终端直接调用数据，并关联企业的监测信息和生产信息。
1.2 、多级防控布点
该园区共有约200家污染企业，经过统计、排查和实地调查，确定第一级为17家重点排水企业（排水量约占总量的80%），第二级为11个排污管网关键节点（管理园区8个区块），第三级为集中式污水处理厂进水口。按照多级防控的思路布点监测（见图1），并着力构建突发水环境污染事件防范与应急处置体系[4]。
图1 工业园区多级防控布点方案
Fig. 1 Multi-level prevention and control layout plan for industrial park
1.3、 企业污水排放规律排查
通过实时监控，掌握企业污水排放规律。经过3个月的实时连续监控，发现17家重点排水企业的排放规律分为连续性排水和间歇性排水两种类型。其中，4家企业为24 h连续性排水；4家企业为间歇性排水，白天排放，晚上不排放；2家企业为间歇性排水，6:00—16:00每隔1 h排放20 min；1家企业为间歇性排水，3 d排放1次，每次2 h；6家企业由于管网水顶托排水不畅。根据企业生产和员工生活规律，排水间歇虽然有几小时到几天的区别，但其规律可循，能为日常监管提供参考，若有偏离则可用于预警。掌握企业污水排放规律，可以为集中式污水处理厂调整工艺和生产计划提供依据，也可以为环保管理部门巡查监管提供时间账本，做到有的放矢，从容应对。
1.4 、网格化监控
对管网节点进行网格化监控，能有效降低排查难度和成本。以15～25家企业地域面积为区块单位，结合管网布局，将整个园区划分为若干个网格，在关键管网节点布设监控点，能有效管理上游片区污染整体状况（见图2）。如图中5号节点（区块⑤管网关键节点）和8号节点（区块⑧管网关键节点）以居民生活废水为主，经长期监控发现，水质指标监测值在11:00左右为低谷，21:00左右为高峰，与居民生活规律相关。在此基础上建立单个管网节点的综合水质变化趋势模型，结合实时监控数据，通过网格化监控，可以迅速锁定超标污染来源，缩小排查溯源的范围，降低管理的成本和难度。
图2 工业园区区块管理示例
Fig. 2 The sample for industrial park block management
1.5、 管网节点与企业排口联动溯源
管网节点的上下游水质之间有着必然联系，将管网节点与企业排放口关联分析，可以锁定未知污染源。例如，在正常情况下，8号节点和3号节点的污水经过混合后排向1号节点，三者之间的氨氮水质关系为8号节点＞1号节点＞3号节点。当3号节点水质氨氮浓度骤增，三者之间的水质关系变化为3号节点＞1号节点＞8号节点时，可以判定3号节点上游有未知污染团进入管网，从而触发水环境监测预警。此时在3号节点的管理区块范围内，调取安装了在线监测仪器的4家重点排水企业监测数据，并未发现同一时间段有超标情况。排除上游企业嫌疑后，再调取视频资料，并通过实地调查，锁定超标事件为某小企业通过罐车偷排高浓度氨氮废水导致。
2 、精细化管控系统信息平台构建
通过采集现场监控点位的流量、水质、水位、流向、视频、阀门等信号，按照相关国家规范要求分类整理、统计，丰富数据库，形成单个监测点位和多个监测点位的规律范本，最终形成工业园区排放监测模型。在重点排污企业安装排水自控阀门，逐步实现自动留样、自动截污和刷卡排污等功能。监管部门和污水处理厂可根据合同约定，对污水流量、污染物浓度、主要污染物排放总量超过约定限值的企业，通过远程控制手段，限制或关闭其排水阀门。通过设定单个点位超标预警阈值和建立模型，筛查超标或嫌疑点位，及时预警，提高监控和监管效率。
通过构建以数据为核心的涉及环保管理部门、工业园区、污水处理厂、企业和第三方监测设备运维单位的精细化管控系统信息平台（见图3），将预警、超标、警告和处罚等信息进行流转，并将第三方运维单位的日常管理信息进行数据关联、全程留痕，形成一套用于监管企业和运维工作的新型管理模式。逐步完善精细化管控系统，尝试与消防、公安等部门建立联合指挥中心，形成多位一体、多任务、多功能的联合监控平台[5]。
图3 精细化管控系统信息平台主要功能
Fig. 3 The main functions of delicacy control and management system information platfor
3 、结语
该工业园区建成水污染源精细化管控系统并运行至今，各企业通过平台查询排放口监测数据，发现问题及时处理，少量企业已着手修建预处理设施，保障污水达标排放。园区管理部门根据监测数据实施调度，确保管网畅通，并加快雨污分流治理，污水处理厂也一直处于平稳运行状态。环保管理部门通过系统排查超标排放和突击排放的企业，将其列为重点关注对象，通过加装等比例采样装置、远程修改监测周期等技术手段加强监管。
加强工业园区污水管理的最终目标是改善水环境质量[3]，防范工业聚集区的水环境风险。建立工业园区水污染源精细化管控系统，有利于提高环境管理效率，精准锁定污染源，细化点位管理，并对园区的环境友好指数进行评估，从而促使园区管委会加强雨污分流、管网疏通等工作，形成工业园区治理的良性循环。
参考文献
[1]姜敏.浅谈工业园区水环境管理面临的问题及措施[J].绿色环保建材，2016（9）：30.
[2]俞露，陈吉宁，曾思育，等.区域水环境安全预警系统框架的建立及应用[J].环境监测管理与技术，2005，17（6）：7-10.
[3] 蔡治国.工业园区水环境管理的政策与思路[EB/OL].[2018-06-15].http://www.sohu.com/a/236029002_99899283.
[4]于安.突发水环境污染事件防范与应急处置体系建设——以南京化学工业园区为例[J].环境监测管理与技术，2012，24（6）：6-10.
[5]宋兴伟，王淑贤.化工园区环境自动监控预警体系建设对策探讨[J].环境与发展，2015，27（6）：52-55.