美國有關煉焦行業(yè)的廢水排放標準分別出現在《清潔水法》(the Clean Water Act)即《聯邦水污染控制法》修正案的第301、304、306、307、501節(jié)中，列于鋼鐵企業(yè)污染物限值標準中。筆者系統(tǒng)研究了美國煉焦行業(yè)水污染物排放標準限值，并對其進行了分析討論。
1、美國煉焦行業(yè)水污染物排放管理及標準概況
1、 美國水污染物排放管理概況
美國水污染物的排放管理是通過國家污染物排放消減計劃(NPDES)和預處理計劃〔1〕進行的。在NPDES中，排污許可證制度〔2〕是其核心內容之一，而排污許可證制度的依據，一是基于技術，另一個是基于水環(huán)境質量。
《清潔水法》將水污染物分為3類：
(1)有毒污染物;
(2)常規(guī)污染物，包括BOD5、總懸浮固體(TSS)、糞大腸菌群、油脂類、pH，以及其他由EPA(美國環(huán)保局)認定的常規(guī)污染物;
(3)非常規(guī)污染物，除常規(guī)污染物和有毒污染物以外的污染物均為非常規(guī)污染物，如COD、TOC等。對不同的污染物類別采取不同的控制對策，制定不同的排放標準。美國水污染物排放標準分別依據最佳現有實用技術(Best Practicable Control Technology Currently Available，BPT)、最佳經濟可行技術(Best Available Technology Economically Achievable，BAT)以及最佳常規(guī)污染物控制技術(Best Conventional Pollutant Control Technology，BCT)對現有直接排放源制定水污染物排放限值。
2、美國煉焦行業(yè)水污染物排放標準概況
1974年6月28日，美國環(huán)保局頒發(fā)了鋼鐵行業(yè)的BPT、BAT、NSPS(New Source Performance Standards，新源排放標準)和PSNS(Pretreatment Standards for New Source，新源預處理標準)標準的污染物排放限值，并將鋼鐵行業(yè)分成12個分類，煉焦行業(yè)位于第1個分類中。
經過環(huán)保局與企業(yè)之間的多輪協(xié)調，總統(tǒng)于1977年12月27日將《清潔水法》簽署成為法律。
《清潔水法》要求現有企業(yè)于1977年7月1日達到BPT〔第301(b)(1)(A)節(jié)〕標準，于1983年7月1日達到BAT〔第301(b)(2)(A)節(jié)〕標準。要求新上企業(yè)直接排放的，滿足第306節(jié)中的NSPS標準。對于排入公共污水廠(POTWs)的間接排放企業(yè)，要求新上企業(yè)達到第307(b)節(jié)中PSNS標準，現有企業(yè)達到307(c)節(jié)中PSES(Pretreatment Standards for Existing Source，現有預處理標準)標準。不論是直接排放，還是間接排放的企業(yè)，均要求取得NPDES排污許可證(第402節(jié))。
另外，對于有毒污染物，該修正案要求于1984年7月1日滿足BAT第301(b)(2)(A)節(jié)、301(b)(2)(C)節(jié)中提出的排放限值。同樣，環(huán)保局也提出NSPS、PSNS及PSES的有毒污染物排放限值。
為了保持對有毒污染物重視程度相一致，1977年的《清潔水法》也修正了對非有毒污染物的控制。新修訂案第304(a)(4)節(jié)中定義了常規(guī)污染物，第301(b)(2)(E)節(jié)中要求于1984年7月1日達到BCT的排放限值要求，第304(b)(4)(B)節(jié)中提出了評估BCT與成本-效益相關的影響因素。對于非毒、非常規(guī)污染物，第304(b)(2)(A)和304(b)(2)(F)節(jié)中要求于1987年7月1日以前達到BAT的排放限值。
1982年5月27日，環(huán)保局全面頒布《鋼鐵行業(yè)污染物排放限值標準》，包括BPT、BAT、BCT、NSPS、PSES和PSNS標準。
2、煉焦行業(yè)標準限值的研究
1、 有關BPT標準排放限值的研究
BPT標準限值是以“現有最佳工廠平均表現水平”來決定的，它即要求對污染物的削減，也照顧到現有污染者的經濟承受能力。
美國標準的建立是一個逐漸發(fā)展完善的過程，制定BPT污染物排放限值的模式處理數據見表 1，現有焦化企業(yè)的排放水量與排放濃度即成為BPT標準排放限值的依據。
表 1 BPT污染物排放量和排放濃度模式值
注：pH為6.0~9.0;排放量以年產100萬t焦炭企業(yè)為例，下同。
上述模式處理數據在統(tǒng)計時，將煉焦企業(yè)分為有副產品回收工藝與沒有副產品回收工藝2種。其中，有副產品回收工藝的可分為鋼鐵聯合體內的煉焦企業(yè)與獨立煉焦企業(yè)，沒有副產品回收工藝的為蜂巢式煉焦企業(yè)。根據表 1數據，美國提出了BPT排放的限值標準，該標準見表 2。
表 2 BPT標準排放限值(單位換算后)
對比表 1和表 2可以看出，BPT標準允許排放水量限值較1976年以前有所減少，SS與氨氮的排放要求有大幅提高，油脂類、酚和總氰與之前的排放濃度變化不大。該標準于1977年7月1日實施。
2、 有關BAT標準排放限值的研究
由于BPT充分考慮現有企業(yè)的承受能力，控制水平較低。在BPT污染物排放限值實施后，環(huán)保局要求煉焦企業(yè)于1983年7月1日前達到BAT污染物排放限值，它主要是針對有毒污染物和非常規(guī)污染物。制定BAT污染物排放限值的方法也是先得到模式值，根據BAT污染物排放濃度及排放量模式值，提出BAT排放的限值標準，該標準見表 3。
表 3 BAT標準排放限值(單位換算后)
對照表 3與表 2可以看出，與BPT標準相比，BAT標準對煉焦企業(yè)的排水量做了進一步控制，酚、總氰的排放要求進一步提高。這就需要企業(yè)在現有基礎上采取增加投資、改進工藝、加強管理等措施，方可達到BAT的排放限值，因此給予企業(yè)的達標時間也較長。
3、 有關NSPS標準排放限值的研究
對于新增的焦化企業(yè)，環(huán)保局要求其于1983年7月1日前達到NSPS污染物排放限值。制定NSPS污染物排放限值的方法也是先得到模式值，根據NSPS污染物排放濃度及排放量模式值，提出NSPS排放的限值標準，該標準見表 4。
表 4 PSNS/NSPS標準排放限值(單位換算后)
NSPS是經證實的最佳可行示范技術(BADT)所能達到的最大削減，對照BAT與NSPS標準可以看出，NSPS標準的排放量限值與BAT相當，氨氮、酚和第4、55、73號有毒有機物的排放限值也與BAT相當。
4、 有關PSES和PSNS標準排放限值的研究
對于間接排放的煉焦企業(yè)，也就是處理后出水排放進入公共污水處理廠(POTWs)的企業(yè)，環(huán)保局要求其于1983年7月1日前達到PSES和PSNS標準污染物排放限值。PSES標準適用于現有企業(yè)，PSNS標準則適用于新增企業(yè)。制定PSNS、PSES污染物排放限值的方法也是先得到模式值，根據PSNS、PSES污染物排放濃度及排放量模式值，提出PSNS、PSES標準排放的限值，該標準分別見表 4、表 5。
表 5 PSES標準排放限值(單位換算后)
從表 4、表 5可以看出，PSNS與PSES標準中廢水的允許排放量是相同的，氨氮、酚的排放限值也是相同的。另外可以看出，間接排放的污染物濃度顯然高于直接排放標準限值，該污染留待公共污水處理廠(POTWs)進一步處理。
5、 有關BCT標準排放限值的研究
對于常規(guī)污染物排放限值，環(huán)保局要求其于1984年7月1日前達到BCT標準污染物排放限值。制定BCT污染物排放限值的方法也是先得到模式值，根據BCT污染物排放濃度及排放量模式值，提出BCT污染物排放的限值標準，該標準見表 6。
表 6 BCT標準排放限值(單位換算后)
從表 6可以看出，對于BCT標準，排放量及SS、油脂類的排放限值與BPT的模式處理值相當，這是基于處理工藝制定的限值，不同的工藝適用不同的標準。
3、討論
(1)美國煉焦行業(yè)標準分為BPT、BAT、NSPS、PSNS/PSES和BCT標準，這些標準的制定源于大量的統(tǒng)計數據，具有很強的科學性。
(2)在污水處理的管理過程中，排放標準與處理工藝密切相關。從對這些標準的研究可以看出，對不同的處理工藝有時選用不同的執(zhí)行標準。
(3)標準的執(zhí)行具有時間表。1977年7月1日以前要求達到較低控制水平的BPT標準，1983年7月1日以前要求達到BAT、NSPS、PSNS/PSES標準，1984年7月1日以前對常規(guī)污染物要求達到BCT標準。給予了企業(yè)較長的調整期，避免了企業(yè)因環(huán)保壓力的突然增大而出現經營困難的情況。
(4)有的污染物指標如COD未在標準中出現，但對于一些重要的污染指標在標準的制定過程中卻進行了詳細的排查。
(5)標準的單位是以單位產品(如焦炭)產生污染物的量來制定的，而不是以排放濃度為單位，盡管這大大增加了管理人員的工作量，但可防止出現企業(yè)用清水稀釋廢水的情況，較為科學合理。
(6)由于煉焦企業(yè)很多是附屬于鋼鐵企業(yè)的，因此在分類中把鋼鐵聯合企業(yè)中的煉焦業(yè)與獨立煉焦業(yè)區(qū)分開來，把有副產品回收的生產工藝與無副產品回收的生產工藝區(qū)分開來，如此分類研究更為科學。
來源:工業(yè)水處理 作者:朱建衛(wèi)
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