理論上,常見的污染物排放量的基本計算方法有三種:實測法、物料衡算法和污染物排放系數(shù)法,下面就這三種方法一一闡述。
一、實測法
這種方法實際上是使用國家有關部門認定的,連續(xù)計算設施和儀表,直接確定污染源的排放量。用自動監(jiān)控的連續(xù)計算計量依據(jù)確定排放量是最合理和科學的計量污染物的方法。污染源排放量的實測法計算,日常更多是使用檢測計量和分析手段,測量廢氣,污水的流速、流量和污水及廢氣中污染物的濃度,使用環(huán)保部門認可的測量依據(jù),通過公式計算,計算各種污染物質(zhì)排放總量的統(tǒng)計方法:G=KQC;C=∑CQ/∑Q。
式中:G為污染物的排放量;Q為介質(zhì)流量;C為介質(zhì)中污染物的濃度;K為單位換算系數(shù)。濃度和流量的單位不一致時,單位換算系數(shù)K取不同的值。在排污費計算總污染物的排放量單位一般取KG,污水中污染物的濃度單位一般取mg/l,系數(shù)K取10;廢氣中污染物的濃度一般取mg/l;系數(shù)K取10。實測法包括連續(xù)監(jiān)測和抽樣監(jiān)測,目前主要采用抽樣監(jiān)測方法。測量污水和廢氣中污染物排放的流量及濃度。
例:某石油化工廠總排污口,某日污水的排放量為90000t,COD排放濃度為390mg/l,BOD排放濃度為200mg/l,計算總排污口的各種污染物的排放量:
COD排放量=污水排放量×COD排放濃度/1000=90000×390/1000=35100
BOD排放量=污水排放量×BOD排放濃度/1000=90000×200/1000=18000
比如污水中的污染物數(shù)量主要采用實測法計算,實測法直接計算得到的是排放量G=KQC,去除量:G=KQC/(1-η)。
式中:Q為污水排放量m;C為排放污染物的質(zhì)量濃度mg/l;η為污水處理設施對該污染物的去除率;以K為單位換算系數(shù)。關于排放單位在同一個排污口排放兩種或兩種以上工業(yè)廢水,且每種工業(yè)廢水中所含的同一種污染物的排放標準不同時,可采用如下方法計算混合排放時該污染物的最高允許排放濃度(C):C=nΣCQY/nΣQYiC=混合廢水中某污染物最高允許排放濃度,mg/l;C=不同產(chǎn)品廢水中某最高允許排放濃度,mg/l;Q=不同產(chǎn)品最高允許排放量m/t;Y=某種產(chǎn)品的產(chǎn)量(t/d)月平均計。
二、物料衡算法
物料衡算法是對生產(chǎn)過程中使用的物料情況進行定量分析的一種方法,它的基本原理就是物質(zhì)守恒定律,不管某一生產(chǎn)過程中物料發(fā)生的物理變化還是化學變化,生產(chǎn)過程中某一基準物的投入和產(chǎn)出的質(zhì)量都是守恒的,物料衡算法是把工業(yè)污染源的排放量,生產(chǎn)工藝和管理,資源(原材料、水源、能源)的綜合利用及環(huán)境治理結合起來,系統(tǒng)的、全面的研究生產(chǎn)過程中污染物的產(chǎn)生,排放的一種科學有效的計算方法。生產(chǎn)過程中的物料衡算示意圖:∑G→生產(chǎn)系統(tǒng)→∑G→∑G1主副產(chǎn)品和回收及綜合利用的質(zhì)量綜合→∑G2排除系統(tǒng)外的廢物質(zhì)。其中:∑G為投入物料量的總和;∑G為產(chǎn)出物料量的總和?!艷包括可控制與不可控制生產(chǎn)性廢物及工藝過程的泄露等物料流失。該公式試用于整個生產(chǎn)過程的總的物料衡算,也適用于生產(chǎn)過程中某一局部生產(chǎn)過程的物料衡算。我們對鍋爐燃料燃燒產(chǎn)生的廢氣中各種污染物產(chǎn)生量的計算主要采用物料衡算法。物料衡算法直接計算出的一般是污染物的產(chǎn)生量G,污染物的去除量應為G=Gη。
三、產(chǎn)污—排污系數(shù)
產(chǎn)污—排污系數(shù)法是指在正常技術經(jīng)濟和管理條件下,生產(chǎn)單位產(chǎn)品所產(chǎn)生(或排放)的污染物數(shù)量的統(tǒng)計平均值,產(chǎn)污系數(shù)也稱產(chǎn)污因子。
1.污染物產(chǎn)污和排污系數(shù)。目前使用的排放系數(shù)有兩種:一種是在設有污染治理設施的情況下,生產(chǎn)某單位產(chǎn)品所排放的污染物的量成為污染物產(chǎn)生系數(shù)(簡稱產(chǎn)污系數(shù))。另一種是在有污染治理設施情況下,生產(chǎn)某單位產(chǎn)品所排放的污染物的量,稱為污染物排放系數(shù)(簡稱排污系數(shù))。產(chǎn)污系數(shù)和排污系數(shù)屬于產(chǎn)品生產(chǎn)工藝,在材料、規(guī)模、設備技術水平及污染物控制措施有關。
2.排污系數(shù)的確定。一般在產(chǎn)污系數(shù)確定的基礎上進行,如無治理措施,排污系數(shù)與產(chǎn)污系統(tǒng)相同。在環(huán)境管理中,利用排放系數(shù)可以方便地根據(jù)產(chǎn)品產(chǎn)量或生產(chǎn)規(guī)模計算除污染的排放量:G=KM式中K為污染物排放系數(shù);M為產(chǎn)品產(chǎn)量。
燃煤污染物排放量計算:燃煤煙塵排放量(k/月)=1000(kg/t)×耗煤量(t/月)×煤中灰分(%)×灰分中煙塵(%)×﹤1-除塵效率(%)﹥/1-煙塵中的可燃物(%)。燃煤中SO排放量(kg/月)=2000(kg/t)×80%×耗煤量(t/月)×煤中的含硫份(%)燃煤NOX排放量=1630(kg/t)×耗煤量(t/月)×<0.015×燃煤中的氮的NOX轉化率(%)+0.000938〉。焦炭CO排放量(kg/月)=2330(kg/t)×焦炭耗用量(t/月)×焦炭中炭的含量(%)×焦炭的不完全燃燒值。式中1000、2000、1630、2330為公式中單位間的換算系數(shù)值,80%為可燃硫占全硫份的百分比含量,0.015為燃煤的含氮量,0.000938為1千克燃料所生成溫度型NOX的毫克數(shù)。燃煤SO排放量=1600×700×2.27%=25424(kg/月);煙塵排放量=1000×700×2.17%×20%×<1-92%>/<1-30%>=3472(kg/月);NOX排放量=1630×700×<0.015×37.5%+0.000938>=7488.38(kg/月);CO排放量=2330×700×75%×3%=36697.5(kg/月)。
實測法、物料衡算和排污系數(shù)法都廣泛應用于污染物排放量的計算。綜合利用和環(huán)境治理結合起來系統(tǒng)全面地研究生產(chǎn)過程中污物的產(chǎn)生、排放的一種定量分析方法,也需要掌握一定的技巧,就是要合理選擇衡算界面和衡算的元素,關鍵性指標通過必要的實測提高物料衡算的客觀合理性。