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基于先进产业和污染防治方法的化工行业企业许可排放量核定方法研究*
——以太湖流域为例

2022-02-19江苏省生态环境评估中心田涛张冰洁

区域治理 2022年1期
关键词:太湖流域化工行业限值

江苏省生态环境评估中心 田涛,张冰洁

《石化和化学工业发展规划(2016-2020年)》(以下简称《规划》)中明确指出化工产业在工业经济中占有很大比重,是中国制造的重要组成部分[1]。《规划》提出坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展,加快我国从化工大国转向化工强国,其中最重要的是调整化工行业产业结构,加速精细化工行业的发展,实现化工强国的转变。

本文通过对太湖流域化工企业的调研,并分析排污许可信息管理平台的有关数据,发现化工行业排污许可证许可排放量的核定存在以下问题:化工产品现行标准限值过于宽松,不利于引导技术进步[2],部分化工行业申请许可排放量依据自身数据,暂无产品基准排水量标准,无法引导其升级改造。本文针对太湖流域水环境质量改善的特殊要求,聚焦太湖流域化工行业生产工艺与设备、资源能源利用、污染物产生、经济效益、工艺设备、处理效果以及管理水平等指标的企业先进性评价指标体系,形成了完整的核定技术方案,以推进化工行业的管理,加速引导行业技术进步。

一、资料和方法

(一)基本框架

本文通过查阅相关文献、资料,并结合环统数据、排污许可信息平台数据以及二污普数据,对化工行业的产业技术和污染防治技术现状进行分析。通过利用环统数据分析化工各子行业COD、氨氮、总氮以及总磷排放量,确定占比高的重点子行业。在构建评价指标体系时,重点关注企业的生产工艺与设备、资源能源利用情况、污染物产生情况等。利用构建的产业技术和污染防治技术先进性评价指标体系对进入初筛清单的企业进行评价,确定最终先进企业清单。最后,基于先进企业进行核算换算,得到单位产品基准排水量(m3/t),并对单位产品基准排水量这一关键参数进行动态调整,使核算的排污许可限值更加符合实际。

(二)重点子行业及企业的确定

为使研究结果更具代表性,使研究过程更加高效,首先对化工行业的重点行业企业进行初步筛选,筛选出具有代表性的企业,作为主要研究对象。将工业总产值高于化工行业企业均值以及单位工业总产值污染物排放量(COD、氨氮、总氮以及总磷)低于化工行业企业均值的企业划入先进企业初筛清单。

(三)先进企业评估和复核

由于化工行业工艺繁杂,因此生产工艺水平指标主要涉及共性工艺或定性反映工艺水平的指标,包括先进自动化控制技术情况、是否获得国家或省级高新技术企业认定、是否成立博士后科研工作站、产品拥有有效发明专利数量等。另一方面,通过调研发现,设备先进性也体现在生产设备的材质高端和工艺上,稳定性好、精密度高、可控性强的设备一次性投资大,因此引入单位产品设备投资额这一指标。管理水平也是化工企业技术先进的一个重要影响因素,可通过各类认证证书来体现,包括安全生产标准化等级证书、1SO9001质量管理认证、OHSAS18001职业健康安全管理体系认证等。对于资源能源利用和污染物产生量指标,目前没有可参考的执行标准,因此采用化工行业企业实际情况的20%水平来设置指标的基准值。经济效益指标考虑了企业资源集约利用情况,涉及亩均税收指标,通过专家打分的方式进行指标分值设置。由于各类产品的原料及生产工艺不同,其资源消耗量和污染物产生量存在较大差异,因此在定量指标上设置了不同的指标分级。

定性评价指标采用“是”或“否”两种选择来评定,定量评价指标根据化工企业实际数据,由于化工产品工艺存在较大差别,各类别设置了不同指标分级,将企业计算结果分别设置分级节点对指标进行分级。

接下来建立企业先进性得分计算方法,并参照产业技术先进性、污染治理技术先进性指标,对产业技术先进性(A1)、污染治理技术先进性(A2)的各项指标分别打分并加和,得出评估值。使用公式(1)计算得出企业先进性得分(A),并根据评估分值,对化工行业技术进行领先、先进、一般、较落后和落后的等级划分。

(四)基于先进化工企业排污许可量核算

针对筛选出的先进化工企业清单,依据企业自动监测数据、行业指标、环统数据以及排污许可申报数据计算得到单位产品污染物排放负荷限值区间,区间下限即为基于先进技术的单位产品污染物排放负荷限值,换算得到单位产品基准排水量(m3/t)。最后,在化工企业排污许可证换发前一年对核算方法进行总结评估,并按照前述流程重新计算相关参数,对单位产品基准排水量这一关键参数进行动态调整,使核算的排污许可限值更加符合实际。

二、案例描述及数据处理

(一)太湖流域情况简介

太湖是我国五大淡水湖之一,流域面积3.69万平方公里,地形以平原为主,占总面积的4/6,水面占1/6,其余为丘陵和山地。流域内自然条件优越,平原气候温和湿润,水网稠密、土壤肥沃,范围涉及江苏省苏南地区,浙江省的嘉兴、湖州二市及杭州市的一部分、上海市的大部分。

(二)企业排污许可核算计算示例

(1)太湖流域重点子行业及企业确定

根据《江苏省环境统计数 据(2017年 )》,2017年太湖流域化工企业COD排放量约为2933.49t,氨氮排放量为188.09t,总氮排放量为560.62t,总磷排放量为15.84t。其中,染料制造企业共计21家,废水排放量占比高达86.6%,对照《全省化工企业“一企一策”处置意见汇总报备表》,综合考虑,本文化工行业重点关注的子行业为有机化学原料制造(2614)、化学试剂和助剂制造(2661)、初级形态塑料及合成树脂制造(2651)。本研究共收回73份在产企业调查问卷,包括有机化学原料制造12家、化学试剂和助剂制造37家、初级形态塑料及合成树脂制造24家。

(2)太湖流域先进企业评估和复核

太湖流域苏州市先进化工企业最多,占太湖流域先进企业的44.3%,其次是常州市,占比27.9%,无锡市先进化工企业数量占比26.2%,镇江于太湖流域仅一家先进化工企业。太湖流域先进化工企业中,初级形态塑料及合成树脂制造企业数量最多,占比53.2%。太湖流域先进化工企业中,苏州市初级形态塑料及合成树脂制造先进企业数量排在首位,而有机化学原料制造行业先进企业主要分布在常州市。

我们发现,综合评估值≥80分的有28家(占38.4%),属于领先等级;有33家(占45.2%)评估值介于70~80分之间,属于先进等级;有10家(13.7%)评估值介于60~70分之间,属于一般等级;有2家(2.7%)评估值介于50~60分之间,属于较落后等级;有2家(2.7%)评估值低于60分,属于落后等级。

3.基于先进化工企业排污许可量核算

下面以江苏XXX石化有限公司为例,示范核算过程。

企业名称:江苏XXX石化有限公司

主要化工产品:聚甲醛树脂

环评批复产能:20000t

生产天数:300天

(1)基于监测数据计算

数据项目:2019年废水日流量(t)、COD日均值(mg/l)、氨氮日均值(mg/l)、总氮日均值(mg/l)、总磷日均值(mg/l)

数据起止时间:2019-1-1至2019-12-31

有效值/数据个数:340/365

(2)长期平均限值(LTA)

一个自然年内所有监测数据的平均值。

式中,xi为有效日均值,mg/L;n为有效日均值的个数。

COD长期平均浓度:LTACOD浓度=160.21mg/l

COD长期平均负荷:LTACOD负荷=37.81kg/d

氨氮长期平均浓度:LTA氨氮浓度=10.12mg/l

氨氮长期平均负荷:LTA氨氮负荷=2.39kg/d

TN长期平均浓度:LTA氨氮浓度=15.33mg/l

TN长期平均负荷:LTA氨氮负荷=3.62kg/d

TP长期平均浓度:LTA氨氮浓度=0.98mg/l

TP长期平均负荷:LTA氨氮负荷=0.23kg/d

日最大限值(MDL):以1日为周期,计算1日内所有监测数据的平均值,一年内所有平均值中,满足95%保证率的限值。

COD日最大浓度限值:MDLCOD浓度=190.22mg/l

COD日最大负荷限值:MDLCOD负荷=44.89kg/d

氨氮日最大浓度限值:MDL氨氮浓度=12.16mg/l

氨氮日最大负荷限值:MDL氨氮负荷=2.86kg/d

TN日最大浓度限值:MDLTN浓度=22.80mg/l

TN日最大负荷限值:MDLTN负荷=5.38kg/d

TP日最大浓度限值:MDLTP浓度=1.33mg/l

TP日最大负荷限值:MDLTP负荷=0.31kg/d

综上,根据监测数据计算得到江苏XXX石化有限公司单位产品COD排放负荷为MDLCOD负荷×天数/环评产能=0.67kg/t,单位产品氨氮排放负荷为MDL氨氮负荷×天数/环评产能=0.043kg/t,单位产品TN排放负荷为MDLTN负荷×天数/环评产能=0.081kg/t,单位产品TP排放负荷为MDLTP负荷×天数/环评产能=0.004kg/t。

(3)基于化工行业指标计算

可知江苏XXX石化有限公司单位产品COD排放负荷应为25.13kg/t,单位产品氨氮排放负荷应为2.8kg/t,单位产品TN排放负荷应为4.2kg/t,单位产品TP排放负荷应为0.21kg/t。

(4)根据环统数据计算

因江苏XXX石化有限公司为间排企业,环统数据中无法体现接管前污染物的量,因此不考虑其环统数据计算值。

(5)根据排污许可申报数据计算

江苏XXX石化有限公司环评批复产能约为20000t,排污许可申报COD年排放量为59.143t,排污许可申报氨氮年排放量为0.791t,排污许可申报总磷年排放量为0.0989t,由此可知江苏XXX石化有限公司单位产品COD排放负荷为0.003kg/t,单位产品氨氮排放负荷为0.00004kg/t,单位产品总磷排放负荷为0.000005kg/t。

采用上述4种方式计算得出单位产品污染物排放负荷限值,根据企业排放(直排/间排)情况,换算得到产品基准排水量(m3/t)。根据上述四种方法计算所得,江苏XXX石化有限公司单位产品COD排放负荷取严为0.003kg/t,单位产品氨氮排放负荷取严为0.00004kg/t,单位产品总氮排放负荷取严为0.081kg/t,单位产品总磷排放负荷取严为0.000005kg/t。按照江苏XXX石化有限公司的接管标准折算,取四个水质指标的最大基准排水量值为1.62m3/t,则江苏XXX石化有限公司的基准排水量限值为1.62m3/t。

三、结论

本文全面考虑企业前端生产和末端污染治理、污染物产生的各个方面,建立了化工行业企业技术先进性评估指标体系,利用指标体系对化工企业进行先进性评估,得到先进企业清单,为管理者提供更加直观全面的考评依据,有利于识别影响化工企业技术先进性的关键因素,有针对性地改善工艺及降低污染物的产生。利用先进企业自动监测数据、行业指标、环统数据以及排污许可申报数据计算得到单位产品基准排水量(m3/t)。而由于类似有机化学原料制造(2614)行业产品繁多,无法一一给出单位产品基准排水量(m3/t)的情况,根据先进性评价结果,设置逐年压减百分比目标(具体见表1)。该标准的提出有助于加严化工行业现行标准,引导技术进步,促进化工行业提档升级。

表1 化工企业单位产品基准排水量(m3/t)

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