迮曉慧,王 娜,苑文凱,郭欣妍 ,施瑪麗,單正軍 ,3*
2016年10月26日,國(guó)務(wù)院印發(fā)《關(guān)于開展第二次全國(guó)污染源普查的通知》,決定于2017年開展第二次全國(guó)污染源普查[1]。全國(guó)污染源普查不僅是一項(xiàng)重大的國(guó)情調(diào)查,也是環(huán)保工作新階段的轉(zhuǎn)折點(diǎn)[2]。它既服務(wù)于當(dāng)前環(huán)境管理的需求,也服務(wù)于今后環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)工作的需求[3],為進(jìn)一步加強(qiáng)污染源監(jiān)管、改善環(huán)境質(zhì)量、防控環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和綜合決策環(huán)境經(jīng)濟(jì)提供依據(jù)。
產(chǎn)排污系數(shù)作為環(huán)境領(lǐng)域重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),是世界各國(guó)掌握環(huán)境污染狀況、制定污染防治政策和設(shè)計(jì)環(huán)境工程設(shè)施的重要依據(jù)[4-6]。中國(guó)雖然在工業(yè)污染源的諸多領(lǐng)域制定了各自的產(chǎn)排污系數(shù)[7-9],但是在農(nóng)藥制造行業(yè)領(lǐng)域,產(chǎn)排污系數(shù)科學(xué)和系統(tǒng)的研究還鮮有報(bào)道。
由于農(nóng)藥生產(chǎn)工藝的改進(jìn)、市場(chǎng)需求變化、缺少揮發(fā)性有機(jī)物產(chǎn)污系數(shù)等,第一次全國(guó)污染源普查產(chǎn)排污數(shù)據(jù)已不適用于現(xiàn)在的污染物核算,不能滿足目前我國(guó)環(huán)境污染防治的需要,所以有必要根據(jù)現(xiàn)在農(nóng)藥制造行業(yè)的特點(diǎn),探討農(nóng)藥制造行業(yè)產(chǎn)排污系數(shù)計(jì)算方法。為此,在第二次全國(guó)污染源普查工業(yè)污染源農(nóng)藥制造行業(yè)產(chǎn)排污核算時(shí),筆者核算了兩家以格氏工藝生產(chǎn)草銨膦農(nóng)藥原藥的企業(yè)(企業(yè)A與企業(yè)B)個(gè)體產(chǎn)污系數(shù)。其中企業(yè)A位于浙江省,草銨膦農(nóng)藥原藥的設(shè)計(jì)產(chǎn)能為2400 t·a-1;企業(yè)B位于四川省,草銨膦農(nóng)藥原藥的設(shè)計(jì)產(chǎn)能為5600 t·a-1。通過本文描述的核算方法,進(jìn)而得到品種產(chǎn)污系數(shù),為我國(guó)農(nóng)藥制造行業(yè)產(chǎn)排污系數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),為農(nóng)藥制造行業(yè)環(huán)境工程設(shè)施的設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)參數(shù),為農(nóng)藥制造行業(yè)環(huán)境污染的防治提供科學(xué)依據(jù)[4,10]。
根據(jù)《排污許可證申請(qǐng)與核發(fā)技術(shù)規(guī)范農(nóng)藥制造工業(yè)》(HJ 862—2017)[11]規(guī)定:需明確排污單位外排化學(xué)需氧量和氨氮的年許可排放量;對(duì)總磷和總氮總量控制區(qū)域內(nèi)的排污單位在農(nóng)藥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后,還應(yīng)有總磷和總氮的年許可排放量;工藝廢氣和發(fā)酵廢氣需考核揮發(fā)性有機(jī)物(以非甲烷總烴計(jì))年許可排放量指標(biāo)。因此,廢水污染物指標(biāo)確定為:化學(xué)需氧量、氨氮、總磷、總氮。廢氣污染物指標(biāo)確定為:揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)。
產(chǎn)污系數(shù)是指在完全沒有環(huán)保污染治理設(shè)施的情況下,某生產(chǎn)單位的生產(chǎn)產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中排放的污染物的數(shù)量[12]。該系數(shù)基于樣本企業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況,直觀地反映了產(chǎn)污水平,可以大致估算出企業(yè)的產(chǎn)污情況。本文計(jì)算了草銨膦農(nóng)藥原藥的個(gè)體產(chǎn)污系數(shù)和品種產(chǎn)污系數(shù)。品種產(chǎn)污系數(shù)(行業(yè)平均產(chǎn)污系數(shù))由個(gè)體產(chǎn)污系數(shù)得來。筆者選取了兩家設(shè)計(jì)產(chǎn)能不同的企業(yè)以供產(chǎn)污系數(shù)計(jì)算方法的參考。
個(gè)體產(chǎn)污系數(shù)是某個(gè)樣本企業(yè)的產(chǎn)污水平,品種產(chǎn)污系數(shù)是在行業(yè)內(nèi)該品種的產(chǎn)污水平。個(gè)體產(chǎn)污系數(shù)影響因素多,個(gè)體差異性大,所以進(jìn)一步引入品種產(chǎn)污系數(shù)來均衡個(gè)體產(chǎn)污系數(shù)的差異,使得產(chǎn)污系數(shù)具有代表性,適用范圍廣,可以在環(huán)評(píng)污染源的核算中進(jìn)行應(yīng)用[13]。
由于實(shí)測(cè)法相對(duì)精確,在質(zhì)量得到保證的前提下,計(jì)算數(shù)據(jù)最為可靠;直接選用廢水污染物監(jiān)測(cè)的濃度值進(jìn)行核算,獲取信息最為直接和全面[14]。對(duì)樣本企業(yè)某農(nóng)藥生產(chǎn)線中不同來源、不同批次的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)平均處理。根據(jù)行業(yè)經(jīng)驗(yàn),在農(nóng)藥企業(yè)生產(chǎn)過程中,單位產(chǎn)品廢水量不僅體現(xiàn)設(shè)施差異,還體現(xiàn)企業(yè)管理水平的差異,所以筆者選取單位產(chǎn)品廢水量為個(gè)體產(chǎn)污系數(shù)和品種產(chǎn)污系數(shù)的權(quán)重,以此得到樣本企業(yè)某農(nóng)藥的個(gè)體產(chǎn)污系數(shù)和品種產(chǎn)污系數(shù)。
1.3.1 廢水個(gè)體產(chǎn)污系數(shù)核算方法
農(nóng)藥制造行業(yè)的個(gè)體產(chǎn)污系數(shù)即生產(chǎn)單位產(chǎn)品所產(chǎn)生的污染物總量,類似的核算原理也在畜禽養(yǎng)殖業(yè)的產(chǎn)污系數(shù)核算中得到應(yīng)用[4]。
草銨膦的個(gè)體產(chǎn)污系數(shù)核算方法表達(dá)式如下:
式中:Ra為某一污染物的個(gè)體產(chǎn)污系數(shù),g·t-1(以產(chǎn)品計(jì));Gi為某一批次樣本污染物的產(chǎn)生量,g;Mi為某一批次樣本采集時(shí)間內(nèi)產(chǎn)品總量(或原料總量),t;wi為不同批次樣本量產(chǎn)污系數(shù)的權(quán)重(以單位產(chǎn)品廢水量來計(jì)),無量綱,各批次權(quán)重之和為1。
1.3.2 廢水品種產(chǎn)污系數(shù)核算方法
農(nóng)藥廢水污染物品種產(chǎn)污系數(shù)采用加權(quán)平均法,公式如下:
式中:R產(chǎn)為某一污染物的品種產(chǎn)污系數(shù),g·t-1(以產(chǎn)品計(jì));wj為不同樣本企業(yè)個(gè)體產(chǎn)污系數(shù)的權(quán)重(以單位產(chǎn)品廢水量來計(jì)),無量綱,權(quán)重之和為1;Rxj為不同樣本企業(yè)的個(gè)體產(chǎn)污系數(shù),g·t-1(以產(chǎn)品計(jì))。
由于農(nóng)藥制造行業(yè)的有組織廢氣大部分通過排氣筒合并處理,無法單獨(dú)采樣,且大部分企業(yè)未留廢氣處理前的采樣口;無組織廢氣無法準(zhǔn)確直接測(cè)算產(chǎn)生量。本文采用物料衡算法對(duì)樣本企業(yè)進(jìn)行廢氣的產(chǎn)污核算。物料衡算法核算污染物的產(chǎn)生量與排放量是普查技術(shù)規(guī)定的污染物核算方法之一[15-16]。
1.4.1 廢氣個(gè)體產(chǎn)污系數(shù)核算方法
農(nóng)藥制造行業(yè)VOCs核算步驟包括五個(gè)方面:(1)調(diào)查表調(diào)查反饋數(shù)據(jù),并通過電話、現(xiàn)場(chǎng)等多種方式進(jìn)行核實(shí);(2)篩選生產(chǎn)過程中的揮發(fā)性有機(jī)物;(3)揮發(fā)性有機(jī)物的分類;(4)明確揮發(fā)性有機(jī)物的消耗去向;(5)通過物料衡算計(jì)算廢氣中VOCs的產(chǎn)生量。
農(nóng)藥制造行業(yè)VOCs全過程產(chǎn)生量物料衡算示意圖如圖1所示,廢氣中VOCs的產(chǎn)生量核算主要包括進(jìn)入廢氣中的投加揮發(fā)性有機(jī)物料核算和進(jìn)入廢氣中的揮發(fā)性中間產(chǎn)物核算,并根據(jù)樣本企業(yè)某農(nóng)藥品種的年實(shí)際產(chǎn)能可得到VOCs的單耗,即廢氣VOCs個(gè)體產(chǎn)污系數(shù)。
1.4.2 廢氣品種產(chǎn)污系數(shù)核算方法
圖1 VOCs全過程產(chǎn)生量物料衡算示意圖Figure 1 Schematic chart of material balance for VOCs whole process production
農(nóng)藥制造行業(yè)廢氣VOCs采用全流程VOCs物料衡算,不論是理論還是實(shí)際,在生產(chǎn)過程中易揮發(fā)有機(jī)類物質(zhì)使用的越多,VOCs產(chǎn)污量越大。所以廢氣VOCs品種產(chǎn)污系數(shù)以每噸產(chǎn)品易揮發(fā)有機(jī)類物質(zhì)使用量為權(quán)重核算。計(jì)算公式如下:
式中:Ka產(chǎn)為品種a源項(xiàng)產(chǎn)污系數(shù),kg·t-1(以產(chǎn)品計(jì));wj為品種a源項(xiàng)不同樣本產(chǎn)污系數(shù)權(quán)重,無量綱,權(quán)重之和為1;Kaj為不同樣本企業(yè)的a源項(xiàng)產(chǎn)污系數(shù),kg·t-1(以產(chǎn)品計(jì))。
廢水污染物產(chǎn)污量數(shù)據(jù)獲得采用實(shí)測(cè)法。根據(jù)廢水產(chǎn)污特點(diǎn),以原藥車間的排放口為工藝廢水污染物產(chǎn)生量采樣點(diǎn)。采集三個(gè)批次生產(chǎn)廢水的“頭”(該股廢水剛產(chǎn)生時(shí))和“尾”(該股廢水快結(jié)束時(shí))混合后進(jìn)行污染物濃度分析,如果企業(yè)有廢水收集罐,直接采集一次收集罐中的廢水即可。同時(shí),收集企業(yè)廢水量、2017年產(chǎn)品產(chǎn)量數(shù)據(jù)。廢氣污染物產(chǎn)污量數(shù)據(jù)獲得采用物料衡算法。通過企業(yè)調(diào)研收集核算所需要的數(shù)據(jù)項(xiàng),以此來核算某農(nóng)藥的個(gè)體產(chǎn)污系數(shù)和品種產(chǎn)污系數(shù)。
2.1.1 廢水個(gè)體產(chǎn)污系數(shù)
企業(yè)A的草銨膦整個(gè)生產(chǎn)線上共有五股廢水,每股廢水都有一個(gè)廢水收集罐,罐內(nèi)廢水存有多個(gè)批次且混合均勻,所以采樣時(shí)只采集一個(gè)批次;企業(yè)B的草銨膦生產(chǎn)線只有一個(gè)出水口,所以采集三個(gè)批次廢水的“頭”和“尾”并混合均勻,每個(gè)樣品約500 mL。采集的樣品及時(shí)送到檢測(cè)中心,對(duì)各項(xiàng)污染物指標(biāo)濃度進(jìn)行測(cè)試分析。檢測(cè)方法如表1所示。
企業(yè)A和企業(yè)B的廢水污染物監(jiān)測(cè)結(jié)果見表2和表3。通過測(cè)定,得到各污染物指標(biāo)的檢測(cè)結(jié)果,結(jié)合廢水量和產(chǎn)品產(chǎn)量數(shù)據(jù),并按照產(chǎn)污系數(shù)計(jì)算公式(1)獲得個(gè)體產(chǎn)污系數(shù)如表4所示。
2.1.2 廢氣個(gè)體產(chǎn)污系數(shù)
企業(yè)A生產(chǎn)過程中揮發(fā)性有機(jī)物包括:亞磷酸三乙酯、氯甲烷、四氫呋喃、三甲苯、乙醇、丙烯醛、甲醇和乙酸乙酯。其中亞磷酸三乙酯、氯甲烷和丙烯醛為參與反應(yīng)的原料并大部分參與反應(yīng)進(jìn)入產(chǎn)品,少部分進(jìn)入廢氣、廢水和固廢;四氫呋喃、三甲苯、甲醇、乙醇為不參與反應(yīng)的輔料可進(jìn)入廢氣、廢水和固廢;乙酸乙酯為反應(yīng)副產(chǎn)品可進(jìn)入廢氣。
表1 廢水的檢測(cè)指標(biāo)、檢測(cè)方法和方法標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Analysis parameters,methods and standards for wastewater
表2 企業(yè)A廢水污染物監(jiān)測(cè)結(jié)果Table 2 Monitoring results of wastewater pollutants in Factory A
表3 企業(yè)B廢水污染物監(jiān)測(cè)結(jié)果Table 3 Monitoring results of wastewater pollutants in Factory B
表4 廢水個(gè)體產(chǎn)污系數(shù)表(g·t-1)Table 4 Individual pollutants producing coefficient table(g·t-1)
企業(yè)B生產(chǎn)過程中揮發(fā)性有機(jī)物包括:氯甲烷、丙烯醛、偏三甲苯、甲基四氫呋喃和亞磷酸三乙酯。其中亞磷酸三乙酯、氯甲烷、丙烯醛為參與反應(yīng)的原料并大部分參與反應(yīng)進(jìn)入產(chǎn)品,少部分進(jìn)入廢氣、廢水和固廢;偏三甲苯、甲基四氫呋喃為不參與反應(yīng)的輔料可進(jìn)入廢氣、廢水和固廢。
明確企業(yè)A和企業(yè)B生產(chǎn)過程中使用的揮發(fā)性有機(jī)物分類及其消耗去向后,將進(jìn)行廢氣中VOCs產(chǎn)生量核算,分為以下兩步:
(1)進(jìn)入廢氣中的投加揮發(fā)性有機(jī)物物料核算
一是參與反應(yīng)的揮發(fā)性有機(jī)物原料進(jìn)入廢氣中的核算。
根據(jù)產(chǎn)品銷售報(bào)表可確定企業(yè)A草銨膦的實(shí)際產(chǎn)能為2 758.815 t·a-1。由主反應(yīng)化學(xué)計(jì)量比計(jì)算得到參與反應(yīng)的亞磷酸三乙酯、氯甲烷、丙烯醛量分別為 1 541.96、703.64、738.47 t·a-1。由企業(yè)反饋的信息,可知這類物質(zhì)參與副反應(yīng)的量很少,進(jìn)入廢水、固廢中的量也很少,可忽略不計(jì)。并根據(jù)這些原料的年實(shí)際消耗總量減去參與反應(yīng)的原料總量,可以得到企業(yè)A參與反應(yīng)的揮發(fā)性有機(jī)物原料進(jìn)入廢氣中的量共為282 t·a-1。
企業(yè)B草銨膦的實(shí)際產(chǎn)能為7000 t·a-1。與企業(yè)A核算思路相同,可得到企業(yè)B參與反應(yīng)的揮發(fā)性有機(jī)物原料進(jìn)入廢氣中的量共為1 649.25 t·a-1。
二是不參與反應(yīng)的揮發(fā)性有機(jī)物輔料進(jìn)入廢氣中的核算。
企業(yè)A進(jìn)入廢水及固廢的四氫呋喃、三甲苯、甲醇和乙醇的量共為508.49 t·a-1,并根據(jù)這些輔料的年實(shí)際消耗總量減去輔料進(jìn)入廢水及固廢的總量,可得到企業(yè)A不參與反應(yīng)的揮發(fā)性有機(jī)物輔料進(jìn)入廢氣中的量為2 442.18 t·a-1。同理,企業(yè)B的甲基四氫呋喃和偏三甲苯進(jìn)入廢氣中的量共為698.94 t·a-1。
(2)進(jìn)入廢氣中的揮發(fā)性中間產(chǎn)物核算
企業(yè)A的揮發(fā)性中間產(chǎn)物為乙酸乙酯。乙酸乙酯的最終產(chǎn)出量為724.99 t·a-1,根據(jù)副反應(yīng)化學(xué)計(jì)量比計(jì)算得到乙酸乙酯理論上副產(chǎn)量為2 452.28 t·a-1,所以乙酸乙酯的損耗量為1 727.29 t·a-1。雖然理論副產(chǎn)量相比實(shí)際副產(chǎn)量偏高,但考慮到乙醇不僅以乙酸乙酯的形式損耗還會(huì)有自身?yè)p耗,所以對(duì)結(jié)果的影響較小。進(jìn)入廢水和固廢的乙酸乙酯量為74.25 t·a-1,所以進(jìn)入廢氣中的乙酸乙酯量為1 653.04 t·a-1。
企業(yè)B沒有揮發(fā)性中間產(chǎn)物,故不核算。
根據(jù)上述核算結(jié)果,可得:企業(yè)A進(jìn)入廢氣中總VOCs量為4 377.22 t·a-1,單位產(chǎn)量排放VOCs的量為1 586.63 kg·t-1,即企業(yè)A的揮發(fā)性有機(jī)物個(gè)體產(chǎn)污系數(shù)為:1.59×103kg·t-1;企業(yè)B進(jìn)入廢氣中總VOCs量為2 348.19 t·a-1,單位產(chǎn)量排放VOCs的量為335.45 kg·t-1,即企業(yè)B的揮發(fā)性有機(jī)物個(gè)體產(chǎn)污系數(shù)為335 kg·t-1。
2.1.3 品種產(chǎn)污系數(shù)
企業(yè)A的每噸產(chǎn)品廢水量為14.5 t,企業(yè)B的每噸產(chǎn)品廢水量為15.3 t,根據(jù)加權(quán)平均計(jì)算權(quán)重,得企業(yè)A的權(quán)重為0.487,企業(yè)B的權(quán)重為0.513。
企業(yè)A的揮發(fā)性有機(jī)物個(gè)體產(chǎn)污系數(shù)為1.59×103kg·t-1,企業(yè)B的揮發(fā)性有機(jī)物個(gè)體產(chǎn)污系數(shù)為335 kg·t-1,根據(jù)以每噸產(chǎn)品易揮發(fā)有機(jī)類物質(zhì)投加量為權(quán)重進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算,可得企業(yè)A的權(quán)重為0.33,企業(yè)B的權(quán)重為0.67。最終得到草銨膦的品種產(chǎn)污系數(shù)表,如表5。
由表5可以看出,除化學(xué)需氧量指標(biāo)外,企業(yè)A的個(gè)體產(chǎn)污系數(shù)相對(duì)于品種產(chǎn)污系數(shù)都偏大,而企業(yè)B的相對(duì)于品種產(chǎn)污系數(shù)都偏小。這是由于企業(yè)A與企業(yè)B代表不同產(chǎn)污水平,在計(jì)算品種產(chǎn)污系數(shù)時(shí),需要運(yùn)用權(quán)重因子減少個(gè)體產(chǎn)污系數(shù)對(duì)品種產(chǎn)污系數(shù)的影響。單位產(chǎn)品廢水量反映企業(yè)設(shè)施和管理水平,易揮發(fā)有機(jī)類物質(zhì)使用量反映VOCs產(chǎn)污量,因此本研究選用這兩個(gè)指標(biāo)作為計(jì)算廢水和廢氣產(chǎn)污系數(shù)的權(quán)重,利用權(quán)重均衡企業(yè)A與企業(yè)B的產(chǎn)污水平差異,以代表該品種的行業(yè)產(chǎn)污水平,縮小不同企業(yè)間的產(chǎn)污數(shù)據(jù)差距。
筆者以這兩個(gè)企業(yè)為例,得到草銨膦的品種產(chǎn)污系數(shù),后續(xù)要得到更客觀、更準(zhǔn)確的品種產(chǎn)污系數(shù),可適當(dāng)增加樣本企業(yè)數(shù)量。
工藝、原輔料、設(shè)備及管理水平的不同都會(huì)對(duì)產(chǎn)污系數(shù)造成影響,本文以企業(yè)A與企業(yè)B的草銨膦為例進(jìn)行分析。圖2和圖3分別為兩家企業(yè)的生產(chǎn)工藝流程圖。
2.2.1 廢水產(chǎn)污系數(shù)影響因素分析
企業(yè)A與企業(yè)B都采用格氏工藝生產(chǎn)草銨膦,通過對(duì)比企業(yè)A與企業(yè)B的工藝和原輔料用量,可以得到表6。
由表4個(gè)體產(chǎn)污系數(shù)可以看出:企業(yè)A的氨氮、總氮、總磷比企業(yè)B高。在格氏工序中,兩家企業(yè)都使用亞磷酸三乙酯和三氯化磷兩種原料,根據(jù)表6可以看出,企業(yè)A的原輔料年用量大于企業(yè)B,這使得之后的氯化鎂廢水中的總磷增多。
結(jié)合工作實(shí)踐來看,導(dǎo)致城市燃?xì)庑孤兜脑蛑饕梢愿爬槿齻€(gè)方面:其一,城市燃?xì)夤芫W(wǎng)質(zhì)量出現(xiàn)缺陷導(dǎo)致燃?xì)庑孤?。城市燃?xì)夤芫W(wǎng)是燃?xì)廨斔偷耐ǖ溃艿赖馁|(zhì)量直接影響著燃?xì)廨斔偷恼i_展。一般情況下,燃?xì)夤艿啦捎娩摬馁|(zhì),設(shè)計(jì)使用壽命為15年左右。目前,很多城市的燃?xì)夤艿蓝即嬖诔?fù)荷運(yùn)行情況,一些管道在外部環(huán)境因素的影響出現(xiàn)了腐蝕穿孔現(xiàn)象。此外,燃?xì)夤艿拦こ淌┕けO(jiān)管的不力導(dǎo)致燃?xì)夤艿琅c其相鄰管道之間的距離偏近,其他管道工程施工會(huì)對(duì)燃?xì)夤艿涝斐善茐?,以至于燃?xì)庑孤秵栴}頻發(fā)。因此,在燃?xì)夤艿拦こ淌┕ぶ?,必須?qiáng)化監(jiān)管力度,同時(shí)在其他相關(guān)工程中,也要做好燃?xì)夤艿赖谋Wo(hù)。
兩家企業(yè)都會(huì)生成氯化鎂副產(chǎn)品,但是企業(yè)A會(huì)在這步中投入氯化銨,企業(yè)B卻不投;在企業(yè)A的腈胺化工序即企業(yè)B的氰化工序中,企業(yè)A投入的是氯化銨,年用量為0.375 t·t-1,企業(yè)B投入的是液氨,年用量為0.085 t·t-1,根據(jù)各自的反應(yīng)方程式,得到氯化銨的物質(zhì)的量為0.007 mol,液氨的物質(zhì)的量為0.005 mol。根據(jù)這兩點(diǎn)可以得出,企業(yè)A的氨氮和總氮是高于企業(yè)B的。
表6 企業(yè)A與企業(yè)B原輔料年用量Table 6 Annual dosage of raw materials and accessories for Factory A and Factory B
表5 品種產(chǎn)污系數(shù)表Table 5 Table of average industrial pollutants producing coefficient
圖2 企業(yè)A的工藝流程圖Figure 2 Process flow chart of Factory A
圖3 企業(yè)B的工藝流程圖Figure 3 Process flow chart of Factory B
2.2.2 廢氣產(chǎn)污系數(shù)影響因素分析
有機(jī)溶劑分離設(shè)備的使用,可導(dǎo)致易揮發(fā)性有機(jī)液體損耗,如設(shè)備密封點(diǎn)泄露和投料輸送過程,是無組織排放的重要節(jié)點(diǎn)[17]。企業(yè)A和企業(yè)B的有機(jī)溶劑分離設(shè)備的使用情況見表7。
根據(jù)表7,可以看出企業(yè)A的有機(jī)溶劑分離設(shè)備都未在密閉操作間內(nèi)操作,且有機(jī)溶劑分離設(shè)備有10臺(tái);而企業(yè)B的離心機(jī)在密閉操作間內(nèi)操作,有機(jī)溶劑分離設(shè)備僅為2臺(tái)。由此可見,企業(yè)A的易揮發(fā)性有機(jī)液體的損耗大于企業(yè)B,所以企業(yè)A的揮發(fā)性有機(jī)物產(chǎn)污系數(shù)高于企業(yè)B。
兩個(gè)企業(yè)的易揮發(fā)性有機(jī)液體的使用情況見表8。根據(jù)表8,可以看出企業(yè)A的揮發(fā)性有機(jī)液體年用量比企業(yè)B高0.029 t·t-1。在同樣的溫度下,飽和蒸汽壓越大,揮發(fā)性越大,所以企業(yè)A的四氫呋喃和三甲苯的揮發(fā)性會(huì)比企業(yè)B的偏三甲苯和甲基四氫呋喃高;在草銨膦生產(chǎn)線中,企業(yè)B采用揮發(fā)性低、沸點(diǎn)高的偏三甲苯代替四氫呋喃,提高溶劑的回收率,減少揮發(fā)損失。所以企業(yè)A的揮發(fā)性有機(jī)物產(chǎn)污系數(shù)高于企業(yè)B。
從企業(yè)A與企業(yè)B的個(gè)體產(chǎn)污系數(shù)對(duì)比中,可以發(fā)現(xiàn)原輔料和設(shè)備的使用等差異導(dǎo)致企業(yè)間污染物產(chǎn)污水平不同??茖W(xué)合理的產(chǎn)污系數(shù)核算方法,能夠反映出該農(nóng)藥品種在全國(guó)范圍內(nèi)較平均的產(chǎn)污強(qiáng)度。政府部門可根據(jù)品種產(chǎn)污系數(shù)制定行業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)、激勵(lì)政策,加大監(jiān)管力度,引導(dǎo)良性競(jìng)爭(zhēng),禁止小作坊、無生產(chǎn)許可證企業(yè)從事相關(guān)生產(chǎn)活動(dòng)[18-19]。
通過個(gè)體產(chǎn)污系數(shù)影響因素分析,可指導(dǎo)企業(yè)優(yōu)先選用先進(jìn)的合成工藝、技術(shù)路線和生產(chǎn)裝備,提高生產(chǎn)的連續(xù)化和自動(dòng)化水平;使用綠色溶劑替代,減少溶劑的使用;提高原輔料利用率等,從而減少污染物排放。
表7 有機(jī)溶劑分離設(shè)備使用情況Table 7 The use of organic solvent separation equipment
表8 揮發(fā)性有機(jī)液體的使用情況Table 8 The use of volatile organic liquids
(1)以企業(yè)每噸產(chǎn)品廢水產(chǎn)生量、每噸產(chǎn)品易揮發(fā)有機(jī)類物質(zhì)投加量為權(quán)重,由企業(yè)A、B核算的個(gè)體產(chǎn)污系數(shù)得到草銨膦的品種產(chǎn)污系數(shù)為:化學(xué)需氧量1.73×106g·t-1、氨氮499 g·t-1、總氮1.43×103g·t-1、總磷429 g·t-1、揮發(fā)性有機(jī)物748 kg·t-1。利用權(quán)重均衡了產(chǎn)污水平差異較大的兩家企業(yè),具有一定的代表性。
(2)對(duì)兩家產(chǎn)污系數(shù)進(jìn)行分析對(duì)比,發(fā)現(xiàn)原輔料的使用量與投用量的差異、有機(jī)溶劑和設(shè)備使用的不同,會(huì)使得使用同種工藝路線的企業(yè)產(chǎn)污強(qiáng)度產(chǎn)生較大區(qū)別。這種對(duì)比可以讓企業(yè)產(chǎn)生內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力,采用優(yōu)化工藝路線、清潔生產(chǎn)技術(shù)等重要手段減少污染物的產(chǎn)生。
(3)產(chǎn)污系數(shù)是統(tǒng)計(jì)行業(yè)污染物產(chǎn)生量行之有效的手段,是第二次全國(guó)污染源普查的基礎(chǔ),而采用產(chǎn)污-治污-排污思想科學(xué)制定產(chǎn)污系數(shù)手冊(cè),有助于提升企業(yè)從源頭、過程加強(qiáng)污染源的監(jiān)管意識(shí),促進(jìn)企業(yè)制定科學(xué)合理的減排路線。針對(duì)我國(guó)農(nóng)藥制造行業(yè)生產(chǎn)量大、品種多的具體國(guó)情,基于行業(yè)發(fā)展基本情況與產(chǎn)排污現(xiàn)狀分析開展產(chǎn)污系數(shù)核算,是對(duì)行業(yè)污染物管控政策十分重要的支持。
農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)2020年2期