紡織印染行業(yè)廢水ＣＯＤ產(chǎn)污系數(shù)的加權(quán)估算研究

[摘要] 通過對(duì)福建省紡織印染企業(yè)的實(shí)地調(diào)查和監(jiān)測(cè)，應(yīng)用實(shí)測(cè)、物料衡算和經(jīng)驗(yàn)估算三種方法所獲得的紡織印染行業(yè)主要產(chǎn)品(染色布和花邊)廢水COD原始產(chǎn)污系數(shù)基礎(chǔ)上，采用加權(quán)法計(jì)算了產(chǎn)品的廢水COD個(gè)體和綜合的產(chǎn)污系數(shù)，獲得了能反映紡織印染行業(yè)廢水COD污染物產(chǎn)生規(guī)律的產(chǎn)污系數(shù)，為2008年全國(guó)紡織行業(yè)污染源普查提供了提供參考。

[關(guān)鍵詞] 產(chǎn)污系數(shù) 紡織印染行業(yè) 加權(quán)法

近幾年，我國(guó)東部沿海地區(qū)如浙江、江蘇、廣東、山東、福建等省份紡織印染產(chǎn)業(yè)集群帶的迅速崛起，推動(dòng)了我國(guó)紡織印染行業(yè)的快速發(fā)展，并不斷向東部沿海地區(qū)集中，這些地區(qū)的產(chǎn)量占全國(guó)產(chǎn)量的85%[1]。其中，福建省紡織經(jīng)濟(jì)總量在全國(guó)位次已由改革開放初的第22位上升到現(xiàn)在的第5位。但該行業(yè)在快速發(fā)展中，大量的污染廢棄物進(jìn)入環(huán)境，其中以印染廢水污染最為嚴(yán)重[2]，其廢水排放量占到整個(gè)行業(yè)廢水排放的80%，環(huán)境污染防治與該行業(yè)發(fā)展的矛盾日益突出[3]。

在實(shí)施對(duì)污染物的排放總量控制的全過程中，目前常規(guī)的監(jiān)測(cè)方法，對(duì)于隨機(jī)抽測(cè)的濃度控制，只是一個(gè)瞬時(shí)濃度值，由于設(shè)備運(yùn)行工況、工藝的復(fù)雜性，這種有限瞬時(shí)濃度值難以有代表性，也不能準(zhǔn)確地計(jì)算出排污總量，即不能客觀地描述污染物的排放狀況，而且面對(duì)眾多的工藝，無論從監(jiān)測(cè)手段現(xiàn)狀，還是從人、財(cái)、物力及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試條件都達(dá)不到對(duì)每個(gè)排污口進(jìn)行連續(xù)累計(jì)監(jiān)測(cè)的能力。要想全面推行多功能連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置也還有一個(gè)發(fā)展過程[4]。目前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有相當(dāng)多的行業(yè)開始了產(chǎn)污系數(shù)的研究，例如餐飲娛樂行業(yè)、鐵路運(yùn)輸行業(yè)、海洋石油開發(fā)行業(yè)、水泥生產(chǎn)行業(yè)等等，并且都能夠有效地將研究結(jié)果應(yīng)用于實(shí)踐[5]。所以制定能夠反映福建省紡織印染行業(yè)特征的行業(yè)的產(chǎn)污系數(shù)，對(duì)于科學(xué)評(píng)價(jià)生產(chǎn)工藝和污染控制技術(shù)，建立紡織印染行業(yè)污染控制技術(shù)體系、完善污染控制技術(shù)政策，推動(dòng)紡織印染行業(yè)清潔生產(chǎn)和全過程控制將起到重要作用[6]，為紡織印染行業(yè)實(shí)施環(huán)境污染物總量控制奠定基礎(chǔ)[7]。

本文采用加權(quán)法，對(duì)福建省紡織印染行業(yè)廢水的COD產(chǎn)污系數(shù)進(jìn)行核算研究，提供能反映該行業(yè)廢水的COD污染物產(chǎn)生規(guī)律的產(chǎn)污系數(shù)，用于指導(dǎo)2008年全國(guó)紡織印染行業(yè)污染源普查工作，對(duì)完善我國(guó)環(huán)境污染統(tǒng)計(jì)體系，提高環(huán)境污染管理水平具有一定的理論意義和現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

1 數(shù)據(jù)來源

目前，福建省共有166家紡織印染企業(yè)[8]，經(jīng)過慎重篩選，本文選擇其中有代表性的14家企業(yè)進(jìn)行實(shí)地調(diào)查。于2007年7月開始依次實(shí)地考察了長(zhǎng)樂、泉州、晉江、廈門等地區(qū)的14家紡織印染企業(yè)。我們根據(jù)GB11914-89采用重鉻酸鉀法來檢測(cè)在各企業(yè)廢水排放口收集到的原始水樣的COD值。

本文中用于計(jì)算產(chǎn)污系數(shù)的原始數(shù)據(jù)包括實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、衡算數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)三種。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和歷史實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)收集相結(jié)合的方式，結(jié)合相關(guān)參考資料中的有關(guān)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)法計(jì)算得出的污染源數(shù)據(jù)，采用層次分析方法確定各權(quán)重值[9]，并通過公式計(jì)算廢水COD污染物的產(chǎn)污系數(shù)。

具體步驟如下：

1.1 通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，摸清各類紡織印染企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備、各個(gè)生產(chǎn)過程和各類生產(chǎn)設(shè)施的產(chǎn)污環(huán)節(jié)和污染源。

1.2 對(duì)污染源的產(chǎn)污強(qiáng)度和各類生產(chǎn)設(shè)施歷年產(chǎn)污狀況進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查和統(tǒng)計(jì)。

1.3 采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、衡算數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)計(jì)算數(shù)據(jù)相互驗(yàn)證的方法，取得合理可靠的原始數(shù)據(jù)。

1.4 在對(duì)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)上，確定產(chǎn)污系數(shù)的計(jì)算方法[10]。

1.5 按照確定的計(jì)算方法，結(jié)合加權(quán)法，計(jì)算綜合產(chǎn)污系數(shù) [11]。

2 計(jì)算方法

2.1 原始產(chǎn)排污系數(shù)

特定四同組合條件下，原始產(chǎn)污系數(shù)計(jì)算公式如下：

G=O/P （1）

其中，四同：指在某一行業(yè)中，對(duì)產(chǎn)品、原材料、生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)規(guī)模四種因素的組合。一個(gè)四同組合（條件）代表生產(chǎn)相同（或類同）產(chǎn)品時(shí)、使用相同（類同）原材料、采用相同（相近）生產(chǎn)工藝、具有相同（相近）生產(chǎn)規(guī)模。不同行業(yè)需根據(jù)本行業(yè)污染物產(chǎn)生和排放的特點(diǎn)，識(shí)別影響污染物產(chǎn)生和排放的主要因素、次要因素、一般因素等進(jìn)行四同的劃分和組合。對(duì)于污染物產(chǎn)生和排放無顯著影響的因素，不需要進(jìn)行類別的劃分[12]。

G：原始產(chǎn)污系數(shù)，指單個(gè)企業(yè)在正常生產(chǎn)條件下，通過實(shí)測(cè)或物料衡算得到的單位產(chǎn)品所產(chǎn)生的污染物量。原始產(chǎn)污系數(shù)的隨機(jī)性很大，在相同工藝、規(guī)模和技術(shù)水平下，因企業(yè)不同而不同。原始系數(shù)是求取個(gè)體和綜合系數(shù)的基礎(chǔ)依據(jù)[13]。

O：產(chǎn)生的原始污染物量。

P：產(chǎn)品總量。

2.2 個(gè)體產(chǎn)污系數(shù)

特定四同組合條件下，個(gè)體產(chǎn)污系數(shù)計(jì)算公式如下：

G=∑Wi#8226;Gi（2）

其中，G：個(gè)體產(chǎn)污系數(shù)，指在某一四同條件下，若干原始產(chǎn)污系數(shù)的加權(quán)平均值。

Gi：原始產(chǎn)污系數(shù)，由本項(xiàng)目實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算得到。i=1，2，…，n，n為特定四同組合條件下原始產(chǎn)污系數(shù)個(gè)數(shù)。

Wi：原始產(chǎn)污系數(shù)的權(quán)重，其大小確定需根據(jù)紡織印染行業(yè)特點(diǎn)綜合考慮數(shù)據(jù)來源、企業(yè)2007年各種工況運(yùn)行時(shí)間、四同代表性等因素。ΣWi=1。

2.3 一次產(chǎn)污系數(shù)

一次產(chǎn)污系數(shù)是指同一工藝、同一規(guī)模下，不同技術(shù)水平的個(gè)體產(chǎn)污系數(shù)的加權(quán)綜合， 即：

G=Σ Pi#8226;Gi（3）

其中，G為一次產(chǎn)污系數(shù)；Pi為第i種(i=1、2、3 … )技術(shù)水平的權(quán)重值，ΣPi=1；Gi為個(gè)體產(chǎn)污系數(shù)。

2.4 二次產(chǎn)污系數(shù)

二次產(chǎn)污系數(shù)是指同一產(chǎn)品、同一生產(chǎn)工藝下的、不同生產(chǎn)規(guī)模的一次系數(shù)的加權(quán)綜合，它是產(chǎn)品的綜合產(chǎn)污系數(shù).其計(jì)算公式為:

G=ΣQij#8226;Gij （4）

其中，G為二次產(chǎn)污系數(shù)，Qij為第i種工藝有n種生產(chǎn)規(guī)模(n <3)的第j種規(guī)模的權(quán)重，即：

ΣQij=Qij1+Qij2+Qij+…=1

根據(jù)福建省紡織印染行業(yè)的特點(diǎn)，確定二次產(chǎn)污系數(shù)的權(quán)重的評(píng)價(jià)指標(biāo)由生產(chǎn)廠家的平均規(guī)模水平、各規(guī)模產(chǎn)品的產(chǎn)量的比例和該產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝的發(fā)展方向等因素來確定。

2.5 三次產(chǎn)污系數(shù)

三次產(chǎn)污系數(shù)是指同一產(chǎn)品在不同工藝下的二次產(chǎn)污系數(shù)的加權(quán)綜合，其計(jì)算公式為：

G=ΣWi#8226;Gi （5）

其中，Wi為第i種工藝的權(quán)重值；Gi為第i種工藝中的第i種規(guī)模的二次產(chǎn)污系數(shù)。

3 福建省紡織印染企業(yè)的分布情況

福建省紡織產(chǎn)業(yè)主要分布在福州、泉州、廈門、三明等地市，并開始出現(xiàn)向內(nèi)陸、邊遠(yuǎn)地區(qū)延伸發(fā)展，形成了全省紡織產(chǎn)業(yè)發(fā)展區(qū)域結(jié)構(gòu)新格局。泉州紡織服裝業(yè)發(fā)生巨大變化，已形成了化纖、棉紡織、針織、染整、非織造布、服裝、紡機(jī)紡器等行業(yè)的較完整的紡織產(chǎn)業(yè)鏈，集中了一批福建省大中型優(yōu)勢(shì)企業(yè)。晉江市于2003年被中國(guó)紡織工業(yè)協(xié)會(huì)授予“中國(guó)紡織產(chǎn)業(yè)基地市”。福州市紡織產(chǎn)業(yè)總量位居全省第二，長(zhǎng)樂是福州紡織基地，近幾年棉紡紗錠總量已突破250萬錠。長(zhǎng)樂市于2004年被中國(guó)紡織工業(yè)協(xié)會(huì)授予“中國(guó)紡織產(chǎn)業(yè)基地市”；廈門市憑借地域優(yōu)勢(shì)，石化化纖、紡織印染等行業(yè)優(yōu)勢(shì)明顯，總量居全省第三。三明、南平、莆田等紡織業(yè)老基地，經(jīng)過調(diào)整發(fā)展，正在發(fā)力向上。永安、南平、三明等地的棉紡、針織、服裝等中、小型企業(yè)不斷涌現(xiàn)[14]。

4 污染物的個(gè)體和綜合產(chǎn)污系數(shù)的加權(quán)計(jì)算

原始產(chǎn)污系數(shù)是計(jì)算各種系數(shù)的初始樣本值，只代表根據(jù)不同數(shù)據(jù)來源所計(jì)算出的初始系數(shù)值，由于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的瞬時(shí)性和監(jiān)測(cè)頻率的有限性，雖然真實(shí)，卻難以反映一定周期內(nèi)的產(chǎn)污規(guī)律。通過對(duì)原始的產(chǎn)污系數(shù)的加權(quán)平均所得到的個(gè)體產(chǎn)污系數(shù)，只是特定四同條件下的綜合系數(shù)，它綜合了不同來源的數(shù)據(jù)，所反映的是特定的四同條件下產(chǎn)污的平均狀況，可供了解特定四同條件下的產(chǎn)污狀況時(shí)使用。根據(jù)福建省紡織印染行業(yè)的特點(diǎn)，個(gè)體系數(shù)的確定權(quán)重指標(biāo)是樣本數(shù)目的比例、原始樣本數(shù)與平均數(shù)的差異性和用三種不同方法來源的數(shù)據(jù)的質(zhì)量保證[6]。例如在表4中，用三種方法測(cè)得晉江市陳埭紡織印染企業(yè)染色布的廢水中COD原始產(chǎn)污系數(shù)分別為：實(shí)測(cè)法獲得1個(gè)數(shù)27.23kg／t產(chǎn)品，衡算法1個(gè)數(shù)28.60 kg／t產(chǎn)品，經(jīng)驗(yàn)估算1個(gè)數(shù)31.55kg／t產(chǎn)品，具體確定權(quán)重方法見表l。根據(jù)表1中所得出的W1、W2和W3的權(quán)重值，代入(2)式 G=∑Wi#8226;Gi ，即可計(jì)算出個(gè)體的產(chǎn)污系數(shù)，即：G =0.14×27.23+0.57×28.60+0.29×31.55=29.26(kg／t產(chǎn)品)。

表1 確定原始污染系數(shù)的權(quán)重方法

數(shù)據(jù)來源評(píng)價(jià)指標(biāo)Wi

原始樣本數(shù)目數(shù)據(jù)差異性

個(gè)數(shù)比例分?jǐn)?shù)平均數(shù)差異性分?jǐn)?shù)

實(shí)測(cè)數(shù)11/333.3329.131.9030W1=0.14

衡算數(shù)11/333.3329.130.5350W2=0.57

經(jīng)驗(yàn)估算11/333.3329.132.4220W3=0.29

注：表中的分?jǐn)?shù)由行業(yè)專家打分而定。

一次產(chǎn)污系數(shù)對(duì)同一生產(chǎn)規(guī)模、同一生產(chǎn)工藝下的不同技術(shù)水平的個(gè)體產(chǎn)污系數(shù)進(jìn)行加權(quán)而得到的綜合系數(shù)，它所反映的是在特定規(guī)模、特定工藝下的不同技術(shù)水平時(shí)產(chǎn)污的平均狀況。根據(jù)福建省紡織印染行業(yè)的特點(diǎn)，確定一次產(chǎn)污系數(shù)的權(quán)重的評(píng)價(jià)指標(biāo)是采用該技術(shù)的廠家數(shù)、該技術(shù)的年代以及該技術(shù)改造的方向。例如在表4中，同一生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)規(guī)模條件下，高技術(shù)水平、中技術(shù)水平和低技術(shù)水平的花邊個(gè)體產(chǎn)污系數(shù)分別為182.40( kg／t產(chǎn)品)，182.68( kg／t產(chǎn)品)和189.23(kg／t產(chǎn)品)。具體定權(quán)的方法見表2。根據(jù)表2中所得出的P 1、P 2、P 3的權(quán)重值，代入(3)式G=Σ Pi#8226;Gi，即可計(jì)算出一次產(chǎn)污系數(shù)。即：G=0.5×182.40+0.33×182.68+0.17× 189.23=183.65(kg／t產(chǎn)品)。

表2 確定一次產(chǎn)污系數(shù)的權(quán)重方法

技術(shù)

水平評(píng)價(jià)指標(biāo)Pi

采用該技術(shù)的廠家技術(shù)水平技術(shù)改造

廠家數(shù)比例分?jǐn)?shù)年代分?jǐn)?shù)方向分?jǐn)?shù)

高22/5409050推廣60P1=0.50

中22/5408035保留30P2=0.33

低11/5207015淘汰10P3=0.17

注：采用該技術(shù)的廠家數(shù)和技術(shù)水平年代是一種假定數(shù);表中的分?jǐn)?shù)由行業(yè)專家打分而定。

二次產(chǎn)污系數(shù)是對(duì)同一產(chǎn)品、同一生產(chǎn)工藝下的、不同生產(chǎn)規(guī)模的一次系數(shù)進(jìn)行加權(quán)而得到的綜合系數(shù)，它所反映的是在特定產(chǎn)品、特定生產(chǎn)工藝、不同生產(chǎn)規(guī)模的產(chǎn)污平均狀況。

三次產(chǎn)污系數(shù)是某種紡織印染產(chǎn)品的最高綜合系數(shù)，它綜合了不同生產(chǎn)規(guī)模、不同生產(chǎn)工藝、不同技術(shù)水平要求等各個(gè)因素，所反映的是某種紡織印染產(chǎn)品產(chǎn)污的平均狀況，因此三次產(chǎn)污系數(shù)具有更高的代表性和可靠性，可供尋找最概括系數(shù)時(shí)使用。根據(jù)福建省紡織印染行業(yè)的特點(diǎn)，確定三次產(chǎn)污系數(shù)的權(quán)重的評(píng)價(jià)指標(biāo)主要考慮生產(chǎn)工藝在該產(chǎn)品生產(chǎn)中的比例和覆蓋面、工藝規(guī)模的指導(dǎo)性和代表性。例如在表4中，有兩個(gè)不同的生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的染色布產(chǎn)品的廢水COD的二次產(chǎn)污系數(shù)分別是28.59kg/t產(chǎn)品和28.46kg/t產(chǎn)品，具體定權(quán)和計(jì)算見表3。根據(jù)表3中所得出W1、W2、W3的定權(quán)數(shù)，代入(5) 式 G=ΣWi#8226;Gi，即可計(jì)算出三次產(chǎn)污系數(shù)，即：G=28.59×0.67＋28.46×0.33=28.55 (kg／t產(chǎn)品)。

表3 確定三次產(chǎn)污系數(shù)的權(quán)重方法

生產(chǎn)

工藝評(píng)價(jià)指標(biāo)Wi

覆蓋面工藝主導(dǎo)性

工藝廠家數(shù)比例分?jǐn)?shù)主導(dǎo)性分?jǐn)?shù)

工藝144/757推廣60W1=0.67

工藝233/743保留40W2=0.33

注：表中的分?jǐn)?shù)由行業(yè)專家打分而定。

最后，根據(jù)定權(quán)方法的計(jì)算原則，本文將染色布與花邊產(chǎn)品的廢水COD產(chǎn)污系數(shù)列于表4中。文章中所提出的各種的產(chǎn)污系數(shù)所代表的意義不同，因此其應(yīng)用范圍和應(yīng)用方式也不同。由表4可以看出，染色布COD綜合產(chǎn)污系數(shù)為28.55kg/t產(chǎn)品，而花邊的綜合產(chǎn)污系數(shù)為183.65kg/t產(chǎn)品，因此可以直觀地反映生產(chǎn)花邊產(chǎn)品產(chǎn)生的污染比生產(chǎn)染色布時(shí)所產(chǎn)生的污染大。

表4 福建省紡織印染行業(yè)主要產(chǎn)品廢水COD產(chǎn)污系數(shù)（單位：kg/t產(chǎn)品）

產(chǎn)品廠家規(guī)模工藝技術(shù)水平原始系數(shù)個(gè)體系數(shù)一次系數(shù)二次系數(shù)三次系數(shù)

染色布晉江連捷中1高26.4228.4228.5928.5928.55

晉江隆盛中1中26.9228.56

晉江陳埭中1中27.2328.65

晉江良興中1低28.6029.05

晉江聯(lián)邦小2高26.1328.3428.4628.46

晉江東綸小2中26.7828.52

晉江福聯(lián)小2低27.4928.73

花邊長(zhǎng)樂永豐中3高158.88182.44183.65183.65183.65

長(zhǎng)樂德盛中3高158.63182.36

長(zhǎng)樂東龍中3中160.14182.80

長(zhǎng)樂華冠中3中159.30182.56

長(zhǎng)樂聯(lián)豐中3低182.31189.23

注：工藝1代表：坯布—退漿—染色—烘干—定型；工藝2代表：退漿—染色—水洗—干燥—涂層—定型；工藝3代表：整徑—織造—染色—定型—剪邊。

5 結(jié)論

通過對(duì)福建省紡織印染行業(yè)廢水COD產(chǎn)污系數(shù)的計(jì)算，為排污量的控制和排污費(fèi)的征收提供了簡(jiǎn)便可行的計(jì)算方法。污染物產(chǎn)生系數(shù)實(shí)際上是一種以單位產(chǎn)品或單元活動(dòng)的污染物產(chǎn)生量表達(dá)的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)或清潔生產(chǎn)控制標(biāo)準(zhǔn)。由于具體產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)或清潔生產(chǎn)控制標(biāo)準(zhǔn)需要根據(jù)污染源與相應(yīng)受納水體的水質(zhì)響應(yīng)關(guān)系以及現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件來確定，因此各種系數(shù)只是一種建議值，不宜直接作為標(biāo)準(zhǔn)使用[10]，但可作為環(huán)境保護(hù)管理的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。在實(shí)際工作中，根據(jù)各企業(yè)的產(chǎn)量即可實(shí)施排污收費(fèi)，避免了大量繁瑣的監(jiān)測(cè)工作。利用產(chǎn)污系數(shù)，既可現(xiàn)場(chǎng)核定污染源的排放量，節(jié)省測(cè)試費(fèi)用和人力，提高工作效率，也可減少瞬時(shí)或單次測(cè)試造成的誤差，增加數(shù)據(jù)的可靠性[15]。同時(shí)，該產(chǎn)污系數(shù)也用于指導(dǎo)2008年全國(guó)紡織行業(yè)污染源普查工作，為其提供了一種簡(jiǎn)便、易操作、準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)辦法[16]。對(duì)完善我國(guó)環(huán)境污染統(tǒng)計(jì)體系，提高環(huán)境污染管理水平具有一定的理論意義和現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

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