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,連續計算設施和儀表,直接確定污染源的排放量。用自動監控的連續計算計量依據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,使用環保部門認可的測量依據,通過公式計算,計算各種污染物質排放總量的統計方法:G=KQC;C=∑CQ/∑Q。
式中:G為污染物的排放量;Q為介質流量;C為介質中污染物的濃度;K為單位換算系數。濃度和流量的單位不一致時,單位換算系數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K取10;廢氣中污染物的濃度一般取mg/l;系數K取10。實測法包括連續監測和抽樣監測,目前主要采用抽樣監測方法。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。關于排放單位在同一個排污口排放兩種或兩種以上工業廢水,且每種工業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=不同產品廢水中某最高允許排放濃度,mg/l;Q=不同產品最高允許排放量m/t;Y=某種產品的產量(t/d)月平均計。
二、物料衡算法
物料衡算法是對生產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守恒定律,不管某一生產過程中物料發生的物理變化還是化學變化,生產過程中某一基準物的投入和產出的質量都是守恒的,物料衡算法是把工業污染源的排放量,生產工藝和管理,資源(原材料、水源、能源)的綜合利用及環境治理結合起來,系統的、全面的研究生產過程中污染物的產生,排放的一種科學有效的計算方法。生產過程中的物料衡算示意圖:∑G→生產系統→∑G→∑G1主副產品和回收及綜合利用的質量綜合→∑G2排除系統外的廢物質。其中:∑G為投入物料量的總和;∑G為產出物料量的總和。∑G包括可控制與不可控制生產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過程的總的物料衡算,也適用于生產過程中某一局部生產過程的物料衡算。我們對鍋爐燃料燃燒產生的廢氣中各種污染物產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生量G,污染物的去除量應為G=Gη。
三、產污—排污系數
產污—排污系數法是指在正常技術經濟和管理條件下,生產單位產品所產生(或排放)的污染物數量的統計平均值,產污系數也稱產污因子。
1.污染物產污和排污系數。目前使用的排放系數有兩種:一種是在設有污染治理設施的情況下,生產某單位產品所排放的污染物的量成為污染物產生系數(簡稱產污系數)。另一種是在有污染治理設施情況下,生產某單位產品所排放的污染物的量,稱為污染物排放系數(簡稱排污系數)。產污系數和排污系數屬于產品生產工藝,在材料、規模、設備技術水平及污染物控制措施有關。
2.排污系數的確定。一般在產污系數確定的基礎上進行,如無治理措施,排污系數與產污系統相同。在環境管理中,利用排放系數可以方便地根據產品產量或生產規模計算除污染的排放量:G=KM式中K為污染物排放系數;M為產品產量。
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。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法都廣泛應用于污染物排放量的計算。綜合利用和環境治理結合起來系統全面地研究生產過程中污物的產生、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。