四川省焦化行業危險廢物產排污系數核算

蒲 靈，馬又琳，*，李思銳，譚 剛，劉海鯊，王文川，黃 旖，楊若苒

(1.四川省工業環境監測研究院, 四川 成都 610041；2.四川省固體廢物與化學品管理中心，四川 成都 610032)

煤炭作為我國主要的能源廣泛應用在發電、煉鋼、化學品制造等各個領域[1]。煤焦化是以煤炭為原料進行的能源轉換的一種重要方式，在煤炭加工中占有重要的地位[2]。煤焦化生產過程中會產生的固體廢物種類多，產量大，且普遍含有重金屬、多環芳烴等有害物質，屬于危險廢物[3-5]。四川省屬于重工業大省，工業上煤炭需求量相對較大。為了能夠科學管理危險廢物的產生、處置、貯存等情況，解決危險廢物底數不清、去向不明、管理粗放等問題，應開展焦化危險廢物現狀調查，測算焦化危險廢物產排污系數。

產排污系數作為環境領域重要的基礎工具數據，是準確測定各類污染源污染物產生量和排放量以及環境統計的基本技術方法之一[6-10]。現有《工業污染物產生和排放系數手冊》(2021年版)包涵了焦化行業的產排污系數，但該行業產排污數據不夠完善，尤其是危險廢物產排污系數存在空白。而現有的產排污系數的研究主要有對某種工藝產排污系數研究如：朱宇宏等人對熱浸鋅工藝及其污染產生特征及產污系數研究；王偉琳等人針對金屬熱處理工藝、工序及其產污系數研究[11-12]；或者是對電子行業、電鍍行業等行業產生系數進行的研究[13-17]，但對于某地區焦化行業的危險廢物產排污系數較少。

基于此，本研究通過發放調查表和現場踏勘的方式對四川省焦化行業進行了細致調研，識別了危險廢物種類及其產生環節；根據收集的數據核算了焦化行業不同種類危險廢物產排污系數，并通過實測數據驗證了產排污系數的可靠性，為四川省焦化行業環境保護和科研工作提供重要的基礎數據，具有重要的理論意義和現實意義。

1 研究方法

1.1 研究路線

對四川省焦化行業危險廢物產排污系數研究的技術路線見下：

圖1 四川省焦化行業危險廢物產排污系數研究技術路線

1.2 數據收集

結合《國家危險廢物名錄》(2021年版)，對四川省焦化企業進行了調研，統計、總結了2019-2021年四川省焦化企業的生產工藝、原料、產品、危險廢物產生處置利用現狀等數據。本次調研焦化行業不包括煤焦油深加工工段。

1.3 產排污系數計算方法

產排污系數是指污染物產生系數和污染物排放系數的總稱，其中污染物產生系數是指在正常技術經濟和管理條件下，生產單位產品或產生污染活動的單位強度所產生的原始污染物量；污染物排污系數是指經相應的污染物控制削減后或者未經削減直接排放到環境中的污染物量。本次核算產污系數是指未考慮危險廢物企業生產系統內回收利用下的產污系數，而排污系數是指考慮了企業生產系統綜合回收利用后，因無法再利用而需要外委處置的。

個體企業計算公式見下：

G產=W產/P

(1)

G排=W排/P

(2)

式中：W產為某種危險廢物產生量，kg；G產為危險廢物產污系數，kg/t；W排為某種危險廢物排放量，kg；G排為危險廢物排污系數，kg/t；P為產品量。

行業產排污系數參照《工業污染物產生和排放系數手冊》中的加權計算法，計算如下：

權重計算公式：

(3)

產排污系數公式：

(4)

wi為同一組中樣本企業的產排污系數的權重；Ri為某樣本企業產品量或原料用量；G為同一組某種危險廢物的產污系數或排污系數；Gi為同一組某種危險廢物樣原始的產污系數或排污系數。

2 結果與分析

2.1 焦化危險廢物識別

焦化生產有多種工藝且流程長，經對四川省焦化企業進行了深入調研，其主要工藝流程見下：

由圖2可知，煤焦炭生產主要由煉焦單元、煤氣凈化單元、以及廢水處理單元構成，其中煉焦單元由備煤工段、煤煉焦工段、熄焦工段組成；煤氣凈化單元由荒煤氣冷凝工段、荒煤氣脫硫工段、硫胺工段、粗苯回收工段組成；廢水處理單元由廢水處理工段構成。結合《國家危險廢物名錄》(2021版)對焦化工藝生產過程中產生的危險廢物進行了識別，具體見表1。

圖2 四川省焦化行業工藝流程圖

表1 四川省焦化產生危險廢物一覽表

由表1可知，煤氣凈化單元產生的危險廢物種類主要有機械化氨水澄清槽底部產生的焦油渣、焦油、蒸氨塔產生的瀝青殘渣；硫胺工段滿流槽內產生的酸焦油；粗苯工序中再生器內產生的粗苯殘渣；脫硫工序中產生的脫硫廢液，其中焦油具備豁免條件，處置方式為作為產品對外售賣；焦油渣、酸焦油、粗苯殘渣返回配煤環節利用；脫硫廢液系統循環利用。煉焦單元中備煤工段以及熄焦工段產生的焦粉和除塵灰直接返回配煤環節，按《國家危險廢物名錄》(2021版)對危險廢物種類鑒別，備煤工段以及熄焦工段產生的焦粉和除塵灰已不在《國家危險廢物名錄》(2021版)內。廢水處理單元中廢水處理產生的酚氰污泥返回配煤環節重新利用。因此，本研究主要核算了焦油渣、焦油、酸焦油、粗苯殘渣、酚氰污泥的產排污系數。

2.2 危險廢物產排污系數核算及檢驗

按照公式(1)、(2)對表2中的企業樣本數據進行處理，計算不同種類危險廢物的個體產排污系數，再根據公式(3)和(4)計算行業產排污系數，核算結果見表3：

表2 危險廢物企業樣本數據一覽表

表3 四川省焦化行業危險廢物核算的產排污系數一覽表

經對焦化行業工藝分析，產生的焦油渣、酸焦油、粗苯殘渣、酚氰污泥全部收集后返回配煤環節，不存在對外處置，因此該四種危險廢物排放系數均為0；焦油作為產品全部對外售賣，因此焦油的排放系數與產生系數相同。

本研究將采用實測數據對危險廢物產生系數進行驗證，以檢驗其可靠性。本次以某企業某季度實際產生的危險廢物量與利用系數核算的危險廢物產生量進行對比，結果見表4。

由表4可知，核算的危險廢物產生量與實際危險廢物產生量相對比，相對誤差基本在20%以內，最大相對誤差為焦油渣的誤差，為21.8%，最小相對誤差為2.4%。與其他產污系數核算的產生量誤差相對比[12-13]，本次核算的產生量誤差要小于其他行業，可以認為本次核算的危險廢物產生系數較為可行。

表4 四川省某企業實測數據與核算數據對比一覽表

3 結論

(1)通過對焦化行業整體工藝流程進行分析，并結合《國家危險廢物名錄》(2021版)對焦化生產過程中產生的危險廢物種類進行了識別，產生的危險廢物主要為：焦油渣、焦油、酸焦油、粗苯殘渣、酚氰污泥、脫硫廢液、瀝青渣。由于脫硫廢液、瀝青渣直接循環回系統，因此本次核算的危險廢物種類為焦油渣、焦油、酸焦油、粗苯殘渣、酚氰污泥。

(2)由于焦油渣、酸焦油、粗苯殘渣、酚氰污泥集中后全部返回配煤工段，焦油作為產品外售其他單位，因此焦油渣、酸焦油、粗苯殘渣、酚氰污泥排污系數為0 kg/t，焦油的排污系數與產污系數相同。核算結果為：焦油產污系數為45.34 kg/t，排污系數為45.34 kg/t；焦油渣、酸焦油、粗苯殘渣、酚氰污泥產污系數分別為1.55 kg/t、0.125 kg/t、0.099 kg/t、0.986 kg/t。

(3)經對焦油渣、酸焦油、粗苯殘渣、酚氰污泥的產生系數進行了實測性檢驗，相對誤差在20%以內，與其他產污系數誤差相對比，本次誤差較小，可以認為本次核算的危險廢物產生系數可靠。綜上，本次核算的四川省焦化行業產排污系數有效，可以為四川省焦化行業環境保護提供有利的基礎支持。