1、2广东省主要污染行业排污系数研究广东省环境保护监测中心站二六年八月3项目承担部门：广东省环境保护监测中心站项目批准部门：广东省环境保护局课题组 组 长：钟流举副组长：张金阳 陈丹青成 员：于 群 林燕春 黄江荣 杨 华 翟 原 伍世丰杨立辉 何群华 肖 文 江 明 杨剑军报告编写：张金阳 杨 华 翟 原 伍世丰 林燕春 杨立辉 何群华肖 文 杨剑军报告审核：林 文 李智广 钟流举 陈丹青4目 录第一章 项目的提出 1第二章 技术背景 2第三章 工作步骤 3第四章 排污系数估算 4第一节 主要污染行业 4第二节 划类选典 4第三节 监测资料调查 5第四节 排污系数估算 75第一章 项目的提出国务
2、院 2002 年发布的排污费征收使用管理条例第九条规定“负责污染物排放核定工作的环境保护行政主管部门在核定污染物排放种类、数量时，具备监测条件的，按照国务院环境保护行政主管部门规定的监测方法进行核定；不具备监测条件的，按照国务院环境保护行政主管部门规定的物料衡算方法进行核定。 ”在国家发展计划委员会等四部委 2003 年发布的排污费征收标准管理办法中规定“除条例规定的污染物排放种类、数量核定方法外，市（地）级以上环境保护行政主管部门可结合当地实际情况，对餐饮、娱乐等服务行业的小型排污者，采用抽样测算的办法核算排污量。 ”排污系数法是核定污染物排放数量的主要方法之一，一方面，对许多小型工业企业和
3、餐饮娱乐服务企业无法或没有能力进行规定的监测，或对于非常规的污染物不能进行规定的监测，而这些排污单位的生产又缺乏规律性，难以进行物料衡算，对其排污量的核定就需要依赖排污系数。因此，排污系数法对监测能力不足的基层环境监测部门具有较强的实用性和指导作用。另一方面，通过大量实测统计测算的一般性排污系数，可作为环境管理部门对排污单位的排污申报数据、环境统计数据、污染治理设施运行情况以及监测单位的污染源监测数据进行核查的重要依据。国家环保总局于 19951996 年编写了乡镇工业污染源排放系数手册（试行）和工业污染物产生和排放系数手册 ，是全国各地采用排放系数法核定污染物排放数量的主要依据。但由于该手册
4、兼顾了全国范围的不同情况，所确定的排污系数变动范围较大，对具体的某个省或市的实用性并不强，同时，对于一些地方性的或特异性的污染类型，该手册并不能完全覆盖。因此，结合地区污染特点，制定实用性和针对性更强的区域性或地方性污染物排放系数十分必要。近十多年来，全省各级环境监测部门进行了大量的污染源监督监测、委托监测和“三同时”验收监测，省环境保护监测中心站 1990 年以来完成的污染源验收监测就有上百家，覆盖火力发电、水泥、造纸、石化、食品、纺6织、电镀、陶瓷等污染行业，为测算全省主要污染行业排污系数积累了大量的基础实测数据。为此，省环保局提出，在对缺乏实测数据的部分行业进行适当补充监测的基础上，充分
5、利用历史监测数据，测算适合于广东省的主要污染行业排污系数，编制排污系数指南，为污染源监督管理提供依据。第二章 技术背景排污系数法是指在正常技术经济和管理条件下，生产单位产品所产生（或排放）的污染物数量的统计平均值。目前使用的排污系数主要有两种。一种是在没有污染治理设施的情况下，生产某单位产品所排放的污染物的量，称为污染物产生系数（简称产污系数）。另一种是在有污染治理设施的情况下，生产某单位产品所排放的污染物的量，称为污染物排放系数（简称排污系数） 。产污系数和排污系数的数值是在企业正常技术经济和管理等条件下获得，与产品的生产工艺、规模、原材料、设备技术水平、管理水平及污染控制措施等因素有关，测
6、算排污系数时有所区别。但小型和个体工业中的多数企业仍处于技术水平低、规模小、生产工艺落后、管理水平低的生产情况下，对小型和个体工业污染源的排污系数，目前还不宜按生产规模和技术水平等条件进行分级使用。排污系数的确定通常要经过对某行业的许多生产工艺进行划类选典，先划类进行典型调查，然后在每个类别中进行抽样调查，保证其代表性和随机性。然后再采用实测法、物料衡算法和专家咨询等方法确定单位产品污染物产生量或排放量。个体排污系数是在特定工艺、特定规模、特定设备技术水平以及正常管理水平条件下求得的产品生产排污系数，综合排污系数是按规定的计算方法对个体排污系数进行汇总求取的一种排污系数平均值。在编制主要行业和
7、产品排污系数时，规定根据个体系数进行一次（从技术水平到特定规模） 、二次（从规模到特定工艺） 、三次（从工艺到产品）汇总计算所得到的排污系数分别称为一次排污系数、二次排污系数、三次排污系数。7排污系数一般是在产污系数确定的基础上进行，如无治理设施，排污系数与产污系数相同。在实际的监督性监测和验收监测中，监测结果一般反映的是企业的最终排污状况，依据监测结果可以直接得出产品的排污系数，因此本项目将通过实测结果直接测算排污系数。第三章 工作步骤主要污染行业排污系数估算主要步骤包括行业选择、划类选典、监测资料收集、个体排污系数计算、确定综合排污系数、编制排污系数指南等。一、行业选择根据广东省环境污染特
8、征和污染行业分布状况，筛选出主要污染行业，作为排污系数测算的对象。二、划类选典排污系数与产品的生产工艺、规模、原材料、设备技术水平、管理水平及污染控制措施等因素有关，其中生产工艺和生产规模对排污系数影响最大，该项目以生产工艺为主要分类因子，生产规模为次要分类因子，对行业进行分类。三、监测资料收集收集近十年来广东省和各地级以上市完成的验收监测和监督性监测资料，按行业进行归纳、整理和统计。四、个体排污系数计算依据历史监测资料和补充监测资料，按技术规范对每个产品计算个体排污系数，包括废水排放系数、废气排放系数（含燃烧废气和工艺废气）和主要污染物排污系数，主要污染物的选取依据产品排污特性确定。五、确定
9、综合排污系数在个体排污系数的基础上，依次按产品生产规模和生产工艺进行平均，得出产品的综合排污系数，同时在一定的置信度下确定统计结果的置信区间。8第四章 排污系数估算第一节 主要污染行业目前，广东省水环境主要受到氨氮和耗氧有机物污染，污染主要来源于城市生活污水和纺织、造纸、食品、化工等行业工业废水。城市空气主要污染指标为颗粒物、二氧化硫和二氧化氮，酸雨污染严重，颗粒物主要来源于水泥、陶瓷工业和建筑场地等，二氧化硫主要来源于火力发电，省控二氧化硫重点污染源中绝大部分属于火电或热电企业，氮氧化物主要来源于汽车尾气和以重油为燃料的火力发电厂，建筑场地扬尘和汽车尾气属于面源或流动源，该项目主要测算工业点
10、源的排污系数，因此选择火力发电、水泥制造、陶瓷制造、造纸、石化、食品、纺织等行业进行排污系数测算。基层环保部门主要负责对小型企业和第三产业污染源的监控，目前全省基层（县级）环境监测部门监测能力普遍不足，对辖区内的所有企业进行实测有一定困难，制定排污系数对基层环境监测部门具有很强的实用性和指导意义，但由于省环境监测中心站和各市环境监测站对小型企业和第三产业污染源的实测资料也非常有限，无法满足估算排污系数时统计意义上对实测样本的要求，因此本项目未估算这些行业的排污系数。第二节 划类选典主要污染行业中，火力发电使用的是燃煤或燃油锅炉，燃煤锅炉的烟气污染是电力工业最主要的污染源。燃煤电厂主要大气污染物
11、为二氧化硫和烟尘，以重油为燃料的电厂氮氧化物污染也很严重。水泥窑分为回转窑、立窑、地窑。地窑（包括蛋窑和轮窑）属于小水泥，属于国家淘汰的落后工艺。立窑按结构不同分为普通立窑和机械化立窑，国家在逐步淘汰机立窑、立波尔窑、中空窑等落后工艺，禁止新建、扩建立窑9生产线，鼓励新型干法窑外分解大型水泥生产工艺。陶瓷窑分为倒焰窑、隧道窑、辊道窑。倒焰窑结构简单，多数以煤为燃料，间歇式窑多数为倒焰窑。隧道窑内预热、烧成、冷却等工序彼此连接，主要以煤气为燃料。辊道窑是一种小截面的隧道窑。造纸工业主要采用三种制浆工艺，即硫酸盐法生产本色木浆、硫酸盐法生产漂白木浆和碱法生产漂白草浆，排放的主要水污染物有化学耗氧量
12、、生化需氧量和悬浮物。原油加工业主要产品有轻油（减压蒸馏）和润滑油（炼制） ，排放的主要水污染物有化学耗氧量、生化需氧量、油、挥发酚和硫化物。食品工业范围广，种类多，考虑到广东省的特点，选取啤酒、味精、酱油、植物油、甘蔗糖、猪肉、牛奶等食品行业进行排污系数估算，所排放的主要水污染物根据食品生产特性选取。纺织行业根据原料不同可分为棉纺织、毛纺织、丝织和麻纺织 4 类，各类根据生产工艺不同又可分成小类，主要水污染物排放指标有化学耗氧量、生化需氧量、pH 和色度。第三节 监测资料调查针对主要污染行业，省环境保护监测中心站于 2005 年 1112 月对全省各地级及以上市环境监测站近十年来实际完成的验
13、收监测和监督性监测资料进行了全面调查。本次调查收集了全省大量的污染源实测资料，但由于相当一部分企业只有污染物浓度监测数据，无监测时段相应的产量、废气（废水）排放量等数据，无法计算排污系数，为保证有足够的样本量和代表性，部分企业的缺失数据采用环境统计数据予以补充。10调查共获得企业样本数 299 个，实际监测 694 次，其中废气企业样本数187 个，废水企业样本数 112 个。监测资料调查统计见表 1。根据污染物排放特征和监测资料情况，对主要污染行业进行分类统计，火电行业按生产工艺（燃煤锅炉、燃油锅炉） 、生产规模和是否采用脱硫措施进行分类，水泥行业按窑外分解窑和立窑两种生产工艺分类，造纸行业
14、按制浆和抄纸两种生产工艺分类，食品行业只统计酱油和甘蔗糖两种产品，纺织行业按棉机织品和毛纺织品两种产品分类，受监测样本数限制，陶瓷行业和石化行业未分生产工艺进行统计。表 1 主要污染行业监测资料调查统计行业 生产工艺或原料 生产规模、产品类型或环保设施 企业样本数 监测次数无脱硫 41 65200MW有脱硫 3 7无脱硫 33 41200MW300MW有脱硫 5 9无脱硫 21 21燃煤锅炉300MW 有脱硫3 7200MW 24 50火电燃油锅炉200MW 9 33窑外分解窑 12 34水泥立窑 26 87陶瓷 10 29制浆 22 84造纸抄纸 27 81石化 21 66酱油 9 20食品
15、甘蔗糖 12 14棉机织品 7 32纺织毛纺织品 14 1411合计 299 694第四节 排污系数估算依据每次监测结果、废气（废水）排放量和生产规模，计算当次排污系数。对有多个机组的企业，计算每个机组的排污系数后，平均得到企业的排污系数。在个体排污系数的基础上，统计得到不同行业的综合排污系数，综合排污系数估算结果包括平均值和置信区间。排污系数以省环境保护监测中心站监测数据为主进行统计估算，考虑到大部分为验收期间的监测数据，污染物浓度监测数据一般比正常生产期间偏低，因此最终的污染物综合排污系数平均值和置信区间上下边界均在实际统计结果的基础上上浮 30%。鉴于有脱硫设施的火电厂样本量偏少，且单纯
16、的脱硫设施对除二氧化硫外的其他污染物排放基本没有影响，因此除对二氧化硫的排污系数依据脱硫火电厂实测结果统计计算外，废气、氮氧化物和烟尘直接引用无脱硫设施的火电厂排污系数估算结果。一、离群数据的统计检验为使排污系数的统计结果更符合客观实际，具有足够的代表性，首先需要剔除离群数据。离群数据是与正常数据不是来自同一分布总体，明显异常的数据，但尚未经检验断定其是离群数据的称为可疑数据。对可疑数据的取舍必须遵循一定的原则，一般需要采用统计方法判别，即离群数据的统计检验，常用的统计方法为狄克逊（Dixon）检验法。12狄克逊检验法适用于一组数值的一致性检验和剔除离群值，本法中对最小可疑值和最大可疑值进行检
17、验的公式因样本的容量 n 的不同而异，检验方法如下：1、将一组数据从小到大顺序排列为 x1、x 2 xn1 、x n，x 1和 xn分别为最小可疑值和最大可疑值；2、按下表计算公式求 Q 值；3、根据给定的显著性水平 和样本容量 n 查狄克逊检验临界值 Q 表，得到临界值 Q ；4、若 QQ 0.05则可疑值为正常值，若 Q0.05QQ 0.01则可疑值为偏离值，若 QQ 0.01则可疑值为离群值。狄克逊检验统计量 Q 计算公式样本数（n）范围 可疑数据为最小值 X1时 可疑数据为最大值 Xn时37 Q(x 2x 1)/(xnx 1) Q(x nx n-1)/(xnx 1)810 Q(x 2x
18、 1)/(xn-1x 1) Q(x nx n-1)/(xnx 2)1113 Q(x 3x 1)/(xn-1x 1) Q(x nx n-2)/(xnx 2)1425 Q(x 3x 1)/(xn-2x 1) Q(x nx n-2)/(xnx 3)经统计检验，共剔除了 57 个离群值，其中水泥工业 17 个样本，陶瓷工业 2 个样本，造纸工业 3 个样本，石化工业 16 个样本，食品工业 6 个样本，纺织工业 13 个样本。二、排污系数均值和置信区间估算各行业排污系数统计均采用算术均值，并计算其 95%置信区间，估计排污系数的可能范围。排污系数置信区间计算公式如下：13x05.S)n(tX信%95=
19、式中 t 为 t 统计值，n 为自由度， xS-t=式中 为样本均数， 为总体均数， 为标准误。三、排污系数估算结果经统计，各行业综合排污系数均值和置信区间见表 2表 8。表 2 广东省火电工业大气污染物综合排污系数排污系数生产工艺 发电机组污染物（污染物 /发电量） 平均值 置信区间废气m 3(N)/万 kwh烟尘(kg/万 kwh )氮氧化物(kg/万 kwh )383347.2737.6432523441454.2410.3026.0349.24200MW二氧化硫(kg/万 kwh ) 无脱硫有脱硫52.056.7535.9168.204.479.02废气m 3(N)/万 kwh烟尘(k
20、g/万 kwh )氮氧化物(kg/万 kwh )371686.6334.9735103392323.899.3729.7640.18200MW300MW二氧化硫(kg/万 kwh ) 无脱硫有脱硫47.134.4839.5554.720.7712.61废气m3(N)/万 kwh烟尘(kg/万 kwh )氮氧化物(kg/万 kwh )346793.8027.3332898364601.506.1019.4035.26燃煤锅炉300MW二氧化硫(kg/万 kwh ) 无脱硫有脱硫39.291.5523.6654.910.903.2414200MW 废气m 3(N)/万 kwh二氧化硫(kg/万 k
21、wh )氮氧化物(kg/万 kwh )5070021.0426.07360996530114.1827.898.2443.90燃油锅炉200MW 废气m 3(N)/万 kwh二氧化硫(kg/万 kwh )氮氧化物(kg/万 kwh )199607.7210.2311044288762.3113.130.5421.81表 3 广东省水泥工业大气污染物综合排污系数排污系数生产工艺污染物（污染物 /水泥） 平均值 置信区间窑外分解窑（新型干法旋窑）废气m 3(N)/t粉尘(kg/t)二氧化硫(kg/t)55192.041.25443766010.913.160.831.68立窑废气m 3(N)/t粉
22、尘(kg/t)二氧化硫(kg/t)55685.452.08464664903.437.461.642.54表 4 广东省陶瓷工业大气污染物综合排污系数排污系数污染物（污染物/产品） 平均值 置信区间废气m 3(N)/万 m2粉尘(kg/万 m2)烟尘(kg/万 m2)二氧化硫(kg/万 m2)113470566.33118.96615.9011291621564944.28128.3626.73211.21385.61846.20表 5 广东省造纸工业水污染物综合排污系数排污系数生产工艺 污染物（污 染物/产品） 平均值 置信区间15制浆 废水量（t/t）化学耗氧量（kg/t）生化需氧量（kg
23、/t）悬浮物（kg/t）5501005.4190.011023.33368732486.411524.416.94173.08231.001815.67抄纸 废水量（t/t）化学耗氧量（kg/t）生化需氧量（kg/t）悬浮物（kg/t）10324.042.172.63431635.5842.500.653.691.254.00表 6 广东省石化工业水污染物综合排污系数排污系数污染物（污染物 /产品） 平均值 置信区间废水量（t/t 原油）化学耗氧量（kg/t 原油）生化需氧量（kg/t 原油）90.470.256120.270.650.140.34表 7 广东省食品工业水污染物综合排污系数排污
24、系数产品名称污染物（污染物/产品） 平均值 置信区间酱油 废水量（t/t）化学耗氧量（kg/t）133166.32432249.11323.54甘蔗糖 废水量（t/t）生化需氧量（kg/t）悬浮物（kg/t）化学耗氧量（kg/t）2560.260.350.46134500.0130.510.270.420.080.83表 8 广东省纺织工业水污染物综合排污系数排污系数产品名称污染物（污染物/产品） 平均值 置信区间16棉机织品 废水量（t/百米）化学需氧量（kg/百米）生化需氧量（kg/百米）20.690.20130.121.250.050.34毛纺织品 废水量（t/百米）化学需氧量（kg/百米）51.16290.142.17
