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污染物排放量的计算方法
污染物排放量计算方法
重复用水量
统计用水、排水等有关指标,必须首先对给水系统有个概略了解。
在工业生产中按给水的路线和利用程度,分为直流、循环和循序三种给水系统。
1、直流给水系统 指工业生产用水由就近水源取消,水经过一次使用后便以废水形式全部或大部分排走。
其生产用水量等于企业从地下水源和地面水源取用的新鲜水量。
2、循环给水系统 指使用过后的水经适当处理重新回用,不再排走。
在循环过程中所损耗的水量,须从水源取水加以补充。
3、循序给水系统 是根据各车间对水质的要求,将水重复利用,将水源送来的水先供甲车间使用,甲车间使用后的水或直接送乙车间使用,或经适当处理(冷却、沉淀等)后加压送乙车间或丙车间使用,然后排放。
这种系统也叫串级给水系统。
例:
某厂给水系统示意图如下
甲、乙、丙车间耗新鲜水量为80吨/天
丁车间耗新鲜水量为120吨/天
戊车间由于采取了循环用水措施,每日仅需补充新鲜水100吨,原耗新鲜水量为1000吨/天,求该厂的重复用水量和重复用水率。
解:
分别计算采取重复用水措施前后所用的新鲜水量
W前=80×3+120+1000=1360(吨/天)
W后=80+120+100=300(吨/天)
重复用水量:
W重=W前-W后=1360-300=1060(吨/天)
重复用水率:
ξ=
另:
该厂全年重复用水量=1060吨/天×全年工作日
废水排放量
废水排放量的计算可以使用各种流量计进行测量,如监测数据、各种流量计测得的数据和连续自动监控测得的数据等。
还可以进行系数估算法,从排污单位的新鲜用水量来估算其污水排放量。
如排污单位的新鲜水量没有进入其产品,一般其污水排放量可以估算为新鲜水量的0.8—0.9倍,如有相当部分变成产品(如啤酒、饮料行业),则其污水排放量应以新鲜水量减去转成产品数量的0.8—0.9倍,还有部分行业水的重复利用率很高,如轧钢、选矿等行业水的重复利用率都高达80%~90%,水经过多次使用,蒸发和流失都很大,这时用新鲜水量推算污水排放量时所用的系数就比较小,有时甚至会达到40%~50%。
还可以利用产污系数进行测算。
污染物排放量
污染物排放量多根据监测数据,一般使用实测法计算。
在使用物料衡算法和经验系数法确定排污单位的污染物的排污量时,一定要结合工业企业的生产工艺、使用的原料、生产规模、生产技术水平和污染防治设施的去除率等,才能合理反映排污量。
附:
污染物排放量的计算方法
污染物排放量的计算通常采用三种方法,即实测法、物料衡算法和经验计算法。
这三种方法各有所长互为补充,应用时需区别情况适时选用。
§实测法
含义:
实测法是通过实际测量废水或废气的排放量及其所含污染物的浓度,计算其中某污染物的排放量。
公式:
G=Q×C×T
G——废水或废气中某污染物的排放量,单位:
千克(Kg)
Q——单位时间废水或废气的排放量,单位:
立方米/小时(m3/h)或标立方米/小时(Nm3/h)
C——某污染物的实测浓度,单位:
毫克/升(mg/L)或毫克/标立方米(mg/Nm3)
T——污染物排放时间,单位:
小时(h)
例:
某厂共有两个污水排放口。
第一排放口每小时排放废水400吨,COD平均浓度300mg/L;第二排放口每小时排放废水500吨,COD平均浓度120mg/L,该厂全年连续工作,求该厂全年COD排放量。
解:
该厂全年工作时间T=365×24=8760(h)
GCOD=(400t/h×300mg/L+500t/h×120mg/L)×8760h
=(400m3/h×300×10-6t/m3+500m3/h×120×10-6t/m3)×8760h
=1576.8t
注:
单位说明及换算
t——吨 Kg——千克 mg/L——毫克/升
1吨水=1m3mg/L=g/m3=10-3kg/m3=10-6t/m3
算 法:
由于实测法是从实地测定中得到的数据,因而比其它方法更接近实际更比较准确,这是实测法的最主要的优点。
但是实测法必须要解决好实测时具有代表性的问题。
为此,常常测定时不只测定一个浓度值而是测定多次,具有多个浓度值。
此时,对于污染物的实测浓度C的取值有两种情况:
①如果废水或废气流量Q只有一个测定值,而污染物的浓度C反复测定多次,污染物的浓度C取算术平均值:
=C1+C2+……+Cn
②如果废水或废气流量Q与污染物浓度C同时反复多次测定,此时废水或废气流量Q取算术平均值;而污染物的浓度C则取加权算术平均值。
=Q1+Q2+……+Qn=
二氧化硫排放量
煤和油类在燃烧过程中,产生大量烟气和烟尘,烟气中主要污染物有二氧化硫、氮氧化物和一氧化碳等,其计算方法如下:
煤炭中的全硫分包括有机硫、硫铁矿和硫酸盐,前二部分为可燃性硫,燃烧后生成二氧化硫,第三部分为不可燃性硫,列入灰分。
通常情况下,可燃性硫占全硫分的70%~90%,平均取80%。
根据硫燃烧的化学反应方程式可以知道,在燃烧中,可燃性硫氧化为二氧化硫,1克硫燃烧后生成2克二氧化硫,其化学反应方程式为:
S+O2=SO2
根据上述化学反应方程式,燃煤产生的二氧化硫排放量计算公式如下:
G=2×80%×W×S%×(1-η)=16WS(1-η)
G——二氧化硫排放量,单位:
千克(Kg)
W——耗煤量,单位:
吨(T)
S——煤中的全硫分含量
η——二氧化硫去除率,%
【注:
燃油时产生的二氧化硫排放量G=20WS(1-η)】
例:
某厂全年用煤量3万吨,其中用甲地煤1.5万吨,含硫量0.8%,乙地煤1.5万吨,含硫量3.6%,二氧化硫去除率10%,求该厂全年共排放二氧化硫多少千克。
解:
G=16×(15000×0.8+15000×3.6)×(1-10%)
=16×66000×0.9=950400(千克)
§经验计算法
根据生产过程中单位产品的经验排放系数进行计算,求得污染物排放量的计算方法。
只要取得准确的单位产品的经验排放系数,就可以使污染物排放量的计算工作大大简化。
因此,我们要通过努力,不断地调查研究,积累数据,以确定各种生产规模下的单位产品的经验排放系数。
如生产1吨水泥的粉尘排放量为20~120千克。
燃料燃烧过程中废气及污染物排放经验系数
——废气:
燃烧1吨煤,排放0.9~1.2万标立方米燃料燃烧废气;燃烧1吨油,排放1.0~1.8万标立方米废气,柴油取小值,重油取大值。
——SO2:
燃烧1吨煤,产生16S煤千克SO2 。
S煤为燃煤硫份,一般为0.6~1.5%。
如硫份为1.5%时,燃烧1吨煤产生24千克SO2。
燃烧1吨油,产生20S油千克SO2 。
S油为燃油硫份,一般为重油0.5~3.5%,柴油0.5~0.8%。
如硫份为2%时,燃烧1吨油产生40千克SO2。
——烟尘:
燃烧1吨煤,产生1.5A~4A千克烟尘。
A为燃煤灰份,一般为15~30%,。
如灰份为15%时,燃烧1吨煤产生30千克烟尘(此算法仅适用于手烧炉、链条炉、往复炉、振动炉,一般振动炉在3A,其余一般在2A)。
燃烧1吨柴油,产生1.2千克烟尘;燃烧1吨重油,产生2.7千克烟尘。
注:
计算SO2、烟尘排放量时要考虑除尘设施的去除率η,公式如下
排放量=产生量×(1-η)
——炉渣:
燃烧1吨煤,产生0.144A/15吨炉渣。
如燃煤灰份为30%时,燃烧1吨煤产生0.288吨炉渣(此算法仅适用于手烧炉、链条炉、往复炉。
振动炉经验系数为燃烧1吨煤产生0.126A/15吨炉渣)。
NOx排放量统计方法
工业NOx排放来源于两种渠道,即燃料燃烧排放(锅炉)和生产过程排放,有NOx排放的生产过程包括用脂肪酸、硝酸、炭黑、钢铁、铁合金、铝、制浆和造纸等行业。
排放量数据优先采用实测法(监测数据),其次采用系数测算法,排放系数参见表1、表2,该排放系数仅为推荐排放系数,各地区可以根据实际排放情况,或采用地方实测值,或对推荐系数进行适度调整。
表1工业燃料燃烧NOx排放系数kg(NOx)/t(燃料)
排放源
类别
单位
煤
焦炭
原油
汽油
煤油
柴油
燃料油
LPG
秸秆
柴火
炼厂
干气
热
电
焦炉气
天然气(10-4kg/m3)
垃圾沼气
/填埋气
煤气(10-4kg/m3)
火力发电
kg/t
9.95
7.24
16.7
21.2
7.4
10.06
3.74
0.75
40.96
13.53
炼焦/炼油
kg/t
0.37
0.24
制气
kg/t
0.75
0.9
2.19
9.62
5.84
0.26
0.53
0.95
其它工业
行业
kg/t
7.5
9
5.09
16.7
7.46
9.62
5.84
2.63
0.66
1.52
0.53
0.2
(kg/108kJ)
0.4
(kg/108kJ)
10.6
(kg/108kJ)
20.85
5.0
(kg/108kJ)
9.5
备注:
炼厂气是指石油炼厂副产的气态烃,主要来源于原油蒸馏、催化裂化、热裂化、石油焦化、加氧裂化、催化重整、加氧精制等过程;
LPG为液化石油气;重油属于燃料油。
表2工业生产过程NOx排放系数单位:
kg(NOx)/t(产品)
硝酸
脂肪酸
制浆和造纸
铁合金
轧钢
生铁出渣
碳黑
12
8.1
1.5
0.05
0.04
0.076
0.4
水泥行业SO2排放量
水泥熟料烧成过程中,燃料中的硫一部分将进入水泥熟料和窑灰中,如煤中的硫酸盐,燃烧中生成的二氧化硫将与生料或料浆中的碳酸钙、氧化钙等反应生成亚硫酸盐或硫酸盐;一部分二氧化硫排入大气。
因此,水泥熟料烧成中排放的二氧化硫量可用下式计算:
G=2000(W×S-0.4M×n1-0.4Gd×n2)
G——水泥熟料中的SO2排放量,kg;
W——烧成水泥熟料的耗煤量,T;
M——熟料产量,T;
n1——水泥熟料中SO32-含量(%),从生产中水泥熟料分析资料获得;
Gd——水泥熟料生产中粉尘量(T),回转窑产生的粉尘量一般约占熟料产量的20~30%;
n2——粉尘中SO32-含量(%),从窑灰分析资料中获取;
0.4——系数,即。
例:
某水泥厂年产水泥熟料75万吨,每吨水泥熟料耗煤0.3吨,煤含硫量3.5%,熟料中SO32-根含量0.4%,窑灰占水泥熟料的25%,窑灰中SO32-根含量为4.38%,求该水泥厂熟料生产中二氧化硫排放量是多少千克?
解:
①计算水泥熟料烧成的煤耗量
W=75000×0.3=225000(吨)
②将有关数值代入公式,得该厂熟料生产中二氧化硫的排放量:
G=2(W×S-0.4M×n1-0.4Gd×n2)
=2×(225000×3.5%-0.4×750000×0.4%
-0.4×25%×750000×4.38%)
=2×(7875-1200-3285)=6780(吨)=6780000(千克)
【速算法:
水泥行业SO2排放量=煤耗量×16×硫份×60%】
各类除尘器除尘效率参考(η)
除尘方式
除尘效率(%)
除尘方式
除尘效率(%)
立帽式
48.5
管式水膜
75.6
干式沉降
63.4
麻石水膜
88.4
湿法喷淋、冲击、降尘
76.1
管式静电
85.1
旋风
84.6
板式静电
89.7
扩散式
85.8
玻璃纤维布袋
96.2
陶瓷多管
71.3
湿
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