污染源评价与工程分析教学课件PPT.ppt

第三章 污染源评价与工程分析 1 第一节 污染源调查 污染源 是指向环境排放或释放有害物质或对环境 产生有害影响的场所、设备和装置。 污染物 在开发活动或生产建设中，凡以不适当的 浓度、数量、速率、形态进入环境系统而 产生污染或降低环境质量的物质和能量。 2 一、污染源调查的意义和目的 意义 是环境评价工作的基础； 掌握污染源的种类、数量及其分布； 掌握各类污染源排放的污染物的种类、数量及其 随时间变化状况。 目的：判断一个区域内的主要污染源和主要 污染物，为环境评价和治理提供依据。 3 二、污染源调查内容 （一）工业污染源调查 企业概况； 生产工艺； 能源、水源、原辅材料消耗情况； 生产布局； 管理状况； 污染物排放情况； 污染防治情况； 污染危害情况； 发展规划调查。 4 （二）生活污染源调查 城市居民人口； 城市居民用水和排水； 生活垃圾； 民用燃料； 城市污水和垃圾的处理和处置。 5 （三）农业污染源调查 农药使用情况； 化肥使用情况； 农业废弃物和农业机械使用情况调查； 水体流失情况。 （四）交通污染源调查 噪声调查和汽车尾气调查。 6 三、污染源调查方法 1、区域污染源调查：普查和详查。 2、具体项目的污染源调查： 排放方式、排放规律； 污染物的物理、化学及生物特性； 对主要污染物进行追踪分析； 污染物流失原因的分析。 7 四、污染物排放量的计算方法 1、物料衡算法:运用质量守恒定律核算 污染物的排放量 式中：q污染物排放量； g投入进料总量； g产品产品中所含的该物料的量； g流失物料流失量。 8 四、污染物排放量的计算 2、排污系数法 qi=kiw 式中：qii污染物的排放量，kg/h； kii污染物的排放系数，kg/t ； w产品单位时间的产量，t/h。 9 排污系数法实例： 实例2：一个制革厂，生产一吨产品废 水排放系数为50m3/t产品，ss排放系 数为25kg/t产品，bod5排放系数为 30kg/t产品。问该厂年生产350t革， 各污染物的排放量是多少？ 10 几种工业的水污染物排放系数 产产品名称 单单位产产品的废废水 排放系数 m3/t产产品 单单位产产品的污污染物排放系数 kg/ t产产品 名称排放系数 啤酒2030bod5 ss 1625 813 硫酸810h2so4 as 1020 0.030.05 合成氨1.22.0nh3 nh4hco3 0.045 0.045 玉米酒精制造120130codcr ss 910950 420460 11 3、实测法 是对污染源进行现场测定，得到污染物的排放浓度和 流量，然后计算出污染物排放量。计算公式为： q=kcl q废气或废水中某污染物的单位时间排放量，t/h； c实测的污染物算术平均浓度，mg/m3（废气）或mg/l（废水）； l 烟气或废水的流量，m3/h； k单位换算系数，废气取10-9，废水取10-6。 12 例3-1 某厂共有两个污水排放口。第一 排放口排放废水400t/h，cod的平均 浓度为300mg/l；第二排放口排放废 水500t/h， cod的平均浓度为 120mg/l.该厂全年连续工作，求该厂 全年cod的排放量。 13 例3-1答案 该厂全年工作时间 t=36524h=8760h，则 qcod=（40030010-6+50012010-6） 8760t =1576.8t/a 14 4、燃料燃烧过程中主要污染物排放量的估算 1）so2排放量的估算 g so2 =2bs d （ 1- ） 式中： gso2 so2产生量，kg/h； b燃煤（或燃油）消耗量，kg/h； s煤（或油）中全硫分含量，%。 d可燃硫占全硫量的百分比，（煤一般取80%，油取100%）； 脱硫设施的去除率。 15 2）燃煤烟尘排放量的估算 y=ba d(1-) 式中：y烟尘排放量，kg/h； b燃煤消耗量，kg/h； a煤的灰分含量，%； d烟气中的烟尘占灰分量的比例，%，其值与燃烧方式有关 ； 除尘器的总效率，%； n若安置两级除尘装置，其效率分别为1、 2，则除尘装置的总效率 ： 总= 1-（1- 1）（1-2） 16 锅炉烟尘占煤炭总灰分的百分比d 炉型d/% 手烧烧炉15-20 链链条炉15-20 机械风动风动 抛煤炉20-40 沸腾腾炉40-60 煤粉炉75-85 往复炉15-20 化铁铁炉23-35 17 各类除尘器的除尘效率百分比 除尘尘器类类型除尘尘效率/% 重力沉降40-50 离心旋风风80 湿式洗涤涤85 布袋过滤过滤90 静电电95 18 例3-2 某厂全年用煤量30000t，其中用甲地煤15000t ，含硫量0.8%，乙地煤15000t，含硫量3.6%，so2去 除率90%，求该厂全年共排放so2多少kg？ 19 某厂有一台沸腾炉，装有布袋除尘器，除 尘效率为85%，用煤量5t/h，煤的灰分 为25%，煤含硫2%。求该锅炉的so2 （ kg/h） 、烟尘产生量（ kg /h）各为 多少？ 作业 20 答：so2产生量 g so2 =2bs d （ 1- ） =2510002%80% =160（kg/h） 21 烟尘产生量 y=ba d(1-) =5 1000 25%50% （1-85%） =93.8（kg/h） 22 第二节 污染源评价 23 第二节 污染源评价 一、污染源评价的目的 把标准各异、量纲不同的污染源和污染物 的排放量，通过一定的数学方法变成一个 统一的可比较值，从而确定出主要的污染 物和污染源。 24 二、评价方法 等标污染负荷法 综合考虑排污量和污染物的危害性。 评价标准：环境质量标准或污染物排放标 准。 25 （1）等标污染负荷：对环境产生影响的污染 物排放总量. 等标污染负荷法 1、等标污染负荷与等标污染负荷比 pij第j个污染源的第i种污染物的等标污染负荷； gij某污染源中某污染物的年排放量，t/a； sij某污染物的评价标准（水为mg/l，对气为mg/m3），一般取 排放标准。 q废水或废气排放总量，t/a； （1） 26 练习： 兴济河每天接纳生活污水5.3万m3， cod排放浓度 为400mg/l，计算cod的排放量及其等标污染负荷？ （污水综合排放标准2级：cod 150mg/l） 27 （2）若区域内j污染源共有n个污染物，该污染源的 总等标污染负荷为pj： 某污染源共有n个污染物， i=1,2n （2） 28 （3）若该区域第i种污染物共有m个污染源，该污染 物的总等标污染负荷为pi： （4）若该区域共有m个污染源，n种污染物，该区 域的总等标污染负荷p为： 某区域共有m个污染源，i=1,2m （3） （4） 29 等标污染负荷比：指某种污染物或某个污染源的等标污 染负荷在总的等标污染负荷中所占的比重，是确定某种 污染物或某个污染源对环境污染贡献顺序的特征量。 第j个污染源内，第i种污染物的污染负荷比： （5）等标污染负荷比 根据kij值，可以确定污染源内部的主要污染物，即kij 最大者为源内主要污染物。 （5） 30 j污染源占评价区的等标污染负荷比： kj按大小排列并从大到小累加至80%时，为主要污染源。 i污染物占评价区的等标污染负荷比： ki按大小排列并从大到小累加至80%时，为主要污染物。 （6） （7） 31 案例分析：济钢污染源调查与评价 一、污染源调查 （一）调查内容与调查范围 根据本工程特点及评价区内主要污染源情况 ，确定调查内容为各污染源的名称、位置、 废气排放量、烟尘、so2等污染物的排放量。 调查范围为以厂址为中心，以sw-ne向为主 轴，边长64km矩形范围内工业污染源。 32 （二）调查结果 污染源调查范围内，主要废气污染源5个，调查结果 见下表： 序号企业业名称 主要污污染物排放量（t/a ） 废废气排放量 （104nm3 ） 燃煤消耗量 （t/a） 烟尘尘so2 1华华能德州电电厂5052.046638.048129002778416 2华鲁华鲁 恒升化工公司178.6779.816560018263 3德州石油化工总总厂29.8151.71680020000 4德州热电热电 厂3002.62377.323770023700 5德州大坝坝集团团238.0/2017804000 合计计850149946.854347802844379 33 二、污染源评价 （一）评价标准 采用环境空气质量标准（gb3095 -1996）中二级标准的日均浓度值为环 境空气污染源评价标准。 各污染源在评价区的等标污染负荷及污 染负荷比见表1。各污染物在评价区内 等标污染负荷及污染负荷比见表2。 34 污污染物名称取值时间值时间浓浓度限值值 一级标级标 准二级标级标 准三级标级标 准 二氧化硫 (so2) 年平均 日平均 1h平均 0.02 0.05 0.15 0.06 0.15 0.50 0.10 0.25 0.70 总悬总悬 浮颗颗粒物 (tsp) 年平均 日平均 0.08 0.12 0.20 0.30 0.30 0.50 可吸入颗颗粒物 (pm10) 年平均 日平均 0.04 0.05 0.10 0.15 0.15 0.25 二氧化氮 (no2) 年平均 日平均 1h平均 0.04 0.08 0.12 0.08 0.12 0.24 一氧化碳 (co) 日平均 1h平均 4.00 10.00 4.00 10.00 6.00 20.00 臭氧（o3）1h平均0.160.20 环境空气质量标准 (gb3095-1996) (mg/m3) 35 企业业名称污污染物等标污标污 染负负 荷(109nm3/a) 污污染源等标污标污 染负负荷pj (109nm3/a) 污污染源 负负荷比 kj(%) 污污染源位 次 烟尘尘so2 华华能德州电电厂1684031092032776090.71 华鲁华鲁 恒升化工公司595519957941.63 德州石油化工总总厂99101111100.34 德州热电热电 厂1000915849258587.22 德州大坝坝集团团793/7930.25 合计计28336332979361315100- 表1 废气污染源评价结果表 36 表3 评价区废气污染物排放等标污染负荷表 污污染物名称so2tsp 等标污标污 染负负荷:pi（ 109nm3/a） 33297928336 等标污标污 染负负荷比:ki （%） 92.17.9 排序12 37 第三节 工程分析 38 工程分析的目的 分析建设项目影响环境的因素，通过对工 程全部组成、一般特征和污染特征的全面 分析，从项目总体上纵观开发建设活动与 环境全局的关系，从微观上为环境影响评 价工作提供评价所需的基础数据。 39 一、污染型项目工程分析 1、工程分析的作用 为项目决策提供依据 为各专题预测评价提供基础数据 为环保设计提供优化建议 为项目的环境管理提供建议指标和科学数 据 40 2、工程分析的特点 以生产工艺过程分析为主； 考虑施工期、营运期及关闭后三个阶段； 考虑正常排放与事故排放情况。 41 3、工程分析的方法 1）类比分析法 类比法1：是用与拟建项目类型相同的现有项目的设 计资料或实测数据进行工程分析的一种方法。 注意：分析对象与类比对象之间的相似性和可比性。 l工程一般特征的相似性。建设项目的性质、建设规模、 车间组成、产品结构、工艺路线、生产方法、原料、燃料成 分与消耗量、用水量和设备类型等 l污染物排放特征的相似性。污染物排放类型、浓度、强 度与数量，排放方式与去向以及污染方式与途径等 l环境特征的相似性。气象条件、地貌状况、生态特点、 环境功能以及区域污染情况等。 42 类比法2：利用单位产品的经验排污系数来计算污 染物排放量。 式中：a某污染物的排放总量； ad单位产品某污染物的排放定额； m产品总产量； bd单位产品投入或生成的某污染物量； ad单位产品中某污染物的量； bd单位产品所生成的副产物、回收品中某污染物的量； cd单位产品分解转化掉的污染物量； dd单位产品被净化处理掉的污染物量。 43 2）物料衡算法 是计算污染排放量的常规和最基本方法。 基本原理：质量守恒定律。即在生产过程中投入系统的物料 总量必须等于产品数量和物料流失量之和。 应用条件或前提：建设项目产品方案、工艺路线、生产规模 、原材料和能源消耗，及污染治理措施确定。 物料衡算法的计算通式 ： 当投入的物料在生产过程中发生化学反应时，按总量法公式 进行衡算： 44 工程分析中常用物料衡算项目 l总物料衡算 l单元过程或单元操作的物料衡算 l有毒有害物料及有毒有害元素物料衡算 45 【例3-3】 某企业年投入物料中的某污染物总 量为9000t，进入回收产品中的某污染物总量为 2000t，经净化处理掉的某污染物总量为500t， 生产过程中被分解、转化的某污染物总量为 100t，某污染物的排放量为5000t，则进入产品 中的某污染物总量为多少t？ 答：1400t 46 【例3-4】 某电厂监测烟气流量为200m3/h， 烟尘进治理设施前的浓度为1200mg/m3，排放 浓度为200mg/m3 ，无监测so2排放浓度，年 运转300d，每天20h；年用煤量为300t，煤含 硫率为1.2%，无脱硫设施。求 1、该电厂年烟尘去除量是多少kg？ 2、该电厂年烟尘排放量是多少kg？ 3、该电厂so2排放量是多少mg/s？ 47 【例3-4解析】 1、烟尘去除量 =200（1200-200）300 20 10-6=1200kg/a 2、烟尘排放量 =200 200 300 20 10-6=240kg/a 3、so2排放量 =（300 109 1.2 % 80% 2）/（300 20 3600 ）=266.7mg/s 48 3）查阅资料法（资料复用法） 是指利用同类工程已有的环境影响评价资 料或可行性研究报告等资料进行工程分析 的方法。 特点：方法简单，但数据的准确性很难保 证； 适用范围：评价工作等级较低的建设项目 。 49 4、工程分析的主要工作内容 工程分析项项目工作内容 1、工程概况 工程一般特征简简介 物料与能源消耗定额额 项项目组组成 2、工艺艺流程及产产物环节环节 分 析 工艺艺流程及污污染物产产生环节环节分析 3、污污染源源强分析与核算 污污染源分布及污污染物源强核算 物料平衡与水平衡 无组织组织排放源强统计统计及分析 非正常排放源强统计统计及分析 污污染物排放总总量建议议指标标 4、清洁洁生产产水平分析 清洁洁生产产水平分析 5、环环保措施方案分析 分析环环保措施方案及所选选工艺艺及设备设备的先进进水平和可靠程度 分析与处处理工艺艺有关技术经济术经济 参数的合理性 分析环环保设设施投资资构成及其在总总投资资中占有的比例 6、总图总图 布置方案分析 分析厂区与周围围的保护护目标标之间间所定防护护距离的安全性 根据气象、水文等自然条件分析工厂和车间车间布置的合理性 分析环环境敏感点（保护护目标标）处处置措施的可行性 50 1）工程概况 工程一般特征：工程名称，建设性质、规模，车 间组成，产品方案，占地面积等。 物料及能源消耗定额：主要原料与辅料的名称、 单位产品消耗量、年总耗量和来源。有毒有害物 质的原料、辅料还应给出组分。 项目组成：主体工程、辅助工程、公用工程、环 保工程、办公室及生活设施、储运工程。 51 2）使用工艺流程图进行产污环节分析 环境影响评价工艺流程图：在可研或设计文件基础上 ，根据工艺过程的描述及同类项目生产的实际情况绘 制而成。 关注重点：工艺过程中产生污染物的部位、污染物的 种类和数量。 流程图绘制：重点考虑产生污染物的装置和工艺过程 ，简化不产生污染物的过程和装置，相应标出污染物 产生种类和数量，有化学反应发生的工序列出主要化 学反应和副反应式。 类型：装置流程图（适用于大型项目）或方块流程图 （适用于中小型项目）。 52 产污环节分析机械案例 原材料采购 原材料检验下料冲孔剪切火曲 焊接试组装 酸洗热镀锌 清点包装发货 s、a s、a、gs a、g w、g a 图例：（下同） w废水 a废气 g固废 s噪声 冷却水 冷却水 冷却水 53 3）污染源源强分析与核算 （1）污染源分布及污染物源强核算 l分析核算时期划分：建设过程和运营过程，某些项目 还应包括退役期（如核电项目）。 l污染源分布分析：依据绘制的污染流程图，按排放点 标明污染物排放部位，列表逐点统计各种污染物的排 放强度、浓度和数量。 l达标排放分析与核算：适用于最终排入环境的污染物 ，以项目最大负荷为基础进行核算。 54 废气排放分析与核算：按点源、面源、线源进行核算 ，说明源强、排放方式和排放高度及存在的有关问题 。 废水排放分析与核算：说明种类、成分、浓度、排放 方式及去向。 固体废物分析与核算：按中华人民共和国固体废物 污染环境防治法分类，其中废液说明种类、成分、 浓度、是否属于危险废物、处置方式和去向等；废渣 说明有害成分、溶出物浓度、是否属于危险废物、排 放量、处理处置方式和贮存方法等。 噪声和放射性分析与核算：应列表说明源强、剂量及 分布； 55 污染物源强统计：按表3-1分别列废水、废气 、固体废物排放表，噪声单列。 序号污污染源 污污染 因子 产产生量 治理 措施 排放量 排放 方式 排放 去向 达标标 分析 表3-1 污染物源强统计 56 a新建项目源强统计：参见表3-2。按废水和废气污染物分别 统计各种污染物排放总量，固体废物按国家规定统计一般固 体废物和危险废物。 排放量产生量消减量 类别类别污污染物名称产产生量治理削减量排放量 废废气 废废水 固体废废物 表3-2 新建项目污染物排放量统计 57 技改扩建项目源强统计：参见表3-3。应算清新老污染源 “三本帐”，即技改扩建前污染物排放量、技改扩建项目 污染物排放量、技改扩建完成后污染物排放量（包括“以 新带老”削减量）。 技改扩建完成后排放量技改扩建前排放量“以新代老 ”消减量技改扩建项目排放量 类别类别污污染物 现现有工程 排放量 拟拟建项项目 排放量 “以新带带老” 削减量 技改工程完成 后总总排放量 增减量 变变化 废废气 废废水 固体 废废物 表3-3 技改扩建项目污染物排放量统计 58 【例3-5】 某企业进行锅炉技术改造并增容， 现有so2排放量是200t/a（未加脱硫设施）， 改造后， so2产生总量为240t/a，安装了脱硫 设施后so2最终排放量为80t/a，请问：“以新 带老”削减量为（ ）t/a。 a.80 b.133.4 c.40 d.13.6 59 【例3-5解析】 第一本帐：技改扩建前排放量：200t/a； 第二本帐：技改扩建项目污染物排放量 lso2处理率=（240-80）/240100%=66.7% l技改扩建新增so2排放量=（240-200）（1-66.7%） =13.32t/a l以新带老削减量=20066.7%=133.4t/a 第三本帐：技改扩建工程完成后so2排放量：80t/a 60 （2）水平衡分析与核算（掌握） 水平衡：存在于任一用水单元内的水量平衡关系，符合 质量守恒定律，可进行质量平衡计算 取水量q 物料带入 水量a 用 水 量 y 耗水量h 排水量p 漏水量l 重复用水量c 污水回用量w q+a=h+p+lq+a=h+p+l 61 l取水量：取自地表水、地下水、自来水、海水、城市 污水及其它水源的总水量。建设项目工业取水量包括 生产用水（包括间接冷却水、工艺用水和锅炉用水） 和生活用水。 l重复用水量：生产厂（建设项目）内部循环使用和循 序使用的总水量 l耗水量：整个工程项目消耗掉的新鲜水量总和（包括产 品含水；间接冷却水系统补充水；洗涤用水、直接冷却水及其他 工艺用水；锅炉运转耗水；水处理用水；生活用水）。 62 工业用水重复水利用率=重复用水量/（重复用 水量+取用新水量）100% 工艺水重复利用率=工艺水重复水量/（工艺水 重复水量+工艺水取水量） 100% 冷却水循环率=冷却水循环量/（冷却水循环量 +冷却水取水量） 100% 污水回用率=污水回用量/（污水回用量+直接 排入环境的污水量）100% 63 【例3-6】：某企业车间的水平衡图如下（单位为m3/d） ，求该车间的重复水利用率，工艺水重复利用率，冷却水 重复利用率各位多少？ 某车间 补充新水 50 30 20 20 工艺用水 冷却用水 40 答：重复水利用率 =（40+20）/（40+20+50）100%=54.5% 工艺水重复利用率=20/（20+50） 100%=28.6% 冷却水重复利用率=40 /（40+50） 100%=44.4% 循环重复使用 64 工段1工段2工段3 50 补充新水40 冷却用水 工艺用水 20 20 2010 【例3-7】：某工业车间工段的水平衡图如下（单位为m3/d ），求该车间的重复水利用率，工艺水重复利用率，冷却水 重复利用率各位多少？ 答：重复水利用率 =（40+20）/（40+20+50）100%=54.5% 工艺水重复利用率=20/（20+50） 100%=28.6% 冷却水重复利用率=40 /（40+50） 100%=44.4% 串级重复使用 65 【作业】 某企业给水系统示意图如下图（单位为m3/d），求该厂 的用水重复利用率是多少？ 甲车间乙车间 丁车间 戊车间 丙车间 新鲜水 250 5050 50 50 100100 外排 100 900 水泵 66 （3）无组织排放源的统计（废气） 无组织排放：无排气筒或排气筒高度低于15m的排放源 ； 表现形式：弥散型污染物的无组织排放；设备、管道和 管件的跑冒滴漏；在空气中的蒸发、逸散引起的无组织 排放； 统计内容：无组织排放源分布及无组织排放量。 67 4）清洁生产水平分析 指标1：生产工艺与装备要求。重点说明工艺技术来源、 特点及其在同类技术中所占地位以及选用设备的先进性 ，比较单位产品或万元产值的排放水平； 指标2：资源能源利用指标。物耗、能耗和新水用量指标 l新水用量指标：单位产品新水用量、单位产品循环用水量、工业 用水重复利用率、间接冷却水循环率、工艺水回用率、万元产值 取水量； l单位产品的能耗：生产单位产品消耗的电、煤、石油、天然气和 蒸汽等能量，通常用单位产品综合能耗指标； l单位产品的物耗：生产单位产品消耗的主要原料和辅料的量，可 用原辅材料消耗定额，或用产品回收率、转化率等工艺指标描述 ； l 原辅材料的选取：从毒性、生态影响、可再生性、能源强度及 可回收利用性五个方面定性考察。 68 指标3：产品指标。是否符合产业发展政策，