（环境科学专业论文）重庆市生活污染源产排污系数研究.pdf

generation coefficient and discharge coefficient of domestic pollution sources in chongqing a thesis submitted to chongqing university in partial fulfillment of the requirement for the degree of master of engineering by hu shuang supervised by prof. zhang weidong major：environmental science college of urban construction and environmental engineering of chongqing university, chongqing, china november, 2008 中文摘要 i 摘 要 国务院于 2006 年第 4 季度至 2009 年开展第一次全国污染源普查，普查的基 本内容包括工业源、城镇生活源和农业源。利用此契机，重庆市展开了生活污染 源产排污系数的研究。产排污系数法作为测定生活源污染物产生量和排放量、真 实反映环境状况的基本技术方法，产排污系数的测算具有极为重要的现实意义和 实用价值。 生活源产排污系数研究主要选取了重庆市具有代表性的城镇居民生活区、住 宿业、餐饮业、洗浴业、美容美发业、洗染业、洗车业、医院为研究对象，于 2007 年 9 月至 2008 年 3 月分四期对研究对象的废水排放量、 污染物浓度进行现场实测， 同时利用统计学方法，制定了生活源废水排放系数以及污染物的产排污系数。得 出的主要结论如下： 通过重庆市生活源产排污系数的研究，制定了居民小区、机关单位、住宿 业、餐饮业、美容美发业、洗浴业、洗染业、洗车业、医院的产排污系数。 不同污染物具有明显的行业特征。基于不同污染物浓度系数的分析，得出 cod 浓度值由高至低排列顺序为：餐饮业居民小区住宿业洗染业美容美 发业洗浴业机关单位洗车业医院；总氮浓度值由高至低排列顺序为：居 民小区医院餐饮业住宿业机关单位洗浴业美容美发业洗染业；总 磷浓度值由高至低排列顺序为：餐饮业居民小区住宿业机关单位医院 洗染业美容美发业洗浴业洗车业。 重庆市生活污染源的主要污染物为 cod。 通过不同污染源污染当量负荷比 分析，得出居民生活区、第三产业（餐饮业除外） 、医院的主要污染物为 cod，餐 饮业的主要污染物为动植物油和 cod。 本次第三产业系数研究工作与已有系数研究相比，在监测指标上更为全 面，增加了氨氮、总氮、总磷、铅、汞等指标。 在核算污染物的排放总量时，以浓度系数作为第一系数。人均系数、硬件 系数是浓度系数的二次换算，在换算过程中受人均废水排放量、单位硬件废水排 放量的影响，由浓度系数换算得到的人均系数、硬件系数其偏差可能会较大。 住宿业废水排放、污染物排放有明显的时段性特点。住宿业用水高峰为早 晨 9 点至中午 12 点以及晚上 19 点以后。 cod 浓度变化规律与废水排放规律相似， 浓度峰值为 246mg/l。动植物油峰值出现在中午时段，浓度峰值为 2.22mg/l，氨 氮、总氮浓度最大值出现在早晚阶段。 餐饮业废水排放、污染物排放有明显的时段性特点。餐饮业用水高峰期为 重庆大学硕士学位论文 ii 上午 9 点至下午 13 点以及晚上 18 点至 20 点。cod、动植物油变化规律与废水排 放规律相似，在用餐高峰期出现浓度峰值，浓度峰值分别为 3420mg/l、93mg/l。 总磷浓度峰值出现在洗涤餐具阶段，其余时间段变化平稳。 重庆市生活污染源产排污系数的确定，为核算各污染源主要污染物的排放 总量提供了简便的方法。只要能够获得年用水量，即可利用浓度系数加以简单运 算，从而核算出主要污染物的排放量。对于不能准确获知年用水量的污染源，可 以采用人均系数或硬件系数核算污染物排放总量。 关键词：生活污染源；第三产业；废水量排放系数；产排污系数 英文摘要 iii abstract from the fourth quarter of 2006 to the year of 2009, the first national pollution sources sensus has been launching by the state council. the basic content includes industrial source, domestic source and agricultural source. on that basis, the pollution generation coefficient and discharge coefficient of domestic source have been studied in chongqing. because the method of pollution generation and discharge coefficient is a fundament to calculate the amount of pollution, so calculation of pollution generation and discharge coefficient is of great importance. the study comprised residential areas, lodging, catering, bath, beauty salons, laundry, car-washing and hospital. the monitoring perid is divided into four phases. it is frorm september 2007 to march 2008 to monitor wastewater discharge and pollution concentration. and at the same time, it is maked the pollution generation and discharge coefficient by the method of mathematical statistic. the main conclusions are as follows: it has determined the pollution generation coefficient and discharge coefficient of residential areas, lodging industry, catering industry, bath industry, beauty salons industry, laundry industry, car-washing industry and hospital by the study of domestic pollution source. different pollutants have obvious characteristics of industries. based on the analysis of pollutants concentration coefficient, it has drew the conclusion that the order of cod concentration is: catering industry residential areaslodging industry laundry industry beauty salons industry bath industry industry government units car-washing industry hospital. the order of total nitrogen concentration is: residential areas hospitalcatering industry lodging industry government units bath industry beauty salons industry laundry industry. the order of total phosphorus concentration is: catering industry residential areas lodging industry government units hospital laundry industry beauty salons industry bath industry industry car-washing. the primary pollutant of domestic pollution sources in chongqing is cod. by analysis on load ration of equivalent of different sources, it is concluded that the primary pollutant of residential areas, tertiary industry (exclude catering industry) and hospital is cod and the primary pollutants of catering industry are animal and 重庆大学硕士学位论文 iv vegetable oils and cod. the monitoring indexes of the tertiary industry of this study are more comprehensive than ever. the new indexs include ammonia nitrogen, total nitrogen, total phosphorus，lead and mercury. the concentration coefficient is as the first coefficient when accounting the total discharge amount of pollutants. the percapital coefficient and the hardware coefficient are the two times transfer of the concentration coefficient. they are influenced by percapital wasterwater discharge and unit hardware wastewater discharge. the deviation of the percapital coefficient and the hardware coefficient may lead to relatively large errors. the wastewater discharge and pollutant discharge of lodging industry have the obvious characteristic of periods. the water peak period is 9:00 to 12:00 am and after 7:00 pm. the change law of cod is similar with wastewater. the concentration peak of cod is 246mg/l. the concentration peak of animal and vegetable oils is 2.22mg/l. the highest concentration of ammonia nitrogen, total nitrogen is in the morning and evening. the wastewater discharge and pollutant discharge of catering industry have the obvious characteristic of periods. the water peak period is 9:00 am to 1:00 pm and 6:00 pm to 8:00 pm. the change laws of cod and animal and vegetable oils are similar with wastewater. the concentration peak is respectively 3420mg/l, 93mg/l. the concentration peak of total phosphorus is at the wash stage. it changes smoothly at the rest of the time. the determination of pollution generation coefficient and discharge coefficient provides a simple method to count the total discharge amount of pollutants. as long as knowing the annual water consumption, it could count the total discharge amount by simple calculation. it also could use percapital coefficient and hardware coefficient to calculate the total discharge amount when it doesnt know the annual water consumption of pollution source. keywords: domestic pollution sources; the tertiary industry; wastewater discharge coefficient; generation and discharge coefficient 目 录 v 目 录 中文摘要中文摘要 . i 英文摘要英文摘要 . iii 1 绪绪 论论 . 1 1.1 选题背景选题背景 . 1 1.2 选题的意义选题的意义 . 2 1.3 生活源产排污系数研究进展生活源产排污系数研究进展 . 3 1.4 主要研究内容及技术路线主要研究内容及技术路线 . 4 1.4.1 产排污系数主要研究内容 . 4 1.4.2 技术路线 . 5 1.5 本研究的创新性本研究的创新性 . 6 2 重庆市生活源概述重庆市生活源概述 . 7 2.1 重庆市城镇人口发展重庆市城镇人口发展概述概述 . 7 2.2 重庆市第三产业发展概述重庆市第三产业发展概述 . 7 2.3 重庆市医疗机构发展概述重庆市医疗机构发展概述 . 8 3 废水量排放系数测定废水量排放系数测定 . 9 3.1 废水量排放系数测定的必要性废水量排放系数测定的必要性 . 9 3.2 废水量排放系数测定方法废水量排放系数测定方法 . 9 3.2.1 容量法 . 9 3.2.2 流量仪法 . 9 3.2.3 实测样本的选取 . 10 3.3 废水量排放系数实测情况概况废水量排放系数实测情况概况 . 10 3.4 废水量排放系数测量结果废水量排放系数测量结果 . 11 3.5 生活源生活源废水量排放系数的确定废水量排放系数的确定 . 14 4 污染物浓度产排污系数实测方案的制定污染物浓度产排污系数实测方案的制定 . 17 4.1 实测对象及样本城市确定实测对象及样本城市确定 . 17 4.2 样本量的确定样本量的确定 . 17 4.3 实测指标及分析方法实测指标及分析方法 . 20 4.4 实测技术方法实测技术方法 . 21 4.4.1 各类型污染源样本选取的原则 . 21 4.4.2 采样点的布置 . 22 4.4.3 采样时段的选择 . 22 重庆大学硕士学位论文 vi 4.5 重庆市生活源调查重庆市生活源调查 . 24 4.5.1 基础资料调查 . 24 4.5.2 当日信息调查 . 24 5 污染物浓度产排污系数实测情况概述污染物浓度产排污系数实测情况概述 . 25 6 污染物浓度产排污系数的制定与表达污染物浓度产排污系数的制定与表达 . 27 6.1 产排污系数的定义产排污系数的定义 . 27 6.2 系数表达方式的确定系数表达方式的确定 . 27 6.2.1 系数的不同表达方式 . 27 6.2.2 不同表达方式优缺点对比 . 28 6.3 数据的统计处理数据的统计处理 . 28 6.3.1 监测数据的分类汇总 . 28 6.3.2 数据计算与数据处理 . 30 6.4 产排污系数的确定产排污系数的确定 . 33 7 浓度系数分析浓度系数分析 . 39 7.1 基于不同污染物对比分析基于不同污染物对比分析 . 39 7.1.1 cod 浓度分析 . 39 7.1.2 总氮浓度分析 . 40 7.1.3 总磷浓度分析 . 41 7.2 基于不同污染源对比分析基于不同污染源对比分析 . 42 7.2.1 居民小区主要污染物污染当量负荷比分析 . 42 7.2.2 第三产业主要污染物污染当量负荷比分析 . 43 7.2.3 医院主要污染物污染当量负荷比分析 . 45 7.3 浓度系数与已有系数的对比分析浓度系数与已有系数的对比分析 . 45 7.4 浓度系数与人均系数、硬件系数对比分析浓度系数与人均系数、硬件系数对比分析 . 49 7.5 本章小结本章小结 . 51 8 住宿餐饮业污染物浓度的日变化研究住宿餐饮业污染物浓度的日变化研究 . 53 8.1 住宿业污染物浓度的日变化特点住宿业污染物浓度的日变化特点 . 53 8.2 餐饮业污染物浓度的日变化特点餐饮业污染物浓度的日变化特点 . 55 8.3 本章小结本章小结 . 57 9 产排污系数的应用产排污系数的应用 . 59 9.1 应用举例应用举例 . 59 9.2 本章小结本章小结 . 60 10 结论与建议结论与建议 . 61 10.1 本文主要结论本文主要结论 . 61 目 录 vii 10.2 本研究今后工作建议本研究今后工作建议 . 62 致致 谢谢 . 63 参考文献参考文献 . 65 附附 录录：作者在攻读学位期间发表的论文目录作者在攻读学位期间发表的论文目录 . 69 重庆大学硕士学位论文 viii 1 绪论 1 1 绪 论 1.1 选题背景 为了全面落实科学发展观，建设资源节约型、环境友好型社会，落实“十一 五” 规划提出的主要污染物排放总量减少10%、 工业固体废物综合利用率达到60% 的任务，国务院于 2006 年 10 月 17 日印发了国务院关于开展第一次全国污染源 普查的通知 ，决定从 2006 年第 4 季度至 2009 年开展第一次全国污染源普查，普 查的基本内容包括工业源、城镇生活源和农业源。 随着我国经济快速增长，城市规模扩大，城市居民及第三产业从业人口逐年 增多，包括城市居民、第三产业及医院在内的城镇生活源产生和排放的污染物量 在城镇排污总量中所占比例越来越大，成为城区环境质量主要因素之一1。以我市 为例，自直辖以来，城市化进程加快，城市人口急剧持续增加，第三产业及居民 服务业发展迅速，生活污染源数量已经远远超过工业污染源。据重庆市污染源普 查办清查数据初步统计结果显示，截至 2007 年 12 月，全市共有城镇生活污染源 63212 家（其中住宿餐饮企业 38895 家、居民服务和其他服务业污染源 23413 家、 医院 904 家，不包括居民生活小区和机动车） ，比全市工业污染源的 50232 家多出 12980 家。总之，城镇生活污染已经成为导致城区环境呈现有水皆污、空气不净、 垃圾围城的困局的主要影响因素2。然而长期以来，由于居民生活及第三产业量大 面广，污染物产生排放规律缺乏系统研究，其污染负荷和现状已经成为环境管理 部门的盲区；现行环境统计关于生活源核算部份中污染物排放系数基本上以国外 文献资料及城建部门经验数据为基础，核算基础脆弱，核算结果较为笼统，缺乏 科学性、可信度和合理性，无法有效地为污染控制、环境管理措施的制定和总量 减排工作提供理论指导。 鉴于上述原因，本论文以第一次全国污染源普查为背景，依托国家环保总局 华南环境科学研究所在全国 14 个省市、三十多个城市开展的“全国生活源产排污 系数测算”专项工作，以主城区、万州区、荣昌县（部分监测点位选在永川区） 为案例地区，以居民小区、第三产业（含住宿餐饮、美容美发、洗浴桑拿、洗染、 洗车等服务行业） 、医院为监测对象，通过企业用水量、废水排放系数及其污染物 浓度的实测工作，辅以企业硬件设备、当日顾客人数/在家人数、治理设施技术水 平及其运行状况等基础信息的调查，深入研究废水污染物产生排放规律，并以此 为基础制定重庆市生活源废水产排污系数手册。同时，在我市全面开展第一次全 国污染源普查工作之后，利用本研究获得的产排污系数最终核算我市生活源污染 物产生排放量，分析污染物的区域行业分布并为污染控制提供政策建议。 重庆大学硕士学位论文 2 1.2 选题的意义 产排污系数法、实测法及物料衡算法是测定污染物产生量和排放量、真实反 映环境状况的三种基本技术方法。近年来环保、城建等部门对城镇生活污染缺乏 系统研究，集中体现在生活源底数、区域行业分布及能源消耗、运营特征不清， 废水污染物的产生规律、汇集过程、排放途径及污染治理设施技术水平、运行状 况等没有深入的了解与认识，采取物料衡算方法来对生活源污染物产生量、排放 量进行测算在现阶段还不具备条件3 、4。同时，和工业源相比，生活源具有规模大 小存在显著差异、分布范围广、数量巨大、经营项目千差万别且变更频繁的特点， 其废水排放多呈无组织、无规律排放，且排污口复杂，绝大部分监测对象难以具 备监测条件；如果利用现有的环境监测资源和方法来对上千万实际生活在城镇的 民众和数十万家城镇生活污染源企业逐一进行全面监测，可操作性不强，时效性 也不能满足环境管理需求。因此，运用产排污系数方法是测算生活污染源的主要 方法5， 国务院办公厅关于印发第一次全国污染源普查方案的通知 （国办发 200737 号） 进一步明确了城镇生活污染源与集中式污染治理设施的污染源普查采 用产排污系数法进行污染物产生量和排放量的核算。 污染物产生系数（简称产污系数）是指在设定的技术经济和管理等条件下， 提供单位生活量（或服务量）或产生污染活动的单位强度（如重量、体积和距离） 所产生的原始污染物量；污染物排放系数（简称排污系数）是指上述条件下经污 染控制措施削减后或未经削减直接排放到环境中的污染物量6。 “七五” 、 “八五”期间，国家环保总局及各地环保系统开展了若干工业产业 的产排污系数的研究工作，编制了一系列的产排污系数手册，上述工作为开展环 境规划、环境统计、环境监测和监督、排污收费和排污申报登记以及污染过程控 制等各项工作提供了有力的支持。然而，生活源产排污研究较少，且企业产排污 系数与生活、服务方式、原材料、规模、工艺、设备技术水平以及污染控制措施 有关，具有较强的时代和区域特征。近年来，随着经济的发展，我市的产业结构、 居民生活模式、企业的生产供应方式以及生产规模、产业空间布局、污染治理技 术和水平等变化巨大，原有的产排污系数已远远不能满足环境管理的需求，亟待 开展包括居民小区、第三产业、医院等在内的生活源产排污系数测算研究，为第 一次全国污染源普查生活源污染物产生量、排放量核算提供关键参数和技术支持。 综上所述，生活源产排污系数的测算是生活源普查的重要组成部份和重要特 征，是准确测算污染物数量的基本前提和重要保证，具有极为重大的现实意义和 实用价值，其进度和结果直接影响我市第一次全国污染源普查的进度和精度，决 定普查结果的基本可靠程度及实用水平。同时，系统开展包括第三产业与居民生 活的生活源产排污系数的研究工作，全面了解污染源排放情况，弄清楚污染物排 1 绪论 3 放基数，有利于正确地判断环境形势，科学制定环境保护政策和规划；有利于有 效实施主要污染物排放总量控制计划，切实改善环境质量；有利于提高环境监管 和执法水平，保障国家环境安全；有利于加强和改善宏观调控，促进经济结构调 整，推进资源节约型、环境友好型社会建设7。 1.3 生活源产排污系数研究进展 产排污系数的研究工作国外开始于 20 世纪 60 年代，主要针对工业企业，涉 及到十几个工业行业和二十多种污染源，但有价值的研究成果较少，我国权威的 学术期刊检索数据库也鲜有收集这方面的外文文献。我国学者在这方面的研究起 步较晚，八十年代后期应排污收费和环境统计的需求而对部分工业行业产排污系 数有过较为系统的研究，编制并出版了工业企业产排污系数手册 ；但有关生活 源污染物排放系数的研究，至今还没有全面系统的报道。近年来，随着环境统计 制度的完善和排污收费范围扩大到第三产业，国内环境系统也有部分学者针对第 三产业的排污系数作了一些相关研究。 江苏省南通市环保局针对第三产业排污收费现状和存在的问题，组织了一市 六县对八个行业数百家小型企业进行了监测分析，取平均值作为抽样测算结果， 制定了第三产业排污系数8，从而可以简便的计算排污量。 重庆市环境科学研究院也在 2004 年底测算了餐饮服务业的产排污系数，并编 制了重庆市餐饮业产排污系数工作手册 ，该成果中废水污染物排放系数以平均 浓度为基础，废水排放量统一为企业用水量的 80%。 张世东等9采用分层抽样、类比分析方法对扬州市的生活源共计 11 个行业， 14 个小类， 通过对 110 家实测样本数据的统计分析， 得出了主要污染物 cod、 ss、 动植物、las 的排污系数，并将该排污系数应用于排污费的计算，利用排放系数 核定收费系数。 陈刚宁10在其发表的文章中给出了广东省环保局制定的第三产业(第一批)的 排污系数，广东省环保局统计、监测、监察部门联合对全省第三产业的排污情况 进行调查，收集了上千个近年来有代表性的、不同