紡織印染行業廢水ＣＯＤ產污系數的加權估算研究

[摘要] 通過對福建省紡織印染企業的實地調查和監測，應用實測、物料衡算和經驗估算三種方法所獲得的紡織印染行業主要產品(染色布和花邊)廢水COD原始產污系數基礎上，采用加權法計算了產品的廢水COD個體和綜合的產污系數，獲得了能反映紡織印染行業廢水COD污染物產生規律的產污系數，為2008年全國紡織行業污染源普查提供了提供參考。

[關鍵詞] 產污系數 紡織印染行業 加權法

近幾年，我國東部沿海地區如浙江、江蘇、廣東、山東、福建等省份紡織印染產業集群帶的迅速崛起，推動了我國紡織印染行業的快速發展，并不斷向東部沿海地區集中，這些地區的產量占全國產量的85%[1]。其中，福建省紡織經濟總量在全國位次已由改革開放初的第22位上升到現在的第5位。但該行業在快速發展中，大量的污染廢棄物進入環境，其中以印染廢水污染最為嚴重[2]，其廢水排放量占到整個行業廢水排放的80%，環境污染防治與該行業發展的矛盾日益突出[3]。

在實施對污染物的排放總量控制的全過程中，目前常規的監測方法，對于隨機抽測的濃度控制，只是一個瞬時濃度值，由于設備運行工況、工藝的復雜性，這種有限瞬時濃度值難以有代表性，也不能準確地計算出排污總量，即不能客觀地描述污染物的排放狀況，而且面對眾多的工藝，無論從監測手段現狀，還是從人、財、物力及現場測試條件都達不到對每個排污口進行連續累計監測的能力。要想全面推行多功能連續自動監測裝置也還有一個發展過程[4]。目前，國內已經有相當多的行業開始了產污系數的研究，例如餐飲娛樂行業、鐵路運輸行業、海洋石油開發行業、水泥生產行業等等，并且都能夠有效地將研究結果應用于實踐[5]。所以制定能夠反映福建省紡織印染行業特征的行業的產污系數，對于科學評價生產工藝和污染控制技術，建立紡織印染行業污染控制技術體系、完善污染控制技術政策，推動紡織印染行業清潔生產和全過程控制將起到重要作用[6]，為紡織印染行業實施環境污染物總量控制奠定基礎[7]。

本文采用加權法，對福建省紡織印染行業廢水的COD產污系數進行核算研究，提供能反映該行業廢水的COD污染物產生規律的產污系數，用于指導2008年全國紡織印染行業污染源普查工作，對完善我國環境污染統計體系，提高環境污染管理水平具有一定的理論意義和現實價值。

1 數據來源

目前，福建省共有166家紡織印染企業[8]，經過慎重篩選，本文選擇其中有代表性的14家企業進行實地調查。于2007年7月開始依次實地考察了長樂、泉州、晉江、廈門等地區的14家紡織印染企業。我們根據GB11914-89采用重鉻酸鉀法來檢測在各企業廢水排放口收集到的原始水樣的COD值。

本文中用于計算產污系數的原始數據包括實測數據、衡算數據和經驗數據三種。根據現場實測和歷史實測數據收集相結合的方式，結合相關參考資料中的有關數據和經驗法計算得出的污染源數據，采用層次分析方法確定各權重值[9]，并通過公式計算廢水COD污染物的產污系數。

具體步驟如下：

1.1 通過現場調研，摸清各類紡織印染企業生產設備、各個生產過程和各類生產設施的產污環節和污染源。

1.2 對污染源的產污強度和各類生產設施歷年產污狀況進行詳細調查和統計。

1.3 采用現場實測數據、衡算數據和經驗計算數據相互驗證的方法，取得合理可靠的原始數據。

1.4 在對調查結果進行綜合分析的基礎上，確定產污系數的計算方法[10]。

1.5 按照確定的計算方法，結合加權法，計算綜合產污系數 [11]。

2 計算方法

2.1 原始產排污系數

特定四同組合條件下，原始產污系數計算公式如下：

G=O/P （1）

其中，四同：指在某一行業中，對產品、原材料、生產工藝和生產規模四種因素的組合。一個四同組合（條件）代表生產相同（或類同）產品時、使用相同（類同）原材料、采用相同（相近）生產工藝、具有相同（相近）生產規模。不同行業需根據本行業污染物產生和排放的特點，識別影響污染物產生和排放的主要因素、次要因素、一般因素等進行四同的劃分和組合。對于污染物產生和排放無顯著影響的因素，不需要進行類別的劃分[12]。

G：原始產污系數，指單個企業在正常生產條件下，通過實測或物料衡算得到的單位產品所產生的污染物量。原始產污系數的隨機性很大，在相同工藝、規模和技術水平下，因企業不同而不同。原始系數是求取個體和綜合系數的基礎依據[13]。

O：產生的原始污染物量。

P：產品總量。

2.2 個體產污系數

特定四同組合條件下，個體產污系數計算公式如下：

G=∑Wi#8226;Gi（2）

其中，G：個體產污系數，指在某一四同條件下，若干原始產污系數的加權平均值。

Gi：原始產污系數，由本項目實測數據計算得到。i=1，2，…，n，n為特定四同組合條件下原始產污系數個數。

Wi：原始產污系數的權重，其大小確定需根據紡織印染行業特點綜合考慮數據來源、企業2007年各種工況運行時間、四同代表性等因素。ΣWi=1。

2.3 一次產污系數

一次產污系數是指同一工藝、同一規模下，不同技術水平的個體產污系數的加權綜合， 即：

G=Σ Pi#8226;Gi（3）

其中，G為一次產污系數；Pi為第i種(i=1、2、3 … )技術水平的權重值，ΣPi=1；Gi為個體產污系數。

2.4 二次產污系數

二次產污系數是指同一產品、同一生產工藝下的、不同生產規模的一次系數的加權綜合，它是產品的綜合產污系數.其計算公式為:

G=ΣQij#8226;Gij （4）

其中，G為二次產污系數，Qij為第i種工藝有n種生產規模(n <3)的第j種規模的權重，即：

ΣQij=Qij1+Qij2+Qij+…=1

根據福建省紡織印染行業的特點，確定二次產污系數的權重的評價指標由生產廠家的平均規模水平、各規模產品的產量的比例和該產品的生產工藝的發展方向等因素來確定。

2.5 三次產污系數

三次產污系數是指同一產品在不同工藝下的二次產污系數的加權綜合，其計算公式為：

G=ΣWi#8226;Gi （5）

其中，Wi為第i種工藝的權重值；Gi為第i種工藝中的第i種規模的二次產污系數。

3 福建省紡織印染企業的分布情況

福建省紡織產業主要分布在福州、泉州、廈門、三明等地市，并開始出現向內陸、邊遠地區延伸發展，形成了全省紡織產業發展區域結構新格局。泉州紡織服裝業發生巨大變化，已形成了化纖、棉紡織、針織、染整、非織造布、服裝、紡機紡器等行業的較完整的紡織產業鏈，集中了一批福建省大中型優勢企業。晉江市于2003年被中國紡織工業協會授予“中國紡織產業基地市”。福州市紡織產業總量位居全省第二，長樂是福州紡織基地，近幾年棉紡紗錠總量已突破250萬錠。長樂市于2004年被中國紡織工業協會授予“中國紡織產業基地市”；廈門市憑借地域優勢，石化化纖、紡織印染等行業優勢明顯，總量居全省第三。三明、南平、莆田等紡織業老基地，經過調整發展，正在發力向上。永安、南平、三明等地的棉紡、針織、服裝等中、小型企業不斷涌現[14]。

4 污染物的個體和綜合產污系數的加權計算

原始產污系數是計算各種系數的初始樣本值，只代表根據不同數據來源所計算出的初始系數值，由于實測數據的瞬時性和監測頻率的有限性，雖然真實，卻難以反映一定周期內的產污規律。通過對原始的產污系數的加權平均所得到的個體產污系數，只是特定四同條件下的綜合系數，它綜合了不同來源的數據，所反映的是特定的四同條件下產污的平均狀況，可供了解特定四同條件下的產污狀況時使用。根據福建省紡織印染行業的特點，個體系數的確定權重指標是樣本數目的比例、原始樣本數與平均數的差異性和用三種不同方法來源的數據的質量保證[6]。例如在表4中，用三種方法測得晉江市陳埭紡織印染企業染色布的廢水中COD原始產污系數分別為：實測法獲得1個數27.23kg／t產品，衡算法1個數28.60 kg／t產品，經驗估算1個數31.55kg／t產品，具體確定權重方法見表l。根據表1中所得出的W1、W2和W3的權重值，代入(2)式 G=∑Wi#8226;Gi ，即可計算出個體的產污系數，即：G =0.14×27.23+0.57×28.60+0.29×31.55=29.26(kg／t產品)。

表1 確定原始污染系數的權重方法

數據來源評價指標Wi

原始樣本數目數據差異性

個數比例分數平均數差異性分數

實測數11/333.3329.131.9030W1=0.14

衡算數11/333.3329.130.5350W2=0.57

經驗估算11/333.3329.132.4220W3=0.29

注：表中的分數由行業專家打分而定。

一次產污系數對同一生產規模、同一生產工藝下的不同技術水平的個體產污系數進行加權而得到的綜合系數，它所反映的是在特定規模、特定工藝下的不同技術水平時產污的平均狀況。根據福建省紡織印染行業的特點，確定一次產污系數的權重的評價指標是采用該技術的廠家數、該技術的年代以及該技術改造的方向。例如在表4中，同一生產工藝和生產規模條件下，高技術水平、中技術水平和低技術水平的花邊個體產污系數分別為182.40( kg／t產品)，182.68( kg／t產品)和189.23(kg／t產品)。具體定權的方法見表2。根據表2中所得出的P 1、P 2、P 3的權重值，代入(3)式G=Σ Pi#8226;Gi，即可計算出一次產污系數。即：G=0.5×182.40+0.33×182.68+0.17× 189.23=183.65(kg／t產品)。

表2 確定一次產污系數的權重方法

技術

水平評價指標Pi

采用該技術的廠家技術水平技術改造

廠家數比例分數年代分數方向分數

高22/5409050推廣60P1=0.50

中22/5408035保留30P2=0.33

低11/5207015淘汰10P3=0.17

注：采用該技術的廠家數和技術水平年代是一種假定數;表中的分數由行業專家打分而定。

二次產污系數是對同一產品、同一生產工藝下的、不同生產規模的一次系數進行加權而得到的綜合系數，它所反映的是在特定產品、特定生產工藝、不同生產規模的產污平均狀況。

三次產污系數是某種紡織印染產品的最高綜合系數，它綜合了不同生產規模、不同生產工藝、不同技術水平要求等各個因素，所反映的是某種紡織印染產品產污的平均狀況，因此三次產污系數具有更高的代表性和可靠性，可供尋找最概括系數時使用。根據福建省紡織印染行業的特點，確定三次產污系數的權重的評價指標主要考慮生產工藝在該產品生產中的比例和覆蓋面、工藝規模的指導性和代表性。例如在表4中，有兩個不同的生產工藝生產的染色布產品的廢水COD的二次產污系數分別是28.59kg/t產品和28.46kg/t產品，具體定權和計算見表3。根據表3中所得出W1、W2、W3的定權數，代入(5) 式 G=ΣWi#8226;Gi，即可計算出三次產污系數，即：G=28.59×0.67＋28.46×0.33=28.55 (kg／t產品)。

表3 確定三次產污系數的權重方法

生產

工藝評價指標Wi

覆蓋面工藝主導性

工藝廠家數比例分數主導性分數

工藝144/757推廣60W1=0.67

工藝233/743保留40W2=0.33

注：表中的分數由行業專家打分而定。

最后，根據定權方法的計算原則，本文將染色布與花邊產品的廢水COD產污系數列于表4中。文章中所提出的各種的產污系數所代表的意義不同，因此其應用范圍和應用方式也不同。由表4可以看出，染色布COD綜合產污系數為28.55kg/t產品，而花邊的綜合產污系數為183.65kg/t產品，因此可以直觀地反映生產花邊產品產生的污染比生產染色布時所產生的污染大。

表4 福建省紡織印染行業主要產品廢水COD產污系數（單位：kg/t產品）

產品廠家規模工藝技術水平原始系數個體系數一次系數二次系數三次系數

染色布晉江連捷中1高26.4228.4228.5928.5928.55

晉江隆盛中1中26.9228.56

晉江陳埭中1中27.2328.65

晉江良興中1低28.6029.05

晉江聯邦小2高26.1328.3428.4628.46

晉江東綸小2中26.7828.52

晉江福聯小2低27.4928.73

花邊長樂永豐中3高158.88182.44183.65183.65183.65

長樂德盛中3高158.63182.36

長樂東龍中3中160.14182.80

長樂華冠中3中159.30182.56

長樂聯豐中3低182.31189.23

注：工藝1代表：坯布—退漿—染色—烘干—定型；工藝2代表：退漿—染色—水洗—干燥—涂層—定型；工藝3代表：整徑—織造—染色—定型—剪邊。

5 結論

通過對福建省紡織印染行業廢水COD產污系數的計算，為排污量的控制和排污費的征收提供了簡便可行的計算方法。污染物產生系數實際上是一種以單位產品或單元活動的污染物產生量表達的污染物排放標準或清潔生產控制標準。由于具體產生標準或清潔生產控制標準需要根據污染源與相應受納水體的水質響應關系以及現有技術經濟條件來確定，因此各種系數只是一種建議值，不宜直接作為標準使用[10]，但可作為環境保護管理的重要基礎數據。在實際工作中，根據各企業的產量即可實施排污收費，避免了大量繁瑣的監測工作。利用產污系數，既可現場核定污染源的排放量，節省測試費用和人力，提高工作效率，也可減少瞬時或單次測試造成的誤差，增加數據的可靠性[15]。同時，該產污系數也用于指導2008年全國紡織行業污染源普查工作，為其提供了一種簡便、易操作、準確的統計辦法[16]。對完善我國環境污染統計體系，提高環境污染管理水平具有一定的理論意義和現實價值。

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