深圳電鍍行業六價鉻產排污系數研究*

高靜思，張冬逢，朱 佳*，劉研萍

（1.深圳職業技術學院 城市水良性循環利用工程技術開發中心，廣東 深圳 518055；2.北京化工大學 化學工程學院，北京 100029）

深圳電鍍行業六價鉻產排污系數研究*

高靜思1，張冬逢2，朱 佳1*，劉研萍2

（1.深圳職業技術學院 城市水良性循環利用工程技術開發中心，廣東 深圳 518055；2.北京化工大學 化學工程學院，北京 100029）

根據深圳市環境統計數據和工業廢水數據中的典型電鍍企業，劃分了電鍍行業六價鉻的6種四同組合，通過產排污數據分析計算得出了每種四同組合的產排污系數．歷史監測數據和實測數據驗證校核，證明了該產排污系數的科學性和合理性．六價鉻產排污系數的完善能夠為建立電鍍行業重金屬核查核算體系提供重要依據，同時對涉重金屬行業六價鉻的總量控制具有重要的實際意義．

六價鉻；產排污系數；電鍍；四同組合

六價鉻[Cr()Ⅵ]是我國金屬產業產生的典型污染物，毒性大、致癌致畸變作用強，屬于國家重點控制的五大重金屬污染物之一[1]．電鍍、表面處理等金屬制品業是六價鉻污染的主要貢獻者，其六價鉻污染產生的排放量占總量的59%[2]．核算六價鉻的產排污量是摸清我國電鍍行業六價鉻產生和排放狀況的關鍵手段，而產排污系數法核算六價鉻的產排污量是目前最具代表性的方法之一．

產排污系數核算是全國污染源普查工作的核心內容之一，也是決定普查成果科學性、有效性的關鍵[3]．然而，目前國家《產排污手冊》第九分冊中關于電鍍行業鍍鉻件中六價鉻的產污系數和排污系數分別只有一個，而且不分規模、不分原料、不分生產工藝、不分產品，計算誤差較大，難以準確核算各類電鍍企業的產排污量．因此，有必要對電鍍企業進行四同組合劃分（同一類產品、同一種原料、同一種工藝、同一生產規模），針對每個四同組合建立產排污系數，進而應用于電鍍行業六價鉻產排污量核算，完善我國電鍍行業重金屬核查核算體系的同時，為電鍍行業的重金屬總量控制提供技術支撐．

1 研究方法

1.1 研究對象

深圳市目前有超過400家電鍍企業，是國內典型的電鍍集中區之一．本文以深圳市作為研究地區，根據其電鍍企業分布情況選擇電鍍企業相對集中的寶安區和坪山新區作為典型研究區域．收集整理了2010-2012深圳工業廢水數據和環境統計數據，通過對大量電鍍企業的數據進行分析，劃分了六價鉻排放電鍍企業四同組合，計算六價鉻產排污系數，然后根據深圳市污染源歷史監測數據和深圳市典型電鍍企業的現場實測數據，對計算所得產排污系數進行驗證校核．

1.2 關鍵研究節點分析

鍍鉻過程中產生的含鉻廢水以及鉻酸霧中都含有六價鉻，目前，只考慮廢水中六價鉻，鍍鉻的工藝流程如圖1所示．含鉻廢水經過含鉻池、破鉻池、綜合池，最后流向排放口．本文研究主要針對產污節點和排污節點，產污節點是含鉻池，排污節點是排放口．

圖1 六價鉻產排污節點分析

1.3 樣品采集與分析

綜合考慮地域、現場環境、企業工作時間等條件，在深圳市龍崗區某電鍍企業進行批次采樣，在主要產排污節點（含鉻池和排放口）取樣，記錄好采樣點周邊的環境信息．采集樣品時，避免大顆粒狀懸浮物，裝入密封的采樣品種，帶回實驗室測樣分析．

樣品中六價鉻的含量采用二苯碳酰二肼分光光度法測定，測定方法參照《水和廢水監測分析方法》（第四版），分析所用試劑均為優級純，所用水均為超純水．所有樣品共設置2個平行樣，平行樣的相對誤差小于10%，同時進行空白試驗．

2 六價鉻產排污系數的計算

2.1 四同組合劃分

深圳市電鍍行業生產原料、產品比較復雜，生產工藝種類也較多，為使所核算的產排污系數能夠覆蓋行業全部企業，合理進行四同組合劃分非常必要．原則上，四同組合需要根據產品、原料、生產工藝和生產規模4個因素進行劃分．由于電鍍企業規模參差不齊，日用水量低的約為58m3，高的達207487m3．為準確劃分生產規模，本文特別選取典型的大、中、小電鍍企業開展研究分析生產規模對六價鉻產排污量的影響，結果如圖2所示，可以看出，3種規模單位原料產生的產污量相差不大，兩者之間的相對誤差均低于20%，因此，在具體的四同組合劃分中不再考慮規模的影響．

通過電鍍企業資料和歷史數據分析，將鍍鉻電鍍企業按產品、生產原料和工藝劃分為6個四同組合，見表1．

2.2 六價鉻產排污系數的計算

污染物產排污系數(簡稱產排污系數)是指在典型工況生產條件下，生產單位產品（使用單位原料）所產生或排放的污染物量[4]．由于電鍍產品種類較多，單位不統一，而且不能轉換成同一單位，故本文用主要重金屬原料使用量計算產排污系數．污染物產排污系數的計算公式[5]如下：

式中：O產為某種污染物產生量；G產為某種污染產污系數；O排為某種污染物排放量；G排為某種污染排污系數；P為年主要重金屬原料使用量．

圖2 不同規模電鍍企業產污量

表1 電鍍行業鍍鉻四同組合

根據深圳市2012年電鍍企業環境統計數據中的代表性電鍍企業分別計算六價鉻每種四同組合的產排污系數，每種四同組合選擇2家電鍍企業作為平行樣，根據公式（1）和公式（2）分別計算產污系數和排污系數，結果見表2．

表2 六價鉻產排污系數

3 產排污系數的驗證校核

3.1 歷史監測數據驗證校核產排污系數

根據現有的深圳市工業污染源監測數據，選擇代表性的電鍍企業數據，每個四同組合選取2個平行樣來驗證校核電鍍行業六價鉻的產排污系數，結果見表3．

圖3為驗證企業實際產污量與計算產污量的對比圖，可以看出，實際產污量與計算產污量的誤差都小于9%，證明了產污系數的科學性和代表性；圖4為驗證企業實際排污量與計算排污量的對比圖，雖然其中個別誤差相對較大，但仍小于20%，經咨詢涉重金屬行業權威專家，該誤差在可接受范圍內．

3.2 實測數據驗證校核產排污系數

綜合考慮深圳市龍崗區某電鍍企業的生產工藝、原料以及產品等條件，該電鍍企業屬于序號為6的四同組合，根據本文所得產排污系數計算該企業產排污量，結果見表4．

由表4看出，根據本文所得產排污系數計算的產污量和排污量分別為337.69kg/t和7.21kg/t，而實際產污量和排污量為399.4kg/t和6.72kg/t，兩者對比如圖5所示．

圖3 歷史監測數據的實際產污量與計算產污量比較

圖4 歷史監測數據的實際排污量與計算排污量比較

表3 歷史監測數據核算產排污系數

表4 計算產排污量

圖5 實測數據的實際產（排）污量與計算產（排）污量比較

由圖5可知，根據實測數據四同組合序號6的實際產污量和計算產污量的誤差為15.45%，實際排污量和計算的排污量的誤差為6.80%，進一步說明了六價鉻的產排污系數是具有實際應用價值的．

4 結 論

1）將鍍鉻電鍍企業劃分為6組四同組合，并根據歷史統計數據計算獲得了每組四同組合的產排污系數．通過典型企業歷史監測數據和現場實測數據驗證，證明所獲得六價鉻產排污系數誤差均在20%以內，能夠應用于實際電鍍行業六價鉻產排污量的核算．

2）六價鉻產排污系數的確定，可為電鍍行業重金屬產排污量的計算提供重要的技術支撐，同時也為完善電鍍行業重金屬核查核算體系打下了堅實的基礎．

3）研究表明，應用統計分析方法獲得電鍍行業重金屬產排污系數的方法是可行的，有必要繼續開展工作完善其它重金屬的產排污系數，為我國電鍍行業的重金屬總量控制提供支持．

[1] 王謙．電鍍行業六價鉻污染防治最佳可行技術評估的研究[D]．南京大學，2013．

[2] Saha R, Nandi R, Saha B. Sources and toxicity of hexavalent chromium[J]．Journal of Coordination Chemistry, 2011，64（10）：1782-1806．

[3] 中國環境科學研究院．第一次全國污染源普查工業污染源產排污系數核算技術指南[R]．2007．

[4] 易堅，楊曉松．鉛鋅冶煉行業產排污系數核算及應用[J]．有色金屬，2008，60（3）：124-128．

[5] 《產排污系數》第九分冊．http://www.docin.com/ p-507421828.html:5-8．

Pollutants Production and Blowdown Coefficient of Hexavalent Chromium in Electroplating Industry in Shenzhen

GAO jingsi1, ZHANG dongfeng2, ZHU jia1*, LIU yanping2

（1. The Engineering Technology Development Center of Urban Water Recycling, Shenzhen polytechnic, Shenzhen, Guangdong 518055; 2. College of Chemical Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China）

Based on the statistics and industrial wastewater data of typical electroplating enterprises in Shenzhen, these enterprises are divided into six kinds of four combinations of hexavalent chromium, and pollutants production and blow down coefficient of each combination is acquired. Based on previous monitoring data and the measured data, the pollutants production and blowdown coefficient is checked and verified. The improvement on pollutants production and blowdown coefficient of hexavalent chromium is vital for developing heavy metal checking and measuring system. Meanwhile, the study is of great practical significance for control of total amount of hexavalent chromium in industries dealing with heavy metals.

hexavalent chromium; pollutants production and blowdown coefficient; electroplating; four combinations

X781

A

1672-0318（2015）01-0039-04

10.13899/j.cnki.szptxb.2015·01, 008

2014-07-10

*項目來源：國家環保公益性行業科研專項基金資助項目（2012A112）

高靜思（1984-），碩士研究生，工程師，研究方向：水污染治理與水體修復．

*通訊作者：朱佳，副教授，研究方向為給水處理及工業廢水處理，zhujia65@163.com．