基于先進(jìn)產(chǎn)業(yè)和污染防治方法的化工行業(yè)企業(yè)許可排放量核定方法研究*
——以太湖流域為例

江蘇省生態(tài)環(huán)境評估中心 田濤，張冰潔

《石化和化學(xué)工業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》（以下簡稱《規(guī)劃》）中明確指出化工產(chǎn)業(yè)在工業(yè)經(jīng)濟(jì)中占有很大比重，是中國制造的重要組成部分[1]。《規(guī)劃》提出堅持創(chuàng)新驅(qū)動、智能轉(zhuǎn)型、強化基礎(chǔ)、綠色發(fā)展，加快我國從化工大國轉(zhuǎn)向化工強國，其中最重要的是調(diào)整化工行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，加速精細(xì)化工行業(yè)的發(fā)展，實現(xiàn)化工強國的轉(zhuǎn)變。

本文通過對太湖流域化工企業(yè)的調(diào)研，并分析排污許可信息管理平臺的有關(guān)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)化工行業(yè)排污許可證許可排放量的核定存在以下問題：化工產(chǎn)品現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)限值過于寬松，不利于引導(dǎo)技術(shù)進(jìn)步[2]，部分化工行業(yè)申請許可排放量依據(jù)自身數(shù)據(jù)，暫無產(chǎn)品基準(zhǔn)排水量標(biāo)準(zhǔn)，無法引導(dǎo)其升級改造。本文針對太湖流域水環(huán)境質(zhì)量改善的特殊要求，聚焦太湖流域化工行業(yè)生產(chǎn)工藝與設(shè)備、資源能源利用、污染物產(chǎn)生、經(jīng)濟(jì)效益、工藝設(shè)備、處理效果以及管理水平等指標(biāo)的企業(yè)先進(jìn)性評價指標(biāo)體系，形成了完整的核定技術(shù)方案，以推進(jìn)化工行業(yè)的管理，加速引導(dǎo)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步。

一、資料和方法

（一）基本框架

本文通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)、資料，并結(jié)合環(huán)統(tǒng)數(shù)據(jù)、排污許可信息平臺數(shù)據(jù)以及二污普數(shù)據(jù)，對化工行業(yè)的產(chǎn)業(yè)技術(shù)和污染防治技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行分析。通過利用環(huán)統(tǒng)數(shù)據(jù)分析化工各子行業(yè)COD、氨氮、總氮以及總磷排放量，確定占比高的重點子行業(yè)。在構(gòu)建評價指標(biāo)體系時，重點關(guān)注企業(yè)的生產(chǎn)工藝與設(shè)備、資源能源利用情況、污染物產(chǎn)生情況等。利用構(gòu)建的產(chǎn)業(yè)技術(shù)和污染防治技術(shù)先進(jìn)性評價指標(biāo)體系對進(jìn)入初篩清單的企業(yè)進(jìn)行評價，確定最終先進(jìn)企業(yè)清單。最后，基于先進(jìn)企業(yè)進(jìn)行核算換算，得到單位產(chǎn)品基準(zhǔn)排水量（m3/t），并對單位產(chǎn)品基準(zhǔn)排水量這一關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，使核算的排污許可限值更加符合實際。

（二）重點子行業(yè)及企業(yè)的確定

為使研究結(jié)果更具代表性，使研究過程更加高效，首先對化工行業(yè)的重點行業(yè)企業(yè)進(jìn)行初步篩選，篩選出具有代表性的企業(yè)，作為主要研究對象。將工業(yè)總產(chǎn)值高于化工行業(yè)企業(yè)均值以及單位工業(yè)總產(chǎn)值污染物排放量（COD、氨氮、總氮以及總磷）低于化工行業(yè)企業(yè)均值的企業(yè)劃入先進(jìn)企業(yè)初篩清單。

（三）先進(jìn)企業(yè)評估和復(fù)核

由于化工行業(yè)工藝繁雜，因此生產(chǎn)工藝水平指標(biāo)主要涉及共性工藝或定性反映工藝水平的指標(biāo)，包括先進(jìn)自動化控制技術(shù)情況、是否獲得國家或省級高新技術(shù)企業(yè)認(rèn)定、是否成立博士后科研工作站、產(chǎn)品擁有有效發(fā)明專利數(shù)量等。另一方面，通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，設(shè)備先進(jìn)性也體現(xiàn)在生產(chǎn)設(shè)備的材質(zhì)高端和工藝上，穩(wěn)定性好、精密度高、可控性強的設(shè)備一次性投資大，因此引入單位產(chǎn)品設(shè)備投資額這一指標(biāo)。管理水平也是化工企業(yè)技術(shù)先進(jìn)的一個重要影響因素，可通過各類認(rèn)證證書來體現(xiàn)，包括安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化等級證書、1SO9001質(zhì)量管理認(rèn)證、OHSAS18001職業(yè)健康安全管理體系認(rèn)證等。對于資源能源利用和污染物產(chǎn)生量指標(biāo)，目前沒有可參考的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，因此采用化工行業(yè)企業(yè)實際情況的20%水平來設(shè)置指標(biāo)的基準(zhǔn)值。經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)考慮了企業(yè)資源集約利用情況，涉及畝均稅收指標(biāo)，通過專家打分的方式進(jìn)行指標(biāo)分值設(shè)置。由于各類產(chǎn)品的原料及生產(chǎn)工藝不同，其資源消耗量和污染物產(chǎn)生量存在較大差異，因此在定量指標(biāo)上設(shè)置了不同的指標(biāo)分級。

定性評價指標(biāo)采用“是”或“否”兩種選擇來評定，定量評價指標(biāo)根據(jù)化工企業(yè)實際數(shù)據(jù)，由于化工產(chǎn)品工藝存在較大差別，各類別設(shè)置了不同指標(biāo)分級，將企業(yè)計算結(jié)果分別設(shè)置分級節(jié)點對指標(biāo)進(jìn)行分級。

接下來建立企業(yè)先進(jìn)性得分計算方法，并參照產(chǎn)業(yè)技術(shù)先進(jìn)性、污染治理技術(shù)先進(jìn)性指標(biāo)，對產(chǎn)業(yè)技術(shù)先進(jìn)性（A1）、污染治理技術(shù)先進(jìn)性（A2）的各項指標(biāo)分別打分并加和，得出評估值。使用公式（1）計算得出企業(yè)先進(jìn)性得分（A），并根據(jù)評估分值，對化工行業(yè)技術(shù)進(jìn)行領(lǐng)先、先進(jìn)、一般、較落后和落后的等級劃分。

（四）基于先進(jìn)化工企業(yè)排污許可量核算

針對篩選出的先進(jìn)化工企業(yè)清單，依據(jù)企業(yè)自動監(jiān)測數(shù)據(jù)、行業(yè)指標(biāo)、環(huán)統(tǒng)數(shù)據(jù)以及排污許可申報數(shù)據(jù)計算得到單位產(chǎn)品污染物排放負(fù)荷限值區(qū)間，區(qū)間下限即為基于先進(jìn)技術(shù)的單位產(chǎn)品污染物排放負(fù)荷限值，換算得到單位產(chǎn)品基準(zhǔn)排水量（m3/t）。最后，在化工企業(yè)排污許可證換發(fā)前一年對核算方法進(jìn)行總結(jié)評估，并按照前述流程重新計算相關(guān)參數(shù)，對單位產(chǎn)品基準(zhǔn)排水量這一關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，使核算的排污許可限值更加符合實際。

二、案例描述及數(shù)據(jù)處理

（一）太湖流域情況簡介

太湖是我國五大淡水湖之一，流域面積3.69萬平方公里，地形以平原為主，占總面積的4/6，水面占1/6，其余為丘陵和山地。流域內(nèi)自然條件優(yōu)越，平原氣候溫和濕潤，水網(wǎng)稠密、土壤肥沃，范圍涉及江蘇省蘇南地區(qū)，浙江省的嘉興、湖州二市及杭州市的一部分、上海市的大部分。

（二）企業(yè)排污許可核算計算示例

（1）太湖流域重點子行業(yè)及企業(yè)確定

根據(jù)《江蘇省環(huán)境統(tǒng)計數(shù) 據(jù)（2017年 ）》，2017年太湖流域化工企業(yè)COD排放量約為2933.49t，氨氮排放量為188.09t，總氮排放量為560.62t，總磷排放量為15.84t。其中，染料制造企業(yè)共計21家，廢水排放量占比高達(dá)86.6%，對照《全省化工企業(yè)“一企一策”處置意見匯總報備表》，綜合考慮，本文化工行業(yè)重點關(guān)注的子行業(yè)為有機化學(xué)原料制造（2614）、化學(xué)試劑和助劑制造（2661）、初級形態(tài)塑料及合成樹脂制造（2651）。本研究共收回73份在產(chǎn)企業(yè)調(diào)查問卷，包括有機化學(xué)原料制造12家、化學(xué)試劑和助劑制造37家、初級形態(tài)塑料及合成樹脂制造24家。

（2）太湖流域先進(jìn)企業(yè)評估和復(fù)核

太湖流域蘇州市先進(jìn)化工企業(yè)最多，占太湖流域先進(jìn)企業(yè)的44.3%，其次是常州市，占比27.9%，無錫市先進(jìn)化工企業(yè)數(shù)量占比26.2%，鎮(zhèn)江于太湖流域僅一家先進(jìn)化工企業(yè)。太湖流域先進(jìn)化工企業(yè)中，初級形態(tài)塑料及合成樹脂制造企業(yè)數(shù)量最多，占比53.2%。太湖流域先進(jìn)化工企業(yè)中，蘇州市初級形態(tài)塑料及合成樹脂制造先進(jìn)企業(yè)數(shù)量排在首位，而有機化學(xué)原料制造行業(yè)先進(jìn)企業(yè)主要分布在常州市。

我們發(fā)現(xiàn)，綜合評估值≥80分的有28家（占38.4%），屬于領(lǐng)先等級；有33家（占45.2%）評估值介于70～80分之間，屬于先進(jìn)等級；有10家（13.7%）評估值介于60～70分之間，屬于一般等級；有2家（2.7%）評估值介于50～60分之間，屬于較落后等級；有2家（2.7%）評估值低于60分，屬于落后等級。

3.基于先進(jìn)化工企業(yè)排污許可量核算

下面以江蘇XXX石化有限公司為例，示范核算過程。

企業(yè)名稱：江蘇XXX石化有限公司

主要化工產(chǎn)品：聚甲醛樹脂

環(huán)評批復(fù)產(chǎn)能：20000t

生產(chǎn)天數(shù)：300天

（1）基于監(jiān)測數(shù)據(jù)計算

數(shù)據(jù)項目：2019年廢水日流量（t）、COD日均值（mg/l）、氨氮日均值（mg/l）、總氮日均值（mg/l）、總磷日均值（mg/l）

數(shù)據(jù)起止時間：2019-1-1至2019-12-31

有效值/數(shù)據(jù)個數(shù)：340/365

（2）長期平均限值（LTA）

一個自然年內(nèi)所有監(jiān)測數(shù)據(jù)的平均值。

式中，xi為有效日均值，mg/L；n為有效日均值的個數(shù)。

COD長期平均濃度：LTACOD濃度=160.21mg/l

COD長期平均負(fù)荷：LTACOD負(fù)荷=37.81kg/d

氨氮長期平均濃度：LTA氨氮濃度=10.12mg/l

氨氮長期平均負(fù)荷：LTA氨氮負(fù)荷=2.39kg/d

TN長期平均濃度：LTA氨氮濃度=15.33mg/l

TN長期平均負(fù)荷：LTA氨氮負(fù)荷=3.62kg/d

TP長期平均濃度：LTA氨氮濃度=0.98mg/l

TP長期平均負(fù)荷：LTA氨氮負(fù)荷=0.23kg/d

日最大限值（MDL）：以1日為周期，計算1日內(nèi)所有監(jiān)測數(shù)據(jù)的平均值，一年內(nèi)所有平均值中，滿足95%保證率的限值。

COD日最大濃度限值：MDLCOD濃度=190.22mg/l

COD日最大負(fù)荷限值：MDLCOD負(fù)荷=44.89kg/d

氨氮日最大濃度限值：MDL氨氮濃度=12.16mg/l

氨氮日最大負(fù)荷限值：MDL氨氮負(fù)荷=2.86kg/d

TN日最大濃度限值：MDLTN濃度=22.80mg/l

TN日最大負(fù)荷限值：MDLTN負(fù)荷=5.38kg/d

TP日最大濃度限值：MDLTP濃度=1.33mg/l

TP日最大負(fù)荷限值：MDLTP負(fù)荷=0.31kg/d

綜上，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)計算得到江蘇XXX石化有限公司單位產(chǎn)品COD排放負(fù)荷為MDLCOD負(fù)荷×天數(shù)/環(huán)評產(chǎn)能=0.67kg/t，單位產(chǎn)品氨氮排放負(fù)荷為MDL氨氮負(fù)荷×天數(shù)/環(huán)評產(chǎn)能=0.043kg/t，單位產(chǎn)品TN排放負(fù)荷為MDLTN負(fù)荷×天數(shù)/環(huán)評產(chǎn)能=0.081kg/t，單位產(chǎn)品TP排放負(fù)荷為MDLTP負(fù)荷×天數(shù)/環(huán)評產(chǎn)能=0.004kg/t。

（3）基于化工行業(yè)指標(biāo)計算

可知江蘇XXX石化有限公司單位產(chǎn)品COD排放負(fù)荷應(yīng)為25.13kg/t，單位產(chǎn)品氨氮排放負(fù)荷應(yīng)為2.8kg/t，單位產(chǎn)品TN排放負(fù)荷應(yīng)為4.2kg/t，單位產(chǎn)品TP排放負(fù)荷應(yīng)為0.21kg/t。

（4）根據(jù)環(huán)統(tǒng)數(shù)據(jù)計算

因江蘇XXX石化有限公司為間排企業(yè)，環(huán)統(tǒng)數(shù)據(jù)中無法體現(xiàn)接管前污染物的量，因此不考慮其環(huán)統(tǒng)數(shù)據(jù)計算值。

（5）根據(jù)排污許可申報數(shù)據(jù)計算

江蘇XXX石化有限公司環(huán)評批復(fù)產(chǎn)能約為20000t，排污許可申報COD年排放量為59.143t，排污許可申報氨氮年排放量為0.791t，排污許可申報總磷年排放量為0.0989t，由此可知江蘇XXX石化有限公司單位產(chǎn)品COD排放負(fù)荷為0.003kg/t，單位產(chǎn)品氨氮排放負(fù)荷為0.00004kg/t，單位產(chǎn)品總磷排放負(fù)荷為0.000005kg/t。

采用上述4種方式計算得出單位產(chǎn)品污染物排放負(fù)荷限值，根據(jù)企業(yè)排放（直排/間排）情況，換算得到產(chǎn)品基準(zhǔn)排水量（m3/t）。根據(jù)上述四種方法計算所得，江蘇XXX石化有限公司單位產(chǎn)品COD排放負(fù)荷取嚴(yán)為0.003kg/t，單位產(chǎn)品氨氮排放負(fù)荷取嚴(yán)為0.00004kg/t，單位產(chǎn)品總氮排放負(fù)荷取嚴(yán)為0.081kg/t，單位產(chǎn)品總磷排放負(fù)荷取嚴(yán)為0.000005kg/t。按照江蘇XXX石化有限公司的接管標(biāo)準(zhǔn)折算，取四個水質(zhì)指標(biāo)的最大基準(zhǔn)排水量值為1.62m3/t，則江蘇XXX石化有限公司的基準(zhǔn)排水量限值為1.62m3/t。

三、結(jié)論

本文全面考慮企業(yè)前端生產(chǎn)和末端污染治理、污染物產(chǎn)生的各個方面，建立了化工行業(yè)企業(yè)技術(shù)先進(jìn)性評估指標(biāo)體系，利用指標(biāo)體系對化工企業(yè)進(jìn)行先進(jìn)性評估，得到先進(jìn)企業(yè)清單，為管理者提供更加直觀全面的考評依據(jù)，有利于識別影響化工企業(yè)技術(shù)先進(jìn)性的關(guān)鍵因素，有針對性地改善工藝及降低污染物的產(chǎn)生。利用先進(jìn)企業(yè)自動監(jiān)測數(shù)據(jù)、行業(yè)指標(biāo)、環(huán)統(tǒng)數(shù)據(jù)以及排污許可申報數(shù)據(jù)計算得到單位產(chǎn)品基準(zhǔn)排水量（m3/t）。而由于類似有機化學(xué)原料制造（2614）行業(yè)產(chǎn)品繁多，無法一一給出單位產(chǎn)品基準(zhǔn)排水量（m3/t）的情況，根據(jù)先進(jìn)性評價結(jié)果，設(shè)置逐年壓減百分比目標(biāo)（具體見表1）。該標(biāo)準(zhǔn)的提出有助于加嚴(yán)化工行業(yè)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)技術(shù)進(jìn)步，促進(jìn)化工行業(yè)提檔升級。

表1 化工企業(yè)單位產(chǎn)品基準(zhǔn)排水量（m3/t）