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隨著工業生產的迅猛發展,工業“三廢”污染也愈加凸顯,這也成為了我國社會經濟可持續性發展的主要阻礙之一,政府和各業界需高度重視該問題的緊迫性和嚴重性。尤其是在廢水和廢氣的治理上需待加強,這兩者關系著我們的生活和健康。在廢氣污染中,對空氣污染最為嚴重的就是含硫氣體的排放,而廢水排放以淀粉業、酒精業和造紙業為污染大的三大行業。在工業生產中廢氣和廢水的治理還是需要從工藝上找出解決辦法,以下是本人提出的相關措施,希望能具有一定參考意義。
1工業廢氣處理措施
可持續發展觀的不斷深入讓人們對治理工業污染更為重視,在工業廢氣處理上也有了一定的突破。當前工業上主要用于分期處理技術的有微生物分解、活性炭吸附、催化燃燒、光解凈化等4種處理技術。
1.1微生物分解技術
微生物分解也稱為微生物降解,具體是篩選出可以對工業廢氣具有降解功能的微生物,并將所選微生物固定于相應的降解介質上,工業排放的廢氣在通過這些介質時會慢慢被微生物所分解,以此達到科學治理工業廢氣的目的,此方法前景廣泛,也在加大力度推廣中。
1.2活性炭吸附技術
活性炭內部獨有的發達孔隙結構能有效對廢氣中微小分子進行吸附。可運用此技術進行廢氣處理第一道流程,因活性炭是十分容易飽和的,只能在短時間里具有效力,這需要不停的更換和清理活性炭,維護運行成本高,在實際操作中也僅對干燥的醇類、脂肪類廢氣效果明顯,而廢氣濕度大的其處理效果并不是很理想,也容易給環境帶來二次污染,需謹慎操作。
1.3催化燃燒技術
當前工業廢氣污染治理中運用最多的處理方式就是催化燃燒法,具體是通過對有害物質進行燃燒使其轉化成無污染物質。該項技術的本質是運用催化劑將工業廢氣在達到著火點時所進行的分解和燃燒,通過比較復雜的化學反應而最終生成出對空氣沒有污染的CO2和H2O,再將其排放于空氣中。不過進行此技術對設備的要求很高,特別是燃燒設備,不僅要抗氧化、耐高溫,還要有很強的抗干擾能力,所以在具體投入使用中成本比較高。
1.4光解凈化技術
在工業廢氣處理上光解凈化技術也是十分常用的方法,原理上要比其他的復雜些,以改變高分子污染物的具體內部結構為主,達到解決高濃度廢氣混合污染物的目的。此技術所取得的成效比較穩定,也不易造成二次環境污染,且使用周期比較長,操作中維護簡單方便,成本也不高,所以在對工業廢氣處理中做出了重要貢獻。
1.5廢氣處理中的注意事項
工業所排放的廢氣中部分是含有惰性氣體的,雖然其本身危險性很低,但如果大量聚集則會降低空氣中的氧氣含量,容易引起窒息。排放量小的可將其慢慢通過排氣導管散放到室外。面對可燃氣體排放較大的,排放地就需選在人少的地方,并且在排放區嚴禁煙火,如果運用燃燒法對廢氣進行處理,必須在出口位置設置減壓閥以便控制氣體的排放速度,從而讓氣體能充分燃燒。對于助燃氣體也需要謹慎處理,在臨近或同一區域中嚴禁同時處理助燃氣體和可燃氣體,在對助燃氣體進行處理前需清理閥門,確保助燃氣體周邊沒有明火或易燃易爆物品。此外,在對有毒氣體進行處理時,操作人員必須穿戴專門的防毒保護服飾、面罩、手套,非操作人員需提前離開,以保證毒性吸收劑和吸附劑能達到效果。
2工業廢水的治理
2.1工業廢水的分類及特征
污染水體的物質屬性不同所導致的污染也會不同。主要將水體污染分為兩類,生物性污染和化學性污染。生物性污染的主要途徑是由病原微生物傳播的,而導致化學性污染出現卻有多種因素,包括了重金屬、放射性物質和無機物等。
2.2對污水進行物理式處理
物流式污水處理方式其原理是在不改變污染物化學性質的基礎上,運用物理原理對污水中的懸浮污染物進行分離去除。具體操作處理有過濾、沉淀、吸附、萃取、離心分離、膜分離等。
2.3廢水的化學處理措施
2.3.1沉淀被污染廢水中以離子形式存在的無極污染物,在一定情況下可以同能溶于水的沉淀劑發生化學反應,從而生成不溶于水的化合物,化合物的不斷生成會隨之沉淀進行分離,從而達到凈化水的目的。目前以氫氧化物、鋇鹽、硫化物等沉淀方法為主,在對污水分解中的重金屬離子處理上效果還是十分明顯的。2.3.2催化氧化法人們在對廢水進行化學處理中,通常會運用一定劑量的催化劑、氧化劑來達到對有機物進行氧化的目的。氧化劑有著反應快、效率高、條件簡單的特點,能比較快速的解決降解水問題,氧化劑所具有的催化作用能很好的對廢水進行催化從而生成自由基,以此來凈化廢水。
3結語
發達國家對工業“三廢”處理十分重視,環境保護意識很強,并在廢氣、廢水治理和控制技術上取得了良好的效果,不僅方式多樣,且技術先進,在具體操作中還可根據自身情況對多樣化的技術進行選擇,或進行多種融合的控制技術。我國工業產業需根據實際情況,開發出適合我國的廢氣、廢水治理技術,從生產源頭上做起,并將其廣泛應用,才能真正做好工業廢氣廢水的污染治理工作。
參考文獻
[1]孫瑩,李素琴.吸附法處理含鉻廢水的研究[J].工業安全與環保,2009(03).
關鍵詞:化工業 有機廢氣 處理技術 展望
1 、引言
我國經濟的發展正在不斷走向深入,化工行業的增速也有目共睹,然而化工業由于行業特性的原因,如何對其產生的有機廢氣進行有效的治理,從而避免對周邊環境造成損害,是一個亟待解決的問題。隨著我國科研與實踐的發展,業界已經出現了不少投資少、見效快的有機廢氣處理技術。本文首先概述了目前發展比較成熟的有機廢氣的一些主要的治理方案與技術,包括活性炭治理方法、吸收法以及催化劑法等,在此基礎上對有機廢氣治理技術的發展進行了展望,并闡述了膜分離法、等離子體法以及光催化法等新的治理方法。本文的成果為化工行業對有機廢氣處理提供技術借鑒,具有比好的意義。
2、 有機廢氣處理技術概述
隨著行業實踐的發展和研究的進展,當前無論是國內還是國外,對下列幾種有機廢氣處理技術應用較為廣泛:
2.1活性炭法
活性炭材料具有比較好的吸附功能,能夠通過自身的吸附作用去除對象中的有害成分。結合活性炭的這個功能,可以將其應用于有機廢氣處理之中。結合吸附品的具體吸附原理,可將其進一步細分為基于物理原理的吸附與基于化學原理的吸附。其中以后者原理是以吸附品的疏水鍵來清除有機污染,主要適用于水體污染,因此對于有機廢氣,通常使用的是物理吸附。通常較為常用的材料包括活性炭、沸石等,此類材料的結構通常為孔狀,因此其吸附表面積非常大。不少實踐已經證明,在吸附體的內部結構上,纖維狀的吸附效果最佳,因此在對有機廢氣進行處理時應以纖維狀材料為首選。
2.2 吸收法
這種方法是以液體的吸收劑與有機廢氣充分接觸,實現廢氣中有害成分的有效吸收。吸收劑的作用是可逆的,在去除其中的有害組分之后,還能夠繼續使用。通常這種方法是以水噴淋的方式實現吸收劑和有害廢氣的充分接觸,其原理是化學中的相似相溶。例如,通過水的作用來吸收丙酮、甲醇、醚等有害物質,通過活性基團來吸收水溶性尚差的“三苯”物質等。
2.3 催化氧化法
有機廢氣中,有一些揮發性有機化合物是有毒有害的,回收成本較高,因此一般對其進行氧化處理。氧化處理的方法是:將氧氣和揮發性有機化合物進行化學反應,反應完畢后的生成物是二氧化碳與水,這個過程類似于燃燒的過程,因為有機廢氣中的揮發性有機化合物濃度往往并不高,因此在氧化反應的過程中不會有火焰產生。氧化的具體過程分為兩種情況,一是以持續加熱的方式使含揮發性有機化合物的有機廢氣逐步升溫,并漸漸到達能夠發生氧化反應的條件;另外一種方法是在有機廢氣之中假如催化劑,一般來說以鉑、鎳等金屬充當催化劑。在催化劑的作用之下,有機廢氣里所含有的揮發性有機化合物逐漸與氧氣發生反應。
2.4生物法
這種處理方法首先以一定的介質培養微生物,并使之處于適合微生物生長的溫濕度環境,有機廢氣中的碳氮等元素能夠在微生物的作用之下逐步發生分解,并最終轉化為無害的二氧化碳、水、無機鹽等。隨著環保的呼聲日益迫切,這種方法正在得到大力的推廣。
3、有機廢氣處理技術展望
隨著科學技術的持續發展,不少國家對廢氣廢水的處理技術均進行了深入的研究,并不斷開發出更加有效的新技術,下面進行闡述。
3.1 膜分離技術
這種技術是使有機廢氣途經一個膜結構,通過該膜的半滲透性特征進行氣體的過濾處理。在有機廢氣中包含了各種各樣的成分,這些成分的性質有所區分,因此在半透膜之前的通過程度有所不同,通過膜的控制,能夠有效地將有機廢氣中的污染有害成分分離出來,從而達到空氣凈化的效果。
3.2等離子體技術
這種技術的目標是構建一個等離子體,構建方法一般是以高壓放電的模式瞬間生成活性離子。這些活性離子能夠使有機廢氣中的碳氫鍵和碳碳鍵發生斷裂,從而有效地改善有機廢氣的污染性,并產生無害的二氧化碳和水,因為此法成本低、技術要求不高,因此正在得到大規模的推廣使用。
4、 結束語
只有深入研究有機廢氣的處理技術,才能在化工行業高速發展壯大的同時,實現對環境的保護。當前可選擇的有機廢氣的凈化方法非常多,并且具有各自的優缺點和使用范圍,而在對其選擇時,最重要的依據便是能否達到環境保護的實效性。傳統的有機廢氣處理方法應用依據比較廣泛,而為了繼續節約成本、提升效果,還應不斷地開發新的工藝。我國正處于發展的快車道,一方面必須進行經濟建設,另一方面則應重視環境保護。只有不斷開發更新更好的技術,才能實現化工行業的可持續發展,才能增強其綜合競爭力。
參考文獻:
[1]張旭東.工業有機廢氣污染治理技術及其進展探討[J].環境研究與監測,2005,18(1):24-26.
關鍵詞:陶瓷行業;污染;解決方法;瓶頸
1 前言
早在兩年前,由環境保護部科技標準司制定的《陶瓷工業污染排放標準》后,該文件首先對陶瓷工業生產的大氣污染、水污染和污染排放物等做了規定,這也成為陶瓷企業在生產過程中產生的污染物排放首個國家標準。其中,建筑陶瓷拋光類單位產品基準排水量限值為1.0 mg/L,非拋光類為0.3 mg/L,衛生陶瓷為6.0 mg/L,特種陶瓷為2.0 mg/L;大氣污染物排放濃度限值水煤漿二氧化硫為500 mg/m3,顆粒物為100 mg/m3。在該項標準實施兩年后,通過調查發現,能具體做到這些標準的企業非常的少。而從2012年1月1日起,在開始的標準基礎上又開始執行新的限值,建筑陶瓷拋光類單位產品基準排水量限值為0.3 mg/L,非拋光類為0.1 mg/L,衛生陶瓷為4.0 mg/L,特種陶瓷為1.0 mg/L;大氣污染物排放濃度限值水煤漿二氧化硫為300 mg/m3,顆粒物為50 mg/m3。通過對比可知,新標準限值比原有標準更低。換句話說,新標準將更加嚴格。如果嚴格按照這個標準執行,大部分中小企業將很難生存。因此,陶瓷企業在環保壓力下如何生存?如何處理陶瓷生產過程中所產生的廢水、廢渣、廢氣等污染問題,將是我們陶瓷行業向綠色、健康方向發展的必經之路。
2 陶瓷行業“三廢”污染物的解決方法
在建筑行業內,企業在生產中對自然環境產生影響的主要是“三廢”--廢水、廢渣、廢氣。因此,陶瓷企業的環保建設也主要圍繞這三個方面開展。
2.1 廢水
隨著近年來建筑業的發展,對建筑陶瓷的需求量也日益增大,僅珠江三角洲的佛山地區現有近300家陶瓷廠 ,規模較大的也有100多家,主要分布在佛山、南海、順德、高明等城市。由于陶瓷生產行業廢水排放量大,懸浮物含量高,如果不對其進行有效的控制與處理,對水環境將會產生相當大的環境威脅。
2.1.1陶瓷企業廢水的產生原因
陶瓷行業廢水主要產生于生產過程中的球磨(球磨機漿料中直徑細小不合格漿料,洗球水)、壓濾機濾布清洗、施釉(清洗)、噴霧干燥、磨邊拋光等等工序;各車間粉塵、沖壓等廢料;在原料運輸灑落及廠內地面粉塵被雨水沖刷時也帶來一定的高濁度、高懸浮物廢水等等方面。面對如此巨大的廢水問題,如何有效地處理與控制這些廢水是陶瓷企業一直需要解決的問題。目前,陶瓷企業廢水回用的工藝流程如圖1所示。
2.1.2陶瓷企業廢水處理的方法
目前,陶瓷企業處理廢水的主要方法為固液分離方法,其主要包括:隔板式反應及平流式沉淀池、斜管沉淀池、豎流式沉淀池、水力循環澄清池等等。
隔板式反應及平流式沉淀池:由于其構造簡單,施工方便,是應用最為普遍的一種,其混凝攪拌過程是在平流沉淀前的多層隔板造成水流拐彎的攪拌作用下完成的。但此方法也存在一些不足,如:處理效果不明顯,池底污泥淤積難清理等缺陷。目前該類處理方法約占陶瓷行業廢水處理工業總數的90%以上。
斜管沉淀池:在很多陶瓷企業廢水處理工程中,其中7%~8%是由專業工程公司為其設計采用斜管沉淀池進行固液分離處理的,其生產能力較平流式沉淀池有一定幅度的提高,處理效果也理想些。但在運行中也存在一些不足,如:一方面由于水流在斜板沉淀池中停留時間短,無緩沖余地,容易造成混凝反應不善,效果不易發揮;另一方面由于陶瓷污泥黏度大,運行時間稍長后會在斜管孔內積泥,給運行帶來困難。
豎流式沉淀池:一般多用于小流量廢水中絮凝性懸浮固的分離。其生產能力較平流式沉淀池有一定幅度的提高,處理效果也理想些。由于它占地面積小,排泥容易,處理效果較好,目前在陶瓷行業中應用較多。
水力循環澄清池:水力循環澄清池的工作原理為上升水流的能量在池內形成一層懸浮態的泥渣層,其中的絮凝體被“過濾”截流下來,其混凝反應充分,固液分離徹底,處理后水質各項指標優于常規處理方法,出水濁度能被控制在4度以內。由于要滿足一定的噴嘴流速來維持水力循環,因此,設施須滿負荷運行,進水量便很容易控制,運行管理方便,池底錐底角度大,排泥效果好。將其用于陶瓷廢水的處理,竟也取得了令人滿意的效果。
目前,盡管陶瓷污水處理方法比較多,但仍然存在效率不高的問題。因此,廢水處理的成本、運行效果等問題仍需環保公司站在企業的立場上去解決這些問題,使得我們的廢水問題能夠得到較好的解決,為我們陶瓷行業做出更多的貢獻。
2.2 陶瓷工業廢渣
目前,我國陶瓷工業廢料廢渣的處理與利用技術比較低,資金緊缺,致使大量廢渣擠占耕地,使水和空氣受到污染。因此,陶瓷工業廢料廢渣的處理與利用已成為陶瓷生產廠家及陶瓷工作者共同關注的課題。
2.2.1陶瓷工業廢渣的來源
陶瓷工業廢渣主要是指陶瓷制品的生產過程中,由于成型、干燥、施釉、搬運、煅燒及貯存等工序中產生的廢料。通常可大致分為三類,即坯體廢料、廢釉料(廢溶劑)及燒成廢料。
坯體廢料:主要是指陶瓷制品未煅燒之前所形成的廢料,包括上釉坯體廢料及無釉坯體廢料。
廢釉料:是在陶瓷制品的生產過程中(拋光磚的研磨拋光及磨邊倒角等深加工工序除外)所形成的污水,污水經凈化后所形成的固體廢料。
燒成廢料:是陶瓷制品經焙燒后生成的廢料,主要是在貯存和搬運等生產工序中的損壞而造成的。
2.2.2陶瓷工業廢渣的處理方法
目前,陶瓷行業在處理廢渣時主要采取方式有:
第一種就是不經處理,直接倒掉或者填埋。陶瓷工業廢渣填埋時的具體做法大致是,陶瓷工業廢渣傾入填埋場后,采用專用機械并攤薄壓實,累計厚度達到一定要求后,再覆蓋一定厚度的粘土并壓實,依次反復填埋、壓實、覆蓋直至填埋場填滿為止,這時應對填埋場進行封場處理,包括覆蓋500~600 mm厚的自然土并壓實,封場頂面坡度不大于20%,最后在填埋場上進行栽花、種草、植樹甚至種植莊稼等;
第二種處理方式就是多數陶瓷企業會選擇的減量處理排放;
第三種處理方式為陶瓷企業通過技術更新來進行陶瓷廢渣的回收利用,進行輕質磚、透水磚、釉面磚、廣場磚,以及陶粒等產品的生產。
2.3 陶瓷工業廢氣
隨著我國工業進一步發展,環境污染日益成為人們關注的焦點。各種工業廢氣中的氮化物、硫化物、碳化物、氟化物、粉塵的排放已經嚴重影響了人們的生活及生存環境。如何保護我們的環境,這就需要我們對廢氣的來源進行分析,然后再對針下藥,來提高我們的空氣質量。
2.3.1陶瓷工業廢氣的來源
建筑衛生陶瓷工業廢氣的來源大致可分為兩大類,第一大類是含生產性粉塵為主的工藝廢氣,這類廢氣溫度一般不高,主要來源于坯料、釉料及色料制備中的破碎、篩分、造粒及噴霧干燥等;第二類為各種窯爐燒成設備在生產中產生的高溫煙氣,這些煙氣中含有CO、SO2、NOX、氟化物和煙塵等。陶瓷企業的廢氣排放量大,排放點多,粉塵中的游離的SiO2含量高,廢氣中的粉塵分散度高。因此,如何解決陶瓷行業的廢氣問題,是我們陶瓷行業未來的發展趨勢。
2.3.2陶瓷工業廢氣的處理方法
建筑陶瓷工業廢氣的治理技術主要有:坯料制備過程中廢氣除塵、成型工藝過程廢氣治理技術、窯爐廢氣的治理技術等等。而窯爐燒成設備在生產中產生的CO、SO2、NOX、氟化物和煙塵等廢氣是目前危害人類的罪魁禍首。
(1) 二氧化碳污染處理方法
陶瓷行業中二氧化碳排放量高,說明窯爐熱利用率降低,窯爐保溫效果較差。目前,我國陶瓷行業能源利用率僅美國的一半,即熱利用率為28%~30%之間。因此,如何提高窯爐熱利用率,降低能耗是減少二氧化碳排放的有效途徑。對于陶瓷行業來說,我們可以從改善窯爐結構、調節窯爐正壓操作、提高耐火材料的保溫性能以減少窯爐的熱損失。在沒有采取措施之前,窯爐外表面的溫度可達300~400 ℃,尾氣溫度達600~800 ℃,經過窯爐改造后,窯爐外表溫度達100 ℃以下,尾氣溫度達200 ℃左右。因此,窯爐熱效率得到了明顯的提供。
(2) 二氧化硫污染處理方法
陶瓷工業廢氣中的二氧化硫主要來源于燃料及陶瓷原料中。目前,陶瓷企業除硫的方式主要有:第一采用選用優質的燃料,如:煤改氣技術,使用煤改氣技術后,廢氣物的含量明顯下降;第二,采用脫硫技術,如:濕法拋棄法、濕法回收法、干法拋棄法、干法回收法。目前濕法脫硫技術優越與干法脫硫技術,其脫硫效率可達95%以上。
(3) 氮化物污染處理方法
陶瓷生產爐內溫度分布不均,局部高溫造成大量的氮化物產生。同時,窯爐內氧濃度增加,氮化物的生產量加劇,如果過剩空氣系數達15%時,氮氧化的含量達到最大值。另外,氣體在高溫區停留時間越長,煙氣中的氮氧化物濃度也越大。為了降低氮氧化的含量,一方面,可以從噴槍結構入手,如:控制噴槍的空燃比例,使得窯爐內的氧氣得到充分的燃燒,并保證窯爐內溫度均勻;一方面,通過將氨或者尿素直接噴入窯爐體內,也可以起到脫除氮氧化物的目的;另一方面,通過微波技術進行處理。即微波在加熱作用下,氮氧化物被碳還原為氮氣,其除去率可達98%。
(4) 顆粒物處理方法
目前,陶瓷企業煙塵排放采取的措施主要是安裝除塵設備。常用的除塵器有:旋風除塵器(適用于粒徑范圍在5~30 mg/L顆粒物)、靜電除塵器、濕式除塵器、袋式除塵器。盡管目前除塵手段很多,且除塵效率較高,但與國家標準顆粒物為50 mg/m3的要求相比還有很大的差距。因此,環保公司在這些方面還需加大研發力度,以解決陶瓷行業中的粉塵問題,使我們人類有一個健康的生存環境。
3 陶瓷行業在解決環保問題時所遇到的瓶頸
在環保壓力不斷加大的前提下,陶瓷企業為了生存,也積極展開了相應的應對措施。但在采取措施的過程中陶瓷企業還是提出了很多質疑的聲音。如:廢氣治理成本較大、處理效果能否達到國家標準、“煤改氣”燃料供應不足等方面,將是限制陶瓷企業解決環保問題的幾大瓶頸。
3.1 天然氣供應不足對陶瓷企業發展的影響
煤改氣這一舉動,對陶瓷行業來說既有利也有蔽。有利的方面:煤改氣后,氣體燃料燃燒一般不會產生顆粒物。同時,氣體中的硫化物、氮化物等有害氣體明顯降低,符合了政府提出的國家標準要求。但是,在污染物降低的同時又出現了新的問題,這是陶瓷企業必須面對的問題。如果陶瓷企業全面完成“煤改氣”工作,必然會導致天然氣供應不足。據了解,2013年中國天然氣消費量達到1678億m3,加上進口氣量,全年供需缺口上升至220億m3,2014年中國天然氣表觀消費量將達1860億m3。如果全國各地改氣行動繼續推進,供需缺口將進一步拉大。如果天然氣供應不足必將影響企業正常生產,那么陶瓷企業將會陷入了間歇性停窯的困境。
因此,我國天然氣供應能力的有限,在煤改氣方面需要陶瓷企業去認真思考,要量力而行。而不能不顧資源約束,一窩蜂大上“煤改氣”項目。否則,天然氣供應跟不上產生供應而導致停窯的問題,將會對陶瓷企業帶來更大的損失,這是我們陶瓷企業值得深思的問題。
3.2 廢氣治理成本問題對陶瓷企業發展的影響
目前來說,企業在環保建設中的難點主要是廢氣治理面對的成本過高問題。例如:在煤改氣,天然氣的價格問題是陶瓷企業一直關注的問題。如果改成天然氣,生產燃氣成本大概會增加60%左右。相應的每個月大概要多投入500~700萬左右的費用。除了其燃料成本要上升60%左右外,還有窯爐管道、噴槍等改造等方面的成本,例如,一條300 m的小窯進行天然氣改造,需投入成本大概要100萬左右。那些成本壓力頂不住的陶企,基本都會被淘汰掉。再如,某企業老板算了一筆賬,以脫硫塔為例,一個脫硫塔的成本費用在70~80萬元,而且其使用壽命只有3~5年(脫硫塔以鐵為主材料,與廢氣接觸容易腐蝕,所以大大縮短了脫硫塔的使用壽命)。這個費用還僅僅是一次性投入的成本。如果脫硫塔開始運行,設備運行需要的藥劑成本每天都達到2~3萬元,一年下來成本驚人。另外,還有噴霧塔中的布袋除塵設備就有好幾個,而每一個的投資費用大約在100萬元。因此,昂貴的價格讓很多陶瓷企業望而卻步,這也是制約陶瓷行業向無污染方向發展的重要因素之一。
3.3 脫硝問題對陶瓷環保的影響
隨著當前環境現狀日益嚴峻,氮氧化物治理是橫亙在陶瓷企業污染整治面前的“攔路虎”。其主要原因表現以下幾個方面:首先,是脫硝成本很大。目前,也有一些環保公司說可以采用某種技術使氮氧化物的含量降低到新標準的范圍之內,但是,其昂貴的費用是很多陶瓷企業很難承受;其次,脫硝技術還不成熟。傳統的脫硝技術都是采用噴尿素的方式。眾所周知,窯爐在高溫脫硝時很容易導致釉面結晶,主要是尿素與原料中的某些成份發生反應,導致表面產生晶花。所以,要想完全治理氮氧化物,環保公司應該研發一些先進的技術,如:如何通過研制低溫噴槍來達到降低氮氧化物的含量。因為噴槍中心火焰太高,通過噴灑尿素脫硝過程中,將會是氮氧化物產生的高發點,如果窯爐中噴槍火焰不要太集中(溫度在1380℃左右),將會阻礙氮氧化物的產生,而最終達到脫硝的目的。總體來說,目前,脫硝技術很不完善,對于環保公司來說還有很大的上升空間,希望能繼續努力,為我們的環保事業做更大的貢獻。
2006年全國二氧化硫排放量和化學需氧量分別比2005年有所增加,2005年全國二氧化硫排放總量高達2549萬噸,比2002年增加了27%。數字表明,我國治理廢氣面臨著嚴峻的形勢。國家環保總局局長周生賢表示,造成主要污染物不降反升的主要原因是,經濟增長方式仍然粗放、產業結構調整進展緩慢、GDP增速高于預期目標、環保投入不足、環境執法監管不力。
我國政府已經意識到資源環境約束和經濟快速增長的矛盾,“十一五”規劃中把與經濟社會可持續發展、群眾生產生活關系密切的環保、能源等作為約束性指標,要求政府確保實現,而將經濟增長作為預期性指標。近幾年,二氧化硫、二氧化氮和二氧化碳的排放正在與經濟的增長脫鉤,在環境保護方面取得了令人矚目的成績。
然而,通常的污染處理方法均具有處理不徹底,成本高,存在二次污染或普適性差的問題。有關專家認為,科學技術是有機廢氣產業賴以生存和發展的基礎,因此建議加強有機廢氣治理科技的研究與產品的開發,政策上要鼓勵科研院所、高校積極參與有機廢氣研發,有選擇地扶持有實力的環保公司從事有機廢氣治理專項技術成果轉化、應用研究,既要重視開發投資、效益好的實用技術,也要發展高新技術,更要加大力度改造傳統工藝和設備,提高有機廢氣產業的技術水平,有目的地組織國內外的技術交流與合作,提高我國研究和開發能力及有機廢氣治理產品的附加值。
水泥機立窯排放污染源治理
項目簡介:該技術根據機立窯煙氣特性從廢氣處理量、電耗、耐酸防腐、清水循環使用、污水成球、安全實用等方面開展了治理方案的研究工作。采用國內先進成熟的KT型復合式設備方案對生產工藝參數及操作方式進行調整,優化工藝,對煙塵污染進行二級治理,較好地解決了機立窯煙氣污染問題,電耗低,對窯煅燒的適應性好,運行費用低,運轉穩定,排放濃度≤150mg/Nm3,有較好的經濟與環境效益。
項目負責:云南水泥有限公司。
意義:該系統設施投入運行后,經昆明市環境監測中心監測,其排放濃度為135.7mg/Nm3,除塵效率98.1%,低于國家允許排放標準。經過正常運行證實,適應云南高原氣候條件,其技術水平在水泥機立窯煙氣污染治理上達到國內先進。
3AFQ系列高效生物除臭技術
項目簡介:該技術采用環境生物復育技術、生物過濾技術研制的高效生物膜來凈化和降解廢氣中的污染物質。當含有氣、液、固三相混合的多種化合物、揮發性有機物(Volatile Organic Compounds即VOCs)、油煙等有毒有害有臭廢氣以專管收集后導入本設備,通過培養生長在生物過濾柱內的特殊微生物形成的生物膜,此生物膜一方面以廢氣中的污染物為養料,進行生長繁殖,另一方面對廢氣中有毒惡臭物質及揮發性有機物(VOCs)進行分解、脫臭處理,將其降解成為二氧化碳(CO2)和水(H2O)等無毒無味的物質后再排出,達到凈化廢氣的目的。
意義:該技術產品是根據各種有毒惡臭廢氣的生化特點,采用微生物選育、高效生物膜研制技術,自行研制的能有效處理含多成份有毒惡臭廢氣的高效生物過濾設備。采用本技術不需添加任何化學物質,能在3~8秒內快速降解廢氣,無任何二次污染,運行成本低,使用壽命長,生物膜無需更換、可自動更新。
該技術產品可用于降解廢氣中的揮發性有機污染物和惡臭物質,包括:烷烴類、醛類、醇類、酮類、羧酸類、酯類、醚類、苯類、烯烴類、多環芳烴類、鹵素類化學以及H2S、NH3和VOCs等。例如:在工業生產加工過程中,化工、造紙、食品、造漆等行業所排放出的有毒惡臭廢氣,垃圾場、中轉站廢氣,醫藥、農藥的制藥廢氣,畜禽糞便渣糟干燥廢氣等。該設備在實際應用中具有明顯性價比優勢,且解決了其他除臭設備運行費用高、維護管理麻煩等問題,對減少廢氣環境污染具有良好的效果。
一種潛艇廢氣處理工藝及裝置
項目簡介:該項目是一種潛艇廢氣的處理工藝及裝置,針對現有技術中存在的需要多種化學物質,處理成本高,并不能同時處理多種有害氣體的缺陷,提供這樣一種工藝方法及裝置:將各艙室中的廢氣抽出,通過廢氣輸送管并預冷后送到廢氣凈化池里,廢氣凈化池放置于冷阱中,冷阱與液氦或液氮壓縮制冷機連成一體而使冷阱溫度達到-186℃,到達廢氣凈化池的廢氣中大部分有害氣體如CO2、NH3、SO2由于深冷作用而凝固落在池里,凈化后的氣體包括氧氣、氮氣等則沿凈化氣回流管升溫后回到艙室中。該項目的工藝方法操作簡單,不需要使用任何酸、堿、鹽甚至有機物,無二次污染,廢氣處理成本低,效果好。
項目負責:湖南科技大學。
噴漆廢氣處理工藝及設備
項目簡介:噴漆廢氣處理工藝,噴漆廢氣先經水洗噴漆臺除去樹脂磁漆顆粒物,經水洗噴漆臺處理后的廢氣用抽風機抽入填料吸收塔在常溫、常壓下吸收,填料吸收塔所用的吸收劑為柴油或5~10號油;吸收劑吸收濃度達到10-30%時重新更換吸收劑;當吸收劑吸收有機廢氣濃度達到10~30%的吸收劑送入蒸餾釜分餾,收集160℃以下餾分,仍作稀釋劑使用,經過蒸餾處理的吸收到劑冷卻后回輸至儲液槽備用。上述工藝所用處理設備,廢氣收集罩至填料吸收塔的入氣口管道上設有抽風機;填料吸收塔的下部設管道與吸收液儲槽相通,填料吸收塔的上部設管道與吸收液儲槽相通,該管道上裝有循環泵。
意義:經該項目處理后的噴漆廢氣可以達到國家規定的排放標準。
過濾煤煙新工藝和微波處理
廢氣的新技術
項目簡介:過濾煤煙新工藝是一項利用活性炭、氧氣和氨凈化煤煙的新技術。活性炭是一些直徑大約5毫米、微孔數量很多的小球(每克活性炭表面積可達1500平方米)。首先將煤煙冷卻到110~130攝氏度,然后進入第一個反應裝置,裝置中的水和氧將煤煙中的二氧化硫轉化成硫酸被活性炭吸附。經第一次過濾的煤煙進入第二個反應裝置,里面的氨將其中的氧化氮過濾掉,經過兩次過濾的煤煙已被凈化,可排放到大氣中。微波處理煙道廢氣技術,是利用微波火力發電站煙道廢氣中的有害氣體二氧化硫和氮氧化物濾除的一項技術。此技術先將廢氣送入充滿碳粒的反應罐,二氧化硫的廢氣送入分解反應罐,罐內有碳粒和微波發生器,微波輻射可使氮氧化物分解為氮和氧,通過煙囪排入大氣;與此同時,將吸附了二氧化硫的碳粒與煤混合,也送入分解反應罐,微波加熱混合物,把二氧化硫分解為硫和氧,氧與碳作用生成一氧化碳和二氧化碳;再把這一混氣體送入一分酸槽中,用涼水噴淋,硫被沖掉并可制成硫磺粉,其他氣體送回鍋爐房充當燃氣。
意義:這一技術可以濾除廢氣中98%的二氧化硫和氮氧化物。與傳統的洗滌法相比,設備簡便,成本低廉,濾除率高,沒有二次污染,有較高的商用推廣價值。
延伸吸收法+非選擇性催化還原法硝酸尾氣處理工藝
項目簡介:硝酸尾氣中的NOx,主要為NO和NO2,NO與H2O不發生反應,但在常溫下,NO很容易被空氣中的氧氧化成NO2,NO2與H2O反應生成HNO3和NO。延伸吸收法就是利用NO2與H2O反應生成硝酸的原理,在原吸收塔的后面增加一個吸收塔,增大尾氣的氧化空間,延長NO2的吸收時間,從而達到消除尾氣中NOx的目的。非選擇性催化還原法消除硝酸尾氣中NOx,最初采用H2做還原劑,含有NOx的硝酸尾氣經加熱升溫,與H2混合,通過裝有鈀觸媒的催化燃燒器進行催化反應,使NOx最終轉化成無害的N2。目前采用以CH4替代部分H2,即CH4和H2同時做還原劑進行催化還原反應。
硝酸尾氣采用延伸吸收法+非選擇性催化還原反應方法治理,使最終外排尾氣中NOx的濃度小于400ppm,排放量低于22kg/h,NOx的去除率大于82%,再經76m高的排氣筒高空排放,對區域環境日均濃度貢獻值為0.0003~0.0038mg/m3,僅占環境質量標準的0.3~3.8%。
項目負責:河北滄州大化集團公司。
意義:延伸吸收法是利用本公司硝酸生產裝置壓力高的特點,通過增加一個吸收塔,延長了NOx氣體的吸收時間,增大吸收容積,從而達到降低尾氣中NOx濃度的目的。最后增加催化還原裝置,對硝酸尾氣中NOx進一步做無害化處理,盡量減少了排放指數。整個處理過程,工藝流程簡單成熟,投資少,同時提高了氨的轉化率,增加了硝酸的產量。
高流量負荷下低濃度VOCs
廢氣的生物法處理
項目簡介:該項目以低濃度甲苯廢氣(VOCs的代表物)為對象,對生物膜填料塔凈化處理高流量負荷下低濃度VOCs廢氣技術的可行性進行了實驗研究,考察了入口氣體甲苯濃度、溫度和營養物添加量等因素對高流量負荷下低濃度甲苯廢氣去除效果的影響。
在高氣體流量負荷下,可以采用甲苯廢氣凈化專用菌種對生物膜填料塔進行接種掛膜。該技術適用于高氣體流量負荷下的低濃度甲苯廢氣的凈化處理。在高流量負荷條件下,氣體流量和入口氣體甲苯濃度對生物膜填料塔的甲苯凈化效率有較大的影響。當氣體流量為0.8m3/h,入口氣體甲苯濃度為105mg/m3,停留時間為18.3s時,甲苯的凈化效率可達到61.9%,與國外同類應用研究結果基本相當。使出口氣體甲苯濃度低于國家對現有企業的排放標準(≤60mg/m3)。同時,適宜地控制操作溫度(20~25℃)和氮、磷營養物添加配比(C:N:P=200:5:1),將有助于提高生物膜填料塔的凈化性能。
項目名稱:揮發性有機化合物廢氣
的生物處理技術及其工程應用
項目簡介:在塑料、橡膠加工、油漆生產、汽車噴漆和涂料生產等諸多工業領域中,工業品的生產和加工過程產生了大量含有揮發性有機化合物(Volatile Organic Compounds,VOC)的廢氣(VOC廢氣)。對VOC廢氣的治理有多種處理技術可供使用。但對于VOC濃度低、風量大的廢氣,傳統工藝存在投資運行費用高、處理效率低和處理后存在二次污染等問題。近年來,逐漸發展的廢氣生物處理技術作為一種新型的空氣污染控制技術,得到日益廣泛的應用。
【關鍵詞】廢氣治理;微波技術;前景;特點;分析
微波技術始于我們二十世紀四十年代,開始主要是應用在通訊領域過程中,之后,隨著在通訊領域中的得到了廣泛的使用和發展,隨著不斷的發展和創新,現在已經被應用到了很多個領域之中,比如說,食品加工,中草藥抽取,有機合成等等,可以說已經成為了多個領域發展不可獲取的重要的技術手段,因為微波技術在使用過程中,能夠很大程度上的降低對環境的污染,還能夠將一些污染物改造成微污染物,對于一些需要加快反應速度的有機合成,微波技術還能夠起到一定的加速作用,可以說在微波技術在應用過程中有很多優點,很多人都把它稱為綠色化學反應技術,受到了廣泛的應用和研究,下面我們我們就對其發展前景和特點進行表述。
一、廢氣污染的主要成分
為了能夠滿足經濟發展的需求,我國重工業以及化工業都在不斷的提高生產總量,目的就是為了提高更多的價值,但是在隨之發展過程中,雖然滿足了經濟發展的需求,但是給我們的生存環境也帶來了很大的影響,為了能夠更好的保護我們的生存環境,必須要制定出有效的方式方法,廢氣中的污染物主要成分是由NOx、SOx、重金屬和碳微粒等一些污染物組合而成,這些成分對于我們的生活可以說是,百害而無一,如果我們不及時的進行治理和控制那么必然會給我們生活環境帶來非常大的影響,微波技術的出現,就給其帶了很大程度上的改觀,微波技術能夠在應用過程中,及時將有效的氣體轉化成無害物質,將一些有害氣體進行吸附和分解,能夠起到保護環境的作用。
二、微波技術在廢氣治理中的特點
微波(microwave,MW)是一種電磁波,通常是指波長在1“m~lmm,頻率在300MHz一300GHz的超高頻電磁波。在微波輻射下,物質內部的分子相互摩擦發熱,發生反應最終吸收熱量。然而,并非所有材料均能被微波加熱,通常把吸收微波的材料稱為電介體,因此微波加熱又稱介電加熱。自然界的絕大多數物質是由大量的極性分子和非極性分子組成的。極性分子在自然狀態下做雜亂無章的運動和排列見圖l。
但是當極性分子處于電場中時,就會發生重排,即分子帶正電荷的一端趨向負極,帶負電的一端趨向正極,分子發生轉動,排列有序化見圖2。
隨著電場變化頻率的增加,分子轉動速度加快。而微波的電磁場頻率高達3x105MHz,因此分子的轉動相當快,產生的熱量也很可觀,從而使體系在很短時間內就能達到很高的溫度[2]。可見,微波加熱不同于一般的常規加熱方式。傳統的加熱過程,能量是由物質的表面通過熱對流、熱傳導和熱輻射而傳遞到物質內部的。相反,微波能量是通過分子在電磁的交互作用而直接傳送到物質內部。對于熱傳遞,物質之間必須有熱梯度,但對于微波加熱,是把電磁能轉化為熱能,因此微波加熱過程是能量轉化過程而不是熱傳遞過程。由于能量傳送方式不同,利用微波處理物質能帶來許多優勢。在微波加熱過程中,能量的傳遞不依賴于物質表面的熱擴散,也可以達到快速及均衡的加熱效果,因此可大大降低加熱時間和提高整體質量。
目前已經對微波加熱技術在許多領域的應用進行了研究,這使微波具有的節約能源和處理時間等優點得到充分發揮。與傳統的加熱技術相比,微波加熱具有如下優點:①高效快速;②節能省電;③熱源+孑加熱材料不直接接觸;④能進行選擇性加熱;⑤便于制;⑥設備體積小且無廢物生成。
三、微波技術使用中一些不足之處
微波技術在廢氣治理等方面的應用前景令人鼓舞,但還存在一些問題。如微波泄漏對人體的影響,從微波的作用原理來看,人體也會吸收微波,對人體會產生一定的危害。因此,在使用微波時,必須保證安全,以排除微波輻射對人體造成的不良影響。另外,微波技術在環境保護領域的應用主要基于它的熱效應。因此,準確測定或計算微波場中溫度場的分布情況就顯得特別重要,目前還沒有一種很理想的方法能準確計算微波場中溫度場的分布。
四、廢氣治理中微波技術的應用前景和優勢
當前,微波技術已經在很多的領域之內得到了相關的研究與應用;這也使得微波技術所具備的處理的時間與節約能源等方面的優勢得到了充分的發揮。和傳統的技術相比,微波技術具有以下優勢:其一,節能省電;其二,快速高效;其三,可進行選擇性的加熱;其四,加熱的材料和熱源不直接的接觸;其五,設備的體積很小,沒有廢物產生;其六,方便控制等等。
與此同時,雖然微波的加熱技術和其它的傳統處理的技術相比具備著,以上諸多的優勢和特點;但是,其于環境工程的相關領域地商業化的應用不沒有太多。其中,造成這樣一種局面地最主要的因素在于:缺少相應的有關材料地電介性質地基本數據;因為這些基本數據的缺乏,進而致使了設計的諧振腔等一些微波的加熱設備技術的相對滯后;微波技術的發展,迫切的需要有關的微波工程地基本數據。就我國當前微波技術發展的現狀而言;只有將這些問題解決了,我國的微波加熱技術方可能會大規模的被工業化應用。除此之外,微波的輔助處理的過程當中,其不僅是將能源節約了;同時還大大的將處理的時間縮短了,在一定的程度上將整體地產率提高了;并且在進行處理的過程當中,對環境無污染;其所具備的這一些處理的過程均是以今后能夠進一步的開發作為著手點的。
今后的微波加熱技術,其主要的研究將著重于下面的幾個方向:其一,微波加熱技術地處理地深入研究,并建立起加熱過程當中數學的模型;其二,各種草料的介電參數的完備;其三,設計,制作以及開發微波技術的加熱設備;其四,實現加工操作與控制過程地自動化、智能化;其五,進一步的將應用的范圍拓展;其六,將微波加熱這一技術同其他的技術進行有效的結合使用等。
通過對其簡單的發展趨勢分析,筆者認為微波技術在廢氣治理中應用應該多向這一方向和目標發展,這樣的發展趨勢和前景可以說一方面的能夠對環境起到有效的保護,另一方面還能夠做到技術上的創新。
摘要:隨著經濟建設的發展步伐,人們的生活水平獲得了很大的提高,在享受便捷和富足生活的同時,大氣污染的問題已經愈加凸顯,人們的人身健康受到了很大的威脅,我們所處的環境由于大氣污染而變得更加惡劣,開展環境監測工作刻不容緩,必須要及時的采取相應的治理方式和措施,有效的防治污染和禁止出現新的污染源。
關鍵詞:大氣污染;環境監測;治理方式
1產生大氣污染的主要原因
大氣污染的來源其實并不復雜,但是都很得到徹底的治理和預防。首先,人們在日常生活中的一些在平常不過的活動和舉措就很可能對大氣環境造成污染;其次由于人民生活水平的提高,使得私家車主的數量正在猛增,汽車尾氣排放是造成城市大氣污染的關鍵原因之一,而且還存在很多不符合排放標準的車輛還在運營或者使用之中,城市中大型貨運或者油罐車等數量也在增長,這是經濟發展的客觀表現,這些大型車輛雖然不會出現在市區,但是其運營時間一般在半夜或者凌晨時分,此時應是大氣污染得到緩解的時間段,空氣污染非但沒有緩解,反而因為大型車輛的運營產生了更多的廢氣污染,使得城市的空氣環境始終得不到喘息的時間,這無疑加劇了大氣污染的嚴重程度;第三,也是形成大氣污染的主要來源,那就是工業污染,依據很多大中城市的發展規律來看,城市的發展離不開大量工業企業的建設和發展,現如今,城市為了自身經濟的發展維持在一個比較穩定和基礎的水平,很多工業企業廢氣的排放以及生產過程中產生的大量有害氣體,得不到有效的處置和治理,一些地方政府對此事采取了縱容或者忽視的態度,使得大量廢氣不經處理就排放到空氣之中,形成嚴重的大氣污染,工業廢氣的排放是主要的污染源,而且排放的氣體中還存在很多有害有毒的氣體,對人體健康造成嚴重的威脅,而大氣污染還會對城市中的建筑物乃至整個生態環境造成廣泛的惡劣的影響。
2大氣污染環境監測
針對大氣污染開展的相關環境監測工作,首先要分析和整理出污染物質的具體組成情況,根據不同污染物質的占比來分析污染源的作用情況,以此來更好的管控污染源的治理和預防。環境的監測有很多方法,比如直接使用專用的大氣環境檢測設備對空氣中的污染進行檢測,這種監測方式簡單而實用,能夠迅速的發現污染的動態情況,其監測得出的數據也較為準確。還有一種方式是將采集到的污染空氣樣本,通過實驗檢測來分析其具體成分和性質狀態,這是一種極為常用的方法,能夠在比較穩定的環境中獲得更為準確詳實的分析結果。此外還可以通過對污染條件下的微生物進行觀察和分析來獲取相應的大氣污染信息。空氣污染的環境中會存在很多細小的顆粒物,環境監測人員可以通過對顆粒物的數量進行分析以確定其濃度標準,來得出大氣環境的污染程度。
3大氣污染的治理策略探究
3.1改良生產技術,加大新型清潔能源的開發
使用工業生產所產生和排放的廢氣是大氣污染的主要來源,因此為了降低污染程度,就要從工業生產的整個過程和所使用的技術上下功夫,在生產中不斷提高技術水平,擺脫以往依賴能源消耗產生的能量進行生產活動的方式,在生產過程中注意改良技術程序,減少對資源和能源的耗費,提高生產水平,防止出現浪費現象,積極使用和推廣新型能源,減少碳排放和污染源的催生,加大對廢氣排放的處理整治力度。生產企業作為促進當地經濟發展的重要組成部分,不僅要獲得持續的經濟收益,還要對社會和人民負起保護環境的重要責任,要將大氣污染的危害與威脅時刻作為企業生產和發展的警鐘,轉變以往產業發展模式,建立新型的產業結構,調整產業發展方向,改良生產技術,開發或者使用清潔的能源,從每個力所能及的細節入手,降低對大氣環境的污染和破壞。
3.2建立嚴格的大氣污染法律體系,加強治理力度
現如今的大氣污染之所以愈加嚴重,盡管采取了一些防治措施,但是收效甚微,一些工廠企業仍舊一意孤行,為了減少廢氣排放處理的支出,減低生產成本,對于廢氣的仍然是直排直放,這主要是由于相關的法律體系還沒有得到足夠的健全和完善,存在很多漏洞可供一些企業去鉆營,并且導致很多企業沒有對大氣污染的敬畏和警惕心理,因此要抓緊構建大氣污染防治法律條例,完善法律的結構體系,有法可依,依法嚴肅處理違法企業和個人,只有強制性的法律約束,經過強化的管理力度,才能有效的制止亂排放的行為和現象。
3.3提高監測水平,研發新技術治理大氣污染
目前所采用的大氣污染監測技術中,對懸浮顆粒物的檢測技術還有待提高。是以在監測過程中應成立大氣懸浮顆粒物監測的工作小組,不斷提高監測技術,研發更加先進的檢測設備。對空氣中的有害物質采用雷達追蹤、監測機器人檢測等方式提高大氣污染監測的準確性及全面性,并建立全覆蓋的監測網絡系統,對污染較為嚴重的區域進行重點監測整改。著重監測區域中金屬冶煉、石油生產、化工等項目的生產制造,政府嚴格監督其工業廢氣的排放,從污染源頭控制大氣的質量。政府也要加強對民眾環保意識的培養及樹立,倡導民眾盡量環保出行,或使用小排量的出行交通工具,減少因車輛尾氣排放造成的大氣污染。
4結語
綜上所述,空氣是人們賴以生存的物質。沒有潔凈的空氣,人們的生活、生命都會受到嚴重的影響。因此,我們應該針對大氣污染的各項成因進行分析,從而制定出具有針對性和科學性的氣體防治措施。
參考文獻:
[1]李洪素.京津冀大氣污染聯防聯控法律問題研究[D].石家莊:河北經貿大學,2016.
Abstract: It is inherently necessary to prevent and control pollution, and improve the environment for regional coordinated development. Industrial pollution is the main cause of air pollution in Beijing-Tianjin-Hebei region and also the quality of our life is severely affected. It is analyzed from the perspectives of the polluted industrial trait and controlledactuality in Beijing-Tianjin-Hebei region, by using qualitative and quantitative analysis method. The controlled situation of three regions――Beijing, Tianjin and Hebei, is researched by comparative analysis method, from three aspects of investment scale, capital sources, and investment structure. In the basis of the situation analysis, the problems of industrial pollution in the regions is figured out, and problem-effective countermeasure is finally proposed.
關鍵詞: 京津冀;工業污染;現狀;對策
Key words: Beijing-Tianjin-Hebei region;industrial pollution;actuality;countermeasures
中圖分類號:F205 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2016)01-0026-04
0 引言
京津冀環境污染問題日益成為政府、學界和公眾關注的熱點話題,2014年4月24日,我國通過了新環保法,第一次以法律形式明確了跨區域環境污染需采用聯合防治的協調機制。“京津冀一體化”發展戰略已上升到國家戰略層面,區域工業化高速發展與環境污染的矛盾日益加劇,污染狀況表現出明顯的區域性且污染嚴重性漸重不減。因此,以京津冀區域為對象,研究京津冀區域工業污染及治理的現狀與對策,對促進京津冀區域“環保一體化”具有一定的現實意義。
1 京津冀工業污染及治理的總體現狀分析
1.1 京津冀工業污染現狀及特征
京津冀工業經濟發展和環境污染之間存在著密切關系,同時也呈現出鮮明的特征。
1.1.1 京津冀經濟總量增長與工業污染
京津冀區域工業污染與其經濟總量和所處發展階段密切相關。在一定階段,伴隨京津冀工業經濟的高速發展,出現嚴重的環境污染問題。2006、2013年區域生產總值為23889.86億元、62172.13億元,其中工業生產總值從2006年的9605.13億元增加到2013年的23410.25億元,對區域生產總值的貢獻為40.21%,和37.65%。區域整體處于工業化的中后期和城鎮化的發展期:河北許多城市還處在工業化中期階段,鋼鐵、建材行業密集,重化工業的特征明顯[1];北京隨著第三產業的快速發展和重工業的轉移遷出,工業發展對環境影響漸小,但總體環境污染現狀壓力大;天津的工業結構正在轉型,但重化工業等高污染行業對生態環境影響的壓力仍很大。
長期以來所形成的高消耗(高污染)經濟發展模式,加上目前工業化和城市化進程帶來的嚴重污染問題,加劇了現存的矛盾――大量的環境污染直接或間接來自于工業污染,即工業污染是矛盾的重要來源。
1.1.2 京津冀工業污染特征
①污染程度深且復合。2012年9月國務院劃定了13個大氣污染重點防治區,其中京津冀區域為復合型污染嚴重區域。據統計,就二氧化硫、氮氧化物及煙粉塵的單位面積排放強度在2010年是全國平均水平的2.4~3.6倍[2];從表1看出工業污染物排放量大,2012年,工業二氧化硫排放量占到總排放量的91.2%,工業氮氧化物排放量占到總排放量的68.4%,工業煙(粉)塵排放量占總排放量的82.6%。
②污染行業面廣且疊加。區域內有很多高耗能工業行業,以情況顯著的河北省為例(表2),黑色金屬冶煉及壓延加工業的增加幅度最大,達到了77.8%,2012年的高耗能行業的綜合能耗比2011年增長48.0%。工業污染防治成效不顯著的時候,這種增長只會加劇污染的嚴重性。
③污染危害大。在全球疾病負擔研究的所有風險因子中,空氣污染在中國的死亡率和整體健康負擔中均排名靠前,對人們身體健康造成不可避免的危害。
1.2 京津冀工業污染治理現狀
京津冀把污染治理放在重要戰略位置,開展多樣有效的工業污染治理行動。污染治理主要是通過治理投資來實現,從治理投資和治理效果兩方面分析京津冀區域工業污染的治理現狀。
1.2.1 治理投資總體現狀
環保治理投資是指為了促進經濟與環保協調發展,相關治理主體籌集用于支付防治污染、改善環境的資金。用總量、比重和彈性三個指標來分析京津冀工業污染治理投資情況[3],京津冀整體治理投資量及全國工業污染治理投資量如表3。
由表3可知:
①京津冀區域和我國工業污染治理投資總量變化趨近。京津冀區域與我國工業污染治理投資總量均呈現出先增后減又增態勢。2006-2007年治理投資總量穩步上升,2009-2010年均下降,2011-2013年投資總量回熱上升,2013年是2010年的2倍多。
②京津冀區域和我國工業污染治理投資與工業GDP比重關系變化趨近。京津冀區域與我國工業污染治理投資占工業GDP的比重均先下降后上升。2006-2010年持續下降,自2011年開始上升。
③京津冀區域和我國工業污染治理投資彈性系數變化趨近。彈性系數反映了污染治理投資對工業經濟發展的敏感程度。京津冀及我國工業污染治理投資彈性系數呈階段性變化,且相差不大,詳見圖1。其中2013年的彈性系數最大,分別為11.54、12.85;小于1的系數普遍存在,表明治理投資并不隨著工業經濟的增長而增長,治理投資的隨意性普遍較大。
1.2.2 治理效果總體現狀
工業污染治理效果可從工業生產總值、工業廢水排放量、工業廢氣排放、廢物處置量這四個方面來分析[4]。(表4)
京津冀工業生產總值在2006-2008年間遞增,增速最低的是1.53%。工業廢水排放量在2006-2009年遞減,后遞增,但增速都小于工業生產總值的增速,2011年前工業廢水排放量沒有隨著工業經濟的增長而增長,但在后兩年有所增加;工業廢氣治理效果不夠好,排放量增減不穩定,有的增速遠高出工業生產總值的增速;工業廢物處置量先遞增至780萬噸后出現了大幅降低的趨勢,廢物治理總體情況相比廢氣效果要好但仍需加強。
2 京津冀工業污染治理現狀比較分析
京津冀工業污染治理投資比較從投資規模、資金來源、投資結構方面來分析。
2.1 投資規模比較分析
投資規模反映了污染治理投資與經濟活動的關系程度。近年京津冀三地工業污染治理投資規模情況如表5所示。
對比京津冀三地工業污染治理投資規模,可看出:
①工業污染治理投資總量方面。北京自2006年投資量一直呈下降態勢至2011年,從10.1億元降為1.1億元,后提高至2013年的4.3億元;天津的投資總量維持在15億元左右呈階段性變化,2006-2009年一直升至18.0億元,后降至2012年的12.6億元,2013年又升至14.8億元,總體變化比北京小;河北的投資總額大多年份都達到了20億元以上,數額最多的是2013年的51.2億元。
②京津冀三地污染治理投資占工業GDP的比重情況。
天津的防治投資比重一直下降,從0.65%降到0.22%;北京和河北都是先降后升,北京降到2011年的0.04%后升到2013年的0.12%,河北降到2010年的0.11%后升到0.39%。在轉型發展新時期,作為政治文化中心的北京治理投資比重比處于工業化中期階段的河北省低很多。
③從投資比重的彈性指標看出三地的投資彈性系數負值偏多,表明投資額沒有隨著經濟的增長而相應提高,反而還有降低的情況。三地的污染治理投資隨意性大,“邊發展,邊防治”的思路體現得不夠明顯。
2.2資金來源比較分析
資金來源體現了各行為主體在投資機制中所承擔的責任。根據《中國統計年鑒》,工業污染治理投資主要來自排污費補助、政府其他補助、企業自籌(銀行借貸)和企業自籌(不含銀行借貸)四種途徑[5]。其資金來源結構如圖2所示。
從資金來源看,京津冀三地的資金來源主要是企業自籌,比重基本達到80%以上。銀行貸款只占較小比重,大部分來自不含銀行貸款,最高是2009年天津占其總資金來源的96.2%,體現出地區在工業污染治理問題上的基本原則――污染者承擔,看出企業環保意識增強,積極承擔防治責任。
從政府其他補助角度來看,北京的補助相對天津、河北二地較多,2006、2009年北京的政府其他補助占到20.1%、34.3%,2009年的北京占比是天津占比的10倍,是河北占比的13.7倍。
排污補助費在資金來源中占比最小。京津冀三地每年的排污補助費中北京屬最少,2008-2010年占比均是0;占比較高的是河北,其2008年占比為4%,天津為0.2%。由此看出河北發展依賴工業,排污大,補助費多。
2.3 投資結構比較分析
投資結構是不同污染治理投資占工業污染治理總投資的比重,反映的是治理投資方向。廢水、廢氣、固體廢棄物、噪聲的治理投資是總污染投資的主要部分。治理投資結構如表6所示。
通過觀察表6可知,京津冀地區用于工業廢水、廢氣、固廢“三廢”的治理投資占較大比重。尤其是廢氣治理占用的資金最多,達到了50%以上且沒有太大變化。2006-2013年工業污染治理投資總額呈先增后減再增變化,于2013年達最大值70.29億元。雖總額在增減變化,但廢水、廢氣治理投資占的比重變化不大,維持在均值22.1%、58.6% 左右。噪聲和其他污染投資的比重相對“三廢”較小,平均比重為0.37%和17.3%,因其對生產生活影響的廣泛性比“三廢”小。
3 京津冀工業污染治理存在的問題
3.1 投資不足,產業結構不合理
京津冀區域工業污染治理投資占工業GDP的比重持續變化,沒有根據自身的污染嚴重性加大治理力度并制定出合理的投資計劃,而是一種慣常的趨從國家整體狀況。投資方式單一、渠道狹窄,社會公眾沒有承擔其治理的責任,治理投資供給滿足不了日益增長的需求。在產業結構上,天津、河北產業結構主要是以能耗高的工業為主,北京以第三產業為主。所以整個京津冀區域的產業結構不利于污染治理[6]。
3.2 區域間企業轉移造成區域污染失控
京津冀作為工業污染治理的一個整體,北京在新時期內積極轉型,將一些污染較嚴重的企業轉移到河北,加上其不具備技術和監管上的優勢,導致河北工業經濟增長的同時污染更加嚴重。伴隨著污染治理的理念更加深入人心,所以河北加大治理投資來彌補缺口,但是這種區域圈內的工業企業轉移并不能解決區域污染問題。
3.3 治理機制不合理導致治理效果不佳
政府及環境部門在污染治理研究的深度和力度不夠。京津冀區域污染現狀中治理投資增長率與工業GDP增長率比值普遍小于1,即沒有達到與經濟增長相協同的內生增長機制[7]。缺乏與治理相配套的監管機制,治污企業得不到專業的污染治理服務。從京津冀整體的治理情況來說,“三廢”的排放還會增加,治理效果短期得不到改善,污染在近期不能得到又好又快的防治。
4 完善京津冀工業污染治理對策
4.1 加強機構協調,促進聯防聯治
京津冀污染治理需政府部門等機構聯動,一起開展預防工作。建立環保機構并確定隸屬的上下級,擴大其在環保范圍內的管理權限。各機構注重加強工作人員專業知識,組織定期專業培訓。不同地區的防治機構制定聯防政策,對跨區域合作的機構建立辦公地點,隨時把握環保變化動向,高效審查其運作過程。
4.2 加大立法保障,強化協同監管
為了協同管理必須落實法律法規,明確各部門的權責,并實時監察執行情況。在實際調查和政府支持基礎上,制定跨區域環境糾紛處理程序、跨區域環境影響評價程序等。政府機構需嚴格監管企業環保標準如:污染排放標準、污染收費標準等。建立環境審計和終身追責制度,加大京津冀對環境污染行為的制裁力度,不讓制度空轉、法律閑置。通過這些方法,有效促進企業實施環保措施。
4.3 運用經濟手段,促進市場化
京津冀區域的環境管理方法可以模仿歐美國家,建立跨區域環保基金會,讓落后地區參與基金活動[8],并對處理污染事件提供資金幫助。其次,環境經濟市場化,吸納社會資本,拓寬融資渠道,促進地區資源共享,提高治理效率。針對中小型企業的污染治理,政府應大力扶持,允許通過環保證券等方式吸引社會閑散資金,動員社會力量形成多維合力。
4.4 發揮地區優勢,調整產業結構
按京津冀協同發展的要求,京津冀的產業發展應力求低耗能、優質量,從而有助于促進環境改善。發揮北京科技優勢,聯合天津,帶動河北,研發和推廣使用治污技術。促進產業升級,優化工業內部結構,提升區域高技術制造業的份額。河北和天津的發展對工業的依賴較大,提高能源使用的效率和潔凈度,注意煤炭燃燒過程的脫硫、脫硝和除塵。
4.5 積極提倡公眾參與
加強社會監督,引入公眾參與,構建全民行動格局。公眾參與環保不能只是空談的口號,而是有信息公開和參與制度保障的規范性實施措施。公眾有咨詢和參與決策的法定權利,可以直接向環保機構索取相關項目的數據如環境影響評價報告[9]。通過調動各方積極性,形成政府、企業和公眾多元互動的環境治理參與主體,充分發揮多元主體的作用,增進公共利益,強化治理成效,提高環境質量。
參考文獻:
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[5]國家統計局,環境保護部.中國環境統計年鑒[M].北京:中國統計出版社,2004-2012.
[6]宋曉梅,徐劍琦.對京津冀大氣環境的影響產業結構[J].中國統計,2014,5:27-28.
[7]吳舜澤,朱建華.我國環境保護投資與宏觀經濟指標關聯的實證分析[C].中國環境科學學會學術年會論文集.北京:北京航空航天大學出版社,2009:66-79.
[8]朱玲,萬玉秋.論美國的跨區域大氣環境監管對我國的借鑒[J].環境保護科學,2010,36(2):76-78.
一、區域工業經濟增長的EKC關系分析理論框架
我們引入Pfaff,Chaudhur和Nye(2000)有關EKC分析框架并加以擴展來討論區域工業環境EKU曲線。用S代表區域工業經濟活動提供的服務功能,A代表環境質量。顯然,S,A不能直接從市場購買,但它們的水平受工業經濟具體的經營活動所決定。一個區域的各行業企業通過其生產活動一方面為社會提供商品服務,另一方面又在生產過程中產生“工業三廢”影響環境質量,如果我們進一步按各行業企業在生產活動中的產生污染的程度(即對環境質量影響的程度)把它們分為兩大類標準,一類為重污染(d),一類為輕污染(C),則s可以表示為這兩大類標準行業的函數
s(Q)=Qd+Qc
其中Q=(Qd,Qc)是兩類污染標準的行業構成比例的向量數量和
進一步用E表示全部工業“三廢”的排放量,則E可表示為Qd,Qc的函數
E(Q)=Qd+Qc
可以確信環境質量A受E的直接影響,且可以線性地表示為
A(E)=A-EA>0為初始環境質量
如果我們進一步假設,行業企業是否為重污染行業或輕污染行業取決于行業的技術進步T,政府的環保政策P,環保投資I以及環保設備運營費R等,行業的環境質量A則可表示為T,P,I,R等變量的函數,既;
Qi=Qi(T,P,I,R…)i=d,c
由于I,T,R,P等都可以表示為工業總產值(或國民收)GY的函數,因此這些變量可以通過工業總產值影響行業企業“三廢”排放量,形成規模效應,技術效應以及結構效應等(Henri LFde Groot,Cees AWithagen2002)并進而影響行業的環境質量的構成。由于這三大效應對環境的影響有正有負,這就使得環境質量與經濟增長之間有可能呈現出非單調關系(Copeland,Taylor 2002)。
如果我們把行業的重污染看作劣質商品,行業的輕污染為正常商品。那么由于區域經濟發展,人們對生活質量要求的變化,對外部引資的需要以及環保政策,環境稅收等各方面的規定,社會(消費者的總和)對行業重污染的需求(發展區域經濟的引致需求)將隨總產值的變化而變化。這樣一來對重污染行業(劣質商品)的需求將服從恩格爾曲線變化。在一定范圍內,工業的污染程度會隨工業總產值上升而上升,但達到一定階段這一比例會隨工業產值上升而減少。如果把這一關系反映到收入與環境質量的關系上,則可能出現EKC現象(Shubhan Chaudhar,Alexander SPfaff2002)。但需要指出,由于上述的規模效應,技術效應,結構效應對環境質量的影響有正,有負,且力度或大或小,因此這一效應在曲線形狀上以及靈敏度方面的反映具有相當的不確定性。
二、數據與模型設計
(一)樣本處理
由于本文重點分析經濟增長與工業固廢,工業廢水,工業廢氣這三個領域的EKC效應以及環境投資,環保政策等因素對環境治理在改善環境質量方面的力度等方面的問題,因此本文所選擇的變量主要為人均產值,工業總產值,工業固費,工業廢水,工業廢氣等幾個主要的總量指標以及諸如環保投資,環保設備運行費等一些其它指標。
為了討論方便我們對分析變量作如下設定,并冠以相應的代碼。
經濟領域(EIF)主要變量為:人均產值(GRP-CAP),工業生產總值(GY),環保投資(HI),水處理費用(SYF)
廢水分析領域(SIU);工業用水總量(ZS),工業廢水總量(ES),(噸)廢水/億元(FS/GY)平均廢水(FS/GY)。
工業廢氣排放分析領域;工業廢氣排放量FQ,煤耗(MA),平均廢氣(FQ/GY)。
工業固廢分析領域(GIF);工業固廢(GF)平均固廢(GF/GY)。
其他變量,時間變量(t),行業變量(i)虛擬變量Y,Y=1為設定行業,Y=0為非設定行業需要指出的是當有些必需資料無法得到時,我們采用遷值法或其他有效以統計方法進行數據補充,而當數據資料明顯有誤或對分析的有效性構成威脅時則可能作技術處理,但所有變動均將作出輔助說明。
樣本時間長度,為1983―2002年,20年。其中有關工業總產值的數據來源于包頭市統計年鑒,而有關環境方面數據來源于包頭市環保局有關統計資料。樣本計量單位以原統計資料計量單位為準。
(二)計量模型設計
我們考慮設定兩種計量經濟模型,在第一類模型中使用時間序列數據來分析總量變化在時間方面的EKC效應,這一模型分別以廢水,廢氣,固廢總量為因變量,以工業產值的總量為自變量。第二類模型,分別為一些具體的分析模型,其目的是進一步分析環保治理與環境質量的數量關系。
第一類模型為多項式回歸模型
Et=Bo+BIGYt+b2GYt2+B3GYt3+e
ES。。代表第七時間的環境污染指標,GY代表工業產值,這一指標是替代變量它代表了前述直接和間接對環境總體的影響效應。這一指標為多項式,如果B2,B3符號相反,我們期望有EKC效應。
第二類模型為多元線性回歸模型
Y=BO+ΣBixi+eiI=1,2,3……n
這類模型主要用于分析各種因素相互之間的影響,為了簡化的目的,主要從線性的角度來入手分析。這里Y代表被解釋變量,X代表解釋變量。
三、結論
綜上所述,對基于資源特點形成區域工業而言,如果加大重視環境治理力度其經濟增長與環境保護質量之間國民收入較低水平同樣可能存在EKC效應,但對于不同的污染物,其EKC效應不同,對工業廢水和工業固廢,存在馬鞍型EKC效應,轉折點分別為120億,140億工業產值(換算后),在這一過程中,環保政策的力度顯然起著決定的作用。而對于工業廢氣排放EKC效應不明顯。具體而言我們得到如下結論:
第一,由于資源特點,包頭地區工業體系在發展初期為重污染構成,在這一階段由于發展的需要以及資金,政策等各方面的因素,環境保護力度不大,因此在初期中期其規模效應大于技術效應,環境的污染程度隨國民收入上升而上升。但隨經濟進一步發展,人民生活水平的提高及以及人們對環境質量的要求提高,此外也是吸引投資的需要(這是發展中地區彌補資金不足的重要手段),因此包頭地區在引入高技術,新投資的同時加大對環境的治理力度,加大環保投資。這樣環境質量在經濟發展到一定階段隨經濟的發展趨于好轉。這說明在經濟發展與環境保護方面,政府起著決定作用。環境質量在政策力度加大的情況下可以在國民收入相對低的水平上形成EKC關系,這是本文通過對包頭地區典型分析所得到的一個結論,它說明政府行為對環境的外部正影響是相當顯著。
第二,盡管在一個區域內國民收入相同,但對于不同的污染物環境質量與經濟增長的EKC效應不一樣,比較而言,對工業廢水,工業固廢的總量控制相對容易一些,前者可以通過引入廢水設備在短期內大幅度降低廢水排放量,而后者通過能耗的轉化(如燃燒轉化為燃油)及設備引進也可以有效地在較短時間內降低固廢的絕對產生量。但對于廢氣控制相對難一些,雖然燃燒下降減低煙塵排放,但其它燃料的使用加大了其它廢氣排放量,廢氣的排放總量并沒有顯著的降低。這從廢水,廢氣,固廢的轉折點也可略見一斑,廢水和固廢的轉折點大約在120億140億元左右,而廢氣在現有工業產值范圍內并沒見顯著的EKC效應。
現代生物技術是應用現代生物科學及工程原理,利用生命有機體來發展新產品或新工藝的一種技術體系。目前生物技術應用到農業醫藥衛生、食品工業和化學工業的發展,并在解決人類面臨的環境污染和能源危機中起到了重要作用。因此,在世界各國均重視高技術發展的當代,生物技術被列為優先發展的領域。
2生物技術在環境保護和污染治理中的應用
2.1生物技術在廢水處理中的應用。運用生物技術對廢水進行處理不同于用物理方法和化學方法對廢水進行處理,生物技術主要是利用微生物將廢水中的有毒物質及污染物轉化成無毒的,從而達到凈化水環境的目的,運用生物技術凈化廢水由于物理方法和化學方法,運用物理方法和化學方法對廢水進行處理會投入很大的成本,而生物技術是最經濟的方法,運用生物技術對廢水進行處理不僅能夠達到凈化水環境的目的還可以起到美化環境的作用。生物技術處理廢水就是在廢水中放養能夠凈化水環境,對水環境中的污染物能夠發揮作用的水生動物或水生植物,生物技術在廢水治理中有很大的發展前景,而且生物技術的運用也符合我國實施的可持續發展戰略。生物技術在廢水處理中具有降解有毒物質,轉化污染物等凈化水環境的能力。與化學方法和物理方法比較來看,生物方法能夠連續的對廢水進行處理,運用生物方法處理污水還可以在水中放養一些真菌類的微生物,這些微生物對難降解的物質有顯著效果。由于我國工業的迅速發展,環境問題也越來越嚴重,為了保證社會的可持續發展,目前對環境污染的治理是我國環境部門的首要任務。生物技術在環境污染治理中的應用為社會的可持續發展提供了保障,生物技術也是最經濟的環境污染治理方法。
2.2生物技術在廢氣凈化處理中的應用。生物技術不僅可以應用于廢水處理中還可以應用于廢氣凈化處理中。隨著經濟的發展,我國的工業企業迅速發展人們的生活水平也在顯著的提高,現在已經有越來越多的私家車,這嚴重地污染了我們的生活環境,現在許多人們出行的時候都戴著口罩,這都是汽車尾氣和工業廢氣的肆意排放造成的,空氣中有大量的懸浮物和灰塵,現在的環境問題已嚴重地影響了人們的生活。我國的環境治理部門已采用各種方法來凈化空氣,其中最有效的方法就是生物方法,同時生物方法也是最經濟的。采用生物方法對環境污染進行治理,主要是應用生物的過濾功能、洗滌功能和吸附功能來達到凈化空氣的目的。采用生物技術還有經濟實惠、效率高、環保節能、安全的優點,運用生物技術來凈化工業企業排放的廢氣能夠達到顯著的效果,凈化空氣不僅是我國環境污染治理部門的責任也是每一個市民的責任,為了保證我們呼吸的空氣是沒有污染物的每個市民可以做自己力所能及的事,像如果沒必要的話盡量不要開私家車多乘公交車上下班,這樣既省錢又能減少汽車尾氣對空氣的污染,保護環境,人人有責。
2.3生物技術在固體廢棄物處理中的應用。經過生物技術處理的城市生活垃圾可作為作物生長的優質有機肥料,實現城市生活垃圾的部分資源化有利于生態環境的良性循環。近年來,國外采用機械快速堆肥工藝,發展用蚯蚓床處理有機垃圾和糞便、處理城市垃圾,不僅可以將城市有機廢棄物轉變為肥效高且無臭味的蚯蚓糞土而且還能獲得大量蚯蚓作醫藥原料。
2.4生物技術在環境污染修復中的應用。生物修復技術是20世紀80年代以來產生和發展的清除和治理環境污染的生物工程技術,生物特有的分解有毒有害物質的能力,去除污染環境如土壤中的污染物,達到治埋環境污染的目的。生物修復技術最成功的例子是應用投加營養和高效降解菌對油輪泄漏造成的污染進行處理,取得非常明顯的效果,使得近百公里海岸的環境質量得到明顯改善。此后該技術被不斷擴大應用于環境中其他污染類型的治理。