關鍵詞:污染源普查;物料衡算;污染物排放量
Abstract: Material balance algorithm are the technical requirements census sources emissions from one accounting method, but the material balance algorithm skills lack of depth and comprehensive summary and conclusion, it is difficult for the grass-roots sources to master the use of census staff. In analyzing the problem exist, based on the combination of emissions authorized to carry out the practice of summing up a number of material balance techniques, seeking approval of a strategic means to enhance the credibility of the opinion survey data.
Key words: Pollution Source Census; Material Balance Method; Pollution Emissions
1概述
《第一次全國污染源普查技術規定之三——源及集中式污染治理設施普查技術規定》明確要求:“物料衡算法覈算污染物的產生量和排放量是普查技術規定的污染物排放量覈算方法之一”。
連雲港市地處江蘇省蘇北地區,工業基礎薄弱,工業規模小、種類多,大部分企業都沒有污染源監測數據,而且受原料、產品、生產工藝、生產規模、末端治理技術差異的影響,部分企業無法採用產排污係數法覈算污染物的產生量和排放量,只能採取物料衡算法覈算污染物的產生量和排放量。
2物料覈算法定義和方法
物料衡算法是指根據物質質量守衡原理,對生產過程中使用的物料變化情況進行定量分析的一種方法。即:投入物料量總和=產出物料量總和=主副產品和回收及綜合利用的物質量總和+排出系統外的廢物質量(包括可控制與不可控制生產性廢物及工藝過程的泄漏等物料流失)。採用物料衡算法覈算污染物產生和排放量時,應對企業生產工藝流程和能源、水、物料投入、使用、消耗情況進行充分調查、瞭解,從物料平衡分析着手,對企業的原材料、輔料、能源、水的消耗量、生產工藝過程進行綜合分析,使測算出的污染物產生量和排放量能夠比較真實地反映企業在生產過程中的實際情況。[1]
物料衡算可以按需要,圍繞整個生產過程、單元操作、反應過程、設備的某一部分或設備的微分單元進行,這種爲進行物料衡算所取的生產過程中某一空間範圍稱爲控制體。[2]根據質量守恆定律,通過物料衡算,可以得知進入控制體的物料質量和組成與離開控制體的物料質量和組成之間的關係。
爲進行物料衡算,首先按分析的`需要劃定控制體,再選定衡算的物料質量基準,根據質量守恆定律,對任一組分可以得到如下關係式:
進入控制體的某組分質量+該組分在控制體內生成(或消失)質量=該組分離開控制體質量+該組分在控制體內累積質量
對於連續生產的定態化工過程,控制體內的一切狀態參數、物料的物理性質等均不隨時間而改變,故其中不會有物料質量的累積。控制體內產生(或消失)的物料質量,由化學(反應)計量方程決定。[3]對於不發生化學反應的連續定態過程,上式可以簡化爲:進行物料衡算,可以建立三類方程,即物料衡算方程、同一物流各組分含量間關係(如摩爾分數之和爲 1)和控制體的約束條件。物料衡算方程可以按物料中所含組分寫出,也可按物料總量寫出,但只有NC個方程是獨立的。[3]控制體的約束條件須視具體對象而定,例如兩物流以一定比例進入混合器混合,對混合器進行物料衡算時,給定兩物流的比例即爲一個約束條件。因此,獨立方程數目將等於Nc+NS(物流數目)+Ne(控制體的約束條件數目)。物料衡算可以求解與獨立方程數目相同的未知量。
綜上所述,物料衡算的步驟有:①作控制體的流程圖,給進出邊界的物流編號。根據選取的衡算物料質量基準,在圖上註明各已知的物料質量和組成,給待求未知量標以相應的符號。②列出各獨立方程,校對獨立方程數目是否與未知量數目相等。③解方程組求出各未知量。如果參與過程的物料中,有一個或數個組分(或元素)的質量在進料和某個出料中不發生變化,這種組分稱爲聯繫物或惰性組分。找出過程中的聯繫物,可使物料衡算變得較爲方便。