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随着工业生产的迅猛发展,工业“三废”污染也愈加凸显,这也成为了我国社会经济可持续性发展的主要阻碍之一,政府和各业界需高度重视该问题的紧迫性和严重性。尤其是在废水和废气的治理上需待加强,这两者关系着我们的生活和健康。在废气污染中,对空气污染最为严重的就是含硫气体的排放,而废水排放以淀粉业、酒精业和造纸业为污染大的三大行业。在工业生产中废气和废水的治理还是需要从工艺上找出解决办法,以下是本人提出的相关措施,希望能具有一定参考意义。
1工业废气处理措施
可持续发展观的不断深入让人们对治理工业污染更为重视,在工业废气处理上也有了一定的突破。当前工业上主要用于分期处理技术的有微生物分解、活性炭吸附、催化燃烧、光解净化等4种处理技术。
1.1微生物分解技术
微生物分解也称为微生物降解,具体是筛选出可以对工业废气具有降解功能的微生物,并将所选微生物固定于相应的降解介质上,工业排放的废气在通过这些介质时会慢慢被微生物所分解,以此达到科学治理工业废气的目的,此方法前景广泛,也在加大力度推广中。
1.2活性炭吸附技术
活性炭内部独有的发达孔隙结构能有效对废气中微小分子进行吸附。可运用此技术进行废气处理第一道流程,因活性炭是十分容易饱和的,只能在短时间里具有效力,这需要不停的更换和清理活性炭,维护运行成本高,在实际操作中也仅对干燥的醇类、脂肪类废气效果明显,而废气湿度大的其处理效果并不是很理想,也容易给环境带来二次污染,需谨慎操作。
1.3催化燃烧技术
当前工业废气污染治理中运用最多的处理方式就是催化燃烧法,具体是通过对有害物质进行燃烧使其转化成无污染物质。该项技术的本质是运用催化剂将工业废气在达到着火点时所进行的分解和燃烧,通过比较复杂的化学反应而最终生成出对空气没有污染的CO2和H2O,再将其排放于空气中。不过进行此技术对设备的要求很高,特别是燃烧设备,不仅要抗氧化、耐高温,还要有很强的抗干扰能力,所以在具体投入使用中成本比较高。
1.4光解净化技术
在工业废气处理上光解净化技术也是十分常用的方法,原理上要比其他的复杂些,以改变高分子污染物的具体内部结构为主,达到解决高浓度废气混合污染物的目的。此技术所取得的成效比较稳定,也不易造成二次环境污染,且使用周期比较长,操作中维护简单方便,成本也不高,所以在对工业废气处理中做出了重要贡献。
1.5废气处理中的注意事项
工业所排放的废气中部分是含有惰性气体的,虽然其本身危险性很低,但如果大量聚集则会降低空气中的氧气含量,容易引起窒息。排放量小的可将其慢慢通过排气导管散放到室外。面对可燃气体排放较大的,排放地就需选在人少的地方,并且在排放区严禁烟火,如果运用燃烧法对废气进行处理,必须在出口位置设置减压阀以便控制气体的排放速度,从而让气体能充分燃烧。对于助燃气体也需要谨慎处理,在临近或同一区域中严禁同时处理助燃气体和可燃气体,在对助燃气体进行处理前需清理阀门,确保助燃气体周边没有明火或易燃易爆物品。此外,在对有毒气体进行处理时,操作人员必须穿戴专门的防毒保护服饰、面罩、手套,非操作人员需提前离开,以保证毒性吸收剂和吸附剂能达到效果。
2工业废水的治理
2.1工业废水的分类及特征
污染水体的物质属性不同所导致的污染也会不同。主要将水体污染分为两类,生物性污染和化学性污染。生物性污染的主要途径是由病原微生物传播的,而导致化学性污染出现却有多种因素,包括了重金属、放射性物质和无机物等。
2.2对污水进行物理式处理
物流式污水处理方式其原理是在不改变污染物化学性质的基础上,运用物理原理对污水中的悬浮污染物进行分离去除。具体操作处理有过滤、沉淀、吸附、萃取、离心分离、膜分离等。
2.3废水的化学处理措施
2.3.1沉淀被污染废水中以离子形式存在的无极污染物,在一定情况下可以同能溶于水的沉淀剂发生化学反应,从而生成不溶于水的化合物,化合物的不断生成会随之沉淀进行分离,从而达到净化水的目的。目前以氢氧化物、钡盐、硫化物等沉淀方法为主,在对污水分解中的重金属离子处理上效果还是十分明显的。2.3.2催化氧化法人们在对废水进行化学处理中,通常会运用一定剂量的催化剂、氧化剂来达到对有机物进行氧化的目的。氧化剂有着反应快、效率高、条件简单的特点,能比较快速的解决降解水问题,氧化剂所具有的催化作用能很好的对废水进行催化从而生成自由基,以此来净化废水。
3结语
发达国家对工业“三废”处理十分重视,环境保护意识很强,并在废气、废水治理和控制技术上取得了良好的效果,不仅方式多样,且技术先进,在具体操作中还可根据自身情况对多样化的技术进行选择,或进行多种融合的控制技术。我国工业产业需根据实际情况,开发出适合我国的废气、废水治理技术,从生产源头上做起,并将其广泛应用,才能真正做好工业废气废水的污染治理工作。
参考文献
[1]孙莹,李素琴.吸附法处理含铬废水的研究[J].工业安全与环保,2009(03).
关键词:化工业 有机废气 处理技术 展望
1 、引言
我国经济的发展正在不断走向深入,化工行业的增速也有目共睹,然而化工业由于行业特性的原因,如何对其产生的有机废气进行有效的治理,从而避免对周边环境造成损害,是一个亟待解决的问题。随着我国科研与实践的发展,业界已经出现了不少投资少、见效快的有机废气处理技术。本文首先概述了目前发展比较成熟的有机废气的一些主要的治理方案与技术,包括活性炭治理方法、吸收法以及催化剂法等,在此基础上对有机废气治理技术的发展进行了展望,并阐述了膜分离法、等离子体法以及光催化法等新的治理方法。本文的成果为化工行业对有机废气处理提供技术借鉴,具有比好的意义。
2、 有机废气处理技术概述
随着行业实践的发展和研究的进展,当前无论是国内还是国外,对下列几种有机废气处理技术应用较为广泛:
2.1活性炭法
活性炭材料具有比较好的吸附功能,能够通过自身的吸附作用去除对象中的有害成分。结合活性炭的这个功能,可以将其应用于有机废气处理之中。结合吸附品的具体吸附原理,可将其进一步细分为基于物理原理的吸附与基于化学原理的吸附。其中以后者原理是以吸附品的疏水键来清除有机污染,主要适用于水体污染,因此对于有机废气,通常使用的是物理吸附。通常较为常用的材料包括活性炭、沸石等,此类材料的结构通常为孔状,因此其吸附表面积非常大。不少实践已经证明,在吸附体的内部结构上,纤维状的吸附效果最佳,因此在对有机废气进行处理时应以纤维状材料为首选。
2.2 吸收法
这种方法是以液体的吸收剂与有机废气充分接触,实现废气中有害成分的有效吸收。吸收剂的作用是可逆的,在去除其中的有害组分之后,还能够继续使用。通常这种方法是以水喷淋的方式实现吸收剂和有害废气的充分接触,其原理是化学中的相似相溶。例如,通过水的作用来吸收丙酮、甲醇、醚等有害物质,通过活性基团来吸收水溶性尚差的“三苯”物质等。
2.3 催化氧化法
有机废气中,有一些挥发性有机化合物是有毒有害的,回收成本较高,因此一般对其进行氧化处理。氧化处理的方法是:将氧气和挥发性有机化合物进行化学反应,反应完毕后的生成物是二氧化碳与水,这个过程类似于燃烧的过程,因为有机废气中的挥发性有机化合物浓度往往并不高,因此在氧化反应的过程中不会有火焰产生。氧化的具体过程分为两种情况,一是以持续加热的方式使含挥发性有机化合物的有机废气逐步升温,并渐渐到达能够发生氧化反应的条件;另外一种方法是在有机废气之中假如催化剂,一般来说以铂、镍等金属充当催化剂。在催化剂的作用之下,有机废气里所含有的挥发性有机化合物逐渐与氧气发生反应。
2.4生物法
这种处理方法首先以一定的介质培养微生物,并使之处于适合微生物生长的温湿度环境,有机废气中的碳氮等元素能够在微生物的作用之下逐步发生分解,并最终转化为无害的二氧化碳、水、无机盐等。随着环保的呼声日益迫切,这种方法正在得到大力的推广。
3、有机废气处理技术展望
随着科学技术的持续发展,不少国家对废气废水的处理技术均进行了深入的研究,并不断开发出更加有效的新技术,下面进行阐述。
3.1 膜分离技术
这种技术是使有机废气途经一个膜结构,通过该膜的半渗透性特征进行气体的过滤处理。在有机废气中包含了各种各样的成分,这些成分的性质有所区分,因此在半透膜之前的通过程度有所不同,通过膜的控制,能够有效地将有机废气中的污染有害成分分离出来,从而达到空气净化的效果。
3.2等离子体技术
这种技术的目标是构建一个等离子体,构建方法一般是以高压放电的模式瞬间生成活性离子。这些活性离子能够使有机废气中的碳氢键和碳碳键发生断裂,从而有效地改善有机废气的污染性,并产生无害的二氧化碳和水,因为此法成本低、技术要求不高,因此正在得到大规模的推广使用。
4、 结束语
只有深入研究有机废气的处理技术,才能在化工行业高速发展壮大的同时,实现对环境的保护。当前可选择的有机废气的净化方法非常多,并且具有各自的优缺点和使用范围,而在对其选择时,最重要的依据便是能否达到环境保护的实效性。传统的有机废气处理方法应用依据比较广泛,而为了继续节约成本、提升效果,还应不断地开发新的工艺。我国正处于发展的快车道,一方面必须进行经济建设,另一方面则应重视环境保护。只有不断开发更新更好的技术,才能实现化工行业的可持续发展,才能增强其综合竞争力。
参考文献:
[1]张旭东.工业有机废气污染治理技术及其进展探讨[J].环境研究与监测,2005,18(1):24-26.
关键词:陶瓷行业;污染;解决方法;瓶颈
1 前言
早在两年前,由环境保护部科技标准司制定的《陶瓷工业污染排放标准》后,该文件首先对陶瓷工业生产的大气污染、水污染和污染排放物等做了规定,这也成为陶瓷企业在生产过程中产生的污染物排放首个国家标准。其中,建筑陶瓷抛光类单位产品基准排水量限值为1.0 mg/L,非抛光类为0.3 mg/L,卫生陶瓷为6.0 mg/L,特种陶瓷为2.0 mg/L;大气污染物排放浓度限值水煤浆二氧化硫为500 mg/m3,颗粒物为100 mg/m3。在该项标准实施两年后,通过调查发现,能具体做到这些标准的企业非常的少。而从2012年1月1日起,在开始的标准基础上又开始执行新的限值,建筑陶瓷抛光类单位产品基准排水量限值为0.3 mg/L,非抛光类为0.1 mg/L,卫生陶瓷为4.0 mg/L,特种陶瓷为1.0 mg/L;大气污染物排放浓度限值水煤浆二氧化硫为300 mg/m3,颗粒物为50 mg/m3。通过对比可知,新标准限值比原有标准更低。换句话说,新标准将更加严格。如果严格按照这个标准执行,大部分中小企业将很难生存。因此,陶瓷企业在环保压力下如何生存?如何处理陶瓷生产过程中所产生的废水、废渣、废气等污染问题,将是我们陶瓷行业向绿色、健康方向发展的必经之路。
2 陶瓷行业“三废”污染物的解决方法
在建筑行业内,企业在生产中对自然环境产生影响的主要是“三废”--废水、废渣、废气。因此,陶瓷企业的环保建设也主要围绕这三个方面开展。
2.1 废水
随着近年来建筑业的发展,对建筑陶瓷的需求量也日益增大,仅珠江三角洲的佛山地区现有近300家陶瓷厂 ,规模较大的也有100多家,主要分布在佛山、南海、顺德、高明等城市。由于陶瓷生产行业废水排放量大,悬浮物含量高,如果不对其进行有效的控制与处理,对水环境将会产生相当大的环境威胁。
2.1.1陶瓷企业废水的产生原因
陶瓷行业废水主要产生于生产过程中的球磨(球磨机浆料中直径细小不合格浆料,洗球水)、压滤机滤布清洗、施釉(清洗)、喷雾干燥、磨边抛光等等工序;各车间粉尘、冲压等废料;在原料运输洒落及厂内地面粉尘被雨水冲刷时也带来一定的高浊度、高悬浮物废水等等方面。面对如此巨大的废水问题,如何有效地处理与控制这些废水是陶瓷企业一直需要解决的问题。目前,陶瓷企业废水回用的工艺流程如图1所示。
2.1.2陶瓷企业废水处理的方法
目前,陶瓷企业处理废水的主要方法为固液分离方法,其主要包括:隔板式反应及平流式沉淀池、斜管沉淀池、竖流式沉淀池、水力循环澄清池等等。
隔板式反应及平流式沉淀池:由于其构造简单,施工方便,是应用最为普遍的一种,其混凝搅拌过程是在平流沉淀前的多层隔板造成水流拐弯的搅拌作用下完成的。但此方法也存在一些不足,如:处理效果不明显,池底污泥淤积难清理等缺陷。目前该类处理方法约占陶瓷行业废水处理工业总数的90%以上。
斜管沉淀池:在很多陶瓷企业废水处理工程中,其中7%~8%是由专业工程公司为其设计采用斜管沉淀池进行固液分离处理的,其生产能力较平流式沉淀池有一定幅度的提高,处理效果也理想些。但在运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时间短,无缓冲余地,容易造成混凝反应不善,效果不易发挥;另一方面由于陶瓷污泥黏度大,运行时间稍长后会在斜管孔内积泥,给运行带来困难。
竖流式沉淀池:一般多用于小流量废水中絮凝性悬浮固的分离。其生产能力较平流式沉淀池有一定幅度的提高,处理效果也理想些。由于它占地面积小,排泥容易,处理效果较好,目前在陶瓷行业中应用较多。
水力循环澄清池:水力循环澄清池的工作原理为上升水流的能量在池内形成一层悬浮态的泥渣层,其中的絮凝体被“过滤”截流下来,其混凝反应充分,固液分离彻底,处理后水质各项指标优于常规处理方法,出水浊度能被控制在4度以内。由于要满足一定的喷嘴流速来维持水力循环,因此,设施须满负荷运行,进水量便很容易控制,运行管理方便,池底锥底角度大,排泥效果好。将其用于陶瓷废水的处理,竟也取得了令人满意的效果。
目前,尽管陶瓷污水处理方法比较多,但仍然存在效率不高的问题。因此,废水处理的成本、运行效果等问题仍需环保公司站在企业的立场上去解决这些问题,使得我们的废水问题能够得到较好的解决,为我们陶瓷行业做出更多的贡献。
2.2 陶瓷工业废渣
目前,我国陶瓷工业废料废渣的处理与利用技术比较低,资金紧缺,致使大量废渣挤占耕地,使水和空气受到污染。因此,陶瓷工业废料废渣的处理与利用已成为陶瓷生产厂家及陶瓷工作者共同关注的课题。
2.2.1陶瓷工业废渣的来源
陶瓷工业废渣主要是指陶瓷制品的生产过程中,由于成型、干燥、施釉、搬运、煅烧及贮存等工序中产生的废料。通常可大致分为三类,即坯体废料、废釉料(废溶剂)及烧成废料。
坯体废料:主要是指陶瓷制品未煅烧之前所形成的废料,包括上釉坯体废料及无釉坯体废料。
废釉料:是在陶瓷制品的生产过程中(抛光砖的研磨抛光及磨边倒角等深加工工序除外)所形成的污水,污水经净化后所形成的固体废料。
烧成废料:是陶瓷制品经焙烧后生成的废料,主要是在贮存和搬运等生产工序中的损坏而造成的。
2.2.2陶瓷工业废渣的处理方法
目前,陶瓷行业在处理废渣时主要采取方式有:
第一种就是不经处理,直接倒掉或者填埋。陶瓷工业废渣填埋时的具体做法大致是,陶瓷工业废渣倾入填埋场后,采用专用机械并摊薄压实,累计厚度达到一定要求后,再覆盖一定厚度的粘土并压实,依次反复填埋、压实、覆盖直至填埋场填满为止,这时应对填埋场进行封场处理,包括覆盖500~600 mm厚的自然土并压实,封场顶面坡度不大于20%,最后在填埋场上进行栽花、种草、植树甚至种植庄稼等;
第二种处理方式就是多数陶瓷企业会选择的减量处理排放;
第三种处理方式为陶瓷企业通过技术更新来进行陶瓷废渣的回收利用,进行轻质砖、透水砖、釉面砖、广场砖,以及陶粒等产品的生产。
2.3 陶瓷工业废气
随着我国工业进一步发展,环境污染日益成为人们关注的焦点。各种工业废气中的氮化物、硫化物、碳化物、氟化物、粉尘的排放已经严重影响了人们的生活及生存环境。如何保护我们的环境,这就需要我们对废气的来源进行分析,然后再对针下药,来提高我们的空气质量。
2.3.1陶瓷工业废气的来源
建筑卫生陶瓷工业废气的来源大致可分为两大类,第一大类是含生产性粉尘为主的工艺废气,这类废气温度一般不高,主要来源于坯料、釉料及色料制备中的破碎、筛分、造粒及喷雾干燥等;第二类为各种窑炉烧成设备在生产中产生的高温烟气,这些烟气中含有CO、SO2、NOX、氟化物和烟尘等。陶瓷企业的废气排放量大,排放点多,粉尘中的游离的SiO2含量高,废气中的粉尘分散度高。因此,如何解决陶瓷行业的废气问题,是我们陶瓷行业未来的发展趋势。
2.3.2陶瓷工业废气的处理方法
建筑陶瓷工业废气的治理技术主要有:坯料制备过程中废气除尘、成型工艺过程废气治理技术、窑炉废气的治理技术等等。而窑炉烧成设备在生产中产生的CO、SO2、NOX、氟化物和烟尘等废气是目前危害人类的罪魁祸首。
(1) 二氧化碳污染处理方法
陶瓷行业中二氧化碳排放量高,说明窑炉热利用率降低,窑炉保温效果较差。目前,我国陶瓷行业能源利用率仅美国的一半,即热利用率为28%~30%之间。因此,如何提高窑炉热利用率,降低能耗是减少二氧化碳排放的有效途径。对于陶瓷行业来说,我们可以从改善窑炉结构、调节窑炉正压操作、提高耐火材料的保温性能以减少窑炉的热损失。在没有采取措施之前,窑炉外表面的温度可达300~400 ℃,尾气温度达600~800 ℃,经过窑炉改造后,窑炉外表温度达100 ℃以下,尾气温度达200 ℃左右。因此,窑炉热效率得到了明显的提供。
(2) 二氧化硫污染处理方法
陶瓷工业废气中的二氧化硫主要来源于燃料及陶瓷原料中。目前,陶瓷企业除硫的方式主要有:第一采用选用优质的燃料,如:煤改气技术,使用煤改气技术后,废气物的含量明显下降;第二,采用脱硫技术,如:湿法抛弃法、湿法回收法、干法抛弃法、干法回收法。目前湿法脱硫技术优越与干法脱硫技术,其脱硫效率可达95%以上。
(3) 氮化物污染处理方法
陶瓷生产炉内温度分布不均,局部高温造成大量的氮化物产生。同时,窑炉内氧浓度增加,氮化物的生产量加剧,如果过剩空气系数达15%时,氮氧化的含量达到最大值。另外,气体在高温区停留时间越长,烟气中的氮氧化物浓度也越大。为了降低氮氧化的含量,一方面,可以从喷枪结构入手,如:控制喷枪的空燃比例,使得窑炉内的氧气得到充分的燃烧,并保证窑炉内温度均匀;一方面,通过将氨或者尿素直接喷入窑炉体内,也可以起到脱除氮氧化物的目的;另一方面,通过微波技术进行处理。即微波在加热作用下,氮氧化物被碳还原为氮气,其除去率可达98%。
(4) 颗粒物处理方法
目前,陶瓷企业烟尘排放采取的措施主要是安装除尘设备。常用的除尘器有:旋风除尘器(适用于粒径范围在5~30 mg/L颗粒物)、静电除尘器、湿式除尘器、袋式除尘器。尽管目前除尘手段很多,且除尘效率较高,但与国家标准颗粒物为50 mg/m3的要求相比还有很大的差距。因此,环保公司在这些方面还需加大研发力度,以解决陶瓷行业中的粉尘问题,使我们人类有一个健康的生存环境。
3 陶瓷行业在解决环保问题时所遇到的瓶颈
在环保压力不断加大的前提下,陶瓷企业为了生存,也积极展开了相应的应对措施。但在采取措施的过程中陶瓷企业还是提出了很多质疑的声音。如:废气治理成本较大、处理效果能否达到国家标准、“煤改气”燃料供应不足等方面,将是限制陶瓷企业解决环保问题的几大瓶颈。
3.1 天然气供应不足对陶瓷企业发展的影响
煤改气这一举动,对陶瓷行业来说既有利也有蔽。有利的方面:煤改气后,气体燃料燃烧一般不会产生颗粒物。同时,气体中的硫化物、氮化物等有害气体明显降低,符合了政府提出的国家标准要求。但是,在污染物降低的同时又出现了新的问题,这是陶瓷企业必须面对的问题。如果陶瓷企业全面完成“煤改气”工作,必然会导致天然气供应不足。据了解,2013年中国天然气消费量达到1678亿m3,加上进口气量,全年供需缺口上升至220亿m3,2014年中国天然气表观消费量将达1860亿m3。如果全国各地改气行动继续推进,供需缺口将进一步拉大。如果天然气供应不足必将影响企业正常生产,那么陶瓷企业将会陷入了间歇性停窑的困境。
因此,我国天然气供应能力的有限,在煤改气方面需要陶瓷企业去认真思考,要量力而行。而不能不顾资源约束,一窝蜂大上“煤改气”项目。否则,天然气供应跟不上产生供应而导致停窑的问题,将会对陶瓷企业带来更大的损失,这是我们陶瓷企业值得深思的问题。
3.2 废气治理成本问题对陶瓷企业发展的影响
目前来说,企业在环保建设中的难点主要是废气治理面对的成本过高问题。例如:在煤改气,天然气的价格问题是陶瓷企业一直关注的问题。如果改成天然气,生产燃气成本大概会增加60%左右。相应的每个月大概要多投入500~700万左右的费用。除了其燃料成本要上升60%左右外,还有窑炉管道、喷枪等改造等方面的成本,例如,一条300 m的小窑进行天然气改造,需投入成本大概要100万左右。那些成本压力顶不住的陶企,基本都会被淘汰掉。再如,某企业老板算了一笔账,以脱硫塔为例,一个脱硫塔的成本费用在70~80万元,而且其使用寿命只有3~5年(脱硫塔以铁为主材料,与废气接触容易腐蚀,所以大大缩短了脱硫塔的使用寿命)。这个费用还仅仅是一次性投入的成本。如果脱硫塔开始运行,设备运行需要的药剂成本每天都达到2~3万元,一年下来成本惊人。另外,还有喷雾塔中的布袋除尘设备就有好几个,而每一个的投资费用大约在100万元。因此,昂贵的价格让很多陶瓷企业望而却步,这也是制约陶瓷行业向无污染方向发展的重要因素之一。
3.3 脱硝问题对陶瓷环保的影响
随着当前环境现状日益严峻,氮氧化物治理是横亘在陶瓷企业污染整治面前的“拦路虎”。其主要原因表现以下几个方面:首先,是脱硝成本很大。目前,也有一些环保公司说可以采用某种技术使氮氧化物的含量降低到新标准的范围之内,但是,其昂贵的费用是很多陶瓷企业很难承受;其次,脱硝技术还不成熟。传统的脱硝技术都是采用喷尿素的方式。众所周知,窑炉在高温脱硝时很容易导致釉面结晶,主要是尿素与原料中的某些成份发生反应,导致表面产生晶花。所以,要想完全治理氮氧化物,环保公司应该研发一些先进的技术,如:如何通过研制低温喷枪来达到降低氮氧化物的含量。因为喷枪中心火焰太高,通过喷洒尿素脱硝过程中,将会是氮氧化物产生的高发点,如果窑炉中喷枪火焰不要太集中(温度在1380℃左右),将会阻碍氮氧化物的产生,而最终达到脱硝的目的。总体来说,目前,脱硝技术很不完善,对于环保公司来说还有很大的上升空间,希望能继续努力,为我们的环保事业做更大的贡献。
2006年全国二氧化硫排放量和化学需氧量分别比2005年有所增加,2005年全国二氧化硫排放总量高达2549万吨,比2002年增加了27%。数字表明,我国治理废气面临着严峻的形势。国家环保总局局长周生贤表示,造成主要污染物不降反升的主要原因是,经济增长方式仍然粗放、产业结构调整进展缓慢、GDP增速高于预期目标、环保投入不足、环境执法监管不力。
我国政府已经意识到资源环境约束和经济快速增长的矛盾,“十一五”规划中把与经济社会可持续发展、群众生产生活关系密切的环保、能源等作为约束性指标,要求政府确保实现,而将经济增长作为预期性指标。近几年,二氧化硫、二氧化氮和二氧化碳的排放正在与经济的增长脱钩,在环境保护方面取得了令人瞩目的成绩。
然而,通常的污染处理方法均具有处理不彻底,成本高,存在二次污染或普适性差的问题。有关专家认为,科学技术是有机废气产业赖以生存和发展的基础,因此建议加强有机废气治理科技的研究与产品的开发,政策上要鼓励科研院所、高校积极参与有机废气研发,有选择地扶持有实力的环保公司从事有机废气治理专项技术成果转化、应用研究,既要重视开发投资、效益好的实用技术,也要发展高新技术,更要加大力度改造传统工艺和设备,提高有机废气产业的技术水平,有目的地组织国内外的技术交流与合作,提高我国研究和开发能力及有机废气治理产品的附加值。
水泥机立窑排放污染源治理
项目简介:该技术根据机立窑烟气特性从废气处理量、电耗、耐酸防腐、清水循环使用、污水成球、安全实用等方面开展了治理方案的研究工作。采用国内先进成熟的KT型复合式设备方案对生产工艺参数及操作方式进行调整,优化工艺,对烟尘污染进行二级治理,较好地解决了机立窑烟气污染问题,电耗低,对窑煅烧的适应性好,运行费用低,运转稳定,排放浓度≤150mg/Nm3,有较好的经济与环境效益。
项目负责:云南水泥有限公司。
意义:该系统设施投入运行后,经昆明市环境监测中心监测,其排放浓度为135.7mg/Nm3,除尘效率98.1%,低于国家允许排放标准。经过正常运行证实,适应云南高原气候条件,其技术水平在水泥机立窑烟气污染治理上达到国内先进。
3AFQ系列高效生物除臭技术
项目简介:该技术采用环境生物复育技术、生物过滤技术研制的高效生物膜来净化和降解废气中的污染物质。当含有气、液、固三相混合的多种化合物、挥发性有机物(Volatile Organic Compounds即VOCs)、油烟等有毒有害有臭废气以专管收集后导入本设备,通过培养生长在生物过滤柱内的特殊微生物形成的生物膜,此生物膜一方面以废气中的污染物为养料,进行生长繁殖,另一方面对废气中有毒恶臭物质及挥发性有机物(VOCs)进行分解、脱臭处理,将其降解成为二氧化碳(CO2)和水(H2O)等无毒无味的物质后再排出,达到净化废气的目的。
意义:该技术产品是根据各种有毒恶臭废气的生化特点,采用微生物选育、高效生物膜研制技术,自行研制的能有效处理含多成份有毒恶臭废气的高效生物过滤设备。采用本技术不需添加任何化学物质,能在3~8秒内快速降解废气,无任何二次污染,运行成本低,使用寿命长,生物膜无需更换、可自动更新。
该技术产品可用于降解废气中的挥发性有机污染物和恶臭物质,包括:烷烃类、醛类、醇类、酮类、羧酸类、酯类、醚类、苯类、烯烃类、多环芳烃类、卤素类化学以及H2S、NH3和VOCs等。例如:在工业生产加工过程中,化工、造纸、食品、造漆等行业所排放出的有毒恶臭废气,垃圾场、中转站废气,医药、农药的制药废气,畜禽粪便渣糟干燥废气等。该设备在实际应用中具有明显性价比优势,且解决了其他除臭设备运行费用高、维护管理麻烦等问题,对减少废气环境污染具有良好的效果。
一种潜艇废气处理工艺及装置
项目简介:该项目是一种潜艇废气的处理工艺及装置,针对现有技术中存在的需要多种化学物质,处理成本高,并不能同时处理多种有害气体的缺陷,提供这样一种工艺方法及装置:将各舱室中的废气抽出,通过废气输送管并预冷后送到废气净化池里,废气净化池放置于冷阱中,冷阱与液氦或液氮压缩制冷机连成一体而使冷阱温度达到-186℃,到达废气净化池的废气中大部分有害气体如CO2、NH3、SO2由于深冷作用而凝固落在池里,净化后的气体包括氧气、氮气等则沿净化气回流管升温后回到舱室中。该项目的工艺方法操作简单,不需要使用任何酸、碱、盐甚至有机物,无二次污染,废气处理成本低,效果好。
项目负责:湖南科技大学。
喷漆废气处理工艺及设备
项目简介:喷漆废气处理工艺,喷漆废气先经水洗喷漆台除去树脂磁漆颗粒物,经水洗喷漆台处理后的废气用抽风机抽入填料吸收塔在常温、常压下吸收,填料吸收塔所用的吸收剂为柴油或5~10号油;吸收剂吸收浓度达到10-30%时重新更换吸收剂;当吸收剂吸收有机废气浓度达到10~30%的吸收剂送入蒸馏釜分馏,收集160℃以下馏分,仍作稀释剂使用,经过蒸馏处理的吸收到剂冷却后回输至储液槽备用。上述工艺所用处理设备,废气收集罩至填料吸收塔的入气口管道上设有抽风机;填料吸收塔的下部设管道与吸收液储槽相通,填料吸收塔的上部设管道与吸收液储槽相通,该管道上装有循环泵。
意义:经该项目处理后的喷漆废气可以达到国家规定的排放标准。
过滤煤烟新工艺和微波处理
废气的新技术
项目简介:过滤煤烟新工艺是一项利用活性炭、氧气和氨净化煤烟的新技术。活性炭是一些直径大约5毫米、微孔数量很多的小球(每克活性炭表面积可达1500平方米)。首先将煤烟冷却到110~130摄氏度,然后进入第一个反应装置,装置中的水和氧将煤烟中的二氧化硫转化成硫酸被活性炭吸附。经第一次过滤的煤烟进入第二个反应装置,里面的氨将其中的氧化氮过滤掉,经过两次过滤的煤烟已被净化,可排放到大气中。微波处理烟道废气技术,是利用微波火力发电站烟道废气中的有害气体二氧化硫和氮氧化物滤除的一项技术。此技术先将废气送入充满碳粒的反应罐,二氧化硫的废气送入分解反应罐,罐内有碳粒和微波发生器,微波辐射可使氮氧化物分解为氮和氧,通过烟囱排入大气;与此同时,将吸附了二氧化硫的碳粒与煤混合,也送入分解反应罐,微波加热混合物,把二氧化硫分解为硫和氧,氧与碳作用生成一氧化碳和二氧化碳;再把这一混气体送入一分酸槽中,用凉水喷淋,硫被冲掉并可制成硫磺粉,其他气体送回锅炉房充当燃气。
意义:这一技术可以滤除废气中98%的二氧化硫和氮氧化物。与传统的洗涤法相比,设备简便,成本低廉,滤除率高,没有二次污染,有较高的商用推广价值。
延伸吸收法+非选择性催化还原法硝酸尾气处理工艺
项目简介:硝酸尾气中的NOx,主要为NO和NO2,NO与H2O不发生反应,但在常温下,NO很容易被空气中的氧氧化成NO2,NO2与H2O反应生成HNO3和NO。延伸吸收法就是利用NO2与H2O反应生成硝酸的原理,在原吸收塔的后面增加一个吸收塔,增大尾气的氧化空间,延长NO2的吸收时间,从而达到消除尾气中NOx的目的。非选择性催化还原法消除硝酸尾气中NOx,最初采用H2做还原剂,含有NOx的硝酸尾气经加热升温,与H2混合,通过装有钯触媒的催化燃烧器进行催化反应,使NOx最终转化成无害的N2。目前采用以CH4替代部分H2,即CH4和H2同时做还原剂进行催化还原反应。
硝酸尾气采用延伸吸收法+非选择性催化还原反应方法治理,使最终外排尾气中NOx的浓度小于400ppm,排放量低于22kg/h,NOx的去除率大于82%,再经76m高的排气筒高空排放,对区域环境日均浓度贡献值为0.0003~0.0038mg/m3,仅占环境质量标准的0.3~3.8%。
项目负责:河北沧州大化集团公司。
意义:延伸吸收法是利用本公司硝酸生产装置压力高的特点,通过增加一个吸收塔,延长了NOx气体的吸收时间,增大吸收容积,从而达到降低尾气中NOx浓度的目的。最后增加催化还原装置,对硝酸尾气中NOx进一步做无害化处理,尽量减少了排放指数。整个处理过程,工艺流程简单成熟,投资少,同时提高了氨的转化率,增加了硝酸的产量。
高流量负荷下低浓度VOCs
废气的生物法处理
项目简介:该项目以低浓度甲苯废气(VOCs的代表物)为对象,对生物膜填料塔净化处理高流量负荷下低浓度VOCs废气技术的可行性进行了实验研究,考察了入口气体甲苯浓度、温度和营养物添加量等因素对高流量负荷下低浓度甲苯废气去除效果的影响。
在高气体流量负荷下,可以采用甲苯废气净化专用菌种对生物膜填料塔进行接种挂膜。该技术适用于高气体流量负荷下的低浓度甲苯废气的净化处理。在高流量负荷条件下,气体流量和入口气体甲苯浓度对生物膜填料塔的甲苯净化效率有较大的影响。当气体流量为0.8m3/h,入口气体甲苯浓度为105mg/m3,停留时间为18.3s时,甲苯的净化效率可达到61.9%,与国外同类应用研究结果基本相当。使出口气体甲苯浓度低于国家对现有企业的排放标准(≤60mg/m3)。同时,适宜地控制操作温度(20~25℃)和氮、磷营养物添加配比(C:N:P=200:5:1),将有助于提高生物膜填料塔的净化性能。
项目名称:挥发性有机化合物废气
的生物处理技术及其工程应用
项目简介:在塑料、橡胶加工、油漆生产、汽车喷漆和涂料生产等诸多工业领域中,工业品的生产和加工过程产生了大量含有挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,VOC)的废气(VOC废气)。对VOC废气的治理有多种处理技术可供使用。但对于VOC浓度低、风量大的废气,传统工艺存在投资运行费用高、处理效率低和处理后存在二次污染等问题。近年来,逐渐发展的废气生物处理技术作为一种新型的空气污染控制技术,得到日益广泛的应用。
【关键词】废气治理;微波技术;前景;特点;分析
微波技术始于我们二十世纪四十年代,开始主要是应用在通讯领域过程中,之后,随着在通讯领域中的得到了广泛的使用和发展,随着不断的发展和创新,现在已经被应用到了很多个领域之中,比如说,食品加工,中草药抽取,有机合成等等,可以说已经成为了多个领域发展不可获取的重要的技术手段,因为微波技术在使用过程中,能够很大程度上的降低对环境的污染,还能够将一些污染物改造成微污染物,对于一些需要加快反应速度的有机合成,微波技术还能够起到一定的加速作用,可以说在微波技术在应用过程中有很多优点,很多人都把它称为绿色化学反应技术,受到了广泛的应用和研究,下面我们我们就对其发展前景和特点进行表述。
一、废气污染的主要成分
为了能够满足经济发展的需求,我国重工业以及化工业都在不断的提高生产总量,目的就是为了提高更多的价值,但是在随之发展过程中,虽然满足了经济发展的需求,但是给我们的生存环境也带来了很大的影响,为了能够更好的保护我们的生存环境,必须要制定出有效的方式方法,废气中的污染物主要成分是由NOx、SOx、重金属和碳微粒等一些污染物组合而成,这些成分对于我们的生活可以说是,百害而无一,如果我们不及时的进行治理和控制那么必然会给我们生活环境带来非常大的影响,微波技术的出现,就给其带了很大程度上的改观,微波技术能够在应用过程中,及时将有效的气体转化成无害物质,将一些有害气体进行吸附和分解,能够起到保护环境的作用。
二、微波技术在废气治理中的特点
微波(microwave,MW)是一种电磁波,通常是指波长在1“m~lmm,频率在300MHz一300GHz的超高频电磁波。在微波辐射下,物质内部的分子相互摩擦发热,发生反应最终吸收热量。然而,并非所有材料均能被微波加热,通常把吸收微波的材料称为电介体,因此微波加热又称介电加热。自然界的绝大多数物质是由大量的极性分子和非极性分子组成的。极性分子在自然状态下做杂乱无章的运动和排列见图l。
但是当极性分子处于电场中时,就会发生重排,即分子带正电荷的一端趋向负极,带负电的一端趋向正极,分子发生转动,排列有序化见图2。
随着电场变化频率的增加,分子转动速度加快。而微波的电磁场频率高达3x105MHz,因此分子的转动相当快,产生的热量也很可观,从而使体系在很短时间内就能达到很高的温度[2]。可见,微波加热不同于一般的常规加热方式。传统的加热过程,能量是由物质的表面通过热对流、热传导和热辐射而传递到物质内部的。相反,微波能量是通过分子在电磁的交互作用而直接传送到物质内部。对于热传递,物质之间必须有热梯度,但对于微波加热,是把电磁能转化为热能,因此微波加热过程是能量转化过程而不是热传递过程。由于能量传送方式不同,利用微波处理物质能带来许多优势。在微波加热过程中,能量的传递不依赖于物质表面的热扩散,也可以达到快速及均衡的加热效果,因此可大大降低加热时间和提高整体质量。
目前已经对微波加热技术在许多领域的应用进行了研究,这使微波具有的节约能源和处理时间等优点得到充分发挥。与传统的加热技术相比,微波加热具有如下优点:①高效快速;②节能省电;③热源+孑加热材料不直接接触;④能进行选择性加热;⑤便于制;⑥设备体积小且无废物生成。
三、微波技术使用中一些不足之处
微波技术在废气治理等方面的应用前景令人鼓舞,但还存在一些问题。如微波泄漏对人体的影响,从微波的作用原理来看,人体也会吸收微波,对人体会产生一定的危害。因此,在使用微波时,必须保证安全,以排除微波辐射对人体造成的不良影响。另外,微波技术在环境保护领域的应用主要基于它的热效应。因此,准确测定或计算微波场中温度场的分布情况就显得特别重要,目前还没有一种很理想的方法能准确计算微波场中温度场的分布。
四、废气治理中微波技术的应用前景和优势
当前,微波技术已经在很多的领域之内得到了相关的研究与应用;这也使得微波技术所具备的处理的时间与节约能源等方面的优势得到了充分的发挥。和传统的技术相比,微波技术具有以下优势:其一,节能省电;其二,快速高效;其三,可进行选择性的加热;其四,加热的材料和热源不直接的接触;其五,设备的体积很小,没有废物产生;其六,方便控制等等。
与此同时,虽然微波的加热技术和其它的传统处理的技术相比具备着,以上诸多的优势和特点;但是,其于环境工程的相关领域地商业化的应用不没有太多。其中,造成这样一种局面地最主要的因素在于:缺少相应的有关材料地电介性质地基本数据;因为这些基本数据的缺乏,进而致使了设计的谐振腔等一些微波的加热设备技术的相对滞后;微波技术的发展,迫切的需要有关的微波工程地基本数据。就我国当前微波技术发展的现状而言;只有将这些问题解决了,我国的微波加热技术方可能会大规模的被工业化应用。除此之外,微波的辅助处理的过程当中,其不仅是将能源节约了;同时还大大的将处理的时间缩短了,在一定的程度上将整体地产率提高了;并且在进行处理的过程当中,对环境无污染;其所具备的这一些处理的过程均是以今后能够进一步的开发作为着手点的。
今后的微波加热技术,其主要的研究将着重于下面的几个方向:其一,微波加热技术地处理地深入研究,并建立起加热过程当中数学的模型;其二,各种草料的介电参数的完备;其三,设计,制作以及开发微波技术的加热设备;其四,实现加工操作与控制过程地自动化、智能化;其五,进一步的将应用的范围拓展;其六,将微波加热这一技术同其他的技术进行有效的结合使用等。
通过对其简单的发展趋势分析,笔者认为微波技术在废气治理中应用应该多向这一方向和目标发展,这样的发展趋势和前景可以说一方面的能够对环境起到有效的保护,另一方面还能够做到技术上的创新。
摘要:随着经济建设的发展步伐,人们的生活水平获得了很大的提高,在享受便捷和富足生活的同时,大气污染的问题已经愈加凸显,人们的人身健康受到了很大的威胁,我们所处的环境由于大气污染而变得更加恶劣,开展环境监测工作刻不容缓,必须要及时的采取相应的治理方式和措施,有效的防治污染和禁止出现新的污染源。
关键词:大气污染;环境监测;治理方式
1产生大气污染的主要原因
大气污染的来源其实并不复杂,但是都很得到彻底的治理和预防。首先,人们在日常生活中的一些在平常不过的活动和举措就很可能对大气环境造成污染;其次由于人民生活水平的提高,使得私家车主的数量正在猛增,汽车尾气排放是造成城市大气污染的关键原因之一,而且还存在很多不符合排放标准的车辆还在运营或者使用之中,城市中大型货运或者油罐车等数量也在增长,这是经济发展的客观表现,这些大型车辆虽然不会出现在市区,但是其运营时间一般在半夜或者凌晨时分,此时应是大气污染得到缓解的时间段,空气污染非但没有缓解,反而因为大型车辆的运营产生了更多的废气污染,使得城市的空气环境始终得不到喘息的时间,这无疑加剧了大气污染的严重程度;第三,也是形成大气污染的主要来源,那就是工业污染,依据很多大中城市的发展规律来看,城市的发展离不开大量工业企业的建设和发展,现如今,城市为了自身经济的发展维持在一个比较稳定和基础的水平,很多工业企业废气的排放以及生产过程中产生的大量有害气体,得不到有效的处置和治理,一些地方政府对此事采取了纵容或者忽视的态度,使得大量废气不经处理就排放到空气之中,形成严重的大气污染,工业废气的排放是主要的污染源,而且排放的气体中还存在很多有害有毒的气体,对人体健康造成严重的威胁,而大气污染还会对城市中的建筑物乃至整个生态环境造成广泛的恶劣的影响。
2大气污染环境监测
针对大气污染开展的相关环境监测工作,首先要分析和整理出污染物质的具体组成情况,根据不同污染物质的占比来分析污染源的作用情况,以此来更好的管控污染源的治理和预防。环境的监测有很多方法,比如直接使用专用的大气环境检测设备对空气中的污染进行检测,这种监测方式简单而实用,能够迅速的发现污染的动态情况,其监测得出的数据也较为准确。还有一种方式是将采集到的污染空气样本,通过实验检测来分析其具体成分和性质状态,这是一种极为常用的方法,能够在比较稳定的环境中获得更为准确详实的分析结果。此外还可以通过对污染条件下的微生物进行观察和分析来获取相应的大气污染信息。空气污染的环境中会存在很多细小的颗粒物,环境监测人员可以通过对颗粒物的数量进行分析以确定其浓度标准,来得出大气环境的污染程度。
3大气污染的治理策略探究
3.1改良生产技术,加大新型清洁能源的开发
使用工业生产所产生和排放的废气是大气污染的主要来源,因此为了降低污染程度,就要从工业生产的整个过程和所使用的技术上下功夫,在生产中不断提高技术水平,摆脱以往依赖能源消耗产生的能量进行生产活动的方式,在生产过程中注意改良技术程序,减少对资源和能源的耗费,提高生产水平,防止出现浪费现象,积极使用和推广新型能源,减少碳排放和污染源的催生,加大对废气排放的处理整治力度。生产企业作为促进当地经济发展的重要组成部分,不仅要获得持续的经济收益,还要对社会和人民负起保护环境的重要责任,要将大气污染的危害与威胁时刻作为企业生产和发展的警钟,转变以往产业发展模式,建立新型的产业结构,调整产业发展方向,改良生产技术,开发或者使用清洁的能源,从每个力所能及的细节入手,降低对大气环境的污染和破坏。
3.2建立严格的大气污染法律体系,加强治理力度
现如今的大气污染之所以愈加严重,尽管采取了一些防治措施,但是收效甚微,一些工厂企业仍旧一意孤行,为了减少废气排放处理的支出,减低生产成本,对于废气的仍然是直排直放,这主要是由于相关的法律体系还没有得到足够的健全和完善,存在很多漏洞可供一些企业去钻营,并且导致很多企业没有对大气污染的敬畏和警惕心理,因此要抓紧构建大气污染防治法律条例,完善法律的结构体系,有法可依,依法严肃处理违法企业和个人,只有强制性的法律约束,经过强化的管理力度,才能有效的制止乱排放的行为和现象。
3.3提高监测水平,研发新技术治理大气污染
目前所采用的大气污染监测技术中,对悬浮颗粒物的检测技术还有待提高。是以在监测过程中应成立大气悬浮颗粒物监测的工作小组,不断提高监测技术,研发更加先进的检测设备。对空气中的有害物质采用雷达追踪、监测机器人检测等方式提高大气污染监测的准确性及全面性,并建立全覆盖的监测网络系统,对污染较为严重的区域进行重点监测整改。着重监测区域中金属冶炼、石油生产、化工等项目的生产制造,政府严格监督其工业废气的排放,从污染源头控制大气的质量。政府也要加强对民众环保意识的培养及树立,倡导民众尽量环保出行,或使用小排量的出行交通工具,减少因车辆尾气排放造成的大气污染。
4结语
综上所述,空气是人们赖以生存的物质。没有洁净的空气,人们的生活、生命都会受到严重的影响。因此,我们应该针对大气污染的各项成因进行分析,从而制定出具有针对性和科学性的气体防治措施。
参考文献:
[1]李洪素.京津冀大气污染联防联控法律问题研究[D].石家庄:河北经贸大学,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.
关键词: 京津冀;工业污染;现状;对策
Key words: Beijing-Tianjin-Hebei region;industrial pollution;actuality;countermeasures
中图分类号:F205 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)01-0026-04
0 引言
京津冀环境污染问题日益成为政府、学界和公众关注的热点话题,2014年4月24日,我国通过了新环保法,第一次以法律形式明确了跨区域环境污染需采用联合防治的协调机制。“京津冀一体化”发展战略已上升到国家战略层面,区域工业化高速发展与环境污染的矛盾日益加剧,污染状况表现出明显的区域性且污染严重性渐重不减。因此,以京津冀区域为对象,研究京津冀区域工业污染及治理的现状与对策,对促进京津冀区域“环保一体化”具有一定的现实意义。
1 京津冀工业污染及治理的总体现状分析
1.1 京津冀工业污染现状及特征
京津冀工业经济发展和环境污染之间存在着密切关系,同时也呈现出鲜明的特征。
1.1.1 京津冀经济总量增长与工业污染
京津冀区域工业污染与其经济总量和所处发展阶段密切相关。在一定阶段,伴随京津冀工业经济的高速发展,出现严重的环境污染问题。2006、2013年区域生产总值为23889.86亿元、62172.13亿元,其中工业生产总值从2006年的9605.13亿元增加到2013年的23410.25亿元,对区域生产总值的贡献为40.21%,和37.65%。区域整体处于工业化的中后期和城镇化的发展期:河北许多城市还处在工业化中期阶段,钢铁、建材行业密集,重化工业的特征明显[1];北京随着第三产业的快速发展和重工业的转移迁出,工业发展对环境影响渐小,但总体环境污染现状压力大;天津的工业结构正在转型,但重化工业等高污染行业对生态环境影响的压力仍很大。
长期以来所形成的高消耗(高污染)经济发展模式,加上目前工业化和城市化进程带来的严重污染问题,加剧了现存的矛盾――大量的环境污染直接或间接来自于工业污染,即工业污染是矛盾的重要来源。
1.1.2 京津冀工业污染特征
①污染程度深且复合。2012年9月国务院划定了13个大气污染重点防治区,其中京津冀区域为复合型污染严重区域。据统计,就二氧化硫、氮氧化物及烟粉尘的单位面积排放强度在2010年是全国平均水平的2.4~3.6倍[2];从表1看出工业污染物排放量大,2012年,工业二氧化硫排放量占到总排放量的91.2%,工业氮氧化物排放量占到总排放量的68.4%,工业烟(粉)尘排放量占总排放量的82.6%。
②污染行业面广且叠加。区域内有很多高耗能工业行业,以情况显著的河北省为例(表2),黑色金属冶炼及压延加工业的增加幅度最大,达到了77.8%,2012年的高耗能行业的综合能耗比2011年增长48.0%。工业污染防治成效不显著的时候,这种增长只会加剧污染的严重性。
③污染危害大。在全球疾病负担研究的所有风险因子中,空气污染在中国的死亡率和整体健康负担中均排名靠前,对人们身体健康造成不可避免的危害。
1.2 京津冀工业污染治理现状
京津冀把污染治理放在重要战略位置,开展多样有效的工业污染治理行动。污染治理主要是通过治理投资来实现,从治理投资和治理效果两方面分析京津冀区域工业污染的治理现状。
1.2.1 治理投资总体现状
环保治理投资是指为了促进经济与环保协调发展,相关治理主体筹集用于支付防治污染、改善环境的资金。用总量、比重和弹性三个指标来分析京津冀工业污染治理投资情况[3],京津冀整体治理投资量及全国工业污染治理投资量如表3。
由表3可知:
①京津冀区域和我国工业污染治理投资总量变化趋近。京津冀区域与我国工业污染治理投资总量均呈现出先增后减又增态势。2006-2007年治理投资总量稳步上升,2009-2010年均下降,2011-2013年投资总量回热上升,2013年是2010年的2倍多。
②京津冀区域和我国工业污染治理投资与工业GDP比重关系变化趋近。京津冀区域与我国工业污染治理投资占工业GDP的比重均先下降后上升。2006-2010年持续下降,自2011年开始上升。
③京津冀区域和我国工业污染治理投资弹性系数变化趋近。弹性系数反映了污染治理投资对工业经济发展的敏感程度。京津冀及我国工业污染治理投资弹性系数呈阶段性变化,且相差不大,详见图1。其中2013年的弹性系数最大,分别为11.54、12.85;小于1的系数普遍存在,表明治理投资并不随着工业经济的增长而增长,治理投资的随意性普遍较大。
1.2.2 治理效果总体现状
工业污染治理效果可从工业生产总值、工业废水排放量、工业废气排放、废物处置量这四个方面来分析[4]。(表4)
京津冀工业生产总值在2006-2008年间递增,增速最低的是1.53%。工业废水排放量在2006-2009年递减,后递增,但增速都小于工业生产总值的增速,2011年前工业废水排放量没有随着工业经济的增长而增长,但在后两年有所增加;工业废气治理效果不够好,排放量增减不稳定,有的增速远高出工业生产总值的增速;工业废物处置量先递增至780万吨后出现了大幅降低的趋势,废物治理总体情况相比废气效果要好但仍需加强。
2 京津冀工业污染治理现状比较分析
京津冀工业污染治理投资比较从投资规模、资金来源、投资结构方面来分析。
2.1 投资规模比较分析
投资规模反映了污染治理投资与经济活动的关系程度。近年京津冀三地工业污染治理投资规模情况如表5所示。
对比京津冀三地工业污染治理投资规模,可看出:
①工业污染治理投资总量方面。北京自2006年投资量一直呈下降态势至2011年,从10.1亿元降为1.1亿元,后提高至2013年的4.3亿元;天津的投资总量维持在15亿元左右呈阶段性变化,2006-2009年一直升至18.0亿元,后降至2012年的12.6亿元,2013年又升至14.8亿元,总体变化比北京小;河北的投资总额大多年份都达到了20亿元以上,数额最多的是2013年的51.2亿元。
②京津冀三地污染治理投资占工业GDP的比重情况。
天津的防治投资比重一直下降,从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%。在转型发展新时期,作为政治文化中心的北京治理投资比重比处于工业化中期阶段的河北省低很多。
③从投资比重的弹性指标看出三地的投资弹性系数负值偏多,表明投资额没有随着经济的增长而相应提高,反而还有降低的情况。三地的污染治理投资随意性大,“边发展,边防治”的思路体现得不够明显。
2.2资金来源比较分析
资金来源体现了各行为主体在投资机制中所承担的责任。根据《中国统计年鉴》,工业污染治理投资主要来自排污费补助、政府其他补助、企业自筹(银行借贷)和企业自筹(不含银行借贷)四种途径[5]。其资金来源结构如图2所示。
从资金来源看,京津冀三地的资金来源主要是企业自筹,比重基本达到80%以上。银行贷款只占较小比重,大部分来自不含银行贷款,最高是2009年天津占其总资金来源的96.2%,体现出地区在工业污染治理问题上的基本原则――污染者承担,看出企业环保意识增强,积极承担防治责任。
从政府其他补助角度来看,北京的补助相对天津、河北二地较多,2006、2009年北京的政府其他补助占到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。
排污补助费在资金来源中占比最小。京津冀三地每年的排污补助费中北京属最少,2008-2010年占比均是0;占比较高的是河北,其2008年占比为4%,天津为0.2%。由此看出河北发展依赖工业,排污大,补助费多。
2.3 投资结构比较分析
投资结构是不同污染治理投资占工业污染治理总投资的比重,反映的是治理投资方向。废水、废气、固体废弃物、噪声的治理投资是总污染投资的主要部分。治理投资结构如表6所示。
通过观察表6可知,京津冀地区用于工业废水、废气、固废“三废”的治理投资占较大比重。尤其是废气治理占用的资金最多,达到了50%以上且没有太大变化。2006-2013年工业污染治理投资总额呈先增后减再增变化,于2013年达最大值70.29亿元。虽总额在增减变化,但废水、废气治理投资占的比重变化不大,维持在均值22.1%、58.6% 左右。噪声和其他污染投资的比重相对“三废”较小,平均比重为0.37%和17.3%,因其对生产生活影响的广泛性比“三废”小。
3 京津冀工业污染治理存在的问题
3.1 投资不足,产业结构不合理
京津冀区域工业污染治理投资占工业GDP的比重持续变化,没有根据自身的污染严重性加大治理力度并制定出合理的投资计划,而是一种惯常的趋从国家整体状况。投资方式单一、渠道狭窄,社会公众没有承担其治理的责任,治理投资供给满足不了日益增长的需求。在产业结构上,天津、河北产业结构主要是以能耗高的工业为主,北京以第三产业为主。所以整个京津冀区域的产业结构不利于污染治理[6]。
3.2 区域间企业转移造成区域污染失控
京津冀作为工业污染治理的一个整体,北京在新时期内积极转型,将一些污染较严重的企业转移到河北,加上其不具备技术和监管上的优势,导致河北工业经济增长的同时污染更加严重。伴随着污染治理的理念更加深入人心,所以河北加大治理投资来弥补缺口,但是这种区域圈内的工业企业转移并不能解决区域污染问题。
3.3 治理机制不合理导致治理效果不佳
政府及环境部门在污染治理研究的深度和力度不够。京津冀区域污染现状中治理投资增长率与工业GDP增长率比值普遍小于1,即没有达到与经济增长相协同的内生增长机制[7]。缺乏与治理相配套的监管机制,治污企业得不到专业的污染治理服务。从京津冀整体的治理情况来说,“三废”的排放还会增加,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 完善京津冀工业污染治理对策
4.1 加强机构协调,促进联防联治
京津冀污染治理需政府部门等机构联动,一起开展预防工作。建立环保机构并确定隶属的上下级,扩大其在环保范围内的管理权限。各机构注重加强工作人员专业知识,组织定期专业培训。不同地区的防治机构制定联防政策,对跨区域合作的机构建立办公地点,随时把握环保变化动向,高效审查其运作过程。
4.2 加大立法保障,强化协同监管
为了协同管理必须落实法律法规,明确各部门的权责,并实时监察执行情况。在实际调查和政府支持基础上,制定跨区域环境纠纷处理程序、跨区域环境影响评价程序等。政府机构需严格监管企业环保标准如:污染排放标准、污染收费标准等。建立环境审计和终身追责制度,加大京津冀对环境污染行为的制裁力度,不让制度空转、法律闲置。通过这些方法,有效促进企业实施环保措施。
4.3 运用经济手段,促进市场化
京津冀区域的环境管理方法可以模仿欧美国家,建立跨区域环保基金会,让落后地区参与基金活动[8],并对处理污染事件提供资金帮助。其次,环境经济市场化,吸纳社会资本,拓宽融资渠道,促进地区资源共享,提高治理效率。针对中小型企业的污染治理,政府应大力扶持,允许通过环保证券等方式吸引社会闲散资金,动员社会力量形成多维合力。
4.4 发挥地区优势,调整产业结构
按京津冀协同发展的要求,京津冀的产业发展应力求低耗能、优质量,从而有助于促进环境改善。发挥北京科技优势,联合天津,带动河北,研发和推广使用治污技术。促进产业升级,优化工业内部结构,提升区域高技术制造业的份额。河北和天津的发展对工业的依赖较大,提高能源使用的效率和洁净度,注意煤炭燃烧过程的脱硫、脱硝和除尘。
4.5 积极提倡公众参与
加强社会监督,引入公众参与,构建全民行动格局。公众参与环保不能只是空谈的口号,而是有信息公开和参与制度保障的规范性实施措施。公众有咨询和参与决策的法定权利,可以直接向环保机构索取相关项目的数据如环境影响评价报告[9]。通过调动各方积极性,形成政府、企业和公众多元互动的环境治理参与主体,充分发挥多元主体的作用,增进公共利益,强化治理成效,提高环境质量。
参考文献:
[1]卢伟.京津冀合作须健全生态补偿机制[N].中国经营报,2013(24):20-22.
[2]戴红昆.河北省工业污染治理投资效率研究[J].时代金融,2013,36:278-279.
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一、区域工业经济增长的EKC关系分析理论框架
我们引入Pfaff,Chaudhur和Nye(2000)有关EKC分析框架并加以扩展来讨论区域工业环境EKU曲线。用S代表区域工业经济活动提供的服务功能,A代表环境质量。显然,S,A不能直接从市场购买,但它们的水平受工业经济具体的经营活动所决定。一个区域的各行业企业通过其生产活动一方面为社会提供商品服务,另一方面又在生产过程中产生“工业三废”影响环境质量,如果我们进一步按各行业企业在生产活动中的产生污染的程度(即对环境质量影响的程度)把它们分为两大类标准,一类为重污染(d),一类为轻污染(C),则s可以表示为这两大类标准行业的函数
s(Q)=Qd+Qc
其中Q=(Qd,Qc)是两类污染标准的行业构成比例的向量数量和
进一步用E表示全部工业“三废”的排放量,则E可表示为Qd,Qc的函数
E(Q)=Qd+Qc
可以确信环境质量A受E的直接影响,且可以线性地表示为
A(E)=A-EA>0为初始环境质量
如果我们进一步假设,行业企业是否为重污染行业或轻污染行业取决于行业的技术进步T,政府的环保政策P,环保投资I以及环保设备运营费R等,行业的环境质量A则可表示为T,P,I,R等变量的函数,既;
Qi=Qi(T,P,I,R…)i=d,c
由于I,T,R,P等都可以表示为工业总产值(或国民收)GY的函数,因此这些变量可以通过工业总产值影响行业企业“三废”排放量,形成规模效应,技术效应以及结构效应等(Henri LFde Groot,Cees AWithagen2002)并进而影响行业的环境质量的构成。由于这三大效应对环境的影响有正有负,这就使得环境质量与经济增长之间有可能呈现出非单调关系(Copeland,Taylor 2002)。
如果我们把行业的重污染看作劣质商品,行业的轻污染为正常商品。那么由于区域经济发展,人们对生活质量要求的变化,对外部引资的需要以及环保政策,环境税收等各方面的规定,社会(消费者的总和)对行业重污染的需求(发展区域经济的引致需求)将随总产值的变化而变化。这样一来对重污染行业(劣质商品)的需求将服从恩格尔曲线变化。在一定范围内,工业的污染程度会随工业总产值上升而上升,但达到一定阶段这一比例会随工业产值上升而减少。如果把这一关系反映到收入与环境质量的关系上,则可能出现EKC现象(Shubhan Chaudhar,Alexander SPfaff2002)。但需要指出,由于上述的规模效应,技术效应,结构效应对环境质量的影响有正,有负,且力度或大或小,因此这一效应在曲线形状上以及灵敏度方面的反映具有相当的不确定性。
二、数据与模型设计
(一)样本处理
由于本文重点分析经济增长与工业固废,工业废水,工业废气这三个领域的EKC效应以及环境投资,环保政策等因素对环境治理在改善环境质量方面的力度等方面的问题,因此本文所选择的变量主要为人均产值,工业总产值,工业固费,工业废水,工业废气等几个主要的总量指标以及诸如环保投资,环保设备运行费等一些其它指标。
为了讨论方便我们对分析变量作如下设定,并冠以相应的代码。
经济领域(EIF)主要变量为:人均产值(GRP-CAP),工业生产总值(GY),环保投资(HI),水处理费用(SYF)
废水分析领域(SIU);工业用水总量(ZS),工业废水总量(ES),(吨)废水/亿元(FS/GY)平均废水(FS/GY)。
工业废气排放分析领域;工业废气排放量FQ,煤耗(MA),平均废气(FQ/GY)。
工业固废分析领域(GIF);工业固废(GF)平均固废(GF/GY)。
其他变量,时间变量(t),行业变量(i)虚拟变量Y,Y=1为设定行业,Y=0为非设定行业需要指出的是当有些必需资料无法得到时,我们采用迁值法或其他有效以统计方法进行数据补充,而当数据资料明显有误或对分析的有效性构成威胁时则可能作技术处理,但所有变动均将作出辅助说明。
样本时间长度,为1983―2002年,20年。其中有关工业总产值的数据来源于包头市统计年鉴,而有关环境方面数据来源于包头市环保局有关统计资料。样本计量单位以原统计资料计量单位为准。
(二)计量模型设计
我们考虑设定两种计量经济模型,在第一类模型中使用时间序列数据来分析总量变化在时间方面的EKC效应,这一模型分别以废水,废气,固废总量为因变量,以工业产值的总量为自变量。第二类模型,分别为一些具体的分析模型,其目的是进一步分析环保治理与环境质量的数量关系。
第一类模型为多项式回归模型
Et=Bo+BIGYt+b2GYt2+B3GYt3+e
ES。。代表第七时间的环境污染指标,GY代表工业产值,这一指标是替代变量它代表了前述直接和间接对环境总体的影响效应。这一指标为多项式,如果B2,B3符号相反,我们期望有EKC效应。
第二类模型为多元线性回归模型
Y=BO+ΣBixi+eiI=1,2,3……n
这类模型主要用于分析各种因素相互之间的影响,为了简化的目的,主要从线性的角度来入手分析。这里Y代表被解释变量,X代表解释变量。
三、结论
综上所述,对基于资源特点形成区域工业而言,如果加大重视环境治理力度其经济增长与环境保护质量之间国民收入较低水平同样可能存在EKC效应,但对于不同的污染物,其EKC效应不同,对工业废水和工业固废,存在马鞍型EKC效应,转折点分别为120亿,140亿工业产值(换算后),在这一过程中,环保政策的力度显然起着决定的作用。而对于工业废气排放EKC效应不明显。具体而言我们得到如下结论:
第一,由于资源特点,包头地区工业体系在发展初期为重污染构成,在这一阶段由于发展的需要以及资金,政策等各方面的因素,环境保护力度不大,因此在初期中期其规模效应大于技术效应,环境的污染程度随国民收入上升而上升。但随经济进一步发展,人民生活水平的提高及以及人们对环境质量的要求提高,此外也是吸引投资的需要(这是发展中地区弥补资金不足的重要手段),因此包头地区在引入高技术,新投资的同时加大对环境的治理力度,加大环保投资。这样环境质量在经济发展到一定阶段随经济的发展趋于好转。这说明在经济发展与环境保护方面,政府起着决定作用。环境质量在政策力度加大的情况下可以在国民收入相对低的水平上形成EKC关系,这是本文通过对包头地区典型分析所得到的一个结论,它说明政府行为对环境的外部正影响是相当显著。
第二,尽管在一个区域内国民收入相同,但对于不同的污染物环境质量与经济增长的EKC效应不一样,比较而言,对工业废水,工业固废的总量控制相对容易一些,前者可以通过引入废水设备在短期内大幅度降低废水排放量,而后者通过能耗的转化(如燃烧转化为燃油)及设备引进也可以有效地在较短时间内降低固废的绝对产生量。但对于废气控制相对难一些,虽然燃烧下降减低烟尘排放,但其它燃料的使用加大了其它废气排放量,废气的排放总量并没有显著的降低。这从废水,废气,固废的转折点也可略见一斑,废水和固废的转折点大约在120亿140亿元左右,而废气在现有工业产值范围内并没见显著的EKC效应。
现代生物技术是应用现代生物科学及工程原理,利用生命有机体来发展新产品或新工艺的一种技术体系。目前生物技术应用到农业医药卫生、食品工业和化学工业的发展,并在解决人类面临的环境污染和能源危机中起到了重要作用。因此,在世界各国均重视高技术发展的当代,生物技术被列为优先发展的领域。
2生物技术在环境保护和污染治理中的应用
2.1生物技术在废水处理中的应用。运用生物技术对废水进行处理不同于用物理方法和化学方法对废水进行处理,生物技术主要是利用微生物将废水中的有毒物质及污染物转化成无毒的,从而达到净化水环境的目的,运用生物技术净化废水由于物理方法和化学方法,运用物理方法和化学方法对废水进行处理会投入很大的成本,而生物技术是最经济的方法,运用生物技术对废水进行处理不仅能够达到净化水环境的目的还可以起到美化环境的作用。生物技术处理废水就是在废水中放养能够净化水环境,对水环境中的污染物能够发挥作用的水生动物或水生植物,生物技术在废水治理中有很大的发展前景,而且生物技术的运用也符合我国实施的可持续发展战略。生物技术在废水处理中具有降解有毒物质,转化污染物等净化水环境的能力。与化学方法和物理方法比较来看,生物方法能够连续的对废水进行处理,运用生物方法处理污水还可以在水中放养一些真菌类的微生物,这些微生物对难降解的物质有显着效果。由于我国工业的迅速发展,环境问题也越来越严重,为了保证社会的可持续发展,目前对环境污染的治理是我国环境部门的首要任务。生物技术在环境污染治理中的应用为社会的可持续发展提供了保障,生物技术也是最经济的环境污染治理方法。
2.2生物技术在废气净化处理中的应用。生物技术不仅可以应用于废水处理中还可以应用于废气净化处理中。随着经济的发展,我国的工业企业迅速发展人们的生活水平也在显着的提高,现在已经有越来越多的私家车,这严重地污染了我们的生活环境,现在许多人们出行的时候都戴着口罩,这都是汽车尾气和工业废气的肆意排放造成的,空气中有大量的悬浮物和灰尘,现在的环境问题已严重地影响了人们的生活。我国的环境治理部门已采用各种方法来净化空气,其中最有效的方法就是生物方法,同时生物方法也是最经济的。采用生物方法对环境污染进行治理,主要是应用生物的过滤功能、洗涤功能和吸附功能来达到净化空气的目的。采用生物技术还有经济实惠、效率高、环保节能、安全的优点,运用生物技术来净化工业企业排放的废气能够达到显着的效果,净化空气不仅是我国环境污染治理部门的责任也是每一个市民的责任,为了保证我们呼吸的空气是没有污染物的每个市民可以做自己力所能及的事,像如果没必要的话尽量不要开私家车多乘公交车上下班,这样既省钱又能减少汽车尾气对空气的污染,保护环境,人人有责。
2.3生物技术在固体废弃物处理中的应用。经过生物技术处理的城市生活垃圾可作为作物生长的优质有机肥料,实现城市生活垃圾的部分资源化有利于生态环境的良性循环。近年来,国外采用机械快速堆肥工艺,发展用蚯蚓床处理有机垃圾和粪便、处理城市垃圾,不仅可以将城市有机废弃物转变为肥效高且无臭味的蚯蚓粪土而且还能获得大量蚯蚓作医药原料。
2.4生物技术在环境污染修复中的应用。生物修复技术是20世纪80年代以来产生和发展的清除和治理环境污染的生物工程技术,生物特有的分解有毒有害物质的能力,去除污染环境如土壤中的污染物,达到治埋环境污染的目的。生物修复技术最成功的例子是应用投加营养和高效降解菌对油轮泄漏造成的污染进行处理,取得非常明显的效果,使得近百公里海岸的环境质量得到明显改善。此后该技术被不断扩大应用于环境中其他污染类型的治理。