中国钢铁行业大气污染与温室气体协同控制路径研究

随着我国温室气体减排形势的日益严峻,以及大气污染物减排工作的日益深化,寻求能够同时削减温室气体和局地空气污染物的减排措施成为重要的研究方向。过去的减排工作经验教训表明,单一的末端治理措施难以实现多污染物控制目标。文章以我国钢铁行业为例,在协同控制理念指导下,构造大气污染物协同减排当量指标APeq评价某项技术措施对SO2、NOX和CO2的综合减排效果,并针对APeq、SO2、NOX、CO2,基于单位(边际)污染物减排成本和减排潜力估算,讨论协同控制分析方法和技术措施减排路径。结果表明,相比末端控制技术,前端和过程控制技术可实现3种污染物协同减排,因而单位(边际)污染物减排成本较低,优先度排序靠前,而末端治理措施缺乏协同性,单位(边际)污染物减排成本较高,优先度排序靠后。仅靠前端和过程控制措施,NOX减排目标能够实现,而SO2、CO2和APeq减排目标则难以实现,尚须实施部分成本较高的末端控制措施,或借助结构调整和规模控制手段。     

重点工业涂装行业VOCs减排路径与潜力评估

工业涂装行业是挥发性有机化合物（VOCs）综合治理的重点行业之一,涉及行业广,排放环节多,排放量大.确定不同行业的排放特点、治理现状与减排潜力是制定差异化的防治技术路线的基础.本文根据工业涂装行业排放占比,选取家具、汽车整车、汽车零部件、集装箱、机械制造、船舶、钢结构等行业开展源头替代、涂装工艺和设备、无组织排放收集以及末端治理等环节VOCs减排研究,分行业归纳总结VOCs排放特征,梳理VOCs控制技术在各行业的应用情况,评估各行业VOCs全过程控制整体水平,识别工业涂装VOCs控制的薄弱环节,计算不同减排路径下各行业的减排潜力.结果表明：(1)工业涂装行业普遍存在低VOCs含量涂料替代不足、自动化涂装方式占比低、无组织收集率偏低以及高端末端治理设施覆盖率偏低等问题,实施工业涂装行业全过程控制具有较大的减排潜力.(2)不同工业涂装行业减排重点应有所差别,木质家具、船舶和钢结构的VOCs减排潜力主要为源头替代及工艺改进,其减排潜力分别占本行业总减排潜力的80.3%、75.5%和68.2%,而汽车制造、集装箱、机械制造行业的重点减排环节以无组织收集和末端治理为主,该环节减排潜力分别占本行业...     

济南市典型行业VOCs排放特征及减排潜力分析

基于济南市2020年大气污染源排放清单,选取化工、工业涂装、印刷和家具制造作为VOCs排放典型行业,对VOCs排放现状及存在问题进行调查分析,并依据企业规模及末端治理技术现状,设计出2种减排情景,估算减排潜力.结果表明,典型行业VOCs排放量从大到小依次为化工(7 947.92 t)、工业涂装(2 383.29 t)、印刷(792.87 t)和家具制造(143.79 t),其中,化工和工业涂装以大型企业为主,VOCs排放量占比分别为46.45%和50.89%,印刷和家具制造以中型企业为主,VOCs排放量占比分别为51.76%和42.37%;末端治理以单一低效治理技术为主,燃烧技术和组合技术等高效治理技术的使用率仅为7.46%;企业现场调研发现部分企业存在未完成源头替代、无组织排放管理不到位和末端治理设施适配性差等问题,具有一定的减排潜力.在设计的2种减排情景下,化工行业减排潜力最大,减排率为69.58%～84.99%,工业涂装、印刷和家具制造行业的减排率分别为26.98%～34.74%、 36.96%～59.74%和8.55%～40.45%.各行业的大、中型企业减排潜力较大,平均减排率...     

中国电力行业硫、氮、碳协同减排的环境经济路径分析

从电力行业“十一五”期间节能减排工作及其成效来看,现行的以末端治理为主的减排措施很难实现电力行业大气污染物和温室气体的协同减排.本研究构建了大气污染物协同减排当量(APeq)指标,并在此基础上对电力行业技术减排措施和结构减排措施进行成本-效果评价和敏感性分析.结果表明,末端治理措施在削减某一特定污染物的同时,由于耗能增加可导致其它污染物的排放上升;以节能为主的技术减排措施、前端和生产过程控制措施,以及以新发电技术替代为主的结构减排措施可以实现SO2、NOx和CO2的协同减排,且减排潜力较大.此外,本文还在单位(边际)污染减排成本核算与污染减排潜力估算的基础上,绘制出适合中国电力行业的SO2、NOx、CO2和APeq减排路径图,以协助决策者制定适宜的减排规划方案.     

碳协同减排视角下广东省PM2.5实现WHO-Ⅱ目标策略研究

CO₂排放和大气污染物排放具有同根同源性,二者的排放控制措施常常具有一定程度的协同减排效应.为降低政策成本、提高政策效率,政策制定者在制定空气质量改善策略时,应充分考虑其对CO₂减排的协同效益.以大气污染物与CO₂协同减排为指引,分析产业、交通运输、能源的结构优化调整和末端治理水平提升策略,通过空气质量模型方法分析并提出广东省在2025年PM_2.5实现世界卫生组织第二阶段过渡目标（简称“WHO-Ⅱ目标”）的政策建议.结果表明:在2017年基准条件下,按经济社会活动发展趋势和现有末端治理要求,模拟预测广东省2025年PM_2.5年均浓度将达26.9 μg/m3,难以达到WHO-Ⅱ目标（25.0 μg/m3）.在可进一步采取的减排措施中,产业结构调整、在用车辆更新、发电结构调整、交通运输结构调整、工业用能变化和工业末端治理对大气污染物减排的分担率分别为55.5%、17.7%、6.8%、3.8%、3.9%和12.2%,对CO₂减排的分担率分别为20.8%、14.0%、11.9%、9.3%、33.9%和0.在基于协同性制定的达标策略情景下,优先采取了产业结构调整、在用车辆更新等协同性较好、减排潜力较大的措施.在该情景下,2025年全省SO₂、NO_x、PM、VOCs和CO₂的排放总量较2017年的变化率分别为-13.7%、-19.4%、-21.8%、-20.3%和13.6%,模拟预测广东省2025年PM_2.5年均浓度可达24.6 μg/m3,达到WHO-Ⅱ目标.研究显示,为确保2025年广东省PM_2.5年均浓度达到WHO-Ⅱ目标,应进一步强化大气污染物减排,建议优先考虑产业结构调整、在用车辆更新等与CO₂减排协同性较好、减排潜力较大的措施.      

Side effects of categorized environmental measures and their implications for impact analysis

Environmental measures have sometimes unintended side effects. The paper focuses on side effects that are the result of relations and feedback mechanisms between economic activities and industries in production–consumption chains. The theoretical framework of the chain analysis tools, life cycle assessment and substance flow analysis is used to define five different types of environmental measures: volume measures (1), efficiency measures (2), end-of-pipe emission reduction measures (3), re-use and recycling (4) and useful application of waste products (5). Each of these types of measures can re-direct substance flow in a different process, thus causing pollutant emissions to the environment to shift to similar or other emissions upstream or downstream in the economic chain. Using this categorization, the occurrence of a number of different processes that can lead to side effects can be predicted.     

Cleaner production measures in small-scale slaughterhouse industry – case study in Bosnia and Herzegovina

The goal of this project was to demonstrate to Bosnian and Herzegovinian industries that significant reductions in water use, wastewater discharge and pollution load can be obtained at little or no cost and that efficient use of resources and reduction of waste generation at source are clearly preferable compared with the end-of-pipe wastewater treatment. The project was performed on a small-scale slaughterhouse industry “Sahbaz” using a methodology prescribed by the Regional Activity Center for Cleaner Production from Barcelona and the Ministry of Environment of Spain. Upon detailed diagnosis of the industrial process and waste flows generated, the opportunities for environmental improvement were identified and CP measures were recommended and implemented. In the first three months of project implementation the amount of water saved and BOD reduced was 32 percent while salt consumption was reduced by 40 percent. Total annual net savings resulting from the application of selected measures were 669 €/year.     

Pollution prevention pays off in a board paper mill

Environmental problems caused by recycling wasted paper at a board paper mill provide the material of this study. Two scenarios have been investigated: The first being the treatment of the end-of-pipe, and the second being the control and management of pollution problems through the application of in-plant control and pollution prevention measures. Comparison between the two alternatives, based on a cost-benefit analysis and compliance with National Environmental Laws was done. From this study it was apparent that the implementation of the pollution prevention measures such as the recovery of fiber, reduction of fresh water consumption, and optimization of white water usage proved to be very cost effective. All the implemented solutions have short payback periods and resulted in great savings compared with the treatment of the end-of-pipe.     

2030年京津冀及周边城市群PM2.5污染控制路径

近年来,我国大气污染物减排效果明显,空气质量也随之大幅改善. 然而,部分重点区域如京津冀及周边城市群(“2+26”城市)PM_2.5年均浓度依然较高,远超GB 3095—2012《环境空气质量标准》二级标准限值(35 μg/m3). 为实现该目标值,利用京津冀温室气体-空气污染物协同控制综合评估模型(greenhouse gas-air pollution interactions and synergies, GAINS-JJJ),模拟预测了2030年不同政策情景下区域空气质量改善情况,分别量化了结构调整与末端控制(BAT)政策对不同污染物减排的贡献,为“2+26”城市制定空气质量改善路径提供参考. 结果表明:①2017—2030年,由于一系列结构调整政策,如煤改清洁能源、淘汰落后产能(如钢铁、水泥、焦化等)、氮肥减量施用和高挥发有机溶剂替代等措施的实施,以及末端控制政策,如钢铁、水泥与焦化等行业超低排放改造,重型柴油车与非道路移动机械尾气排放标准升级,标准化规模养殖与测土配方施肥技术等技术的推广,“2+26”城市的PM_2.5年均浓度值达到34 μg/m3,实现了“美丽中国”的目标要求. ②2030年结构调整情景下,一次PM_2.5、SO₂、NO_x、NH₃与NMVOCs(非甲烷类挥发性有机物)的排放相比2017年分别下降了31%、44%、31%、5%和11%;结构调整+末端控制情景下,各项污染物的排放量减排比例分别达到75%、69%、77%、32%与52%. ③末端控制政策对一次PM_2.5、NO_x、NH₃和NMVOCs减排的贡献要大于结构调整政策的贡献;而针对SO₂的减排,结构调整政策则发挥了较大的作用. 研究显示,在2030年之前,“2+26”城市的末端控制政策仍具有较大的污染减排潜力,而针对SO₂的控制则应将重点从过去的末端减排转向前端的结构性调整措施上.      

钢铁行业技术减排措施硫、氮、碳协同控制效应评价研究

随着我国污染减排形势的日趋严峻,在高污染行业采用协同控制措施实现多种污染物控制目标不仅十分必要而且非常迫切,而合理评价减排措施的协同控制效应是实施协同控制的基础.基于此,本研究从环境-经济-技术角度系统地提出了钢铁行业技术减排措施对硫、氮、碳的协同控制效应评价方法,包括:协同控制效应坐标系分析、污染物减排量交叉弹性(Elsa/b)分析和单位污染物减排成本评价,3种评价方法相互配合,可以从多角度检验不同减排措施的协同控制效应.协同控制效应坐标系和污染物减排量交叉弹性分析的结果表明,末端治理措施不具有协同控制效应或协同控制效应不佳,而绝大多数过程控制措施都具有较好的协同控制效应.单位污染物减排成本评价的结果表明,末端治理措施优先度排序靠后,而过程控制措施排序靠前,且针对不同污染物的排序结果有所不同.在进行钢铁行业协同减排方案设计和规划时,应根据决策需要选择适宜的评价方法,参考评价结果选择最为成本有效的措施.     

非重点行业炉窑典型大气污染物“十四五”减排潜力研究

工业炉窑是大气污染物的重要排放源之一,针对除钢铁、水泥、焦化、石化等行业外的非重点行业炉窑,研究二氧化硫、氮氧化物、颗粒物的排放量及其在2025年的削减潜力,以期对“十四五”时期炉窑污染治理提出建议.非重点行业炉窑具有行业和区域分布广、底数不清、治理水平差、对环境质量影响大等特点,基于第二次全国污染源普查结果,二氧化硫、氮氧化物、颗粒物排放量分别占工业源排放总量的34.0%、21.2%、9.9%.研究充分考虑“十四五”经济社会发展特征和生态环境保护需要,建立了淘汰小型燃煤炉窑、清洁能源替代、提高末端治理设施去除率等减排方案,设定了两种减排情景（其中,情景1为小型燃煤炉窑淘汰+部分燃煤炉窑实施煤改气+治理效率提高至炉窑平均去除率,情景2为小型燃煤炉窑淘汰+部分燃煤炉窑实施煤改气+治理效率提高至工业源平均去除率）,估算了2025年不同情景下非重点行业炉窑二氧化硫、氮氧化物、颗粒物的削减潜力及其排放量.结果表明:维持2017年管控水平下,2025年二氧化硫、氮氧化物、颗粒物排放量较2017年分别增加42.32%、40.11%、45.82%;情景1下,2025年二氧化硫、氮氧化物、颗粒物排放量分别较2017年减少0.84%、增加20.86%、减少71.49%;情景2下,2025年二氧化硫、氮氧化物、颗粒物排放量分别较2017年减少63.30%、16.67%、68.51%.根据情景分析结果,结合典型大气污染物“十四五”减排策略,明确了增设末端治理设施的行业,以及开展小型燃煤炉窑清理整顿和清洁能源替代的区域等.      

我国燃煤电厂PM2.5减排潜力预测与分析

为研究燃煤电厂在燃煤发电机组结构优化调整和不同末端控制措施条件下PM_2.5的排放情况,以2012年为基准年,设计了分阶段、分地区不断优化的控制情景(基准、适中、加严和最严情景),并依据《大气细颗粒物一次源排放清单编制技术指南(试行)》建立的减排潜力模型对2017年、2020年和2030年我国燃煤电厂PM_2.5减排潜力及空间分布进行预测分析. 结果表明:通过燃煤发电机组结构优化调整,2017年、2020年和2030年我国燃煤电厂PM_2.5排放量与调整前相比可分别减少3.62×104、8.52×104和24.43×104 t,但相对于基准年而言,PM_2.5排放量并未减少;进一步结合末端控制措施优化进行控制,PM_2.5最大减排潜力(相对于基准年而言)可分别达到59.42×104±7.83×104、82.83×104±5.82×104和81.89×104±6.76×104 t,最高减排比例分别达到66.5%±8.8%、92.8%±6.5%和91.6%±7.6%. 我国各省(市/区)燃煤电厂PM_2.5减排潜力与其煤耗量和采取的控制措施有关,燃煤量越大,控制措施越严格,则减排潜力越大. 京津冀、长三角和珠三角地区燃煤电厂在实现超低排放,即最严情景下2017年PM_2.5减排潜力分别为5.93×104、12.04×104和4.70×104 t;2017年、2020年和2030年这3个区域PM_2.5总减排潜力分别为22.68×104、22.36×104和22.07×104 t. 内蒙古、江苏、山东、广东、河北和山西等地在实施超低排放后,其PM_2.5减排潜力均超过4×104 t,并且在全国范围内实施超低排放可显著降低我国燃煤电厂PM_2.5排放量.      

末端治理对工业涂装行业VOCs排放的影响

选取河北省4类典型工业涂装行业开展车间与末端排口VOCs样品采集,检测分析了102种VOCs组分,获得了4类行业车间与排口处VOCs排放特征.结果表明,不同行业由于涂料类型、使用量等因素影响,VOCs排放浓度存在较大差异;芳香烃与含氧挥发性有机物(OVOCs)是家具制造、车辆制造与专用设备制造行业的主要组分,占比分别为...     

工业行业源头-过程-末端全过程减排潜力评估研究

为探究行业不同工艺的污染物减排潜力,将污染物减排聚焦至行业产排污工艺,基于自上而下与自下而上结合的测算方法建立了一套源头-过程-末端全过程协同减排潜力评估模型——SPECM,选择广东省佛山市顺德区为研究区域,以污染物VOCs为主要对象测算减排潜力. 结果表明:①VOCs产生量较大但产污强度较低的减排行业(Ⅰ)和VOCs产生量较大且产污强度较高的减排行业(Ⅲ)是顺德区VOCs减排中需重点管控的行业,其源头-过程-末端全过程协同减排潜力最高达顺德区VOCs排放总量的71.23%. ②通过穷举法测算减排目标下源头-过程-末端全过程协同减排潜力系数,获得1.8×104组可行解. ③根据顺德区生产现状对减排潜力系数进行优化,对于具有源头减排潜力的木质家具制造行业、泡沫塑料制造行业和家用厨房电器具制造行业,其源头减排潜力系数取8%~13%,过程和末端减排潜力系数分别取20%~50%和60%~100%,共265组可选方案;对于其他仅具有过程和末端减排潜力的行业,其过程和末端减排潜力系数分别选取40%~80%和70%~100%,共2 230组可选方案. 研究显示,SPECM模型能够将行业减排具体到生产工艺减排,并可以针对性地提出行业减排方案.      

电子废物排放持久性有毒污染物的控制政策分析

近年来持久性有毒污染物(PTS)的环境污染和风险问题引起国内外广泛关注,电子废物是其重要的排放源.本研究针对电子废物的排放路径,基于生命周期管理,把电子废物管理分为源头削减、过程控制、末端管理和应急管理四大环节,分析我国电子废物PTS控制相关的法规政策.从管理目标、法规可得性、详细规定、法规协调性和法规政策执行效果五大方面构建法规政策评估体系,采用专家意见法对每个环节涉及的法规政策进行全面评估.源头削减环节的PTS法规政策管理较为完善,有明确的管理目标和较好的法规可得性,而应急管理环节的PTS法规政策管理最不完善,缺乏明确的管理目标和详细规定,法规协调性和执行效果差.根据评估结果针对不同环节提出相应的控制政策建议.     

烧结烟气中污染物防治技术应用现状

介绍了烧结机头烟气中烟粉尘、重金属、SO_2、NO_x,以及二恶英的排放现状。分别从源头减排、过程控制、末端治理等三方面分析了污染防治技术的应用现状。根据烧结烟气多污染物排放特点及其防控需要,针对不同工艺,提出了4种多污染物联合防治技术路线,并分析了其优缺点。同时,对烧结烟气污染物治理的发展方向进行探讨,提出应对烧结烟气中细颗粒物与重金属的排放情况和防治技术做进一步研究。     

中国集成电路制造行业VOCs排放特征及控制对策

中国电子信息产业发展迅速,集成电路等电子器件产量不断增加.在集成电路制造的过程中,大量有机溶剂的使用导致VOCs的产生和排放,从而对大气环境造成影响.为掌握集成电路制造行业VOCs的排放特征,系统分析了其工艺流程和产排污环节,分析了行业废气收集和治理现状,通过对典型企业VOCs的排放监测,获得VOCs排放水平;采用排放因子法核算行业VOCs历史排放量,并基于行业排放特征及减排潜力分析,提出了相应的污染防治对策.结果表明：在集成电路制造中,VOCs排放环节主要集中在光刻、清洗、去胶等过程,1 m²集成电路产量约使用87 g有机溶剂,VOCs产生量较大;通过采取高效的VOCs治理技术,集成电路制造行业有组织排放水平较低,平均浓度为2.1 mg·m^-3,但厂界无组织排放浓度相对较高,平均浓度为0.78 mg·m^-3,接近国家标准的排放限值.根据排放量核算结果,2011—2016年中国集成电路制造行业VOCs排放量呈逐年上升的趋势,主要受产量增加而相应污染控制技术水平提升有限的影响,无组织排放量比重大,占排放总量的38.1%~45.1%.     

河口潮流和水质数值模拟研究

河口与海岸环境中污染物质的稀释扩散，是环境流体力学研究的重要课题，同时也是城市污水排海工程建设的关键技术之一。该文采用沿水深积分的平面二维非定常流动数学模型，来计算污染物质降解影响的溶解物质输运扩散过程，并以长江口水域为例，对潮汐水流中溶解物质的稀释扩散过程，进行了细致的数值模拟。结果表明，潮型，排放量，污染物质的降解等，对污水排放口的远场水质有明显的影响。     

In-plant control for water minimization and wastewater reuse: a case study in pasta plants of Alexandria Flour Mills and Bakeries Company,Egypt

The paper shows implementation of in-plant control measures in two pasta plants and conducts economic analysis for revenues from these modifications. In order to reuse wastewater, 12 end-of-pipe samples for each plant were tested for physico-chemical characteristics using standard methods. The results showed that the adopted in-plant modifications such as installation of water flow meters, spring valves on water hoses, and design of a steam condensate recovery system contributed efficiently in saving water and energy consumption throughout the pasta plants. An estimated annual benefit of $228,245 can be achieved. Cost benefit analysis for the implemented environmental improvements proved to be very economic with a short payback period and resulted in great savings.     

粘胶纤维生产的清洁生产审计实例

通过对上海第一化纤厂粘胶纤维生产的个案审计，找出主要问题是生产过程中逸出ＣＳ２和Ｈ２Ｓ气体，大量Ｚｎ＾２＋进入废水使得污泥难以处置。水，电，煤消耗量过大等。提出的４类５４条清洁生产措施被采纳后，明显改善环境状况，投资成本可在３年内全部收回后产生净效益。