工业污染源产排污核算模型及构建方法与流程

1.本发明涉及工业污染源产排污核算技术领域，尤其涉及一种工业污染源产排污核算模型及构建方法。

背景技术：

2.工业污染源产排污量的获取是工业污染防治管理体系的基础性工作，对掌握我国工业污染源的数量、行业和地区分布情况，制定相关的环境管理政策有着重要意义，工业污染源产排污系数法是污染源产排污量获取的主要方法。目前企业治污能力整体提升，但同一治理技术在同行业不同区域、不同企业间运行状态可能有所不同，同类型排污企业排放量的个体差异明显。

3.目前国内使用较多的是2007年第一次全国污染源普查(简称“一污普”)采用和建立的产排污系数法，也即污染物的产生量利用污染物产生系数和产品或原料的量核算，污染物的排放量通过主要活动水平(产品、工艺、原料、规模等，以及污染治理技术种类)和排污系数确定，产污系数不直接参与计算，该方法的缺点主要体现在以下几方面：

4.一、核算原理未充分考虑物质代谢规律，将污染物的产生、去除和排放的连续性环节割裂对待，不能体现污染物产生排放的客观规律。

5.二、相同产品、原料、工艺、规模和治理技术的污染物排放量相似，但由于我国近年来生态环境保护治理力度的提升，不同企业管理水平的差异导致污染物治理效果差异较大，该方法不能体现出不同企业间的治理设施运行状态导致的污染物去除量的差异，与企业实际排放水平差异较大。

6.三、由于我国工业生产中专业化分工趋势加剧，长流程工艺的不同生产环节可以由一个或多个上游下游企业共同完成，也即生产工艺逐步分段化，该方法与当前我国实际生产企业状态脱节，未给出专业化分工段的污染物产排量核算方法和系数。

7.四、相近行业类别甚至不同行业类别之间，往往存在污染物产生排放规律近似或者一致的生产工段或环节，例如机械加工的切割、焊接等工艺过程，颗粒物等污染物的产生量近似。

8.该方法的产排污系数严格按照国民经济行业分类进行制定和划分，导致大量产排污系数的冗余，不利于核算参数结果的管理以及核算效率的提升。因此如何避免产排污系数的冗余、提高核算效率是需要解决的技术难题。

技术实现要素：

9.针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种工业污染源产排污核算模型及构建方法，以工业代谢为理论基础，在深入分析我国当前工业生产特征和产排污规律的基础上，提出并构建了符合我国工业生产和运营实际的产排污核算模型，重点针对核算单元的判定、产污水平影响因素组合识别、核算参数的量化，建立了工业污染源产排污核算方法，为满足工业企业各类环境管理的产排污量统计需求提供统一和标准化的核算工具

提供基础。

10.为实现上述目的，本发明提出了一种工业污染源产排污核算模型，所述核算模型包括行业专用核算单元产污量、通用核算单元产污量、污染治理技术平均去除效率以及污染治理设施实际运行率，污染物产生量由所述行业专用核算单元产污量与所述通用核算单元产污量计算获得，污染物去除量由所述污染物产生量、所述污染治理技术平均去除效率以及所述污染治理设施实际运行率计算获得，污染物排放量由所述污染物产生量与所述污染物去除量计算获得，所述核算模型的公式如下：

[0011][0012]

式中：p

g

为污染物产生量；为行业专用核算单元i的产污量；为通用核算单元j的产污量；p

e

为污染物去除量；η为污染治理技术平均去除效率；k为污染治理设施实际运行率；p

d

为污染物排放量。

[0013]

进一步的是，所述行业专用核算单元产污量与所述通用核算单元产污量均为核算单元产品、工艺、原料、规模以及其他因素的函数，所述行业专用核算单元产污量与所述通用核算单元产污量的公式如下：

[0014][0015]

式中：x

p

为产品；x

m

为原料；x

t

为工艺；x

s

为规模；x

a

为其他因素。

[0016]

基于上述工业污染源产排污核算模型，本发明还提出了一种工业污染源产排污核算模型的构建方法，所述方法包括以下步骤：

[0017]

步骤一：根据产排污规律的一致性或相似性对工业行业进行类型划分，实行分类核算；

[0018]

步骤二：对不同类型行业的核算单元进行识别提取，形成适合模块化核算的核算单元，判定区分行业专用核算单元与通用核算单元；

[0019]

步骤三：对核算单元的产污影响因素组合进行识别与量化确定，核定并量化产污系数，通过计算获得核算单元产污量；

[0020]

步骤四：计算获取污染治理技术平均去除效率以及污染治理设施实际运行率，由此构建工业污染源产排污核算模型。

[0021]

进一步的是，在所述步骤一中根据产排污规律的一致性或相似性对工业行业进行类型划分，将工业行业分为流程型生产行业和离散型生产行业。

[0022]

进一步的是，在所述步骤二中对不同行业的核算单元进行识别提取，对所述流程型生产行业的核算单元进行识别提取要依据可测量准则、现实性准则以及适度性准则。

[0023]

进一步的是，在所述步骤二中对不同行业的核算单元进行识别提取，对所述离散型生产行业的核算单元进行识别提取要依据目的性准则、完整性准则以及通用性准则。

[0024]

进一步的是，所述可测量准则为：核算单元须具备污染物采样和测量的条件；

[0025]

所述现实性准则为：核算单元须涵盖现实中运营的企业或企业内部独立运行的车间，对于没有污染物产生的工艺过程，无需作为核算单元，核算单元数不大于工艺过程数；

[0026]

所述适度性准则为：减少冗余度，避免核算单元拆分过细导致参数获取难度增加，保障核算单元的完整性，对工艺过程之间具有水循环、能量梯级利用关联代谢关系的不可拆分。

[0027]

进一步的是所述目的性准则为：基于污染物产生量对核算单元进行提取，关注产污量或环境影响较大的工艺；

[0028]

所述完整性准则为：提取后的核算单元应能覆盖生产该产品所需的所有工艺过程；

[0029]

所述通用性准则为：所提取的核算单元在同行业不同产品的产排污特征及产污量方面具有相似性或一致性，满足通用核算需求。

[0030]

进一步的是，在所述步骤二中形成适合模块化核算的核算单元的具体方式为：长流程工艺可拆分为若干核算单元，若干短流程核算单元可组合为长流程工艺。

[0031]

进一步的是，在所述步骤三中对核算单元的产污影响因素组合进行识别与量化确定的具体方法为阈值逼近法、决策树方法或经验判断法，所述核算单元产污量的计算公式如下：

[0032][0033]

其中，r为某一特定产污影响因素组合下的产污系数，m

i

为行业专用核算单元i的产品产量或原料用量，m

j

为通用核算单元j的产品产量或原料用量。

[0034]

本发明的优点和有益效果主要体现在以下几个方面：

[0035]

首先在核算方法上，引入了工业代谢的理念，对污染物排放量核算方式进行了改进：一是基于污染物最终排放经历了从“原材料投入—工业生产—污染物产生—污染物去除—污染物排放”的过程，排放量取决于产生量、治理效率和管理效率3个变量，将排放量的核算公式进行了改进，目前排放量等于产生量与去除量差值的计算方式，更加准确地表达了污染物产生与去除之间相互关联的逻辑关系；二是，随着近年来我国生态环境保护力度的不断提升，由于企业的生产负荷状态、管理水平、对环保的重视程度等原因导致同一种治理技术在同一行业不同企业内的处理效果、运行状态会有所差异，污染物的去除量主要受污染治理技术平均去除效率以及污染治理设施实际运行率双因素影响，由此建立去除量核算的“双因素法”，大幅提升了核算方法的准确性。

[0036]

其次在核算方式上，针对我国当前工业生产链条化，区域分工和专业化生产趋势愈加明显，传统长流程工艺逐渐模块化的现状，从符合当前工业生产特征与产排污规律的角度出发，建立了分工段、模块化的核算模型——“可拆分、可组合”，即“长流程工艺可拆分为若干核算单元，若干短流程核算单元可组合为长流程工艺”，大幅提升了模型的适用性。

[0037]

最后在核算模块的构建方式上，针对我国工业行业类型多样、产品工艺种类丰富的现状，以生产活动对产排污的影响而非工艺或产品本身为出发点，提出对工业行业各类生产活动按照产排污规律的相似性或一致性进行识别和归类，提出“流程型行业”与“离散型行业”的划分筛选准则，实现“提取共性、分类核算”，相比传统核算方法不仅提升了核算效率，还大大降低了核算参数冗余度。

附图说明

[0038]

图1为流程型生产的工业代谢示意图；

[0039]

图2为离散型生产的工业代谢示意图；

[0040]

图3为工业行业核算单元数量判定结果示意图。

[0041]

在图3中数字分别代表：06

?

煤炭开采与洗选业，07

?

石油和天然气开采业，08

?

黑色金属矿采选业，09

?

有色金属矿采选业，10

?

非金属矿采选业，11

?

开采专业及辅助性活动，12

?

其他采矿业，13

?

农副食品加工业，14

?

食品制造业，15

?

酒、饮料和精制茶制造业，16

?

烟草制品业，17

?

纺织业，18

?

纺织服装、服饰业，19

?

皮革、毛皮、羽毛及其制品和制鞋业，20

?

木材加工和木、竹、藤、棕、草制品业，21

?

家具制造业，22

?

造纸和纸制品业，23

?

印刷和记录媒介复制业，24

?

文教、工美、体育和娱乐用品制造业，25

?

石油加工、炼焦和核燃料加工业，26

?

化学原料和化学制品制造业，27

?

医药制造业，28

?

化学纤维制造业，29

?

橡胶和塑料制品业，30

?

非金属矿物制品业，31

?

黑色金属冶炼和压延加工业，32

?

有色金属冶炼和压延加工业，33

?

金属制品业，34

?

通用设备制造业，35

?

专用设备制造业，36

?

汽车制造业，37

?

铁路、船舶、航空航天和其他运输设备制造业，38

?

电气机械和器材制造业，39

?

计算机、通信和其他电子设备制造业，40

?

仪器仪表制造业，41

?

其他制造业，42

?

废弃资源综合利用业，43

?

金属制品、机械和设备修理业，44

?

电力、热力生产和供应业，45

?

燃气生产和供应业，46

?

水的生产和供应业。

具体实施方式

[0042]

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

[0043]

本发明提供了一种工业污染源产排污核算模型(pollutant generation and discharge modular accounting model，简称pgdma模型)，包括行业专用核算单元产污量、通用核算单元产污量、污染治理技术平均去除效率以及污染治理设施实际运行率，污染物产生量由行业专用核算单元产污量与通用核算单元产污量进行求和计算获得，污染物去除量与污染物产生量、污染治理技术平均去除效率以及污染治理设施实际运行率有关，污染物排放量由污染物产生量减去污染物去除量计算获得，所述核算模型的公式如下：

[0044][0045]

式中：为行业专用核算单元i的产污量；为通用核算单元j的产污量；p

d

为污染物排放量；p

g

为污染物产生量；p

e

为污染物去除量；η为污染治理技术平均去除效率；k为污染治理设施实际运行率。

[0046]

具体的，所述行业专用核算单元产污量与所述通用核算单元产污量均为核算单元产品、工艺、原料、规模以及其他因素的函数，所述行业专用核算单元产污量与所述通用核算单元产污量的公式如下：

[0047][0048]

式中：x

p

为产品；x

m

为原料；x

t

为工艺；x

s

为规模；x

a

为其他因素(例如地质条件等)。

[0049]

基于上述一种工业污染源产排污核算模型，本发明还提出了一种工业污染源产排污核算模型的构建方法，包括以下步骤：

[0050]

步骤一：根据产排污规律的一致性或相似性对工业行业进行类型划分，实行分类核算；

[0051]

步骤二：对不同类型行业的核算单元进行识别提取，形成适合模块化核算的核算单元，判定区分行业专用核算单元与通用核算单元；

[0052]

步骤三：对核算单元的产污影响因素组合进行识别与量化确定，核定并量化产污系数，通过计算获得核算单元产污量；

[0053]

步骤四：计算获取污染治理技术平均去除效率以及污染治理设施实际运行率，由此构建工业污染源产排污核算模型。

[0054]

具体的，根据产排污规律的一致性或相似性对工业行业进行类型划分，将工业行业分为流程型生产行业和离散型生产行业。我国工业体系门类全、产品种类多，生产工艺类型多样且复杂，依据《国民经济行业分类》(gb/t4754—2017)，工业行业包含41个大类、666个小类行业。以往按照小类行业逐一制定产排污系数的方法虽然能够实现行业全覆盖，但由于部分行业产排污规律的一致性或相似性必然造成核算体系的冗余，因此在产排污核算时，应更关注生产活动对产排污的影响而非工艺或产品本身。为提高核算效率、降低系数冗余度，应对工业行业通过进一步的识别和归类，实现“提取共性、分类核算”。

[0055]

按照生产过程的加工方式不同，本发明将工业行业依据产排污规律的一致性或相似性划分为流程型生产行业和离散型生产行业，如图1和图2所示，其中流程型生产是通过对原材料采用物理或化学方法以批量或连续的方式进行生产的过程，离散型生产是对多个零件装配组合的加工生产过程，主要发生物料物理性质的变化如形状、组合等。以物质代谢规律为视角，流程型生产行业和离散型生产行业的分类更适合于工业生产过程与污染物产排污规律之间相关性的分析。

[0056]

根据流程型生产与离散型生产的定义及代谢特点，《国民经济行业分类》(gb/t4754—2017)41个大类行业中29个属于流程型生产行业，12个属于离散型生产行业。实际生产中，流程型生产行业中也有部分离散型生产过程，如医药制造业中的药剂分装环节，离散型生产行业中也存在流程型生产的工艺，如表面处理工艺等。在行业分类时以行业的主导代谢类型划分，即以离散型生产为主的行业划分为离散型生产行业，以流程型生产为主的行业，划分为流程型生产行业。

[0057]

具体的，在对不同类型行业的核算单元进行识别提取，形成适合模块化核算的核算单元的过程中，通过综合评估我国工业生产活动中区域分工和专业化生产的现状与趋势，根据流程型生产和离散型生产代谢特点，分别建立了多准则核算单元筛选方法。核算单元指生产工艺中可独立生产运行且产生排放污染物的生产工序的集合(也可称为产污工段)，是工业污染源产排污量核算的最基本单元。其中，流程型生产行业核算单元的判定旨在满足产品生产过程与企业运营状态的一致性；离散型生产行业核算单元的判定旨在共性产污环节的提取以满足不同产品相似生产过程的核算需求。

[0058]

根据本发明所述的流程型和离散型行业核算单元识别和筛选准则，41个行业产排污核算单元划分结果如图3所示，可见流程型行业核算单元数量远多于离散型行业，一方面是因为流程型行业产品类型多、工艺流程长，例如核算单元最多的两个行业为化学原料和

化学制品制造业26和石油加工、炼焦和核燃料加工业25，前者包含了有机化工产品和无机化工产品生产，企业规模多样，生产方式多样，原料众多难以统计，生产工艺因产品不同而变化；后者生产流程长，下游产品发散；另一方面，按照专业化分工生产的现状，传统长流程工艺实现了模块化核算，以水泥行业为例，按照流程型行业拆分准则，根据我国水泥生产现状，全流程水泥工艺科拆分为：熟料生产环节、水泥生产环节、粉磨站环节，符合当前水泥行业粉磨站独立运营的现状。

[0059]

具体的，对流程型生产行业的核算单元进行识别提取要依据可测量准则、现实性准则以及适度性准则：

[0060]

可测量准则：核算单元须具备污染物采样和测量的条件；

[0061]

现实性准则：核算单元须涵盖现实中运营的企业或企业内部独立运行的车间，对于没有污染物产生的工艺过程，无需作为核算单元，核算单元数不大于工艺过程数；

[0062]

适度性准则：减少冗余度，避免核算单元拆分过细导致参数获取难度增加，保障核算单元的完整性，对工艺过程之间具有水循环、能量梯级利用等关联代谢关系的不可拆分。

[0063]

具体的，对离散型生产行业的核算单元进行识别提取要依据目的性准则、完整性准则以及通用性准则：

[0064]

目的性准则：基于污染物产生量核算对核算单元进行提取，重点关注产污量或环境影响较大的工艺，例如表面处理、涂装、焊接、注塑等；

[0065]

完整性准则：提取后的核算单元应能覆盖生产该产品所需的所有工艺过程；

[0066]

通用性准则：所提取的核算单元在同行业不同产品产排污特征及产排污量方面具有相似性或一致性，满足通用核算需求。

[0067]

具体的，形成适合模块化核算的核算单元的具体方式为：长流程工艺可拆分为若干核算单元，若干短流程核算单元可组合为长流程工艺，形成“可拆分、可组合”的模块化核算方式。

[0068]

具体的，对核算单元的产污影响因素组合进行识别与量化确定，影响因素组合指某一核算单元内对污染物产生有显著性影响的因素组合，例如产品、原材料、生产工艺、生产规模、治理技术等，通过影响因素组合，能反映出一个独立的核算单元中主要的产污环节、产品、工艺、原料和治理技术等基本信息。同一组合中不同企业相同核算单元中产污强度接近，排放强度则根据企业治理设施的实际运行状况有所不同，最终确立的某一行业影响因素组合是对行业生产活动及产排污现状的充分了解基础上，基于统计学理论并综合权衡技术和经济可行性的结果。

[0069]

在核定、量化产污系数时，通过回归分析建立污染物产生量与某些关键影响因素的相关性及敏感性分析，确定核算单元的产污影响因素组合。基于此，运用阈值逼近法、决策树方法或经验判断法，建立了工业行业产污水平影响因素组合判定方法。由于不同行业污染物产生水平高低的影响因素不尽相同，因此需区分对待。对于流程型生产行业，例如采矿业，其产污系数与自然条件关系密切；如煤炭开采行业不同矿区矿井水的产排量差别较大，产污系数核算需将区域作为分类主要因素；石油开采业不同油田含水率对水污染物的产排量影响很大，产污系数核算时需考虑油田含水率的差异；制造业以及电力、热力、燃气及水生产和供应业中一般涉及燃烧过程，例如各类锅炉和炉窑的污染物产生则主要与原料有关，其次也受产品、工艺、规模的影响。对于离散型生产行业，污染物的产生一般主要与产

品有关，而当产品差异性较大时，影响因素优先考虑原料，其次考虑工艺和规模。

[0070]

一般情况下生产过程中污染物产生量是产品、工艺、原料、规模等因素的函数。对于任意两个企业中相同的核算单元，只要其产污影响因素组合相同，就可以认为这两个企业相同的核算单元产生的污染物量大致相同，可将它们视为同一核算单元进行分析研究。

[0071]

具体的，对产污系数进行核定与量化，并通过计算获得核算单元的产污量。产污系数是指在一定的技术经济和管理等条件下生产单位产品(或使用单位原料)所产生的污染物量。

[0072]

其中，“一定的技术经济和管理等条件下”一般是指相同的产品、工艺、原料或规模等影响因素的组合(以下简称组合)。某个特定组合条件下某污染物的产污系数是符合该组合条件的不同企业某污染物的产污系数的平均水平，也即平均产污系数r。

[0073]

在平均产污系数r核定量化时，需要选取符合某一组合条件的不同样本企业，通过对这些样本企业的个体产污系数r

β

进行加权平均或中位数等数据处理方式，计算得到平均产污系数r。

[0074]

其中，个体产污系数r

β

主要通过对某一组合条件下某样本企业核算单元不同来源、不同批次样本数据的进行加权平均或算术平均处理计算得到。

[0075]

个体产污系数的计算公式为：

[0076][0077]

式中：g

e

为某一批次采集(或调查)时间内样本污染物的产生量；m

e

为某一批次样本采集时间内产品的总量(或原料总量)；w

e

为不同批次样本产污系数的权重，若不同批次样本数据来源不同(实测数、历史实测数、模拟数据)，则权重可由不同来源数据的原始样本数目比例、数据差异性和质量保证等确定，各批次权重之和为1；d为总样本数。

[0078]

平均产污系数r是由个体产污系数r

β

通过加权平均或中位数等数据处理方式计算得到。

[0079]

其中，加权平均法计算公式为：

[0080][0081]

式中：w

β

为不同样本企业个体产污系数的权重，权重一般根据样本企业的代表性确定，权重之和为1；r

β

为不同样本企业的个体产污系数；f为总样本数。

[0082]

中位数法计算公式为：

[0083][0084]

此外，当某污染物的产生量与某些特定的因素存在清晰的函数关系时，也可采用函数法表示其产生量。

[0085]

利用平均产污系数r进行某一核算单元的污染物产生量，采用下式计算：

[0086][0087]

其中，r为某一特定产污影响因素组合下的产污系数，m

i

为行业专用核算单元i的

产品产量或原料用量，m

j

为通用核算单元j的产品产量或原料用量。

[0088]“一污普”的系数制定一般按照《国民经济行业分类》分行业进行，而基于本发明提出的工业污染源产排污核算模型的模块化产排污核算系数体系的建立，不仅增强了系数的适用性，更提升了系数的覆盖度，特别是对于产品规格不一、功能不同且升级换代相对频繁的离散型生产行业而言，不仅可实现各种产品生产过程中产排污量的核算，也便于产排污系数的动态更新和调整。以机械加工类行业(行业代码为33～37的行业)为例，根据该行业的生产加工特点和主要的产排污特征，共筛选提取了17个产排污环节，包括：铸造、锻造、粉末冶金、下料、冲压、预处理、机械加工、树脂纤维加工、焊接、粘接、转化膜处理、热处理、装配、涂装、检验测试、表面处理。以音响设备制造和影视录放设备制造为例，提取的6个共性产排污工段覆盖了该行业的全部产排污环节，相比之前的核算单元减少了57.14％，大幅度减少了产排污系数的冗余。

[0089]

具体的，计算获取污染治理技术平均去除效率η。

[0090]

在某一影响因素组合条件下，对某一污染治理技术的样本企业内不同批次样本的污染物去除率数据进行加权平均或算术平均，得到该污染治理技术的个体去除效率η

β

。在某一影响因素组合条件下，某一污染治理技术的平均去除效率是符合该组合条件的不同企业采用该治理技术的不同去除效率的平均水平，也即污染治理技术平均去除效率η。

[0091]

污染治理技术个体去除效率η

β

指单个样本企业某一污染物在治理设施处理前、后的质量差值与处理前的质量比值，以百分数表示，其计算方法如下：

[0092]

当污染治理技术去除的污染物为水污染物时，污染治理技术个体去除效率η

β

的计算公式为：

[0093][0094]

式中：q

sw

、q

ew

为治理设施进、出口水污染物的流量；c

sw

、c

ew

为治理设施进、出口废水污染物的浓度。

[0095]

当污染治理技术去除的污染物为大气污染物时，污染治理技术个体去除效率η

β

的计算公式为：

[0096][0097]

q

sg

、q

eg

为治理设施进、出口大气污染物的流量；c

sg

、c

eg

为治理设施进、出口大气污染物的浓度；η

c

为无组织排放大气污染物(如无组织颗粒物或挥发性有机物)治理设施对该污染物的收集效率，％。

[0098]

η

c

是指某个污染物产生点位，所产生的所有颗粒物或挥发性有机物中，能够被治理设施收集或捕集到的量，占产生总量的比例。例如，某点位共产生挥发性有机物100kg，所采取的治理设施为半密闭式集气罩+活性炭吸附，如果该套治理设施仅能收集到30kg的挥发性有机物，则该套设施对挥发性有机物的捕集效率为：30％。

[0099]

在污染治理技术平均去除效率η核定量化时，需要选取符合某一组合条件的不同样本企业，通过对这些样本企业的个体去除效率η

β

进行加权平均或中位数等数据处理方式，计算得到平均去除效率η。

[0100]

其中，加权平均法计算公式为：

[0101][0102]

式中：为不同样本企业个体去除效率的权重，权重一般根据样本企业的代表性确定，权重之和为1；η

β

为不同样本企业的个体去除效率；h为总样本数。

[0103]

中位数法计算公式为：

[0104][0105]

此外，当某治理技术的去除效率与某些特定的因素存在清晰的函数关系时，也可采用函数法表示其去除效率。

[0106]

具体的，计算获取污染治理设施实际运行率k。

[0107]

污染治理设施实际运行率k是表征相同产污水平条件下，采用相同环保工艺技术和设施的不同企业具有不同排放量的参数。通过明确污染治理设施的实际运行率，有利于提升企业实际污染排放量统计时的准确性。k值反映的是污染治理设施运行的状态，越稳定运行，运行时间越长，k值越高，在取值上，如果连续稳定运行的理想状态定义为1，则非连续稳定运行的状态在0～1之间。实际运行率一般并不能直接测量，而是通过能够反映污染治理设施运行状态的参数计算得出。例如，将污染治理设施运行时长与对应产污工段生产时长进行对比(见下式)等。

[0108][0109]

式中：s

d

为污染治理设施运行时长；s

sd

为对应产污工段生产的时长。

[0110]

在本发明所述的产排污核算模型及构建方法中，对于核算参数的制定需要一定量代表性的样本企业数据，实现从个体产污系数到行业平均产污系数的计算，样本企业的选取采用一般分层抽样与随机抽样相结合的方式，在选取时，不仅要考虑到同一影响因素组合下该企业在产品、工艺、规模、原材料路线、治理技术、投产年限、开工情况等方面的代表性，还应充分考虑本行业生产布局的区域分布差异，尽可能的覆盖本行业具有明显区域特征的地区，优先选择该行业生产密集地区和代表行业内大多数企业加工现状的企业，如：马铃薯淀粉制造行业选择内蒙等地，木薯淀粉选择广西等地，玉米淀粉选择山东等地，宠物饲料选择河北等地，大豆油选择山东和东北地区为实测地点，此外，还需注意产排污核算体系的主要用户——多以缺乏监测数据或无法采用实测法进行排污量核算填报的企业为主，此类企业的代表性也应当充分考虑。

[0111]

核算参数的最终核定需经过多级检验和校核。所有用于参数制定的原始数据包括实测数据、历史数据、实验室模拟数据、调查数据等，需满足数据质量要求才可用于计算；对初始得到的核算参数应按照是否符合行业内产排污规律以及物料衡算等依据进行内部自评估及校核；可邀请行业内、国家和地方环保专家对核算参数初步成果进行技术把关和评审；通过评审后应将核算参数用于非样本企业的验证，实现核算参数的校核修订，对于核算过程中偏差较大的参数，应通过补充样本数据或修订影响因素组合等方式对参数实现校核，形成最终的核算参数。

[0112]

利用上述模型构建方法，研究制定了41个大类工业行业(657个小类行业)的产排

污核算方法及参数，共计得到934个核算单元，针对1300种主要产品、1589种原料、1528个工艺的影响因素组合产出31327个废水、废气污染物的产污系数以及101587种污染治理技术去除效率。

[0113]

实施例一

[0114]

本实施例是关于水污染物的计算案例。

[0115]

某铜采选企业主要从事铜精矿的生产。该企业涉及的主要产排污工段为采矿和选矿两个工段。其中采矿工段主要污染物为：化学需氧量、汞、镉、铅、砷。选矿工段主要污染物为：化学需氧量、汞、镉、铅、砷、颗粒物。以化学需氧量为例说明排放量计算过程。

[0116]

该企业基本信息如表1所示。

[0117]

表1某铜采选企业基本信息

[0118][0119]

(1)核算环节1的排放量计算

[0120]

首先，化学需氧量产生量计算方法为：

[0121]

①

查找产污系数及其计量单位

[0122]

根据企业基本信息，查找本手册中主要产品为铜矿石，主要原料为铜矿，主要工艺为露采工艺，生产规模为所有规模。该组合化学需氧量的产污系数为2.6，单位为克/吨

?

产品。

[0123]

②

获取企业产品产量

[0124]

该企业实际情况为：该工段主要产品铜矿石2017年产量为396000吨。

[0125]

③

计算化学需氧量产生量

[0126]

由于查询到的组合中，化学需氧量产生量产污系数的单位为克/吨

?

产品，因此在核算化学需氧量产生量时需获取产品产量。

[0127]

化学需氧量产生量＝化学需氧量产污系数

×

产品(铜矿石)产量＝2.6

×

396000＝1029.6千克。

[0128]

其次，化学需氧量去除量计算方法为：

[0129]

①

查找污染治理技术平均去除效率

[0130]

由于该企业采矿工段化学需氧量治理技术采用沉淀分离工艺，查询相应组合内沉淀分离工艺的平均去除效率为η＝30％。

[0131]

②

计算污染治理设施实际运行率

[0132]

根据产污系数组合查询结果，该组合中沉淀分离法对应的污染治理设施实际运行率为：

[0133]

k＝污水治理设施运行时间/企业正常生产时间＝7920小时/7920小时＝1。

[0134]

③

计算化学需氧量去除量

[0135]

化学需氧量去除量＝1029.6

×

30％

×

1＝308.88千克。

[0136]

最后，化学需氧量排放量计算方法为：

[0137]

该企业采矿工段废水回用率为100％。

[0138]

化学需氧量排放量＝(1029.6

?

308.88)

×

(1

?

100％)＝0千克。

[0139]

(2)核算环节2的排放量计算

[0140]

首先，化学需氧量产生量计算方法为：

[0141]

①

查找产污系数及其计量单位

[0142]

根据企业基本信息，查找本手册中主要产品为铜精矿，主要原料为铜矿石，主要工艺为磨浮工艺，生产规模为所有规模。该组合化学需氧量的产污系数为231.25，单位为克/吨

?

原料。

[0143]

②

获取企业原料用量

[0144]

该企业实际情况为：该工段主要原料铜矿石2017年使用量为396000吨。

[0145]

③

计算化学需氧量产生量

[0146]

由于查询到的组合中化学需氧量产污系数的单位为克/吨

?

原料，因此在核算产生量时需获取原料用量。

[0147]

化学需氧量产生量＝化学需氧量产污系数

×

原料(铜矿石)用量＝231.25

×

396000＝91575千克。

[0148]

其次，化学需氧量去除量计算方法为：

[0149]

①

查找污染治理技术平均去除效率

[0150]

由于该企业选矿工段化学需氧量治理技术采用沉淀分离工艺，查询相应组合内沉淀分离工艺的平均去除效率为η＝30％。

[0151]

②

计算污染治理设施实际运行率

[0152]

根据产污系数组合查询结果，该组合中化学需氧量对应的污染治理设施实际运行率为：

[0153]

k＝污水治理设施运行时间/企业正常生产时间＝7920小时/7920小时＝1。

[0154]

③

计算化学需氧量去除量

[0155]

化学需氧量去除量＝91575

×

30％

×

1＝27472.5千克。

[0156]

最后，化学需氧量排放量计算方法为：

[0157]

该企业选矿工段废水回用率为98％。

[0158]

化学需氧量排放量＝(91575千克

?

23195.7千克)

×

(1

?

98％)＝1282.05千克。

[0159]

(3)总排放量计算

[0160]

化学需氧量总排放量＝工段1排放量+工段2排放量＝0千克+1282.05千克＝

1282.05千克。

[0161]

实施例二

[0162]

本实施例是关于大气污染物的计算案例。

[0163]

某木制家具生产企业主要从事实木家具、人造板家具的生产，该企业涉及的主要产排污核算环节为：胶合、涂饰、产品干燥和磨光四个核算环节。其中胶合核算环节主要污染物为挥发性有机物，涂饰核算环节主要污染物为颗粒物和挥发性有机物，产品干燥核算环节主要污染物为挥发性有机物，磨光核算环节主要污染物为颗粒物。以挥发性有机物为例说明排放量计算过程。

[0164]

该企业基本信息如表2所示。

[0165]

表2某木制家具生产企业基本信息

[0166][0167][0168]

以上四个环节中，由于“核算环节4：磨光”不产生挥发性有机物，因此在计算挥发性有机物排放量时不计算在内。而其他环节均涉及，故在计算过程中，需要分别单独计算前三个核算环节(即胶合、涂饰、产品干燥)的污染物排放量，再进行加和汇总，得到该企业全厂一年的挥发性有机物排放量。

[0169]

(1)核算环节1的排放量计算

[0170]

首先，挥发性有机物产生量计算方法为：

[0171]

①

查找产污系数及其计量单位

[0172]

根据企业基本信息，查找本手册中主要产品为：实木家具、人造板家具，主要原料为：胶粘剂(水性)，主要工艺为：涂胶，生产规模为：所有的组合中挥发性有机物的产污系数为52.4，单位为克/公斤

?

胶粘剂。

[0173]

②

获取企业原料用量

[0174]

该企业实际情况为：该工段主要原料胶粘剂年用量为40232千克。

[0175]

③

计算挥发性有机物产生量

[0176]

由于查询到的组合中，挥发性有机物产污系数的单位为克/公斤

?

胶粘剂，因此在核算产生量时需获取原料用量。

[0177]

挥发性有机物产生量＝挥发性有机物产污系数

×

原料(胶粘剂)用量

[0178]

＝52.4

×

40232＝2108.16千克。

[0179]

其次，挥发性有机物去除量计算方法为：

[0180]

①

查找污染治理技术平均去除效率

[0181]

由于该企业挥发性有机物治理技术采用低温等离子体工艺，查询相应组合内低温等离子体工艺的平均去除效率为η＝30％。

[0182]

②

计算污染治理设施实际运行率

[0183]

根据产污系数组合查询结果，该组合中挥发性有机物对应的污染治理设施实际运行率计算公式为：

[0184]

k＝处理设施耗电量(千瓦时/年)/[设备额定功率(千瓦)

×

运行时间(小时/年)]＝26400/[110

×

300]＝0.8。

[0185]

③

计算挥发性有机物去除量：

[0186]

挥发性有机物去除量＝2108.16

×

30％

×

0.8＝505.96千克。

[0187]

最后，挥发性有机物排放量计算方法为：

[0188]

挥发性有机物排放量＝挥发性有机物产生量

?

挥发性有机物去除量＝2108.16

?

505.96＝1602.2千克。

[0189]

(2)核算环节2的排放量计算

[0190]

首先，挥发性有机物产生量计算方法为：

[0191]

①

查找产污系数及其计量单位

[0192]

根据企业基本信息，查找本手册中主要产品为：实木家具、人造板家具，主要原料为：涂料(水性)，主要工艺为：喷漆，生产规模为：所有的组合中挥发性有机物的产污系数为84，单位为克/公斤

?

涂料。

[0193]

②

获取企业原料用量

[0194]

该企业实际情况为：该工段主要原料涂料年用量为338388千克。

[0195]

③

计算挥发性有机物产生量

[0196]

由于查询到的组合中，挥发性有机物产污系数的单位为克/公斤

?

涂料，因此在核算产生量时需获取原料用量。

[0197]

挥发性有机物产生量＝挥发性有机物产污系数

×

原料(涂料)用量

[0198]

＝84

×

338388＝28424千克。

[0199]

其次，挥发性有机物去除量计算方法为：

[0200]

①

查找治理技术平均去除效率

[0201]

由于该企业挥发性有机物治理技术采用低温等离子体工艺，查询相应组合内低温等离子体工艺的平均去除效率为η＝30％。

[0202]

②

计算污染治理设施实际运行率

[0203]

根据产污系数组合查询结果，该组合中挥发性有机物对应的污染治理设施实际运行率计算公式为：

[0204]

k＝处理设施耗电量(千瓦时/年)/[设备额定功率(千瓦)

×

运行时间(小时/年)]＝28800/[120

×

300]＝0.8。

[0205]

③

计算挥发性有机物去除量：

[0206]

挥发性有机物去除量＝28424

×

30％

×

0.8＝6822千克。

[0207]

最后，挥发性有机物排放量计算方法为：

[0208]

挥发性有机物排放量＝挥发性有机物产生量

?

挥发性有机物去除量28424

?

6822千克＝21602千克。

[0209]

(3)核算环节3的排放量计算

[0210]

首先，挥发性有机物产生量计算方法为：

[0211]

①

查找产污系数及其计量单位

[0212]

根据企业基本信息，查找本手册中主要产品为：实木家具、人造板家具，主要原料为：涂料(水性)，主要工艺为：流平/烘干/晾干，生产规模为：所有的组合中挥发性有机物的产污系数为36，单位为克/公斤

?

涂料。

[0213]

②

获取企业产品产量

[0214]

该企业实际情况为：该工段主要原料涂料年用量为338388千克。

[0215]

③

计算挥发性有机物产生量

[0216]

由于查询到的组合中，挥发性有机物产污系数的单位为克/公斤

?

涂料，因此在核算产生量时需获取原料用量。

[0217]

挥发性有机物产生量＝挥发性有机物产污系数

×

原料(涂料)用量

[0218]

＝36

×

338388＝12182千克。

[0219]

其次，挥发性有机物去除量计算方法为：

[0220]

①

查找治理技术平均去除效率

[0221]

由于该企业挥发性有机物治理技术采用低温等离子体工艺，查询相应组合内低温等离子体工艺的平均去除效率为η＝30％。

[0222]

②

计算污染治理设施实际运行率

[0223]

根据产污系数组合查询结果，该组合中挥发性有机物对应的污染治理设施实际运行率计算公式为：

[0224]

k＝处理设施耗电量(千瓦时/年)/[设备额定功率(千瓦)

×

运行时间(小时/年)]＝24000/[100

×

300]＝0.8。

[0225]

③

计算挥发性有机物去除量：

[0226]

挥发性有机物去除量＝12182

×

30％

×

0.8＝2924千克。

[0227]

最后，挥发性有机物排放量计算方法为：

[0228]

挥发性有机物排放量＝挥发性有机物产生量

?

挥发性有机物去除量12182

?

2924＝9258千克。

[0229]

(4)挥发性有机物总排放量计算

[0230]

挥发性有机物总排放量＝核算环节1排放量+核算环节2排放量+核算环节3排放量＝1602.2千克+21602千克+9258千克＝32462.2千克。

[0231]

实施例三

[0232]

本实施例是关于工业固体废物的计算案例。

[0233]

某大理石矿山开采企业从事矿石开采。该企业涉及的主要产排污工段为：开采工段。主要污染物为：一般固废。以一般固废为例说明该企业工业固体废物产生量的计算过程。

[0234]

该企业基本信息如表3所示。

[0235]

表3某大理石矿山开采企业基本信息

[0236][0237]

(1)核算环节1的固废产生量计算

[0238]

核算环节1的固废产生量的计算方法为：

[0239]

①

查找产污系数及其计量单位

[0240]

根据企业基本信息，查找本手册中主要产品为：天然大理石荒料，原料为：石灰岩，主要工艺为：露天开采，生产规模为：所有的组合中一般固废的产污系数为4.05，单位为立方米/立方米

?

产品。

[0241]

②

获取企业产品产量

[0242]

该企业实际情况为：该核算环节主要产品天然大理石荒料2017年产量为20万立方米。

[0243]

③

一般固废产生量

[0244]

由于查询到的组合中，一般固废产污系数的单位为立方米/立方米

?

产品，因此在核算产生量时采用产品产量。

[0245]

一般固废产生量＝一般固废产污系数

×

产品(天然大理石荒料)产量＝4.05

×

20万＝81万立方米。

[0246]

(2)一般固废总产生量计算

[0247]

由于该企业仅一个工业固废的产污工段(即开采工段)，故该企业全厂一年的总固废产生量为该产污工段的固废产生量，即81万立方米。

[0248]

本发明提出的工业污染源产排污核算模型及构建方法，通过提取生产活动的共

性、突出不同生产过程和治理过程的个性，将工业生产和治理过程中的显著性要素与污染物产生和排放建立关联，符合工业生产和运营实际的需要，通过对工业行业进一步的识别和分类，根据不同行业的代谢特征，提取适合模块化核算的核算单元，实现“提取共性、分类核算”，提升了核算参数的代表性和覆盖面，提高了核算效率及准确性，降低了核算参数冗余度。

[0249]

最后应说明的是，以上仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案(比如数据的运用方式、各种公式的运用、步骤的先后顺序等)进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。技术特征：

1.一种工业污染源产排污核算模型，其特征在于，所述核算模型包括行业专用核算单元产污量、通用核算单元产污量、污染治理技术平均去除效率以及污染治理设施实际运行率，污染物产生量由所述行业专用核算单元产污量与所述通用核算单元产污量计算获得，污染物去除量由所述污染物产生量、所述污染治理技术平均去除效率以及所述污染治理设施实际运行率计算获得，污染物排放量由所述污染物产生量与所述污染物去除量计算获得，所述核算模型的公式如下：式中：p

g

为污染物产生量；为行业专用核算单元i的产污量；为通用核算单元j的产污量；p

e

为污染物去除量；η为污染治理技术平均去除效率；k为污染治理设施实际运行率；p

d

为污染物排放量。2.根据权利要求1所述的一种工业污染源产排污核算模型，其特征在于，所述行业专用核算单元产污量与所述通用核算单元产污量均为核算单元产品、工艺、原料、规模以及其他因素的函数，所述行业专用核算单元产污量与所述通用核算单元产污量的公式如下：式中：x

p

为产品；x

m

为原料；x

t

为工艺；x

s

为规模；x

a

为其他因素。3.基于权利要求1所述的一种工业污染源产排污核算模型的构建方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一：根据产排污规律的一致性或相似性对工业行业进行类型划分，实行分类核算；步骤二：对不同类型行业的核算单元进行识别提取，形成适合模块化核算的核算单元，判定区分行业专用核算单元与通用核算单元；步骤三：对核算单元的产污影响因素组合进行识别与量化确定，核定并量化产污系数，通过计算获得核算单元产污量；步骤四：计算获取污染治理技术平均去除效率以及污染治理设施实际运行率，由此构建工业污染源产排污核算模型。4.根据权利要求3所述的一种工业污染源产排污核算模型的构建方法，其特征在于，在所述步骤一中根据产排污规律的一致性或相似性对工业行业进行类型划分，将工业行业分为流程型生产行业和离散型生产行业。5.根据权利要求4所述的一种工业污染源产排污核算模型的构建方法，其特征在于，在所述步骤二中对不同行业的核算单元进行识别提取，对所述流程型生产行业的核算单元进行识别提取要依据可测量准则、现实性准则以及适度性准则。6.根据权利要求4所述的一种工业污染源产排污核算模型的构建方法，其特征在于，在所述步骤二中对不同行业的核算单元进行识别提取，对所述离散型生产行业的核算单元进行识别提取要依据目的性准则、完整性准则以及通用性准则。7.根据权利要求5所述的一种工业污染源产排污核算模型的构建方法，其特征在于，所述可测量准则为：核算单元须具备污染物采样和测量的条件；

所述现实性准则为：核算单元须涵盖现实中运营的企业或企业内部独立运行的车间，对于没有污染物产生的工艺过程，无需作为核算单元，核算单元数不大于工艺过程数；所述适度性准则为：减少冗余度，避免核算单元拆分过细导致参数获取难度增加，保障核算单元的完整性，对工艺过程之间具有水循环、能量梯级利用关联代谢关系的不可拆分。8.根据权利要求6所述的一种工业污染源产排污核算模型的构建方法，其特征在于，所述目的性准则为：基于污染物产生量对核算单元进行提取，关注产污量或环境影响较大的工艺；所述完整性准则为：提取后的核算单元应能覆盖生产该产品所需的所有工艺过程；所述通用性准则为：所提取的核算单元在同行业不同产品的产排污特征及产污量方面具有相似性或一致性，满足通用核算需求。9.根据权利要求3所述的一种工业污染源产排污核算模型的构建方法，其特征在于，在所述步骤二中形成适合模块化核算的核算单元的具体方式为：长流程工艺可拆分为若干核算单元，若干短流程核算单元可组合为长流程工艺。10.根据权利要求3所述的一种工业污染源产排污核算模型的构建方法，其特征在于，在所述步骤三中对核算单元的产污影响因素组合进行识别与量化确定的具体方法为阈值逼近法、决策树方法或经验判断法，所述核算单元产污量的计算公式如下：其中，r为某一特定产污影响因素组合下的产污系数，m

i

为行业专用核算单元i的产品产量或原料用量，m

j

为通用核算单元j的产品产量或原料用量。

技术总结

本发明提供了一种工业污染源产排污核算模型及构建方法，所述模型包括行业专用核算单元产污量、通用核算单元产污量、污染治理技术平均去除效率以及污染治理设施实际运行率。所述方法包括对工业行业进行类型划分；对不同类型行业的核算单元进行识别提取，形成模块化的核算单元；对核算单元的产污影响因素组合进行识别与量化确定，核定并量化产污系数，通过计算获得核算单元产污量；计算获取污染治理技术平均去除效率以及污染治理设施实际运行率，由此构建工业污染源产排污核算模型。本发明根据不同行业的代谢特征，提取模块化的核算单元，实现“提取共性、分类核算”，提升了核算参数的覆盖面，提高了核算效率及准确性，降低了核算参数冗余度。参数冗余度。参数冗余度。

技术研发人员：乔琦 白璐 张玥 李雪迎 许文 刘景洋 孙园园 刘丹丹 谢明辉 周潇云 赵若楠 孙晓明 贾岩 孟立红

受保护的技术使用者：中国环境科学研究院

技术研发日：2021.09.27

技术公布日：2021/12/16