1.福建省环境科学研究院; 2.福建省环境工程重点实验室 姜炳棋
福建省“十二五”期间主要水污染物减排空间研究
1.福建省环境科学研究院; 2.福建省环境工程重点实验室 姜炳棋1,2
通过对福建省“十一五”期间主要水污染物减排取得的成效,围绕“十二五”减排目标,以2012年为年基准年,分三种社会经济发展情景模拟预测福建省工业源、生活源以及农业源新增COD及NH3N的排放量,深度挖掘2013年~2015年的减排空间,对“十二五”减排的目标进行可达性分析,并提出相应的对策与建议。研究结果表明,NH3N的减排压力较大,在现有规划下,很难完成“十二五”减排目标,未来城镇生活新增量是工业新增量的3倍以上,能否消化城镇生活新增污染物排放量是能否顺利完成“十二五”期间主要水污染物总量控制任务的关键。
福建省水污染物 减排 可达性
我国“十二五”规划提出了节能减排的两项水污染物约束性指标,即要求福建省到2015 年,COD、NH3N排放总量分别减少6.3%、8.4%[1]。围绕该目标,福建省把污染减排作为海峡西岸经济区又好又快发展的重要任务,先后出台了一系列促进污染减排政策,努力降低污染负荷,部分地区的水环境质量改善效果逐步体现。然而,面对“十二五”期间经济发展和污染减排的新形势,全面总结经验,正确分析减排压力,提出科学的减排对策措施是城市可持续发展必须解决的问题[2]。开展减排空间研究对福建省建设全国生态文明示范区,努力实现“百姓富”、“生态美”发展目标具有重要意义。
“十一五”期间,福建省通过不断强化源头污染物减排,深入推进水污染物减排,主要污染物排放总量得到有效控制,至2010年全省化学需氧量(COD)比2005年减排5.44%,如期实现“十一五”总量控制目标。目前,福建省所有国控重点污染源、省控重点污染源,以及已投入运行的城市污水处理厂均安装主要污染物在线监控设备,并联网运行。
“十二五”期间,国家在“十一五”化学需氧量的基础上,增加氨氮(NH3N)新的总量控制指标;同时,进一步扩大减排领域,在“十一五”工业和生活污染源的基础上,将农业污染源纳入减排范围。至2012年,福建省COD、NH3N排放总量分别下降到66.0万吨、9.3万吨,较2010年下降了5.2%、4.1%。但是,与国家要求“十二五”末的减排目标相比,2项指标均需要在2012年的排放总量上完成不同程度的削减,尤其是NH3N的削减率较大,见表1。
表1 “十二五”总量减排目标对比
2.1.1城镇生活新增排放量急速增长
参照往年人口增长速率[3],至2015年达到《福建省“十二五”人口和计划生育发展专项规划》中的控制目标3836万人,而随着国家推行城镇化战略,把城镇化作为新的经济增长点,可以预计未来城镇化步伐将会加快,“十二五”末的福建省城镇化率将必然超过规划目标(60.1%)。采用综合产污系数法[4],以人均COD综合产污系数67克/人.日、NH3N综合产污系数8.7克/人.日[4],模拟三种不同的社会经济发展情景,预测城镇生活主要污染物新增量(见表2)。按照情景二的预测结果,未来城镇生活COD、NH3N新增量将达到5.4万吨、0.7万吨,分别占2012年排放总量的8.2%、7.5%,将给减排工作带来巨大压力。
表2 城镇生活COD、NH3N新增量预测
2.1.2工业水污染物新增量预测
按照规划目标,“十二五”期间地区生产总值年均增长10%以上,COD排放强度以2010年~2012年的年均几何递减率(为14.4%),至2015年,由2012年的5.7吨/亿元降至3.6吨/亿元,并以扣除10个低COD排放行业工业增加值贡献率后的GDP增长率计算,采用GDP排放强度法测算增量[4],模拟三种不同的社会经济发展情景,预测工业COD新增量(见表3)。工业氨氮新增量为2013年~2015年造纸及纸制品业等9个排放氨氮重点行业的分年度氨氮新增量之和。参照2010年和2011年重点行业氨氮增加值的增长速率(分别为33.7%和25.3%),未来三年重点行业工业增加值氨氮排放强度按2010-2012年的年均几何递减率(为30%),至2015年由2012年的1.65吨/亿元降至0.53吨/亿元,采用单位工业增加值平均排放强度法测算,预测工业氨氮新增量(见表3)。按照情景二的预测结果,未来工业COD、NH3N新增排放量2.7万吨、2.6万吨,分别占2012年排放总量的2.7%、2.6%。
表3 工业COD、NH3N新增量预测
2.1.3农业源新增量预测
福建省农业污染源主要来自生猪和肉鸡,其中生猪排放比例占规模化畜禽养殖COD、NH3N总排放量的80%、94%。由于生猪规模对污染物新增贡献计算影响很大,考虑到近几年生猪规模控制力度较大,故2013年~2015年的年均增长率依据近三年的年均几何增长率(取3%),其他畜禽种类增长率参照《“十二五”主要污染物总量减排核算细则》中的2001年~2009年的年际变化率[4]。假设至2015年每种畜禽排放污染物的平均去除率与2012年持平,采用产物系数法计算新增量(见表4)[4]。预计至2015年,规模化畜禽养殖新增COD 2.18万吨,NH3N 0.3万吨,其中生猪COD和NH3N新增量分别占农业源总新增量的58.6%和84.8%。
表4 农业COD、NH3N新增量预测
2.2.1工业源减排空间
目前福建省还有国家要求淘汰的1万吨/年规模以下造纸企业204家和7家纺织企业,生产规模在30万标张/年以下的皮革企业19家,食品制造、化工等其他行业还有可关闭超标或产业结构规划调整的企业,预计可形成COD减排量0.78万吨、NH3N减排量0.03万吨。全省192家生产规模在1万吨/年以上的造纸企业进一步实施废水深度治理和节水工程,废水排放达到《制浆造纸工业污染物排放标准》(DB 35/1310-2013)要求,预计可形成COD减排量0.33万吨、NH3N减排量0.006万吨。全省494家印染企业按照《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB 4287-2012)废水排放COD 100 mg/L、NH3N 12 mg/L要求,实施节水和深度治理工程,预计可形成COD减排量0.32万吨、NH3N减排量0.009万吨。全省165家生产规模在30万标张/年以上的皮革企业实施废水深度治理,达到《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)的一级标准,即COD、NH3N排放浓度达100 mg/L、1 mg/L,可形成COD减排量0.052万吨、NH3N减排量0.007万吨。全省共有氮肥制造企业16家,实施废水深度治理达到合成氨工业排放标准GB13458-2013中的排放标准,即COD、NH3N排放浓度达100 mg/L、40 mg/L,可形成COD减排量0.048万吨、NH3N减排量0.05万吨。食品、制药、饮料等行业实施废水深度治理工程预计可形成COD减排量0.38万吨、NH3N减排量0.02万吨。工业园区污水集中治理按照平均负荷率75%测算,预计可形成COD减排量0.33万吨、NH3N减排量0.066万吨。
2.2.2城镇源减排空间
目前,已新(扩)建25座污水处理厂,全省城镇生活污水处理能力达377万吨/日,实际处理水量319万吨/日,假设未来三年按照《福建省“十二五”主要污染物总量控制规划》要求,如期完成新(扩)建市县污水处理厂任务,新增处理水量93万吨/日,COD进出水平均浓差120 mg/L,氨氮15 mg/L,预计可形成COD减排量4.07万吨、NH3N减排量0.51万吨。
2.2.3农业源减排空间
目前,肉鸡、蛋鸡畜禽粪便采用生物质燃烧发电,排放量较小,污染物平均去除率较高,故假设到2015年,肉鸡、蛋鸡平均去除率保持较高水平不变,其他畜禽养殖均采用了治理措施,达到《“十二五”主要污染物总量减排核算细则》中各项治理措施的平均水平,即生猪COD、NH3N平均去除率提高4.2%、25.7%,肉牛COD、NH3N平均去除率提高6.7%、36.8%,奶牛COD、NH3N平均去除率提高6.1%、36.5%。预计可形成COD减排量3.4万吨,NH3N 减排量0.36万吨。
在2012年排放总量上,净削减量按照减排空间扣除预测的新增量计算,比较三种情景模式下“十二五”末目标的可达性。结果显示,未来,即使在低增速情况下(城镇化率62%,GDP增速10%,重点氨氮行业增速20%)也无法完成NH3N控制目标,可见NH3N减排任务艰巨;在低增速时COD能完成总量控制目标,但在中增速(城镇化率64%,GDP增速12%,重点氨氮行业增速25%)下总量无法达到控制目标,尤其是工业和生活缺乏足够的空间;在高速增长(城镇化率66%,GDP增速14%,重点氨氮行业增速30%)下,总量控制目标很难实现(见表5)。总体看来,未来由于城镇化加快的影响,水污染物总量控制形势不容乐观。
表5 2015年水污染总量控制目标对比表 (单位:万吨)
目前,城镇生活源排放的COD和NH3N分别占福建省COD和NH3N排放总量的53.2%和56.6%,且未来城镇生活新增量是工业新增量的3倍以上,能否消化城镇生活新增污染物排放量是能否顺利完成“十二五”期间主要水污染物总量控制任务的关键问题。现有的城镇污水处理能力已经完全不能满足减排的需要,在城镇化率达64%的情况下,未来三年除规划内的处理水量93万吨/日外,还需新增44万吨/日以上,才能达到总量控制目标。
依靠旧的经济发展模式将无法完成减排任务。因此,必须大力调整产业结构,走绿色、可持续发展道路。
3.1.1优化产业结构调整
“十二五”期间,要严格落实国家淘汰落后产能工作要求及淘汰落后产能目标任务,通过差别电价、等量淘汰、财政奖励等政策坚决淘汰造纸、制革、印染等重点行业落后产能。为保证工业和生活总量控制目标,加快高污染行业淘汰力度,加大造纸行业淘汰标准。立即关停生产规模10万标张/年以下的皮革企业,加快淘汰生产规模10万标张~30万标张/年的皮革企业。
3.1.2大力发展生态型经济
围绕生态文明建设,以打造海峡蓝色产业和高端产业聚集区为契机,大力发展战略性新兴产业和现代服务业。制定重点区域发展规划,推动主导产业高端化、传统产业新型化、新兴产业规模化,着重提高第三产业比重,提高GDP发展质量。优选增量、改造存量,在快发展中转型,在做大经济总量中实现产业结构优化、质量提升。加强企业的清洁生产审查,推进清洁生产和循环经济。
3.1.3严把项目准入门槛
按照“宁可少一点,也要好一点”的要求,把环境容量作为项目引进的重要依据,把环境准入作为项目取舍的重要标准;严格能评、环评审查,实现项目好中选优;守住“生态功能不降低、水土资源不超载、污染物排放总量不突破、环境准入不降低”的底线,坚持规划先行,环保前置。
以城镇生活污染治理为重点,加快城镇污水处理设施建设和管网配套;实施工业废水深度处理,提高中水回用率,推进企业园区化管理;尝试减排新技术和新政策,挖掘农业减排潜力。
3.2.1提高城市整体治污水平
针对“存量减排空间日趋紧张”和“增量控制压力不断增大”的问题,牢牢抓紧城镇生活污染减排工作,一是要以城镇生活源污染治理为重点,从城区向镇区扩展,认真落实“十二五”污水处理和再生利用规划,争取到2015年全部建制镇完成污水设施建设。二是城区从以新建污水处理设施为主向完善配套管网、升级改造处理工艺、提高运营管理水平的全过程减排理念转变,加快污水处理厂标准化改造和再生水回用,提高污水收集率、中水回用率和进水浓度,确保稳定达标排放[5]。三是加快污泥规范化处理处置设施建设,全面、及时、妥善处置污泥。四是强化垃圾渗滤液治理,实现达标排放。
3.2.2实施工业废水深度处理和集中治理
进一步加大工业废水的治理力度,一是加快企业污水进入园区处理步伐,省级及以上、其他排水量大于2000吨/日的经济开发区、工业园区必须实现污水全收集和集中治理;二是督促对不能稳定达标的企业,要实施升级改造,提高达标水平;三是实施再生水利用工程建设,鼓励印染、造纸等高污染、高排放企业实施中水回用,减少废水污染物排放量。
3.2.3推进畜禽养殖业污染全过程综合治理
目前福建省畜禽养殖全过程综合治理完成不到20%,减排潜力巨大。要完成农业减排任务,落实农业污染减排工作,一是要严格控制畜禽和江河湖库水产养殖总量,禁养区内畜禽养殖场须立即关闭、拆除到位,禁建区内禁止新、扩建畜禽养殖场;二是要优化畜禽养殖模式,推行畜禽养殖规模化、标准化、园区化;三是大力推进清洁畜禽养殖工程,经批准建设的规模化畜禽养殖场和养殖小区应实施全过程综合治理,或采用生物发酵床、垫草垫料等养殖方式和生态种养模式等;四是推进畜禽粪便“无害化”处理,实施有机肥补贴政策。
[1] 环境保护部污染物体放总量控制司. “十二五”主要污染物总量减排目标责任书[M]. 北京:中国环境科学出版社, 2012.
[2] 董文福. “十一五”中后期中国污染减排的形势分析[J]. 环境污染与防治, 2008, 30(11): 99-100.
[3] 福建省统计局. 福建统计年鉴(2012) [M]. 北京:中国统计出版社, 2013.
[4] 环境保护部. “十二五”主要污染物总量减排核算细则[Z]. 环发[2011]148号, 2011.
[5] 孙娟, 吴悦颖, 文宇立, 等. 北京市“十二五”期间主要水污染物减排对策研究[J]. 环境污染与防治, 2011, 33(1): 102-104.