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(2012ZX07505-002)“辽河流域主要污染物排放控制与管理体系建设示范”

发布时间:2016-06-06 编辑:admin 浏览量:1026

 

成果报告

一、课题概况

《辽河流域主要污染物排放控制与管理体系建设示范》课题为国家水专项监控预警主题《辽河流域水环境管理技术综合示范”》项目下设的第二课题,课题编号2012ZX07505-002,课题承担单位为辽宁省环境科学研究院。

本课题要在“十一五”辽河流域水生态功能分区和控制单元划分结果基础上,基于共性课题研究成果,遵循“分区、分类、分级、分期”理念,制定主要污染物排放总量管理目标方案,构建辽河流域水污染治理技术评估体系,制定辽河流域典型工业、畜禽养殖、小城镇污水处理、工业园区等行业或类型的水污染物排放限值,实施排污许可证制度与示范,建立健全流域水环境管理政策,研究建立基于生态功能分区的辽河流域主要污染物排放控制综合管理体系,实现辽河流域水污染物排放控制动态管理。

二、研究成果

课题以排污许可证为最终出口,按照基于技术和基于水质(容量)两条技术路线,开展研究,并且在示范区发放了许可证。

(一)基于水生态功能分区及容量总量的水质目标管理指导思想,针对辽宁省辽河流域辽河、浑河、太子河水系水环境现状,开展了辽河流域水环境问题诊断及水质达标状况识别,进行流域及控制单元污染负荷核定,建立了水环境容量计算模型,开展了流域水环境容量计算与分配,在此基础上,进行流域重点一级支流的TMDL分配,制定排污许可分配原则,开展了流域控制单元排污许可分配。课题以辽河流域清河、蒲河,辽河的盘锦段,浑河的抚顺段、沈阳段,太子河的本溪、鞍山、辽阳段70%控制单元作为重点示范区,进行了排污许可分配管理集成技术的综合示范研究,为全国流域实施水生态功能分区及基于容量总量的水质目标管理起到了重要支撑作用。

1、辽河流域污染特征分析与污染物负荷核算技术。

开展了流域及控制单元污染源排放特征及污染负荷核定。利用统计数据,采用统计方法核定流域点源污染负荷;采用输出系数法及水文分割法、经验法、通量法核定面源污染负荷。辽河清河、凡河、盘锦段污染物排放主要以面源为主,个别支流如清河的小清河、前马河,盘锦的一统河、螃蟹沟、绕阳河、清水河以点源污染为主;浑河抚顺段以面源污染为主,沈阳段以点源污染为主;太子河本溪段、辽阳段总体以面源污染为主,本溪段的北沙河、小汤河以点源污染为主。

2、辽河流域水环境容量计算与分配技术。

在流域污染负荷核定基础上,根据流域水生态功能分区结果与现行水环境管理控制断面,划定污染负荷计算单元,构建污染物排放量与水质响应关系矩阵,计算与验证污染物衰减系数,采用一维水质模型,计算流域水环境容量,在此基础上,构建水环境容量分配模型,完成流域水环境容量分配,目前已经初步完成辽河清河、凡河、盘锦段,浑河抚顺、沈阳段,太子河本溪、鞍山、辽阳段水环境容量计算与分配。

3、辽河流域污染负荷TMDL分配技术。

在水环境容量计算与分配的基础上,根据污染源排放特征,完成辽河流域及主要一级支流点源、面源、安全余量的分配。目前已经完成辽河的清河、凡河、盘锦段,浑河抚顺、沈阳段,太子河本溪、辽阳、鞍山段一级支流污染负荷TMDL分配。

4、辽河流域控制单元排污许可分配技术。

在流域污染负荷TMDL分配及国家、课题控制单元划分基础上,制定排污许可分配原则,按照直排点源、间接排放点源分配污染负荷,并筛选重点控制的点源,发放排污许可证。目前已经完成辽河的清河、凡河、盘锦段,浑河抚顺、沈阳段,太子河本溪、辽阳、鞍山段控制单元排污许可分配,为辽河流域污染物总量管理目标制定奠定基础。

(二)通过对辽河流域小城镇、工业和农村水污染治理设施和技术诊断,研究辽河流域水污染治理技术评估方法,对辽河流域重点行业水污染治理技术进行评估,形成以最佳可行技术指南、技术规范、技术示范为核心的辽河流域水污染控制与治理技术应用管理体制;建立辽河流域水污染治理应用技术管理平台和辽河流域污水治理技术评估机构,对水污染治理技术进行评估,推进先进和优势技术的应用和推广,形成辽河流域水污染治理技术评估长效运行机制。

1、结合辽河流域特性,有针对性的设计各行业评估指标体系,划分各指标权重,分别采用优化层次分析法,TOP-熵权法、均方差法、改进熵权改进密切值法、PSR框架模型等方法对辽河流域小城镇污水厂,食品加工行业、畜禽养殖行业、造纸、印染、冶金等行业典型企业水污染处理技术进行评估。

2、在评估中着重对七个行业的减排潜力进行了分析,并科学的对其进行了相应计算,得出了各行业的减排总量。

3、将数据进行了整合,并建立了数据库平台,实现了数据的电子化、网络化;还完成了管理制度的编制,给出了必要的理论指导。

4、通过对辽河流域内石化企业废水处理工艺的现场调研,获得石化行业废水处理的相关数据,对辽河流域石化行业中典型的、大型企业的生产工艺概况以及其污水处理工艺流程、设计参数、设备设施和主要技术进行分类、整理和比较,建立了辽河流域石化行业污水处理技术基础数据库。

5、对技术基础数据库中的数据进行初步统计、分析,并结合现场实际测试情况,检验其污水处理工艺流程、设计参数、设备设施和主要技术的运行效果,对工业污水处理的能耗、技术水平进行诊断,对技术特性进行分析,对存在问题进行归类识别。采用现场实际测试和对历史运行数据统计分析相结合的方法,分析并确定特征污染物种类,通过特征污染物(COD、芳香族化合物)等指标,对污水处理厂及主要设备设施的石化废水处理工艺的数据进行诊断分析,对主要的影响因素和特点进行归类识别,建立基于工艺与效果的基本特点分析,建立包括技术性能、控制能力、处理程度、系统可靠性、经济性能和环境指标等参数的切实可行的石化行业废水处理技术评估方法。

6、结合辽河流域石化行业污染处理技术现状,以技术性能、经济性能、管理性能、环境效益为主的技术评估体系的构成要素,建立污水处理评估体系,建立评估模型和评估方法并构建评估指标体系。采用优化层次分析、主成分分析法、模糊综合评价法对比分析,完成石油化工污水处理技术评估性指标的量化和辽河流域石油化工企业污水处理工艺评价。

7、调研了国内外现有石化污水处理技术,对各项技术的技术特征、技术水平和适用条件进行研究,分析各项技术的优缺点及适用范围,结合辽河流域石化产业特点和行业分布情况,优化水污染控制单元,开展石化废水处理技术评估,构建适合于辽河流域石化行业废水处理的指标体系和污染治理技术指南。

(三)修订和制定辽河流域典型行业(印染、造纸、冶金、石化、食品加工等)、农村、小城镇污水处理厂以及典型工业园区的水污染物排放限值。

在OPMSE上构建基于最佳可行性技术(BAT)的辽河流域典型行业污染物产生及消减模型,通过计算得出各典型行业基于技术的污染物排放限值。再使用DHI-MIKE建立清河、汎河、蒲河3子流域水动力模型及水质模型。利用水质模型和功能区划水质标准推演验证排放限值以符合水质标准。进一步在多智能体(Multi-Agent)平台NetLogo中建立“环境——社会——经济”发展关系模型以对限值的使用和修订提供宏观调控机制。

1、基于最佳可行性技术的辽河流域典型行业污染物排放限值

制定了辽河流域畜禽养殖、冶金、石化等典型行业污染物排放限值,给出相应的污染物排放标准;制定了辽河流域农村污水处理设施污染物排放限值;制定了辽河流域小城镇污水处理厂污染物排放限值,给出相应的污染物排放标准;制定了辽河流域典型工业园区污染物排放限值,给出相应的污染物排放标准。

2、典型区域DHI-MIKE水质模型的建立

应用MIKE 11 NAM和MIKE 11 HD,构建清河、汎河和浦河三条示范河道各自水文流域的产汇流模型以及水动力模型;应用MIKE 11 ECO Lab,构建三条示范河道的水质模型; 应用所建立的流域水文--河流水动力-河流水质耦合模型计算河道水体不同水质因子的迁移转化过程,对当前条件下的河流水质状况进行模拟分析;

3、利用水质模型对排放限值的验证

通过MIKE11软件建立的一维水质模型上开展的,主要利用ECO Lab模块与DHI水动力学模型和传输扩散模型进行耦合,将对流扩散的传输机理与生物化学反应整合进了水生态的模拟,从而从CODcr和氨氮两方面对BAT技术排放限值进行论证和适时调控修正。

4、建立在NetLogo多智能体平台上的限值宏观调控体系

在已制定出的八大行业排放限值的基础上,本着可持续发展的思想力图调整排放限值,使其达到满足环境,经济,社会整体的协调发展的要求。本研究将环境,经济,社会纳入一个复杂系统中,建立一个可持续发展的系统模型。将排放限值定为环境体系中的一个重要指标,并作为连接经济体系的关键部分。通过该模型验证排放限值制定的合理性,并对模型的调整提出建议。

(四)开展排污许可证制度研究与示范,建立健全流域水环境管理政策。开展铁岭水污染物排放许可证全过程管理关键技术框架体系,制定了排污许可的管理办法编制了相应的核发技术规范和排污许可容量分配导则,构建排污许可证发放与管理信息系统,开展了清河、凡河和蒲河排污许可发放与管理的试点工作。构建辽宁省的排污许可管理体系框架,完成了辽流域水污染物排放许可证排污许可证技术规范,提出辽河流域排污许可证实施总量控制政策调整方案与建议。

1、完成铁岭市排污许可证管理示范平台1.0的设计研发

建立包括排污许可证发放、监控管理和交易管理三大子系统的辽宁省辽河流域排污许可证综合管理系统设计。通过与地方单位调研交流,结合铁岭环保局关于排污许可证相关基础数据,进行了系统内部的单元测试、系统测试和联合测试,基本达到了可运行状态。系统通过对排污许可证的申请、核定、审批、发证及证后管理,进行流程化的统一管理。

2、完成沈阳排污许可证管理示范平台2.0的设计研发

结合沈阳排污许可证发放与管理工作基础,充分调研了特别针对排污企业的信息采集与管理,完成了企业用户申请系统和市级发放管理平台的设计与研发。在排污许可证发放与管理信息系统平台设计说明书的指导下,联合多方进行了系统的开发,系统采用B/S结构,开发工具采用C#.NET平台,数据库采用SQL-SEVER。开发平台属于主流平台,易于维护和扩展。实现针对排污单位的申购申请的审核、排污权分配与许可证发放,保障许可证发放后的有效执行,为许可证在辽河流域的示范提供保障。

3、完成辽河流域管理示范平台3.0的设计

在结合铁岭、沈阳示范开发平台的基础上,结合辽宁省排污许可证发放与管理工作基础,设计并开发水污染物排放许可证全过程管理平台,保障许可证发放后的有效执行和动态管理,为许可证在辽河流域的示范提供保障。

五)通过分析、研究、归纳、总结并借鉴国内外流域政策绩效评估方法,对辽河流域水污染物排放控制现行管理制度绩效评估;根据绩效评估体系分析结果,开展辽河流域水污染物排放控制经济政策研究。

1、研究任务分别对目前辽河流域6项主要现行管理制度进行评估。

对于源头治理制度、环境警戒制度、河段长制度和专项资金管理制度,对评价结果中反映出的各项制度的缺失和不足,提出了相应的改进方法。对辽河铁岭段监测断面水质进行主成份分析,以分析结果为依据对跨界断面管理制度中重点考核指标提出加入总磷和石油类的建议,对水质的监测频率做出由一月一次改为一季度一次的调整。针对辽河流程长且流域面积大,所在区域的治污能力存在差异等提出对河流实施分级治理与达标制度。选择污染物排放浓度和环境质量标准浓度的比值、污染物排放总量和水环境容量的比值和能够反映流域所在行政区治污能力的环保投资指数一共三项,将河流分成四级进行治理,并作了制度实施细则的说明。

2、辽河流域水污染物排放控制经济政策创新示范研究

河流生态补偿部分:分别研究生态补偿的理论依据、补偿的主客体、补偿原则、补偿方式、补偿标准、补偿额度与补偿方法。在生态补偿标准计算中,从县界断面、市界断面两个层次上,根据研究区水功能区划的水质标准,根据主要城镇污水处理相关数据,分别研究基于50%保证率、75%保证率和30Q10保证率时的生态补偿额度。

水源地生态补偿部分:理清了辽宁省辽河流域水源地生态补偿政策实施现状与存在的问题;提出了生态补偿机制中补偿主体、补偿对象、补偿标准测算、补偿方式创新与补偿政策操作平台研究的基本思路;以铁岭市柴河水库为示范区,完成了补偿机制中几个关键环节的定量研究。主要研究成果包括:① 补偿主体和补偿对象需要根据水源地的大小规模和类型进行调整。根据水源地的水源供给对象将市县级政府和主要企业纳入补偿主体。补偿对象根据汇水范围确定到乡镇一级。②补偿标准将以生态服务功能测算为主,调整为根据供给水量和水资源价格,以及发展成本损失综合测算。③补偿方式的创新:除采取政府间财政转移支付方式外,建议进一步深入研究地区特点,探索新的准市场补偿模式。④补偿执行平台和政策: 建议跨界行政区的上一级政府主持建立“水源地生态补偿机制执行办公室”、指导补偿双方起草签订“清洁供水协议”、设立“财政管理专户”、日常监督项目执行和资金使用情况,发表水源地生态补偿执行年度报告,提请相应级别人大审议并向社会公开。

投融资部分:PPP模式的在辽河流域水污染物排放控制领域的应用。环境PPP推进过程中的建议:(1)环境PPP项目推进需分清轻重缓急;(2)环境综合整治项目尤其强调其可操作性;(3)环境PPP模式推进需加强政策引导和模式创新;(4)加强监管是环境PPP项目发挥环境效益的关键;(5) 环境PPP项目要更加关注供给质量和效率的提高。

 

 

 

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