6.2.2 Промышленные сточные воды

Промышленные сточные воды могут обрабатываться на месте, либо сбрасываться в бытовые канализационные системы. В последнем случае данные выбросы должны включаться в категорию выбросов бытовых сточных вод. В данном разделе рассматривается вопрос оценки выбросов CH₄ в результате очистки сточных вод на территории предприятий. Только промышленные стоки со значительным содержанием органических компонентов при намеренных, или ненамеренных анаэробных условиях будут вырабатывать CH₄.

Анаэробные реакторы, обрабатывающие промышленные стоки, обычно связаны с рекуперацией CH₄ в составе биогаза, часто используемого далее для получения энергии и тепла.

Рабочие формуляры для оценки выбросов парниковых газов от промышленных сточных вод представлены в приложении к данному тому.

Таблица 6.2

РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ЗНАЧЕНИЯ MCF ДЛЯ БЫТОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД

(МЕЖПРАВИТЕЛЬСТВЕННАЯ, 2006)

6.2.2.1 Выбор метода

Оценка потенциала образования CH₄ из промышленных сточных вод основывается на концентрации содержащихся в них органически разлагаемых веществ, их объеме и потребности в очистке таких стоков в анаэробных условиях. При использовании этих критериев, основные источники сточных вод с большим потенциалом образования CH₄ могут быть определены следующим образом:

- производство бумажной массы и бумаги;

- обработка мяса и птицы (скотобойни);

- производство алкоголя, пива, крахмала;

- производство органических химикатов;

- обработка других видов пищевых продуктов и напитков.

Метод оценки выбросов из промышленных сточных вод аналогичен методу, предусмотренному для бытовых сточных вод. Определение коэффициентов выбросов и данных о деятельности при этом более сложно, поскольку существует множество типов сточных вод и различных отраслей промышленности, за которыми надо следить. Разработчикам инвентаризации рекомендуется использовать нисходящий подход, включающий следующие этапы:

Этап 1: Выбрать сектора промышленности, в которых будет происходить заметное выделение метана. Использовать уравнение 6.6 для определения общего количества органически разлагаемого углерода в сточных водах (TOW) для промышленного сектора i.

Этап 2: Использовать уравнение 6.7 для получения коэффициента выбросов. Определить коэффициент выбросов для каждого промышленного сектора, основываясь на максимальном значении способности образования метана и среднем конкретном для отрасли поправочном коэффициенте для метана.

Этап 3: Использовать уравнение 6.5 для оценки выбросов, по возможности учесть удаление отстоя сточных вод и/или рекуперацию CH₄ и суммировать результаты.

Общее уравнение для определения выбросов CH₄ из промышленных сточных вод выглядит следующим образом:

Уравнение 6.5

Общее количество выбросов из промышленных сточных вод

где:

Выбросы CH₄ = Выбросы CH₄ от очистки промышленных сточных вод, кг CH₄/год;

TOW_i = общее количество органически разложимого материала в промышленных сточных водах i, кг ХПК/год;

i = тип сточных вод в зависимости от сектора промышленности и соответствующая ему система очистки;

S_i = количество органического компонента удаленного как отстой кг ХПК/год;

EF_i = коэффициент выбросов для систем очистки/сброса сточных вод промышленности i, кг CH₄/ кг ХПК (если в отраслях промышленности используется более одного метода очистки, то этот показатель нужно будет привести к взвешенному среднему значению);

R_i = количество рекуперированного кг CH₄/год.

6.2.2.2 Выбор данных о деятельности

Количество органически разлагаемых веществ в промышленных сточных водах

Данными о деятельности для данной категории источников является количество органически разлагаемых веществ в сточных водах (TOW), зависимых от объема промышленного производства продукции и концентрации таких веществ в сточных водах (См. уравнение 6.6). Для определения TOW необходимо предпринять следующие шаги:

Этап 1. Определить секторы промышленности, образующие сточные воды с большим количеством органического углерода, путем оценки общего объема производства, разлагаемых органических веществ в сточных водах, и полученных сточных вод.

Этап 2. Определить секторы промышленности, которые используют анаэробную очистку. Включить те из них, в которых может иметь место ненамеренная анаэробная очистка в результате перегрузки очистной системы.

Этап 3. Оценить общее количество органически разлагаемого углерода (TOW).

В большинстве регионов, примерно 3 - 4 промышленных сектора учитывают преобладание объемов органических промышленных сточных вод, поэтому разработчики инвентаризации должны обеспечить их охват. Периодически, разработчики инвентаризации должны проводить повторные исследования промышленных источников, особенно в том случае, когда некоторые отрасли быстро развиваются.

Уравнение 6.6

Органически разлагаемый материал

в промышленных сточных водах

TOW_i = P_i · W_i · COD_i,

где:

TOW_i = общее количество органически разлагаемого материала в промышленных сточных водах i, кг ХПК/год;

i = промышленный сектор;

P_i = общий объем производства промышленного сектора i, т/год;

W_i = собранные сточные воды, м³/т продукта;

COD_i = содержание разлагаемых промышленных органические компонентов в сточных водах кг ХПК/м³.

Данные о промышленной деятельности и объем образования сточных вод можно получить из региональной статистической отчетности о промышленном производстве и использовании воды, из отчетов органов региональных государственных органов, ответственных за качество вод, а также ассоциаций очистки сточных вод или промышленных ассоциаций. В некоторых случаях количественное определение ХПК в сточных водах может потребовать экспертной оценки.

В качестве альтернативы можно использовать данные по объему промышленного производства и тоннам выработанного ХПК на тонну продукции из литературы. В таблице 6.3 приводятся примеры, которые можно использовать в качестве рекомендованных значений. Применять их следует осторожно, поскольку они индивидуальны для отдельных стран, промышленных отраслей и процессов. При использовании данных о содержании ХПК в стоках следует учитывать, что некоторое количество отстоя сточных вод может быть излечено из водоочистных сооружений до их биологической очистки и, таким образом, не участвовать в процессе выделения CH₄.

Рекуперация метана (R)

Рекуперация CH₄ должна быть учтена только при наличии достоверных данных о соответствующих проектах. При использовании региональных данных об объеме (или массе) рекуперированного биогаза их следует пересчитывать для получения данных о соответствующей массе метана. При отсутствии данных о рекуперации метана она считается равной нулю (Межправительственная, 2006).

Таблица 6.3

ПРИМЕРЫ ДАННЫХ О ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОДАХ

(МЕЖПРАВИТЕЛЬСТВЕННАЯ, 2006)

Удаление отстоя сточных вод (S)

Некоторое количество отстоя после очистки сточных вод может быть утилизировано или передано для вторичного использования. Это составляет количество органических отходов, которые следует вычесть из существующего показателя TOW, если используются коэффициенты выбросов, отличные от рекомендованных МГЭИК. Эффективная практика заключается в обеспечении согласованности между секторами: количество отстоя сточных вод, извлеченного из TOW, должно совпадать с количеством отстоя, переданного на СТО, или утилизированного каким-либо иным способом, а также использованного вторично. Соответствующие выбросы от отстоя должны быть рассмотрены в главах 3, 4 и 5. При этом следует учитывать, что при использовании рекомендованных коэффициентов выбросов, выбросы метана от осадков, обрабатываемых на водоочистных сооружениях совместно с загрязненными стоками, учитываются совместно с ними. В этом случае, масса удаляемого ила принимается равной нулю.

6.2.2.3 Выбор коэффициента выбросов

Коэффициенты выбросов для разных систем очистки промышленных сточных вод отражают максимальный потенциал выбросов CH₄ (B_o) и поправочный коэффициент для метана (MCF) для каждой них, как показано в уравнении 6.7.

Уравнение 6.7

Коэффициент выбросов CH₄ для промышленных сточных вод

EF_i = B_o · MCF_i,

где:

EF_i = коэффициент выбросов для каждого пути или системы очистки/сброса, кг CH₄/кг ХПК;

i = путь или система очистки/сброса для сточных вод сектора промышленности;

B_o = максимальная способность образования CH₄, кг CH₄/кг ХПК;

MCFi = поправочный коэффициент для метана (дробь).

Существует огромная разница потенциала выбросов CH₄ между различными типами промышленных сточных вод. Насколько это возможно, необходимо собрать данные для определения B_o в каждой отрасли. Если таких данных нет, эффективная практика состоит в том, чтобы использовать рекомендуемое МГЭИК значение ХПК для B_O, составляющее 0,25 кг CH₄/кг ХПК (Межправительственная, 2006).

Как уже упоминалось выше, MCF является показателем предела потенциала образования CH₄(B_o), реализуемого в каждом типе метода очистки и указывает на степень анаэробности системы. При определении MCF рекомендуется обратиться к независимой экспертной оценке. Подобные оценки должны проводиться каждые 3 - 5 лет с целью отслеживания основных направлений в промышленной практике. Таблица 6.4 включает рекомендуемые значения для MCF различных систем очистки. При отсутствии такой информации о применении систем очистки используется значение MCF, равное 0,4.

Эффективная практика заключается в использовании конкретных для региона и сектора промышленности данных, которые можно получить у органов власти, промышленных организаций, или промышленных экспертов.