时间:2015-12-08 11:16 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:严岩,贾佳,王丽华, 点击次数:
采用工业水足迹的核算框架及方法,包括生产、公共及系统内部运输环节中的水足迹。产品尺度的水足迹核算的目标是单件产品的水足迹,但是由于受到生产工艺本身因素或是数据测量条件的限制,生产过程中的相关数据不可能做到以件为单位进行测量或收集,因此,本文中产品水足迹的核算,是在该批次产品总的相关生产数据测量和收集的基础上,首先核算该批次产品总的工业水足迹,然后按产品产量平均得到。本文选择的几种纺织产品均为布匹,因此以磅(lb)为单件产品的计量单位。
2.4数据来源
2.4.1相关蒸汽、能源等材料的水足迹核算
由于纺织品生产涉及的各种材料的工业水足迹含量目前还没有任何可借鉴的评估结果。本研究对纺织品生产过程中涉及到的蒸汽、煤、电、汽油、柴油等的5种主要材料进行了生命周期分析和工业水足迹核算。
(1)直接水足迹的计算
首先通过分析5种材料的生命周期,确定其工业水足迹核算的边界、框架和内容;其次,通过查阅文献及调查访问确定各种材料不同生产环节的耗水量,从而估算出蒸汽、煤、电、汽油、柴油等5种材料的蓝水足迹;再次,根据2000—2009年《中国环境年鉴》与《中国环境统计年鉴》中煤、电及化工行业的年废水排放量与污染物排放量推算出各行业年均废水排放量以及污染物浓度,选取化学需氧量(COD)作为核算灰水足迹的污染物指标,依据《地表水环境质量标准》(GB3838—2002),假设自然水环境恰好满足Ⅳ类水质要求,最大可接受污染物指标以Ⅴ类水水质为准,由此估算出蒸汽、煤、电、汽油、柴油等五种材料的灰水足迹。
(2)间接工业水足迹的计算
依据各类能源的标煤折算系数,将材料生产过程中消耗的能源统一折算成原煤量,再根据原煤的直接水足迹(蓝水足迹与灰水足迹)以及原煤生产过程中的能源消耗量,利用工业水足迹计算模型得到原煤工业水足迹,进而推算其他能源的工业水足迹。
2.4.2生产数据
核算中使用的生产数据来自于生产企业的现场调查和数据收集,其中包括各工艺单元中的水资源、煤、电、蒸汽的消耗量及产品质量损失;排放废水水质的监测数据及经污水处理厂处理后(即排向自然水体前)的水质;各类产品年产量;生产、公共及系统内部运输环节中煤、汽油、柴油等的消耗量。
3、结果与分析
3.1结果
本研究核算了漂白布、染色布、色织布、花灰布等4种典型棉纺织产品的工业水足迹。
3.2分析与讨论
3.2.1产品工业水足迹
从核算结果可以看出,4种典型棉纺织产品的工业水足迹,由大到小依次为,色织布>染色布>花灰布>漂白布。色织布的工业水足迹平均为81.51L/lb;染色布61.52L/lb;花灰布37.84L/lb;漂白布36.51L/lb。从具体生产工艺过程更为细致地考察造成不同类型产品工业水足迹之间差异的原因:①漂白布与花灰布的生产工序相似,且耗水及耗蒸汽和能源的工序基本相同,因此二者的工业水足迹差异不大;且与染色布、色织布相比,其生产工艺相对简单、质量损失较小,因此在4种产品中,漂白布与花灰布的工业水足迹相对较小。②与漂白布的生产工艺相比,染色布的工艺更加复杂。漂白布只需将胚布漂成要求的白度,而染色布则是在漂白处理后,再利用染料、助剂对胚布进行染色,因此需要消耗的更多的水、蒸汽、能源及其它物质,进而导致染色布的工业水足迹相对较大。③与其它3种产品不同,色织布的工业生产过程需要经过两次染色,且每次染色都需要经过煮、练、漂及多道洗水过程。因此,4种产品中色织布的工业水足迹最大。
对深、中、浅不同颜色的染色布与色织布的工业23期严岩等:我国几种典型棉纺织产品的工业水足迹评价水足迹进行比较,可以看出,同类型但不同颜色产品的工业水足迹,由大到小依次为深色>中色>浅色,即颜色越深对水资源的消费程度越大。分析产生这一差异的主要原因在于,纺织品染色或漂白过程都需要在水浴条件下进行,但不同产品生产对染色时间、洗水次数和水温等条件的要求存在很大差异。等质量的同类型产品,颜色越深的产品生产过程中要求的洗水次数越多,对水资源的直接需求量越大,从而导致蓝水足迹越大。另外,洗水次数的越多,加热的时间就越长,消耗的蒸汽量越多,设备运转消耗的电量越大,因此产生的间接水足迹就越大。
分析不同产品工业水足迹构成的差异,4种棉纺织产品的工业水足迹都是直接工业水足迹所占比重较大,间接工业水足迹相对较小。直接工业水足迹与间接工业水足迹的比例关系:漂白布为4.66∶1;花灰布为6.83∶1;染色布为6.31∶1;色织布为5.00∶1。....yy..y
3.2.2直接工业水足迹构成
4种产品的直接工业水足迹由大到小依次为:色织布>染色布>花灰布>漂白布;直接工业水足迹最大的色织布是最小的漂白布的2.23倍。对其构成进行比较分析,可以看出,4种产品均是蓝水足迹所占比重较大,灰水足迹占比相对较小。
由于目前工厂计量与监测的基础条件限制,无法直接测量纺织品工业生产阶段各工序的废水产生量及水质情况;另外,由于所有工序排出的废水均将汇入工厂的废水处理设施进行统一处理后一并排出,灰水足迹的核算无法按照工序废水产生的情况进行详细计算。因此,本研究在核算灰水足迹时,先利用工厂污水处理厂进出口水量、水质数据,核算出总的灰水足迹,然后依据各产品的蓝水足迹,将总的灰水足迹分摊到各产品。按照这种方法得到的各产品灰水足迹的核算结果,能够客观地反映灰水足迹与蓝水足迹的比例关系,以及产品总的水足迹大小,但并无法区分不同工序在排水系数和水质影响方面的差异。
3.2.3间接工业水足迹构成
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