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适用于废水处理的理想的IMC载体应该是对生物无毒,传质性能良好,机械强度高,寿命长,固定操作容易,且价格便宜。对按图1制备的琼脂、明胶、海藻酸钙(简称SA)、聚乙烯醇(简称PVA)和丙烯酞馁(简称ACRM)5种凝胶作为IMC载体时的机械强度、传质性能等比较结果如下:1)在5种包埋剂中,琼脂机械强度极差,无实际工程应用价值;2)ACRM凝胶中未聚合的单体对生物有毒,且在聚合过程中发热,对细菌杀伤大;传质性能较差,IMC小球内的微生物增殖不好;固定操作不易;3)明胶强度较低,内部结构密实,传质性能较差;4)SA凝胶和PVA凝胶,机械强度较好;电镜观察表明内部呈多孔结构,对生物的毒性小,固定操作容易。5种IMC载体的各性能比较见表2。对SA凝胶和PVA凝胶进一步的研究表明:PVA凝胶的机械强度优于SA凝胶,但SA凝胶的传质性能比PVA凝胶好。将两种IMC小球置于红墨水中,30min时,红墨水沿半径5.Omm的PVA小球径向仅扩散进入0.6mm~0.8mm,而SA小球几乎全部变红。在稳定性方面,SA凝胶易在PO2溶液中溶解,pH>10时,容易破碎;而PVA性能受pH变化影响甚微,但PVA由于交联不彻底,有小量TOC溶出。通过用Na2:CO3:事先将硼酸溶液的pH调到6.7左右,再进行交联,可减少TOC溶出,并可增加高温时凝胶强度的稳定性。综合以上结果,目前较为合适的IMC载体为PVA,但需对传质性能进一步改善。
IMC处理洗衣粉废水效果
1.2反应最佳温度硝化的适宜温度为30~35℃。硝化反应速率随温度的升高而加快,在温度达到30℃时,由于硝化菌活性的降低导致硝化反应速率的增加幅度减小。经多次试验后,发现温度达到30℃时,曝气中有NH3生成,考虑环境影响,反应温度为25℃。
1.3MLSS含量活性污泥处理系统的MLSS含量不宜太低,否则反应速度慢,出水水质差,太高效果也差,实践证明MLSS>4000mg/L时容易导致F/M过低,从而造成污泥膨胀问题。经多次试验后,发现MLSS含量应控制在3000~3500mg/L。
1.4有机物含量有研究认为,有机物浓度过高时,异养菌数量超标,将影响氨向硝化菌传递的效果,溶解氧的有效浓度也因为异养菌数量的增加而减小。因此本试验将有机物含量控制在800mg/L,在曝气期间可有效保证硝化反应的进行。按上述原则,本文选用的试验参数如表2所示。
2处理效果
按表2选定的试验参数,曝气过程为8h,厌氧搅拌1h,然后沉淀1h,出水排泥时间为0.5h,闲置1h后即完成,运行一周期后的试验结果如表3所示。由表3可知,COD已大部分去除,而氨氮的去除率已经达到了100%,ABR与SBR工艺相结合的方法,去除效果明显。采用ABR与SBR相组合的工艺,通过ABR工艺降解大部分的有机物,同时保证SBR进水的COD浓度不抑制硝化反应的进行,经完全硝化反应后,可将皮革废水实现完全脱氮。选定同批制革废水,将本试验处理效果与传统的皮革废水处理工艺相比较,结果如表4所示。由表4可知,传统工艺的皮革废水处理很难达到二级排放标准,而采用ABR+SBR的工艺可以降解大部分有机物,有效脱氮,氨氮100%合格,达到污水二级排放标准。
实验所用水样取自北京郊区一牛皮纸制造纸厂。该厂污水处理采用添加助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)在混合池混合后进入反应池作用,反应池设有刮泥机,后进入沉淀池沉淀,出水循环利用。该水样色度偏深,有恶臭味,含杂质多,COD为927mg/L。
1.2试剂与仪器
试剂:凹凸棒石;重铬酸钾,邻菲罗啉,硫酸亚铁铵,硫酸银,硫酸,活性炭,十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)。仪器:旋转式恒温振荡器,分光光度计,电子天平,球磨机。
1.3实验方法
将凹凸棒石进行分级,选择粒度为小于75μm的进行吸附实验。将凹凸棒石和配制好的天然高分子CTMAB溶液同时加入待处理废水中,在一定的参数下于旋转式水浴加热振荡器中作用,沉淀后测定COD,计算其去除率。采用单因素法确定各参数的优化值,需测的量为变量,根据参考值设定其他参数。根据前期研究,各参考值为:振荡温度40℃,振荡转速120r/min,凹凸棒石用量3g,造纸废水处理量100mL,反应时间2h。1.4分析方法以GB11914-1989中的方法测定。
2结果与讨论
2.1凹凸棒石用量的影响
首先在振荡温度40℃、转速130r/min、时间1h,CTMAB的质量浓度1g/L、用量10mL,废水用量100mL,沉淀时间24h的条件下优化凹凸棒石用量。凹凸棒石用量设定分别为0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0g。随着凹凸棒石的用量的增加,COD的去除效果逐渐提高。当凹凸棒石用量为2.5g时,废水COD的去除率最大,为84.2%。原因是凹凸棒石用量的增多增加了与废水作用的强度,增强了对其COD的去除效果。确定凹凸棒石的优化用量为2.5g。
2.2助凝剂用量的影响
助凝剂的用量也影响反应效果。实验在振荡温度40℃、转速130r/min、振荡时间1h,凹凸棒石用量2.5g、废水用量100mL,CTMAB的质量浓度1g/L,沉淀时间为24h的条件下优化CTMAB用量。CTMAB用量分别为20、30、40、50、60、70mL。随着CTMAB用量的增加,絮团不断增多,絮团的结合性不断增强,出水的COD去除率逐渐增大。当加入CTMAB的量为60mL时,出水COD的去除率为71.8%。而加入70mL时,COD的去除率降低,原因是当助凝剂过多时,较低的溶解度使助凝剂反而少量析出,反而影响其助凝效果,去除效果降低。因此,当CTMAB用量为60mL时,与2.5g的凹凸棒石匹配效果较好。
2.3反应温度的影响
实验在振荡转速130r/min、时间1h,凹凸棒用量2.5g,CTMAB的质量浓度1g/L、用量60mL,沉淀时间2h,废水用量100mL的条件下进行。振荡温度分别为30、35、40、45、50、60℃。随着温度的上升,COD去除率不断增加。当温度上升至50℃时,COD的去除率达到最大75.3%。温度过低,会减小助凝剂在水中的溶解度,从而会增加处理水的COD。从测得数据看,当温度为25℃时,COD比原水的高,这就表明在此温度下,助凝剂有析出现象,导致出水的COD升高。从表2还可看出,当温度为60℃时,处理水的COD去除率下降,原因是温度过高使得水中的有机物发生了变化,减小了可吸附性,导致处理水的COD反升。因此,通过分析实验结果,优选择反应温度为50℃。
2.4反应时间的影响
实验在振荡转速130r/min、温度50℃,絮凝剂用量2.5g,CTMAB的质量浓度1g/L、用量60mL,沉淀时间24h,废水用量100mL的条件下进行,反应时间分别为5、10、20、45、50、60、75、100min。随着振荡时间的不断增加,其COD去除率不断增加。从整个曲线的趋势来看,75min前处理水的COD去除率增大较快,75min时达到最大值,为80.04%。而后,COD去除率基本没有变化。这说明,75min后絮凝核材料的吸附达到饱和。因此,优选择反应时间为75min。
2.5与活性炭净水效果比较
为了该方法的处理效果,实验采用活性炭处理造纸废水,与其对比[5]。实验条件为:振荡温度50℃、时间75min、转速130r/min,沉淀时间2h,废水用量100mL,活性炭用量2.5g。与活性炭吸附相比,多孔材料凹凸棒石与有机助凝剂复配的方法在相同条件下处理造纸废水后出水的COD去除率与活性炭吸附后的值很接近。从经济的角度来看,凹凸棒石的成本比活性炭低很多,因此这也就为该复合吸附絮凝工艺选择了更经济有效的方法,为实际工业生产创造了新的价值。
一、非营利组织的法律界定
目前在我国法律体系中,关于非营利组织的法律界定主要体现在《中华人民共和国公益事业捐赠法》和《中华人民共和国企业所得税法实施条例》之中。《中华人民共和国公益事业捐赠法》将非营利组织分为公益性社会团体和公益性非营利事业单位。其中第10条第2款规定:“本法所称公益性社会团体是指依法成立的,以发展公益事业为宗旨的基金会、慈善组织等社会团体。”第10条第3款规定:“本法所称公益性非营利事业单位是指依法成立的,从事公益事业的不以营利为目的的教育机构、科学研究机构、医疗卫生机构、社会公共文化机构、社会公共体育机构和社会福利机构等。”《中华人民共和国企业所得税法实施条例》第52条规定,允许捐赠者在所得税前扣除的公益性捐赠所涉及的“公益性社会团体,是指同时符合下列条件的基金会、慈善组织等社会团体:(1)依法登记,具有法人资格;(2)以发展公益事业为宗旨,且不以营利为目的;(3)全部资产及其增值为该法人所有;(4)收益和营运结余主要用于符合该法人设立目的的事业;(5)终止后的剩余财产不属任何个人或者营利组织;(6)不经营与其设立目的无关的业务;(7)有健全的财务会计制度;(8)捐赠者不以任何形式参与社会团体财产的分配;(9)国务院财政、税务主管部门会同国务院民政部门等登记管理部门规定的其他条件。”从上述法律、法规的规定可以看出,在我国现行法律中对非营利组织给的界定并不明确和统一。因此,目前迫切需要从法律上特别是正在制定的《税收基本法》中明确界定非营利组织的定义。
国外关于非营利组织的认定标准,一般文献经常引用沃夫(Wolf)所归纳的非营利组织的5项特质作为认定标准:(1)有服务大众的宗旨;(2)不以营利为目的的组织结构;(3)有一个不致令任何个人利己营私的管理制度;(4)本身具有合法免税地位;(5)具有可提供捐赠人减(免)税的合法地位。1993年联合国、世界银行、经合组织等共同编写的《国民经济核算体系(SNA)》中,也阐明了非营利机构的性质和主要特点:(1)向社会提供公益;(2)取之于民,用之于民,不以营利为目的;(3)非营利机构并不意味着其不能创造营运结余,但是其结余不得“分红”;(4)非营利机构通常得到优惠的税收政策,包括免交所得税;(5)非营利机构受到社会和政策的严格审视,有相应的财务管理制度和监督制度;(6)财产处置的特殊性,即非营利机构的所有权不能是私有的,其财产不能在市场上交易,不能强迫兼并。从上述著名学者和国际组织给出的标准可以看出,尽管有关学者或国际组织对非营利组织的认定标准存在一定差异,但都包含了公益性、非营利性和税收优惠性的三大特点。“公益性”即非营利组织的活动宗旨应当体现社会公共利益,目标在于弥补市场和政府的双重缺陷,满足社会公共需求,而不是谋求国家利益或者个人利益最大化;“非营利性”即非营利组织的活动宗旨不是为了获取利润并在组织成员之间进行分配,而是为了从事公益事业或追求成员的共同利益;“税收优惠性”即非营利组织不同于一般的企业或者个人,作为特别纳税人享有特殊税收优惠待遇,也就是说,国家通过税式支出支持和鼓励非营利组织的发展。非营利组织作为税收法律关系主体至少应当具有以下法律特征:(1)非营利组织是依法登记成立的事业单位或社会团体法人;(2)非营利组织是非政府、非营利的社会组织;(3)非营利组织以公益性或者互益性为其活动宗旨;(4)非营利组织是依法享受税收优惠待遇的社会组织。因此,笔者认为非营利组织的定义应当包含公益性、非营利性和税收优惠性要素,即非营利组织是指依法成立,从事公益性或者非营利性事业,并且依法享受税收优惠待遇的事业单位或社会团体法人。
二、国外非营利组织特殊税收待遇的法律规制模式
各国税法对非营利组织特殊税收待遇的规制一般包括:非营利组织自身的特殊税收待遇规制和向非营利组织实施捐赠的特殊税收待遇规制。
(一)非营利组织自身特殊税收待遇规制模式——减税或免税制
非营利组织自身的特殊税收待遇规制主要表现为税法对不同非营利组织的收入所得和其他财产或行为的减免税优惠。从各国税法对非营利组织自身减免税待遇的法律规制来看,各国税收立法普遍遵循的规则主要包括:
1、将非营利组织分为公益性非营利组织和互益性非营利组织,不同性质的非营利组织享有不同的税收待遇。如,日本《法人税法》将非营利组织主要分为:公共法人和公益法人。公共法人具有很强的公共性质,且其所进行的事业均属于公共服务或准公共服务,因此免征法人税;公益法人是以追求公益为目的的法人,所以只对其所得中的由收益事业中所产生的所得进行课税,对其他所得不课税;在德国,如果一个非营利组织以追求公共福利、慈善事业或者宗教发展为其活动宗旨,该组织则可以享受一系列的特别税收优惠待遇;然而,当一个非营利组织以为会员服务或者使会员受益或互惠为其活动宗旨时,就不能完全享受特别税收优惠待遇。从上述各国税法的规定可以看出,由于公益性非营利组织承担了大量的社会救济和公共福利等社会责任,从而相应减轻了政府责任和财政负担,因此,各国税法对公益性非营利组织的规制主要在于强化税式支出,扩大减免税范围。互益性非营利组织虽然也承担了相应的社会责任,但其主要宗旨还是为其成员提供服务,而不是服务于整个社会,如果对其进行大量减免税,则会相应增加财政负担造成税收流失。因此,各国税法对互益性非营利组织的规制主要在于弱化税式支出,缩小减免税范围。
2、将非营利组织的活动分为相关商业活动和无关商业活动,不同性质的商业活动享有不同的税收待遇。非营利组织作为社会分配中的特殊主体,其资金来源主要包括:捐赠收入、拨款收入、会费收入、提供服务收入以及从事营利性活动取得的收入。各国税法基本上都对非营利组织的捐赠收入、拨款收入、会费收入、提供服务收入全部免税,但对其从事营利性活动取得的收入是否免税各国在税法规制上存在一定的差异。如,菲律宾《税收改革法》规定,非营利组织有权享受免税待遇,但是只要这些组织通过使用房地产或者其他资产从事以营利为目的的活动,该组织从中获得的任何类型和性质的收入,无论进行何种处置都必须依法纳税。美国国税局的指导原则是,如果一个免税机构财富的产生和分配或者创收服务的开展,对其实行免税目的是重要的,而不是靠创收用于其他目标,那么它的创收活动就是与教育、科研、慈善等或该机构的其他免税目的“有关”的。当一个机构的无关经营活动达到相当程度,以致令人怀疑其创办与经营的主要目的是从事无关经营活动时,这个机构的免税资格就会受到威胁。因此,凡经美国国内税务局查实并赋予免税资格的非营利组织,均可得到所得税、财产税、失业税的全额免除。但是,如果非营利组织从事与其组织宗旨无关的以营利为目的的商业活动时,其所得税、财产税和失业税都应当依法缴纳。从上述各国税法的相关规定可以看出,尽管各国在处理非营利组织的公益性和营利性的关系问题上有不同的认识,但各国都普遍认为,只有非营利组织的商业活动收入用于公益或非营利目的,并且该活动对于公益目的的实现是必要的,才能享受税法规定的税收优惠待遇,否则非营利组织的商业活动收入就不能享受税收优惠待遇,如果普遍享受税收优惠待遇将会造成对市场公平竞争秩序的破坏。
3、非营利组织能够享受多个税种的税收优惠待遇,而且不同性质的非营利组织所享受优惠待遇的税种范围不同,灵活性比较大。由于非营利组织受不分配利润的约束,即非营利组织获得的净收入不能分配给对该组织实施控制的成员,必须完全用于公益事业或非营利事业的发展,因此,几乎所有国家都对非营利组织获得的捐赠、政府补贴或拨款、会费等收入免征所得税和利润税。而当非营利组织属于公益组织范畴时,其享受税收优惠的税种还会涉及到商品税、财产税、行为税等其他若干税种,对此各国税法有不同的规定。如按照德国税收法案的规定,具有免税资格的公益组织一般可以享受到的免税待遇主要包括:免征法人所得税;公益组织在继承遗产后其免税身份还可持续10年,并且免征遗产税和捐赠税;免征商业税和净资产税。在澳大利亚,依据其联邦和各州税法的规定,依法登记取得法人地位的非营利组织可以提出免税申请,免税税种主要包括所得税、资本增值税等联邦税,以及土地税、印花税、财产税等各州税。从上述各国的税法规定可以看出,各国对非营利组织的税收优惠范围因“公益性”和“互益性”而有所不同,一般而言公益性组织的税收优惠范围要大于互益性组织的优惠范围,从而体现了各国政府对公益性非营利组织发展的支持和鼓励。
(二)向非营利组织实施捐赠的特殊税收待遇规制模式——税前扣除制
向非营利组织实施捐赠的特殊税收待遇的法律规制主要表现为税法对企业或个人向公益性非营利组织的捐赠给予所得税税前扣除的优惠,即允许捐赠者在纳税时从应纳税所得额中扣除捐赠部分,从而使企业或个人因其向公益性非营利组织的捐赠而获得一定的税收收益。但税前扣除的幅度,因捐赠对象和捐赠数额的不同而有所不同。如日本税法规定,个人对特定公益事业的捐赠,以超过1万日元的捐款为税前扣除对象,但该项扣除的最高限额为综合课税所得总额的25%,超过部分不得扣除。企业向特定公益法人的捐赠,不得超过捐赠扣除的最高限额(捐赠计人费用的最高限额=期末资本金额×0.00125+当年所得金额×0.0125),即企业的捐赠金额小于该最高限额时,则按实际捐赠金额扣除,而当企业的捐赠金额大于该最高限额时,则按相当于该最高限额的金额扣除,超过最高限额部分不得扣除。按照美国联邦税法的规定,只有向符合《国内税收法典》第501C3条款要求的公共慈善组织的捐赠才可以获得税收优惠,其中个人税前扣除的最高额度为个人毛所得的50%;企业税前扣除的最高额度为应税收入的10%,超过部分可以在以后年度顺延扣除,但最长不得超过5年。从上述各国的税法规定可以看出,各国主要是针对向公益性组织实施捐赠的企业或个人给予不同程度的税前扣除优惠,这一方面表明各国政府对公益组织发展的税收支持,鼓励企业或个人向公益组织提供捐赠;另一方面,各国税法也都通过规定税前扣除的最高限额来控制税式支出,防止纳税人滥用税收优惠损害国家税收利益。
三、我国非营利组织特殊税收待遇的法律规制现状及其缺陷
(一)非营利组织特殊税收待遇的法律规制现状
在我国现行税法体系中对非营利组织特殊税收待遇的法律规制主要包括:
1、非营利组织自身享有的特殊税收待遇。目前直接针对非营利组织自身的特殊税收待遇的法律规制主要有:(1)所得税法的特殊待遇规制。根据《中华人民共和国企业所得税法》及其《实施条例》的规定,符合条件的非营利组织的收入(不包括非营利组织从事营利性活动取得的收入)属于免税收入,免予征收企业所得税。(2)流转税法的特殊待遇规制。根据《中华人民共和国增值税暂行条例》的规定,对直接用于科学研究、科学实验和教学的进口仪器、设备以及由残疾人组织直接进口供残疾人专用的物品免征增值税。根据《科学研究和教学用品免征进口税收规定》的规定,科学研究机构和学校,以科学研究和教学为目的,在合理数量范围内进口国内不能生产或者性能不能满足需要的科学研究和教学用品,免征进口关税和进口环节增值税、消费税。根据《中华人民共和国营业税暂行条例》的规定,托儿所、幼儿园、养老院、残疾人福利机构提供的育养服务,婚姻介绍,殡葬服务;医院、诊所和其他医疗机构提供的医疗服务;学校和其他教育机构提供的教育劳务;纪念馆、博物馆、文化馆、美术馆、展览馆、书画院、图书馆、文物保护单位举办文化活动的门票收入,宗教场所举办文化、宗教活动的门票收入等免征营业税。(3)财产、行为税法的特殊待遇规制。非营利组织享受的财产税、行为税的税收优惠主要包括:房产税、车船税、城镇土地使用税、耕地占用税、契税等税种。根据《中华人民共和国城镇土地使用税暂行条例》和《中华人民共和国房产税暂行条例》的规定,由国家财政部门拨付事业经费的单位自用的土地和房产,以及宗教寺庙、公园、名胜古迹自用的土地和房产免征城镇土地使用税和房产税。根据财政部、国家税务总局《关于对老年服务机构有关税收政策问题的通知》和《关于医疗卫生机构有关税收政策的通知》的规定,对政府部门和企事业单位、社会团体以及个人等社会力量投资兴办的福利性、非营利性的老年服务机构,暂免征收企业所得税,以及老年服务机构自用房产、土地、车船的房产税、城镇土地使用税、车船税;对非营利性医疗机构自用的房产、土地、车船,免征房产税、城镇土地使用税和车船税。根据《中华人民共和国耕地占用税暂行条例》的规定,学校、幼儿园、敬老院、医院经批准征用的耕地,免征耕地占用税。根据《中华人民共和国契税暂行条例》的规定,事业单位、社会团体承受土地、房屋用于办公、教学、医疗、科研的免征契税。从上述法律、法规、规章的规定可以看出,目前我国规范非营利组织自身特殊税收待遇的基本模式为免税制,即在符合法定条件的情况下免征企业所得税、增值税、营业税、关税、房产税、车船税、城镇土地使用税、耕地占用税和契税等多个税种。
2、向非营利组织捐赠的特殊税收待遇。目前对向非营利组织实施捐赠的特殊税收待遇的法律规制主要有:(1)企业所得税法的特殊待遇规制。根据《中华人民共和国企业所得税法》及其《实施条例》的规定,企业发生的公益性捐赠支出,在年度利润总额12%以内的部分,准予在计算应纳税所得额时扣除。(2)个人所得税法的特殊待遇规制。根据《中华人民共和国个人所得税法》及其《实施条例》的规定,个人将其所得向教育事业和其他公益事业的捐赠,其捐赠额未超过纳税人申报的应纳税所得额30%的部分,可以从其应纳税所得额中扣除。(3)印花税法的特殊待遇规制。根据《中华人民共和国印花税暂行条例》的规定,对财产所有人将财产捐给社会福利单位、学校所立的书据免征印花税。从上述法律、法规、规章的规定可以看出,目前我国规范向非营利组织捐赠的特殊税收待遇的基本模式为税前扣除制并辅之以免税制,即允许企业或个人将其公益性捐赠按一定标准在应纳税所得额中扣除,并对捐赠财产所立书据免征印花税。
(二)非营利组织特殊税收待遇的法律规制缺陷
我国现行税法对非营利组织特殊税收待遇的法律规制缺陷主要体现在:
1、没有明确划分公益性非营利组织和互益性非营利组织及其相关的税收待遇,缺乏对互益性非营利组织的特殊税收待遇规制。目前,在我国企业所得税法中只规定了取得免税收入的非营利组织的条件,并没有明确哪些组织属于公益性组织哪些组织属于互益性组织。也就是说,不论是公益性组织还是互益性组织取得的收入一律免征企业所得税。而在流转税法、财产税法和行为税法中只是采取列举的方式规定有关非营利组织享受免税待遇,并没有明确享受相应免税待遇的非营利组织是公益性组织还是互益性组织。这样就形成了在我国税法体系中,不论是公益性非营利组织还是互益性非营利组织都享受同等税收待遇的立法局面。这不仅会造成有限免税政策资源的浪费,扩大了政府的税式支出,相应减少了政府的财政收入;而且还会导致税收优惠政策被滥用,使非营利组织成为逃避税的重要渠道。应该说这与各国税法旨在支持公益事业发展,强化对公益性非营利组织的税式支出,弱化对互益性非营利组织的税式支出的立法原则相悖。
2、没有将非营利组织的活动划分为相关商业活动和无关商业活动,缺乏对不同性质商业活动的特殊税收待遇规制。目前在我国企业所得税法中,虽然明确非营利组织的免税收入不包括其从事营利活动取得的收入,但并没有明确从事营利活动取得的收入是相关商业活动收入还是无关商业活动收入。也就是说,无论是相关商业活动收入还是无关商业活动收入,只要是非营利组织从事营利活动取得的收入都要依法缴纳企业所得税。虽在但书中规定:“国务院财政、税务主管部门另有规定的除外”以此体现立法上的灵活性,但也导致了税收执法上的混乱和财税主管部门的随意。在其他税法中也都没有明确非营利组织的相关商业活动和无关商业活动所享受的不同税收待遇。如在城镇土地使用税暂行条例和房产税暂行条例中,只是规定由国家财政部门拨付事业经费的单位自用的土地和房产,以及宗教寺庙、公园、名胜古迹自用的土地和房产免征城镇土地使用税和房产税,但没有明确这些单位利用其土地、房产从事营利活动时该土地和房产是否享受免税待遇,更没有明确其营利活动是相关商业活动还是无关商业活动以及如何享受税收优惠待遇问题。这种“一刀切”的做法,从所得税的角度看不利于非营利组织通过多渠道筹措公益性资金来发展公益事业,从财产、行为税的角度看不利于防止非营利组织滥用免税政策从事商业活动,形成不公平市场竞争。
3、向公益性非营利组织捐赠的税前扣除标准不统一,缺乏促进社会公益事业全面发展的税收激励机制。目前在我国企业所得税法和个人所得税法中存在着对企事业单位和个人发生的公益性捐赠支出按照两档标准进行税前扣除,即全额扣除和按年度利润总额12%或应纳税所得额30%的标准扣除。不同扣除标准导致同属公益性捐赠,但享受不同税收优惠的不公平待遇。综合比较各国的扣除标准,我国的扣除比例明显低于国际标准,而且不允许超限额部分递延扣除。另外,“两法”允许企事业单位和个人在税前扣除的捐赠是指通过中国境内公益性社会团体或国家机关用于公益事业的捐赠。也就是说,一方面企事业单位和个人直接向公益性非营利组织的捐赠不允许税前扣除;另一方面企事业单位和个人通过境外公益性非营利组织用于公益事业的捐赠也不允许税前扣除。而我国公益性非营利组织的资金来源主要是捐赠收入,因此,这一规范既不利于鼓励企事业单位和个人向公益性非营利组织实施捐赠,促进公益性非营利组织的全面发展,也不利于鼓励我国企事业单位和个人向国际公益慈善组织进行捐赠,促进国际公益救济事业的开展。
四、完善我国非营利组织特殊税收待遇的基本设想
基于现行税法对非营利组织特殊税收待遇法律规制存在的缺陷,笔者认为我国非营利组织的特殊税收待遇应当从以下几个方面加以完善:
(一)优化非营利组织自身的税收优惠
1、区分公益性和互益性非营利组织,并赋予不同的税收优惠待遇。在我国税法体系中,由于没有将非营利组织划分为公益性非营利组织和互益性非营利组织,几乎所有的非营利组织都享受税法规定的相同免税待遇,这种做法不仅会增加政府有限的税式支出,而且还会削弱对公益事业的重点支持。因此,笔者建议在税法中应当明确区分公益性和互益性非营利组织,对公益性非营利组织给予免税待遇,对互益性非营利组织给予减税待遇。这样既体现了政府对非营利组织发展的全面支持,又体现了政府对公益性非营利组织发展的重点扶持,从而反映出税收公平与效率的统一。
2、区分相关商业活动和无关商业活动,并赋予不同的税收优惠待遇。由于对非营利组织的商业活动不加区分的与营利性组织的商业活动一样正常予以征税,会影响到非营利组织公益目的的有效实现,不利于鼓励和扶持非营利组织的发展。因此,笔者建议在税法中应当将非营利组织的商业活动分为相关商业活动和无关商业活动,对相关商业活动实行减免税,即对非营利组织为公益目的采取经营性商业活动所涉及的财产、行为以及取得的收入减税或者免税;对无关商业活动正税,即对非营利组织与公益目的无关的经营性商业活动所涉及的财产、行为以及取得的收入正税。
由财政部于1993年12月30日颁布的《关于增值税会计处理的规定》是现行增值税会计的指导性文件。这个文件将增值税排除在损益表之外,不承认增值税的费用身份。其基本作法是:货物一经购入,便通过“应交税金——应交增值税(进项税额)”科目将准予抵扣的进项税从采购成本中剔除掉;货物一经销售,便通过“应交税金——应交增值税(销项税额)”科目将销项税从销售收入中剔除掉。这样,“产品销售成本”和“产品销售收入”均成为不含增值税的科目,增值税无法作为费用进入损益表。这种将税负排除在损益表之外的处理方法,本文称之为“除税法”。与此相反,将税负包含在损益表之中的处理方法,本文称之为‘含税法“。
现行增值税会计处理的弊端主要有三点:
1.在除税法下,成本、费用、收入、存货等一系列概念都发生了变形,报表使用人无法按照原有的定义来把握这些概念及相关的财务比率,会计信息的可理解性降低。
2.由于增值税不能作为费用进入损益表,企业获致利润的过程无法完整再现,报表使用人无法确知增值税对本期损益的影响程度。
3.由于营业税采用含税法进行会计处理,这样现行会计报表截然分成了两大板块:征收增值税的生产企业、商业企业,其报表中的“主营业务收入”、“主营业务成本”以及存货类科目均为不含税科目;征收营业税的非生产企业,其报表中的这些科目却为含税科目。口径的不同严重影响了两类报表的可比性,也使得两类报表的合并缺乏解释基础。
用除税法处理增值税具有简单易行的优点,然而也造成了会计信息质量的下降。随着增值税的运行渐趋正轨以及会计准则的逐步完善,有必要用含税法重构现行增值税会计,使增值税得以作为费用进入损益表。本文主要讨论增值税费用化的理论问题,至于其操作方法,则将另文论述。
二、现行增值税会计处理的理论基础——“说”
作为财政部“八五”重点科研课题的《增值税制国际比较》②第7页有一段论述:“增值税本身并不构成各中间环节纳税人成本的组成部分,在其财务报表中也不表现为支出项目。这是因为,尽管每个纳税人都必须就其应税交易缴纳增值税,但他实际上只是代政府征收税款,代消费者缴纳税款,纳税人生产经营每一阶段上所征的税款都全部包含在消费者所支付的价格中,纳税人已付的税款在每次销售时都将从消费者那里得到补偿,消费者才是增值税的最终负担者,或者说实际负担者。因此,在增值税的情况下,下一阶段的纳税人是上一阶段纳税人已缴税款的负担者,消费者是税负的最终负担者。增值税税负所具有的这种明显的转嫁性,也说明增值税属于一种典型的间接税。”这段话清楚地表明了现行增值税会计处理的理论基础——本文称之为“说”,即:在增值税上,企业只不过充当着人的角色,“代政府征收税款,代消费者缴纳税款”。增值税既然不关人的痛痒,也就没有必要进入损益表。
稍微品味一下便可知道,“说”完全是站在税务局的角度看问题。税务局只关心两件事情:进项税销项税。它把增值税当作一种天然属于自己的“货物”,由各个企业代为流转销售。它每期向企业支付“购货”的款项(进项税),同时向企业收取“销货”的款项(销项税)。增值税不过是税务局委托企业代购代销的货物,与企业“自己的”营利活动是根本没有关系的,企业不必、也不能把增值税作为一项费用支出计入损益表。“说”的主体是税务局而非企业,在此基础上构建的现行增值税会计处理只能反映企业的纳税义务,而不能反映与企业收入相配比的增值税负。以前我们曾为所得税是费用支出还是利润分配争论不休,现在“分配说”刚刚消亡,“说”却又继之而起,会计似乎总不能对税收的身份给出一个明确而一致的解释。倘说“分配说”尚可归因于计划经济体制,“说”却显得相当浅薄,仅仅是出于技术方面的原因,何况还是征税技术而非会计技术!从另外一个角度来看,影响利润的税收支出被排除在损益表之外的情况并非没有,但一般都是因为数额太小,对损益的形成无足轻重。将如此巨大的增值税从损益表中剔除掉,却无论如何不能说是出于重要性的考虑。
用间接税的转嫁性作为增值税被排除在损益表之外的理由是站不住脚的。尽管增值税确实明显具有间接税的流转特征,然而这并不意味着增值税能被企业全部转嫁出去。美国财政学权威塞里格曼甚至认为:直接税中也有转嫁,间接税中也有不转嫁,故直接税与间接税的区别毫无价值可言③。假如仅仅因为增值税是间接税,就把它排除在损益表之外,那么所有的间接税(消费税、营业税、城建税、教育费附加……)都应当从损益表中清除掉,损益表中将只剩下一个孤零零的所得税——也许这才是某些人眼中“真实、公允”的会计报表。
《增值税制国际比较》一书被增值税的价外税形式和扣税机制所迷惑,把增值税的流转特征与其转嫁性混为一谈,忘了名义税金并不等于实际税负,也忘了在市场经济条件下,消费者并不是简单的价格接受者,他可以用买或不买、买多或买少来决定企业的生死存亡,“消费者是税负的最终负担者”这句话并不能让企业摆脱干系、充当逍遥的税务人。事实上,没有哪个经理会接受这一经院式的论断的。在经济学上,作为间接税的增值税,其税负的转嫁程度取决于课税商品供求双方的力量对比;确切地说,就是供给弹性和需求弹性的相对强弱。弹性越强,说明避税能力越强。当供给弹性大于需求弹性时,供给方就能将大部分税负转嫁给需求方;反之,供给方则要承担大部分税负。只有碰到需求弹性为零的这种极端情况(比如市面上只有一家厂商出售一种骨灰盒),需求方才无处可逃,不得不承担全部税负。所以在绝大多数情况下,企业都无法置身事外,而要关心每一笔增值税。指望其表现出税务人的那种超然,恐怕只是一厢情愿的事情。“说”用来构造征税机制是可行的的,但用来构造增值税会计却是荒谬的,因为它不能真实反映利润的形成过程,而“反映真实性”则是会计信息的首要质量特征之一。fasb在《论财务会计概念》中指出:“企业的财务报表可以看作是企业的一个模式……我们必须确定它不曾丢失或歪曲企业的各种重要财务机能和各种重要财务关系,才能判断它是否对企业作了可靠的反映。……一个低劣的模式会歪曲反映它所代表的系统。”④现行损益表正是这样一个“低劣的模式”,从中根本看不出
三、增值税费用化的理论基础——“费用说”
增值税是对增值额的课税。理论上的增值额是指企业所销商品的价值(c+v+m)扣除了购入成本(c)后的余额(v+m),亦即:
增值税=[(c+v+m)-c]×r,其中r是税率。按照这一公式设计的征税办法称为“扣额法”。扣额法由于征税成本较高,逐渐被“扣税法”所取代。扣税法的公式为:
增值税=(c+v+m)×r-c×r=销项税-进项税。扣税法使税务局得以按发票计算税款,手续大为简便。现行增值税不光实行扣税法,还采用了“价外税”的形式,亦即计税价格中不含税款。然而这并不意味着增值税不能价内收取——事实上,以含税价格计税时,现行17%的增值税率将变为:
17%÷(1+17%)=14.53%。
扣税法和价外税只不过是可供选择的征税技术,并不会使增值税的本质发生任何改变。增值税仍然是企业创造的商品价值的一部分,而不可能是什么“代购代销的货物”。从会计的角度来看,增值税是企业为了获取收入而必须付出的资产,符合费用的定义,理应进入损益表。这一观点成为增值税费用化的理论基础,本文称之为“费用说”。
“费用说”和“说”之争看似简单明了,实际上涉及到会计理论的底层问题。现行增值税会计处理在不少概念的使用上没有遵循会计学的定义。《关于增值税会计处理的规定》所称的“产品销售收入”实际上是《增值税暂行条例》中的计税基础“销售额”——“销售额为纳税人销售货物或者应税劳务向购买方收取的全部价款和价外费用,但是不包括收取的销项税额。”这种不加区别区地套用税法概念的作法导致“成本”、“费用”、“收入”、“存货”等一系列基本会计概念发生了变形。起着类似于概念框架(conceptualframe-work)作用的《企业会计准则——基本准则》并不能有效地制止这种概念的滥用,因为它为收入所下的定义是:“收入是企业在销售商品或者提供劳务等经营业务中实现的营业收入。”这种循环解释只限定了收入的外延,却无法揭示收入的内涵和本质,因此算不上真正的定义。所以这里不得不引述fasb《论财务会计概念》中的定义(对原译文有校正):收入是一定期间内,某一个体在其持续经营的主要业务(或核心业务)中,因交付或生产了货品、提供了劳务、或进行了其他活动,而获取的或以其他方式增加的资产、或得到清偿的负债(或两者兼而有之)。⑤为了透析收入本质,我们不妨把这个冗长的定义浓缩为:“收入是企业因提供货物而获得的资产。”由此可以看出,收入是货物的“交换价格”⑥,源于交易。交易的双方是买主和卖主,税务局不能作为“第三者”插足其间,因为它不是合同的签约人。只有在收入确认之后,它才能够登场——不过此时的企业已不是卖主,而是纳税人了。尽管从征税技术上说,在获取收入的同时,税款也得以确认,但会计不能根据征税技术来进行销售业务处理。销售收入和销项税在确认时间上虽是同步的,在逻辑上却有先后之别。收入的实现是纳税义务成立的先决条件,而不是相反:没有收入自然就没有纳税义务,然而免除了纳税义务,并不会导致收入的消亡,只会增加销售利润。从经济业务的实质来看,总是先有收入后有税金,二者是“母子关系”。会计必须按照“两笔业务观”进行账务处理:首先按交换价格确认销售收入,然后再确认销项税。现行规定采用的是“一笔业务观”,销售一旦成立,销项税便与销售收入分道扬镳了。这样做不仅本身是违反逻辑的,而且与其它流转税的处理方法是相矛盾的:营业税、消费税同样在收入确认的同时获得确认,为什么却采用“两笔业务观”,而不直接倒冲收入?也许有人会辩解道:“这是因为增值税是价外税,营业税和消费税是价内税。”那么何不在会计准则有关费用的定义中再添一条:“至于税金支出是否列作费用,要依征税技术而定。”这样倒能一劳永逸,免生争端。
《关于增值税会计处理的规定》既然把税法的“销售额”毫无保留地当成了“产品销售收入”,它就不得不把外购货物准予抵扣的进项税从存货成本中剔除出去。这样,存货也成了净额概念。如前所述,“说”认为进项税不过是企业为税务局“代购”增值税的垫款,然而这种对征税机制的巧妙解释,却不能被会计所接受,因为“说”会造成一种令人难堪的局面:在存货尚未耗用之前,一部分存货成本(准予抵扣的进项税)便因购货(而非销货!)获得了补偿。当然“说”会辩解道:准予抵扣的进项税根本就不是存货成本,而是与存货同时“出生”的增值税的购入价。可惜这一诡辩在上一段已被戳破了:既然从逻辑上说,卖方的销售收入和销项税是“母子关系”,买方的购货成本和进项税怎么可能是“双胞胎”呢?不错,符合规定的进项税在货物购入当期便可获得抵扣,但这完全是一种征税技术,并不是倒冲存货成本理由。存货成本的补偿只有在产品销售的时候才能实现,在此之前,这部分准予抵扣的进项税只能作为递延收益——这与增值税的税理并不矛盾:进项税获得抵扣的前提是外购存货将来能被(加工)销售,而且销价不低于进价,也就是说,必须要有增值额。假如这批存货被用于非应税项目(如建造固定资产),原来准予抵扣的进项税便要转出。假如这批存货售价“明显偏低并无正当理由”,则由税务局按组成计税价格课征——《增值税暂行条例》并不认可存货跌价损失,因其属于非正常损失,即“生产经营过程中正常损耗外的损失”,相应的进项税额不得从销项税额中抵扣,否则无异于让政府为企业承担一部分存货跌价损失。由此可见,进项税获得抵扣的根本原因并不在于购货,而在于实现销售并获得增值额。在购货时便把这部分进项税从存货成本中减除并没有充分的根据。
四、结论
通过上述分析,我们可以知道:企业的销售收入中应当包含销项税,存货成本中应当包含进项税,增值税则应当作为费用进入损益表。从费用的角度来看,增值税与其他流转税并没有什么不同,它同样是销售时确认的,须与销售收入相配比。但增值税费用与“应交增值税”则有明显的区别,后者既然不区分资本性支出和收益性支出,也不遵循配比原则。“应交增值税”作为企业与税务局结算税款的账户,其核算当然要严格服从税法的各项规定。然而税法不能再侵入会计系统的深层。对于成本、费用、收入存货等项目,会计自有一套一以贯之的核算方法,不能听命于“说”这一类“征税哲学”,否则必将被各式各样的征税方法搞得无所适从。
注释
①曹欲晓:《关于增值税的费用化及其在财务报表中的揭示》会计研究1997(8)。
②庞凤喜等:《增值税制国际比较》北京,中国财政经济出版社1996.
③郭庆旺等:《当代西方税收学》辽宁,东北财经大学出版社。1994.p163.
2各厌氧反应器处理造纸废水时的参数选择及比较
根据上述三种厌氧反应器的原理,其设计时采用COD负荷,并用上升流速校核。在设计过程中,若COD负荷取值偏高,则反应器内的污泥将处于过饱,否则反应器内的污泥将处于饥饿。反应器内的污泥在过饱情况下,污泥会性质会发生改变,相反在饥饿情况下将影响反应器的出水水质。上升流速的取值同样会影响反应器的处理效果。若反应器上升流速取值偏高,会造成反应器内的污泥流失,否则反应器内的泥水混合液未能有效的混合,从而影响反应器的出水水质。由于COD负荷和上升流速取值偏低的情况下,则反应器占地就会偏大,Hybrid反应器占地最大。另颗粒污泥的形成与维持,与废水的性质以及足够的水力冲刷有关。由于其上升流速较低,未能形成对颗粒污泥的有效冲刷,因此Hybrid反应器较适合在絮状污泥的状态下运行。其次Hybrid反应器内的UFF填料对悬浮物的累积会导致厌氧污泥灰分的不断增加,使有效菌种逐渐失去主导地位,且UFF填料的堵塞仍未有效解决。IC反应器在COD负荷和上升流速方面是最高的。目前运行的几个项目中,IC反应器的设计参数均在范围之内。若在满足容积负荷的条件的情况下,其上升流速未达到8m/h,则需要增加外循环。Hybrid和EGSB反应器均有外循环系统,而IC反应器是否附加外循环系统则需要根据上升流速来确定。外循环系统的实质就是取得足够的上升流速。抗水力冲击负荷方面,EGSB的外循环保证了其进水流量恒定。当进水水量波动时,通过调整循环比以保证进水水量的恒定,进水水量的恒定也就意味着上升流速的恒定。而没有设置外循环的IC反应器,抗水力冲击方面较差,进水量的变化直接导致上升流速的变化。但EGSB的外循环无法应对COD负荷的冲击,而IC反应器抗COD负荷冲击的能力较强。其原因是由于存在内循环系统,当COD负荷增加时,通过增大内循环比,使其顶部的泥水混合液大量的回流至反应器底部,以便稀释进水。
3实际运行中的其他注意事项
这三种厌氧反应器就机理而言基本都一致,进水前先要调节温度、pH值、控制进水悬浮物浓度,由于造纸废水缺少氮磷等营养物质,还需额外添加尿素、磷酸盐等营养物质。性质不同的造纸废水,厌氧反应器对COD去除率也是有所差别的。
该造纸厂以废旧瓦楞纸、箱板纸为原料生产瓦楞纸,生产过程主要包括制浆、造纸、压榨、烘干、复卷等,生产中的污水主要来自制浆过程,制浆就是将废纸打成纸纤维的过程,需要用水不断的冲洗筛选,细小纤维、废纸上带的有机物和固体杂质被洗出成为废水中污染物的主要来源,另外,造纸机冲洗滤布有一部分水流到污水站。流到污水站的综合污水主要有:造纸水、车间冲洗水、真空泵冷却水、污泥压滤水、生活污水。
1.2废水处理工艺
扩产前造纸厂污水处理采用物化+好氧处理工艺,好氧采用活性污泥法,曝气采用微孔曝气,废水中的大部分悬浮物和COD通过加药去除,运行成本高,好氧池污泥经常发生膨胀,运行不稳定。根据扩产后造纸厂的污水水质水量和现有的污水处理设施,我公司对其现有污水处理系统进行整体设计改造,采用预处理+IC厌氧+好氧+物化的污水处理工艺对污水进行处理。在原有设施基础上新增一沉池、IC厌氧反应器和深度处理系统,好氧部分充分利用原有的好氧池和原一沉池、均质池进行扩容,达到对原有设施的充分利用。
1.3反应装置
针对在实际运行过程中IC厌氧反应器内部的布水布气系统存在的缺陷,我公司对传统厌氧反应器的布水布气系统关键设备进行改造,形成具有自主知识产权的上旋流厌氧反应器。该反应器直径为8m,高为20m,总效容积1000m3,碳钢材质。
1.4接种污泥
对厌氧反应器而言,接种污泥的数量、性质、活性是影响反应器启动速度的最重要的因素。以同种废水培养的颗粒污泥进行接种,可以实现反应器的快速启动。本项目采用木浆废水颗粒污泥为接种污泥,由于水质相似,可以缩短驯化期,实现反应器的快速启动,污泥接种量为300m3,TSS为91.2g/L,VSS为61.5g/L。
1.5主要分析方法
试验中的分析方法参照文献,主要分析指标及方法为SCOD(重铬酸钾法)、VFA(滴定法)、流量(电磁流量计)、pH(精密pH计)、温度(温度计)。
2满负荷运行阶段系统分析
根据接种污泥的活性以及对新反应器的适应情况和上旋流厌氧反应器的运行控制指标,分三个阶段实现系统启动,即污泥驯化期、负荷提高期、满负荷运行期,经过28天调试运行,上旋流厌氧反应器达到设计负荷12kgCOD/m3•d。本实验选取满负荷运行后数据进行分析。
2.1SCOD去除率
满负荷运行阶段,上旋流厌氧反应器进出水SCOD与去除率的关系。受车间生产工艺影响,瓦楞纸造纸废水水质波动比较明显,尤其是SS含量对TCOD的测量影响较大,本实验选择分析废水SCOD的变化,研究上旋流厌氧反应器的去除效率。在满负荷运行阶段,系统进水SCOD波动比较大,数值在2000~4000mg/L之间,经过上旋流厌氧反应器处理后,系统出水SCOD在750mg/L左右小幅度稳定波动,可见上旋流厌氧反应器的抗冲击负荷能力较强。受进水水质的影响,厌氧系统SCOD去除率有一定的波动,但波动不大,SCOD去除率均值为74%。与其它文献报道中提到的应用在工程项目上的IC反应器处理同样类型废水相比,本工程试验中用到的自行研制的厌氧反应器的处理效率比其它工程中实际应用的IC厌氧装置处理效率要高。
2.2出水pH和VFA变化
满负荷运行阶段,厌氧系统出水pH及VFA变化。厌氧系统出水pH是影响厌氧反应器运行的重要因素,出水pH可以用来判断反应器中酸碱度是否处于平衡状态,采用上旋流厌氧反应器处理瓦楞纸废水,系统出水pH在7.0~7.8之间稳定波动。出水VFA浓度过高表明反应器里有大量的VFA累计,反应器有可能面临酸化的危险,研究表明,厌氧反应器正常运行中,应保持出水VFA浓度在400mg/L以下。系统出水VFA除了在运行的第24~31与38~41天VFA高于400mg/L以上外,其余时段出水VFA均低于400mg/L以下。从图4可以看出,系统在第24~31天和第38~41天出水VFA在400~600mg/L之间,同时段系统出水pH稍有降低,虽然VFA高于推荐值,但出水pH仍超过6.8,满足产甲烷菌最适宜的pH范围,因此符合稳定运行指标要求。
2.3容积负荷对SCOD去除率的影响
满负荷运行阶段,SCOD去除率随容积负荷变化趋势如图5所示。在运行的第1~6天,容积负荷从15.12kgCOD/m3•d降到8.28kgCOD/m3•d,SCOD去除率也由最初的74.8%降到了69.0%;运行的第6~18天,容积负荷呈稳定波动的趋势,容积负荷均值为10.54kgCOD/m3•d,SCOD去除率均值为73%;运行的第18~29天,容积负荷呈波动上升趋势,最高达到19.44kgCOD/m3•d,此时的SCOD去除率为85.8%;运行的第29~34天,容积负荷出现了一定下滑,容积负荷降到11.88kgCOD/m3•d,此时SCOD去除率为64.8%;在运行的第34~46天,容积负荷呈现小幅波动的趋势,容积负荷均值为13.87kgCOD/m3•d,SCOD去除率均值为73.3%。可以发现SCOD去除率的变化与容积负荷的变化有关,实际运行过程中,控制容积负荷在10~14kgCOD/m3•d之间,SCOD去除率可达73%左右。
2.4容积负荷对出水VFA的影响
VFA是厌氧消化过程中有机物降解过程的中间产物,有机物经水解反应后产生VFA,而产甲烷菌利用VFA产生甲烷,所以出水VFA在反应器控制中被认为是最重要的参数。VFA在厌氧反应器中的变化情况能反映出产甲烷菌的活性状态,而且比pH值更为敏感,试验过程中对上旋流厌氧反应器中VFA的变化进行了连续监测,发现VFA的波动与运行容积负荷有密切关系。随着负荷的波动,出水VFA出现了明显的波动,在运行的24~31天与38~41天出水VFA超过400mg/L,之后随着运行负荷的逐步降低,出水VFA逐步降到400mg/L以下。通过上面的分析可以看出,运行的容积负荷过高可能导致出水VFA过高,反映到反应器内部的运行情况,有可能造成厌氧系统的酸累积,从而影响产甲烷菌的活性。
3经济性分析
满负荷运行时,实际水量为4500m3/d,每天厌氧系统可以去除COD约10000kg,每kgCOD可转化0.35m3CH4,折合0.54m3沼气,因此每天大约可以产生5400m3沼气,1m3沼气的实际产热量相当于1kg普煤的产热量,参考煤电当量357g/(kW•h),电费按照0.44元/度计算,不考虑建造沼气发电装置的费用,计算可知改造后污水处理系统产生的沼气可为公司每天节约电费约6655元,高于改造后系统每日处理废水运行成本。
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2015)23-0071-02
随着生态环境污染的加剧,环境污染治理的难度也在加大,目前各高校环境专业对人才的培养提出了更高的要求,学生应进一步加深理论知识、加强实验技能的训练,以培养环境污染治理的专业人才。水污染控制工程是环境工程本科专业一门重要的专业主干课之一,具有极强的工程应用性。积极主动地探索水污染控制工程实验教学,能够使学生们更系统地了解和掌握各种水污染控制技术的原理及其应用,有助于培养学生运用所学理论知识解决废水处理工程问题的基本技能,增强学生的工程实践能力,对于培养水污染控制专业人才具有极为重要的意义。
一 水污染控制工程实验教学中存在的问题
1.实验设计不合理
水污染控制工程是一门多学科交叉的课程,涉及化学、微生物、材料学等学科的相关理论及方法。该课程实验教学的基本任务是对学生进行科学方法和实验技能的训练和培养,使学生能够系统地掌握各种水污染控制技术的原理及其应用方法。目前,所开展的实验多为简单的验证性实验,创新性不强;实验所涉及的知识面窄,没有覆盖微生物、材料等与水污染控制相关的领域。
2.实验教学程序化
水污染控制工程实验教学中,主要由教师提前安排好仪器设备与药品,开展实验前任课教师认真讲解具体的实验方案、注意事项,学生再依据实验指导书中的实验方案和实验步骤逐项开展实验。实验教学过程中基本以教师指导为主,学生通过参考实验指导书来完成实验,没有充分发挥学生的主观能动性,难以达到提高学生的设计能力和动手能力的教学目标。
3.实验条件不完善
专门用于本科生实验教学的场地、仪器、设备有限,教师及研究生从事科学研究的实验室为了方便管理对本科生不开放。教学实验只能安排4~5人一组共同开展实验,导致学生难以在实验过程中独立思考、独立操作,很难保证每个学生的参与度。
针对水污染控制工程实验教学中存在的问题,开展教学改革和创新,以培养适应社会需要的高素质工程技术人才具有重要的意义。本文在实验教学实践的基础上,结合实验教学研究成果,对实验教学方法的改进进行了一些探索与尝试。
二 立足实验教学,培养水污染控制工程专业人才
1.注重设计性实验教学
设计性实验教学由学生查阅文献自主设计,通过与教师开展讨论由教师引导学生精选实验方案,指导其实验操作,帮助其解决在实验中可能碰到的各类问题,并且开展对实验结果的分析与讨论。基于本校环境工程专业特色,结合任课教师正在开展的科研课题,鼓励学生参与其中阶段性实验的设计与实施。学生可以自由组合,多人共同动手来查阅文献、设计方案与研究问题,以求实现最佳实验成效,增强学生的专业能力。例如,针对重金属废水处理的研究方向,在掌握了化学沉淀法、吸附法处理重金属废水基本原理的前提下,开展文献调研,针对水质特征,选择合适的处理方案。这样使学生能够更好地理解化学沉淀法应用于高浓度重金属废水处理的优劣,以及吸附法适用于低浓度重金属废水处理的原因。为了更好地了解条件因素在实验中的影响,要考察pH值、反应时间、温度、沉淀剂/吸附剂投加量等因素对重金属废水处理效果的影响,得到最佳的工艺条件,为实际应用提供技术参数。设计性实验教学能够充分调动学生的主观能动性,更好地培养学生解决实际问题的能力。学生在实验之后撰写报告时可采取论文的形式进行成绩考核,从而帮助其掌握文献检索方法、数据分析方法以及科技论文撰写的方法,为其今后投入科研工作奠定良好的基础。
2.完善综合性实验教学
学生只有具备综合的能力才能满足解决现实环境问题的要求。综合性实验是培养学生综合能力的重要环节。水污染控制工程综合性实验教学将水污染控制涉及的化学、微生物、材料学理论知识融会贯通至一个大实验中,具备了理论知识及实验技能上的综合性。例如,针对水质十分复杂的垃圾渗滤液设计综合性实验,首先开展废水的可生化性测定,再运用生化性能比较好的渗滤液开展活性污泥培养实验及曝气池中活性污泥性质的测定实验,之后,将曝气池中的混合液用竖流式沉淀法进行泥水分离,出水经过混凝之后用于开展吸附实验,吸附实验的出水可用于反渗透实验中。通过链式废水处理综合实验,原本臭不可闻的渗滤液变得清澈透明,使学生对水处理有了直观认识的同时,也系统全面地掌握了水污染控制的理论知识并加深了理解,这样可以提升学生综合分析的能力以及比较能力。
3.尝试开放性实验教学
开放性实验教学在实施过程中,要以学生为主体,由学生自行选择实验,自行确定仪器设备、药品试剂、实验方案、实验步骤并开展数据处理与结论分析。在实验过程中,教师只负责提供资料、协调设备、解答疑问。例如,结合本校环境工程专业特色以及研究前沿,开放研究生实验室,设置“过硫酸盐光化学氧化处理含砷废水”开放性实验,采用SO4-为主要活性物种降解污染物的新型高级氧化技术,利用其氧化废水中的砷并实现深度净化具有一定的优势。实验中,学生利用活性金属氧化物作为原料,对其进行化学改性,从而制备活性较高的催化剂。通过研究改性条件对催化氧化处理的影响,得到最佳的制备条件;并且研究催化剂用于含砷废水光化学氧化处理中的影响因素。当学生在个人的努力下,把亲自制备出来的催化剂用于含砷废水氧化处理之后,发现这样做的效果十分显著,从而产生强烈的自豪感,这样能够调动其学习本专业的主动性。开放性实验教学手段不仅能够调动广大学生的学习热情,使学生增进对理论知识的深入理解,而且还能提升其实验能力,提高其解决实际问题的能力。
4.建设演示性实验教学平台
中南大学环境工程专业在校园内新建污水处理站60m2,用于实验室废水的处理,同时可用于水污染控制工程课程的演示性实验教学,使学生全面了解水处理单元的工艺运行条件、技术经济指标等,从而强化对学生实验操作技能、工程实践能力的培养。污水处理主要采用中南大学环境所自主研发的生物制剂,通过配合、水解、絮凝分离等关键步骤,实现污水的深度净化。另外,还拥有多套水污染控制成套设备,如重金属废水生物制剂深度处理与资源化成套设备、有色冶炼水污染物高效处理回收实验系统(具备高效处理含汞污酸及回用等特殊功能)等。在课程主讲教授或相关负责教师的讲解、带领参观或自由参观下,学生对本专业知识的学习有了更感性的认识,激发了学生的主动学习与创新实践学习的兴趣。
三 水污染控制工程实验教学改革中应注意的问题
第一,在开展设计性实验教学时,应提前给学生启发式的辅导,通过讲解实验的基本原理及领域内的前沿研究,引导学生自己查阅相关文献;在充分调研文献并进行总结的基础上,制订初步的实验方案;经过与指导老师进一步讨论确定具体的实验方案及操作步骤,以便更好地完成实验。
第二,在选定综合性实验时,应该注重并强调各实验之间的互通性以及学生实验技巧培养的连续性。把多门环境工程专业课程,如水污染控制工程、环境工程原理、环境监测、环境微生物学的基本原理及实验操作技能有机地结合在一起,使学生的专业技能和实践能力得到全面的综合训练,为培养面向实际一线工作岗位的实用型人才奠定较好的基础。
第三,开放性实验教学的实施过程中,应根据学生的兴趣结合本专业的特色及研究前沿设置多个实验,供学生选择,切实调动起学生对开展实验的兴趣及主动性,鼓励学生勤于动脑并勇于动手,独立地完成各项实验;逐步开放一部分研究生实验室用于本科生实验。
第四,实验教学的考核,应注重从文献调研、实验设计、实验操作、数据处理、问题分析、撰写论文的全过程考核,采用研究论文的形式撰写实验报告更能体现学生的综合能力。
总的来说,通过实施水污染控制工程实验教学改革,提升了大学生综合运用理论知识来分析与解决具体问题的能力;锻炼了大学生们的实际动手能力,为培养面向实际一线工作岗位的实用型人才奠定了较好的基础;培养了大学生们的创新能力,切实调动其学习的主动性;对于培养水污染控制工程专业人才具有很好的支持与推进作用。
参考文献
[1]王伟祖、郑旭明.建立综合设计实验平台培养学生创新能力[J].实验室研究与探索,2004(8):74~75、94
1894年, 化学家Fenton首次发现有机物在(H2O2)与Fe2+组成的混合溶液中能被迅速氧化,并把这种体系称为标准Fenton试剂,可以将当时很多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态,氧化效果十分明显[1]。Fenton试剂是由H2O2和Fe2+混合得到的一种强氧化剂,特别适用于某些难治理的或对生物有毒性的工业废水的处理。
1. Fenton试剂降解有机物的机理
Fenton试剂之所以具有非常高的氧化能力,是因为在Fe2+离子的催化作用下H2O2的分解活化能低(34.9 kJ/mol),能够分解产生羟基自基OH·。同其它一些氧化剂相比,羟基自由基具有更高的氧化电极电位,因而具有很强的氧化性能[2]。
2. Fenton试剂的影响因素
Fenton试剂处理难降解有机废水的影响因素根据上述Fenton试剂反应的机理可知, OH·是氧化有机物的有效因子,而[Fe2+]、[H2O2]、[OH]决定了OH·的产量,因而决定了与有机物反应的程度。影响Fenton试剂处理难降解难氧化有机废水的因素包括pH值、H2O2投加量、催化剂投加量和反应温度[3]等。
2.1 pH值
Fenton试剂是在pH是酸性条件下发生作用的,在中性和碱性环境中, Fe2+不能催化H2O2产生OH·。按照经典的Fenton试剂反应理论,pH值升高不仅抑制了OH·的产生, 而且使溶液中的Fe2+以氢氧化物的形式沉淀而失去催化能力。当pH值过低时, 溶液中的H+浓度过高, Fe3+不能顺利地被还原为Fe2+, 催化反应受阻。即pH值的变化直接影响到Fe2+、Fe3+的络合平衡体系, 从而影响Fenton试剂的氧化能力。一般废水pH在3左右,降解率较高。
2.2 H2O2投加量
采用Fenton试剂处理废水的有效性和经济性主要取决于H2O2的投加量。一般地,随着H2O2用量的增加, 有机物降解率先增大, 而后出现下降。
2.3 催化剂投加量
FeSO4·7H2O是催化H2O2分解生成羟基自由基(OH·)最常用的催化剂。与H2O2相同, 一般情况下, 随着Fe2+用量的增加, 废水COD的去除率先增大, 而后呈下降趋势。其原因是: 在Fe2+浓度较低时, Fe2+的浓度增加, 单位量H2O2产生的OH·增加, 所产生的OH·全部参与了与有机物的反应;当Fe2+的浓度过高时,部分H2O2发生无效分解,释放出O2。
2.4 反应温度
对于一般的化学反应,随着反应温度的升高,反应物分子平均动能增大,反应速率加快。对于Fenton反应系统,温度升高,OH·的活性增大,有利于OH·与废水中有机物的反应,可提高废水COD的去除率;当温度过高时,会促使H2O2分解为O2和H2O,不利于OH·的生成,反而会降低废水COD的去除率。
3. Fenton试剂与其他方法的联用
为进一步提高对有机物的去除效果,以标准Fenton试剂为基础,通过改变和耦合反应条件,改善反应机制,得到了一系列机理相似的类Fenton试剂,如光-Fenton试剂、电-Fenton试剂和混凝-Fenton试剂等。
3.1 光Fenton法
3.1.1 UVFenton法
当有光辐射(如紫外光、可见光)时,Fenton试剂氧化性能有很大的改善。UVFenton法也叫光助Fenton法,是普通Fenton法与UV H2O2两种系统的复合,与该两种系统相比,其优点在于降低了Fe2+用量,提高了H2O2的利用率。这是由于Fe3+和紫外线对H2O2的催化分解存在协同效应。该法存在的主要问题是太阳能利用率仍然不高,能耗较大,处理设备费用较高。 转贴于
3.1.2 UV-vis草酸铁络合物H2O2法
当有机物浓度高时,被Fe3+络合物所吸收的光量子数很少,且需较长的辐照时间, H2O2的投加量也随之增加, OH·易被高浓度的H2O2所清除。因而,UVFenton法一般只适宜于处理中低浓度的有机废水[4]。当在UVFenton体系中引入光化学活性较高的物质(如含Fe3+的草酸盐和柠檬酸盐络合物)时,可有效提高对紫外线和可见光的利用效果。
3.2 电Fenton法
光Fenton法比普通Fenton法提高了对有机物的矿化程度[5],但仍存在光量子效率低和自动产生H2O2机制不完善的缺点。电Fenton法利用电化学法产生的H2O2和Fe2+作为Fenton试剂的持续来源, 与光Fenton法相比具有以下优点:一是自动产生H2O2的机制较完善; 二是导致有机物降解的因素较多(除羟基自由基的氧化作用外, 还有阳极氧化、电吸附等) 。由于H2O2的成本远高于Fe2+, 所以通过电化学法将自动产生H2O2的机制引入Fenton体系具有很大的实际应用意义, 可以说电Fenton法是Fenton法发展的一个方向。
3.3 混凝- Fenton 法
混凝法对疏水性污染物有效[6],Fenton 试剂氧化法对水溶性物质的处理效果良好,而且,低剂量的Fenton 反应能降低有机物的水溶性,有助于混凝,因而混凝- Fenton 法在处理难生物降解废水时可以取得良好的处理效果。
4. 结语
Fenton试剂作为一种强氧化剂用于处理难降解有机污染物具有明显优点,对于治理我国日益严重的环境污染问题,特别是难降解有毒有机污染物的治理有着十分重要的理论意义和应用价值。
参考文献
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环境成本是指为消除或减少企业管理活动对环境造成的影响而采取的或被要求采取的措施的成本,以及企业为达到环境目标和要求所付出的其他成本。环境成本的归集分配是环境会计核算中的一个重要问题,而环境成本往往是间接成本,且与产品的生产工时等不相关。传统的成本核算方法,使环境成本核算的准确性大大降低,使企业未来所面临的环境风险加大。这就从主客观上要求一种先进的成本核算方法,而作业成本法恰恰就满足这一要求。
一、概述
(一)环境成本核算现状
我国环境会计经过十余年的发展,研究内容及范围比较全面,研究过程注重吸收相关已有的科学成果,基础理论的研究内容已基本成型。许多学者对环境会计的基础理论进行了研究,并取得了较为一致的意见,譬如,对环境会计的目标、核算对象、基本假设、确认要求、计量原则、成本核算等问题的认识。
其中,对于成本核算的问题,理论界倾向于企业使用作业成本法(ABC法)进行成本核算,但在实务中,大部分企业仍然采取传统的核算方法,把环境成本作为制造费用平均在所有成本对象中分配,不能准确地反映产品的成本。
(二)作业成本法的基本理论
作业成本法又叫作业成本计算法或作业量基准成本计算方法(Activity-based costing,ABC),是以作业(activity)为核心,确认和计量耗用企业资源的所有作业,将耗用的资源成本准确地计入作业,然后选择成本动因,将所有作业成本分配给成本计算对象(产品或服务)的一种成本计算方法。作业成本法属于管理会计范畴,其核心是作业,即“作业消耗资源,产品消耗作业”。
它不同于传统成本计算方法那样以唯一标准分配全部间接费用,而是以作业分析为基础确立作业和作业中心;将资源的耗费归集到引起资源耗费的原因,即作业中去;根据产品对作业量的消耗,并通过成本动因将归集到作业中的成本分配到产品中去。
作业成本法的理论基础是成本动因理论,这种理论认为费用的分配应着眼于费用的发生原因,把费用分配与导致这些费用产生的原因联系起来,按照费用发生的原因分配。
作业成本通常分为四个层次:产品单位成本、生产批次成本、产品维持成本以及工厂级成本。其中产品单位成本是与产品的产量成正比的,生产批次成本与产品的生产批数成正比,产品维持成本与生产产品的品种数量成正比,而工厂级成本与产品生产无直接关系。显然不同层次的作业具有不同的成本动因,将作业成本法运用于环境成本核算,通过在作业层次上对环境成本的动因深入分析,并按照不同动因分配标准把环境成本细化到各个产品,会使得环境成本对象化更为准确和有效。
二、作业成本法在环境成本核算中的优越性
(一)大大提高环境成本的归属性
(1)环境成本具有较复杂的起因,总结起来主要有如下几类:环境治理费用、为预防环境破坏而投入的费用、给受害者的补偿费用、发展环境保护产业投入的费用、环境保护行政事业费。复杂的起因给环境成本的合理分配提出了难题,作业成本法可以是环境成本通过环境成本动因合理的分派到各个作业中去,使环境成本的归属性得到极大的提高。
(2)并不是所有的产品和工序所产生的环境成本都是相同的,不同的工序、不同的产品所产生的污染是不尽相同的,所消耗的环境成本也就不相等,如果都在期末作为制造费用按照工时或其他标准分配到各产品中,则环境成本的分配结果就缺乏真实性。作业成本法通过作业将环境成本与产品相联系,通过治理污染的作业消耗来分配环境成本,就使环境成本找到了“起因”。
(二)为管理层决策提供准确的成本信息
(1)环境成本的发生具有不确定性,作业成本法可以合理的预测作业成本并将其分配到各个会计期间,从而正确的核算企业的收益,为管理者的决策提供真实可靠的信息依据。
(2)随着现代产品售后成本的日益增加,企业就要在设计环保产品付出环境成本与支付售后成本当中作出决策。作业成本法能够为这一决策提供真实可靠的成本依据。
(3)目前企业的环境成本愈来愈多,这就客观上要求企业不能再将其作为制造费用一次性计入成本,而要用科学的成本核算方法将环境成本在各产品之间进行分配,从而为各产品的生产决策提供依据。
(三)科学计量环境成本
环境成本的一个计算难点在于,有些情况下环境成本产生于生产过程中,而且又表现为无形的、未来的、或有的,具有不可计量性、不可货币化和难以与相应的收入(环境收入)相配比等特性,这就使得现有的会计方法对其加以核算与报告十分困难,而作业成本法可以通过设置作业,建立作业成本库,并通过成本动因科学地、合理地确认计量环境成本。
三、作业成本法下环境成本的核算程序设计
作业成本法的核心为:“作业消耗资源,产品消耗作业”,因此,作业成本法的基本程序就是要把资源耗费价值予以分解并分配给作业,再将各作业汇集的价值分配给最终产品或服务。现将具体程序总结设计如下:
(一)环境成本的确认
环境成本的确认标准主要包括:
(1)该事项或活动是否与环境保护活动有关;
(2)该事项或活动是否导致企业经济利益的流出;
(3)该环境保护成本是否能够可靠的计量(包括可靠计量和合理估计)。
(二)环境成本的分配
(1)确定环境作业
环境作业是环境资源消耗的主体,它能够反映资源的消耗状况,是把环境成本分解到各作业成本库的依据。理论上来说,确定环境作业时要注意以下几种情况:①如果某种环境资源耗费能直接确定为由某一特定产品所消耗,则这种直接耗费可以直接计入该产品的成本。②如果对某种环境资源耗费可以确定是由哪些作业消耗,则这种耗费可以直接计入各作业成本库。③如果耗费的形式比较复杂,不满足以上两种情况,则需要选择合适的量化依据将环境资源分解到各作业。笔者认为,在确定环境作业时,应当以企业实际治理各种不同的污染所消耗的作业程序来划分环境作业,这是最自然也是最准确的划分方法。
(2)建立环境作业成本库
将上一步确定的环境作业按照相同的属性归类,如:生产过程中排放废水的治理和回收的废水治理就可以归为“废水治理”类,按照类别设立环境作业成本库,并将成本库中各作业消耗的成本相加计入成本库中。
(3)确定环境成本动因
分析各环境作业成本库的性质,确定环境成本动因。
环境成本动因通常可以分为四大类:产生的废弃物或排放物的实物量、产生的废弃物或排放物中所含有毒有害物质的浓度、增量环境影响、处理不同类型的废弃物或排放物的相关成本。
成本动因的选择不必求全,但应该找到最重要的、与主要成本花费相关的关键因子。成本动因的选择应采取多元化的方式,并注意与传统成本核算系统相结合。
(4)计算环境成本动因分配率并分配至各产品
运用成本动因量将各个环境成本库的成本分配到各产品当中去。具体步骤如下:
A.环境成本动因分配率=该环境作业成本库成本总额/该环境成本动因量
B.某项产品应分摊的环境成本=成本动因分配率×该产品耗用的作业数量
C.某项产品的环境成本=∑该产品在各个作业中心应分摊的成本
四、实证分析――某造纸企业作业成本法下的环境成本核算
(一)该造纸企业概况及污染介绍
(1)企业背景
造纸业属于对环境造成严重污染的工业行业之一,在其生产过程中会向外界排放大量的废水、废气和烟尘,并产生一定的噪声污染。此外,造纸厂每年定期对接触污染物的员工进行培训和体检的费用也应该涵盖在环境成本的范畴之内。
(2)相关资料
①表1是该企业生产环境成本数据表:
②该企业的纸制品主要有打印复印纸、绘图纸、平板牛皮纸、新闻纸。表2是该企业各产品环境成本的耗费明细:
(二)环境成本计算
(1)确定环境作业
根据该企业环境成本的内容,将作业确定为:废水治理、废气治理、废浆治理、职工健康体检、厂区环境美化、运输中的废气治理。
(2)建立环境作业成本库
根据以上的作业,建立作业成本库:废水治理成本库、废气治理成本库、废浆治理成本库、职工体检成本库、厂区环境美化成本库。作业成本分配如图1:
(3)确定环境成本动因
根据以上作业成本库,确定相应环境成本动因,具体见表3。
(4)计算环境成本动因分配率,并分配至各产品
根据前表可分别计算出各作业成本库的成本动因分配率,计算结果如表4。
产品环境成本结果分配见表5。
通过作业成本计算法,我们最终将环境成本按其成本动因分配到了打印复印纸、绘图纸、平板牛皮纸、新闻纸中去,合理的归集和分配了环境成本,从而为正确的环境管理决策提供可靠依据。
五、总结
作业成本法通过“作业”来连接环境成本与产品成本,以环境成本动因来分配环境成本,合理有效地解决了环境成本在产品成本中的分配问题,准确地反映了产品的成本,为环境管理决策提供了有效的依据。企业在实务工作中,要注重环境成本的收集以及相关人员的培训,这样才能使作业成本法在企业环境成本核算和控制中发挥更高效的作用。
【参考文献】
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焦炭是高耗水产业,每年全国焦化废水的排放量约为2.85 亿t。焦化废水是煤在高温干馏过程中以及煤气净化、化学产品精制过程中形成的废水,水质随原煤组成和炼焦工艺而变化,是一种典型的难降解有机废水。其成分复杂,毒性大,它的超标排放对人类、水产、农作物都可构成很大的危害。总之,焦化废水污染,是工业废水排放中一个突出的环境问题,也是摆在人们面前的一个急需解决的课题。
目前焦化废水一般按常规方法先进行预处理,然后再进行生物脱酚二次处理。但往往经上述处理后,外排废水中COD、氰化物及氨氮等指标仍然很难达标。针对这种状况,近年来国内外出现了许多比较有效的焦化废水治理技术。这些方法大致分为物化法、生物法、化学法和循环利用等4类。
一、焦化废水的预处理技术
焦化废水中部分有机物不易生物降解,需要采用适当的预处理技术。
常用的预处理方法是厌氧酸化法。这是一种介于厌氧和好氧之间的工艺,其作用机理是通过厌氧微生物水解和酸化作用使难降解有机物的化学结构发生变化,生成易降解物质。焦化废水经厌氧酸化预处理后,可以提高难降解有机物的好氧生物降解性能,为后续的好氧生物处理创造良好条件。
二、焦化废水的二级处理技术
(一)物理化学法
(1)吸附法
吸附法处理废水,就是利用多孔性吸附剂吸附废水中的一种或几种溶质,使废水得到净化。常用吸附剂有活性炭、磺化煤、矿渣、硅藻土等。这种方法处理成本高,吸附剂再生困难,不利于处理高浓度的废水。
(2)利用烟道气处理焦化废水
由冶金工业部建筑研究总院和北京国纬达环保公司合作研制开发的“烟道气处理焦化剩余氨水或全部焦化废水的方法”已获得国家专利。该技术将焦化剩余氨水去除焦油和SS后,输入烟道废气中进行充分的物理化学反应,烟道气的热量使剩余氨水中的水分全部汽化,氨气与烟道气中的SO2反应生成硫铵。
该方法投资省,占地少,以废治废,运行费用低,处理效果好,环境效益十分显著,是一项十分值得推广的方法。但是此法要求焦化的氨量必须与烟道气所需氨量保持平衡,这就在一定程度上限制了方法的应用范围。
(二)生物处理法
生物处理法是利用微生物氧化分解废水中有机物的方法。目前,活性污泥法是一种应用最广泛的焦化废水好氧生物处理技术。这种方法是让生物絮凝体及活性污泥与废水中的有机物充分接触;溶解性的有机物被细胞所吸收和吸附,并最终氧化为最终产物(主要是CO2)。非溶解性有机物先被转化为溶解性有机物,然后被代谢和利用。
生物法具有废水处理量大、处理范围广、运行费用相对较低等优点,但是生物降解法的稀释水用量大,处理设施规模大,停留时间长,投资费用较高,对废水的水质条件要求严格,这也就对操作管理提出了较高要求。
(三)化学处理法
(1)焚烧法
焚烧法治理废水始于20世纪50年代。该法是将废水呈雾状喷入高温燃烧炉中,使水雾完全汽化,让废水中的有机物在炉内氧化,分解成为完全燃烧产物CO2和H2O及少许无机物灰分。
焚烧处理工艺对于处理焦化厂高浓度废水是一种切实可行的处理方法。然而,尽管焚烧法处理效率高,不造成二次污染,但是处理费用昂贵使得多数企业望而却步,在我国应用较少。
(2)催化湿式氧化技术
催化湿式氧化技术是在高温、高压条件下,在催化剂作用下,用空气中的氧将溶于水或在水中悬浮的有机物氧化,最终转化为无害物质N2和CO2排放。湿式催化氧化法具有适用范围广、氧化速度快、处理效率高、二次污染低、可回收能量和有用物料等优点。但是,由于其催化剂价格昂贵,处理成本高,且在高温高压条件下运行,对工艺设备要求严格,投资费用高,国内很少将该法用于废水处理。
(3)化学混凝和絮凝
化学混凝和絮凝是用来处理废水中自然沉淀法难以沉淀去除的细小悬浮物及胶体微粒,以降低废水的浊度和色度,但对可溶性有机物无效,常用于焦化废水的深度处理。该法处理费用低,既可以间歇使用也可以连续使用。
(4)臭氧氧化法
臭氧的强氧化性可将废水中的污染物快速、有效地除去,而且臭氧在水中很快分解为氧,不会造成二次污染,操作管理简单方便。但是,这种方法也存在投资高、电耗大、处理成本高的缺点。同时若操作不当,臭氧会对周围生物造成危害。因此,目前臭氧氧化法还主要应用于废水的深度处理。在美国已开始应用臭氧氧化法处理焦化废水。
(5)光催化氧化法
目前,这种方法还仅停留在理论研究阶段。这种水处理方法能有效地去除废水中的污染物且能耗低,有着很大的发展潜力。但是有时也会产生一些有害的光化学产物,造成二次污染。由于光催化降解是基于体系对光能的吸收,因此,要求体系具有良好的透光性。所以,该方法适用于低浊度、透光性好的体系,可用于焦化废水的深度处理。
(6)电化学氧化技术
电化学水处理技术的基本原理是使污染物在电极上发生直接电化学反应或利用电极表面产生的强氧化性活性物质使污染物发生氧化还原转变。目前的研究表明,电化学氧化法氧化能力强、工艺简单、不产生二次污染,是一种前景比较广阔的废水处理技术。
(四)废水循环使用
高浓度的焦化废水经过脱酚,净化除去固体沉淀和轻质焦油后,送往熄焦池以供熄焦,实现酚水的闭路循环。从而减少了排污,降低了运行等费用。但是此时的污染物转移问题也值得考虑和进一步研究。
三、结语
总之,我们应根据焦化废水的特点,深入研究先进的处理技术,寻求既高效又经济的处理方法,降低运行费用,提高达标率,改善环境质量,减轻焦化废水对各地水体的污染,实现水资源的循环利用。这既是当前经济建设需要解决的现实问题,也是未来技术攻关所需要面对的的重点。
2东北水资源现状与特点
东北三省土地肥沃,植被丰富,水资源的分布以松花江为主,伴有少量的湖泊与湿地。东北降雨一般集中在每年的
六、
七、
八、九月份,降雨量曲线呈钟形分布(统计上称为正态分布),七月中旬到八月末是汛期。黑龙江的大、小兴安岭地区以及吉林的长白山脉冬季白雪皑皑,每年春季,冰雪逐渐融化,汇成江河。由于没有相应规模的蓄水设施,只能通过疏通使洪水及冰凌安全通过。近些年来,东北地区水资源问题日渐严重,它不仅表现为水总量的短缺匮乏,而且还表现为严重的水污染造成的水质恶化、功能降低,甚至丧失利用价值。水资源问题日益引起了国内外专家学者的关注。
3水污染的成因分析
3.1工业废水
东北是老工业基地,工业废水的水量和水质污染程度超过生活污水。很多中小企业为了追求利润,对工业污水不加处理就排放到江河里面。工业废水成分极其复杂、不易净化、毒性大、处理难,已经成为水污染防护的一个重大难题。振兴东北老工业基地的政策以及城市化步伐,使东北三省的工业废水量呈现出巨增趋势。
3.2农村污水
农村污水是水资源污染源之一,它的分布广、收集难、治理难。其中,主要包括农业牲畜粪便、污水、污物、农药、化肥等有害物质。农村污水有2个特点:
一是有机质、植物营养素及病原微生物含量高。
二是因为使用农药、化肥时,大约会有百分之八十至九十进入水体,所以,化肥、农药含量高。
有些农民为了减少劳动强度、增产增收,而大量施用化肥、农药,造成水污染。另外,随着农村经济的发展,民营企业如小工厂、矿山等发展很快,生产经营过程中所产生的污水、垃圾不经任何处理直接排放到河水里,也加重了水资源污染的程度。
4对策机制研究
4.1水污染防护的指导思想
水污染是制约东北经济可持续发展的重大问题之一。
根据东北地区水资源的分布特点,我们的对策是以治理松花江水为主线,同时,推动东北三省其它支流、湖泊、湿地的水污染防护和治理。松花江及其它水系的污水主要来源于工农业不达标污水的排放。小企业、小业主受利益驱动,不能自觉地执行相关法律法规,导致水资源污染。为了有效地治理水污染,政府要通过严格立法执法和鼓励引导方式进行综合治理。
从经济学上看,政府要与业主、企业主等(以下简称业主)建立一个“有效的协议”来实行水资源污染的防护和治理。
博弈论认为,一个协议必须构成纳什均衡,才是有效的。根据这一理论和思想,政府与业主必建立“有效的协议”。这一博弈的特点是政府先出战略(一系列的法律、制度及惩罚等,以下简称水法),业主后出战略(守法,或违法)。
通俗地讲,所谓纳什均衡就是博弈双方的最优战略组合(n=2的情形)。
现在我们给出纳什均衡的正式定义。
定义:有n个参与人的战略式表述博弈。
G={S1,S2,…Sn;u1,u2…un},战略组合S*=(s1*,s2*,…si*,…sn*)是一个纳什均衡,如果对于每一个i,s2*是给定其他参与人选择S-i*=(s1*,s*i-1,…s*i+1,…sn*)的情况下第i个参与人的最优战略,即:ui(si*,s*-i)≥ui(si,s*-i),?坌si∈Si,?坌i,其中si为第i个参与人的战略,si*为第i个参与人的最优战略,ui为第i个参与人的收益(也称支付)i=1,2,…n。
根据纳什均衡理论和思想,政府所出台的一系列法律、法规等(综合地记为si*),如果业主遵守(记为s2*),那么业主的收益u2(si*,s2*)将取最大值,如果业主不遵守(记为s2*),那么业主的收益u2(si*,s2*)就严格小于u2(si*,s2*)。只要u2(si*,s2*)与u2(si*,s2*)之差很大,则业主就会主动自觉地选择战略而不会选择战略s2*。
通过分析,如果政府与业主的协议构成了纳什均衡,那么,业主就会主动积极地去执行协议,反之,业主不会自觉遵守协议的。这就告诉我们,在水污染防护和治理中,国家要严格立法执法,使得违法者将付出沉重的代价,而遵守者将获得较高的效益。从而,使政府制定的水污染防护法与业主的守法构成纳什均衡。
4.2具体措施
4.2.1严格立法执法
科学严密地制定保护水资源法律,并且严格执法,依法对那些污水排放不达标的各种厂矿单位勒令停业整顿。
4.2.2使用管道
根据东北的地理环境与自然状态,使用管道,实行专线管理是水污染防护的有利措施之一。可以按行政区负责管道的施工安装,也可以尝试运用市场机制手段实行谁开发谁受益的方式。
4.2.3大力推广中水回用
所谓“中水”是指水质介于城市给水与排水中间的可被利用的水,它主要是指城市污水经过处理后达到一定的水质标准,并在一定的范围内使用的非饮用水。东北地区的4大城市沈阳、长春、哈尔滨及大连可以大力发展污水处理厂,大力推广中水使用。每个城市应选择适宜的地区建设中水处理站,经过处理后水质达到中水标准的水可用于城市内的工厂、车间、建筑、机关、学校、车站以及下游的农田灌溉等,中水的推广回用将会有力地缩减城市自来水的需求量,而且还会大幅度地减少城市污水的排放量,因此,积极开展城市中水回用是东北地区水污染防护的必要补充,也是东北地区水资源的开发与污染防护及管理的重要组成部分。
5结语