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【关键词】卫星遥感技术;环境保护
社会经济的快速发展,为科学技术的不断进步创造了良好的环境与条件,顺应实际需要的不断高涨,先进的现代化技术层出不穷,又为推动社会经济的和谐可持续发展提供了可靠的技术保障。而在社会经济快速发展的同时,兼顾生态环境的和谐发展,才是真正的可持续发展,因此,应用现代化先进技术来实现生态环境的保护与监测是可持续发展战略实施的重要体现。卫星遥感技术是基于信息技术与遥感技术等发展起来的综合性技术,在实际应用中发挥了重要作用,尤其是在生态环境的保护与监测方面,更是作出了很大贡献。卫星遥感技术在水环境质量监测、大气环境质量监测、动态环境监测、固体废弃物监测、重大环境事故的跟踪监测及重要工程项目的环境监测等方面都发挥重要作用,本文主要是从以下几方面来对生态环境保护中,对卫星遥感技术的实际应用进行分析与探讨:
1、水环境质量监测方面的应用
卫星遥感技术在水环境质量监测方面主要包括水体富氧化监测、水体热污染与废水污染监测及泥沙污染监测等:(1)水体富氧化监测。水体富营养化严重影响水环境质量,在水体富营养化方面的监测,张穗等人通过叶绿素浓度遥感解译方法并结合叶绿素及总氮、总磷等特征提出了富营养化的评价方法。(2)水体热污染与废水污染监测。热污染主要来源于工厂排放的废弃热水,对水体生物及水体附近农作物造成极大威胁,因此需要加强对热水污染的监测,而在这一方面的探测,多是通过红外传感器来实现,探测图像中对于热污染的排放情况、温度分布及具体流向都有清晰显示。而在废水污染监测方面,可用热红外方法并基于温度差异来测定,但多是用多光谱合成图像进行监测。(3)泥沙污染监测。泥沙污染会提高水的反射率,出现红移状况,而0.93微米之1.13微米范围附近的水体有强烈的红外辐射吸收特点,在降低反射通量的同时,会遭受到水分瑞利散射效应的干扰,因此不是最佳的悬浮泥沙浓度判定波段,而最佳定量波段应为0.65微米之0.85微米之间。另外卫星遥感技术在海洋监测方面也发挥着重要作用,通过对遥感信息的仿真模拟与分析,可获取叶绿素浓度及海表面、海流循环模式或海冰运动等温线分布等影响海洋生物与理化过程的相关参数。通过卫星遥感技术,可全天候、大范围进行对海洋污染的监测,并且卫星遥感技术目前也已在海洋渔业中渔情预报与分析方面应用广泛。
2、大气环境质量方面的应用
卫星遥感技术在大气环境质量监测方面的具体应用主要包括对臭氧层的监测、对大气气溶胶的监测、对有害气体的监测、对沙尘暴的监测及对城市热岛效益的监测等:(1)对臭氧层的监测。二十世纪七十年代末期,已有通过臭氧制图光谱仪进行对臭氧层的卫星监测。胡顺星等人通过激光雷达进行了高度范围为对流层2千米至4千米臭氧层的监测,并取得较好成效。(2)对大气气溶胶的监测。传统的地面观测在气溶胶空间的变化趋势与具体分布方面的反映方面存在很大缺陷,而卫星遥感技术的高分辨率特点则有效弥补了这一缺陷。毛节泰等人通过对地面光度计测量与卫星遥感技术监测的结果进行对比,结果显示,两种测量结果较为接近,但地面遥感所覆盖的地面观测空间有限,而这一点又可通过卫星遥感技术来弥补,所以卫星遥感技术完全可替代地面遥感进行对大气气溶胶的监测。(3)对有害气体的监测。有害气体对人体及人们的生活环境造成极大威胁,因此对于自然生成或人为生成的有害气体监测具有重要意义,还可以通过有害气体监测对大气污染情况做间接分析。王雪梅等人将污染气体信息与概化为水体、植被等基本信息类型的线性集合做叠加,从卫星数据来进行对有害气体累加浓度信息的直接定量提取。(4)对沙尘暴的监测。通过EOS—Terra/MODIS数据,章伟伟等人对MODIS传感器通道特点及沙尘暴波谱特征进行分析,并通过叠加分析法进行对沙尘暴的监测。而范一大等人基于NOAA/AVHRR数据而采用的沙尘暴信息密度分割法与所提取的沙尘暴信息也取得显著成效。(5)对城市热岛效益的监测。通过热红外遥感进行地物辐射温度测定来推导与探测热岛效应差异及热源。马跃良等人根据辐射传输方程的地表温度反演方法,并基于LandsatTM/ETM+热红外波段数据,进行地表温度的定量计算,并对热污染情况进行探测。
3、地表监测方面的具体应用
地表监测方面的应用主要有对地面污染的监测、对土地利用变化的监测及对城市绿地的调查:(1)对地面污染的监测。在应用卫星遥感技术进行对地面污染的监测时,可对地面污染分布范围进行圈定,并作出规划性的地面污染预防措施。如煤炭自燃隐火监测中应用卫星遥感技术,相关部门单位结合地面红外测温仪及航空红外扫描仪,并基于细微的地表温度差异来实现隐火区圈定,并作出燃尽区与燃烧区的区分,同时对隐火的蔓延规律与具体方向做出分析,为及时采取预防措施提供可靠保障。(2)对土地利用变化的监测。卫星遥感技术应用最为广泛的领域之一就是土地利用与土地覆被变化的研究领域,满足了城市土地利用与覆被变化研究的动态多时段遥感图像资料的需求。通过对不同时段的同一地区土地利用与土地覆被变化进行分类,进而获取该区域的土地利用变化信息,为实现对土地覆盖的动态监测提供可靠的信息依据。史培军等人通过应用卫星遥感技术监测所得的不同时段同一区域遥感影像,对土地利用变化的驱动力以及空间过程作了分析,为土地利用与土地覆被变化的研究方面做出贡献。(3)对城市绿地的调查。通过卫星遥感技术的应用,可实时准确地得到城市绿化覆盖度信息及绿地分布情况,对绿地景观的布局、种类及具体组成等有一个宏观的了解。石雪冬等人通过RS技术与GIS技术的综合应用,探讨了城市绿地数据的提取方法,而刑诒等人则通过遥感监测实现了对城市景观生态变化的动态分析。
【关键词】环境问题 环保意识 环保教育
【中图分类号】G632 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2012)03-0168-02
2011年7月19日,国务院总理主持召开国家应对气候变化及节能减排工作会议,审议并通过“十二五”节能减排综合性工作方案,以及节能目标分解方案、主要污染物排放总量控制计划。国家为什么要高度重视节能减排、控制污染、保护环境?因为环境是人类赖以生存和发展的基础,环境问题是关系到一个国家和民族,甚至整个人类持续发展的重要课题。要实现国家的可持续发展,对中学生进行环保教育具有重要的战略意义。
一 对中学生实施环保教育的依据
1.是全球环境日趋恶化现状下的趋势
目前,全球变暖、臭氧层空洞、酸雨、森林破坏与生物多样性减少、土地沙化与水资源短缺、海洋和大气污染等一系列的环境生态问题正在越来越严重地破坏着我们生存的环境,严重威胁着人类的可持续发展。造成这些环境问题的主要原因,是由于人类自身的环保意识薄弱,忽视社会发展和生态环境之间的和谐统一所造成的。我国是一个经济快速发展的国家,但高发展同时意味着高能耗,而高能耗不可避免地会带来环境问题。我国的经济实力虽然提升了,国民的环保意识却还很淡薄。从工业废水、废气的大量排放,农药、化肥的大量使用,到生活中人们乱丢乱扔、大量使用一次性用品等漠视环境的不良行为习惯,这些都在不知不觉中破坏着周围的生态环境。所以,环境问题并不是只靠一个国家和政府的有限政策就可以解决好的。要从根本上控制环境污染和破坏的趋势,必须培养全体公民的环保意识,使全体公民共同担负起保护环境的职责。中学生是祖国未来建设的继承者,他们担负着国家可持续发展的重要使命,对中学生实施环保教育是当前全球环境日趋恶化现状下的必然趋势。
2.是新课程标准下的教学目标之一
全球严峻的环境问题使我们清醒地认识到,生态环境和社会环境是相互作用、相互影响、相互依存的。保护和改善环境,已成为当前人类的一项紧迫任务。所以,科学发展、人与自然和谐共处的可持续发展理念,已贯穿于整个新课程标准中,在教材中也增加了大量的关于环境方面的内容。培养学生的环保意识和责任感,培养未来具有环保意识和可持续发展观念的人才,是新课程标准的教学目标之一。
3.是学校德育工作的重要组成部分
德育是学校的核心工作,它的基本任务就是培养有社会公德、文明习惯、遵纪守法的好公民。加强环保教育,使中学生在日常生活中养成良好的行为习惯,让学生明白保护环境是每个公民的职责和义务,这本身就是学校德育工作中的重要内容。
二 对中学生实施环保教育的途径
1.结合教材的有关知识点,在物理课堂教学中进行渗透
物理教材中有大量环境问题的内容,物理课堂是一个对中学生实施环保教育的好阵地。如在“地球的温室效应”的教学中,教师可先介绍地球变暖可能带来的影响:两极冰川融化、海面上升、浸没沿海城市、全球气候恶劣、大陆沙漠化严重等。然后引出造成地球温室效应的主要杀手:温室气体。温室气体中的主要成员是二氧化碳,目前主要来源于现代工业、现代交通、运输中的燃料的燃烧。在教学中可播放有关温室效应、大气污染的图片,并列举有关温室气体的排放数据,如仅在2010年全球排放的二氧化碳就达306亿吨之多。通过图片、数据等向学生渗透节能减排对保护环境的意义,使他们明白:我们消耗的能源越多,对环境的影响就越大。
又如在“内能”的教学中,教师可结合现代城市的一种比较隐蔽的污染――“热污染”的有关知识对学生进行环保教育。热污染是人类在现代工业生产和日常生活中所排放的大量的废热对环境造成的一种比较特殊的污染。它能使水温上升,分解水中的氧,使水中厌氧型微生物大量繁殖,而鱼类却大量死亡。微生物的大量滋生会导致疾病流行,严重危害人们的健康。城市人口的急剧增加,工业和交通日益发达,每天要燃烧大量燃料,但燃烧产生的能量并没有得到充分合理的利用,大部分成为了热污染源。人类文明进步的同时,也给生存的环境带来了很多负面的影响。教师在教学中应适时地启迪学生思考并讨论:如何有效地减少热污染,保护我们的地球家园?
物理教材中涉及环保问题的知识点有很多,如光污染、核污染、噪声污染、电磁污染等,只要教师充分挖掘,物理课堂随时都可以成为对学生进行环保教育的良好阵地。
2.联系生活实际,培养环保意识
在日常生活中,我们很多行为习惯都与环境问题息息相关。作为物理教师,可针对人们在生活中常见的不良习惯,对学生进行环保教育。最常见的是生活中随处乱丢垃圾,这种不良习惯最易造成环境的污染。如废电池中含有重金属铅、汞等有害物质,一旦泄漏,就会对环境造成巨大的污染。教师应教育学生改正生活中可能对环境影响的不良行为,提高环保意识,养成良好的环保行为习惯。另外,在日常生活中,人们对一次性用品的广泛使用,不仅浪费了大量资源,还极易形成“白色污染”,造成巨大的环境破坏。一次性用品大多是高分子的塑料制品,具有耐酸、耐碱、不易分解的特性,如果将其填埋,会占用土地资源,且长时间不能降解。如果将其焚烧,则会产生大量有毒气体,直接污染大气。所以,教师要教育学生在生活中养成良好的生活习惯,增强环保意识,尽量减少或杜绝使用一次性用品。
此外,教师在演示课堂小实验时,可以利用一些日常生活中常见的废弃物品当作器材,不但简单实用,还可对学生进行潜移默化的环保教育。如矿泉水瓶、橡皮筋、漆包线、气球、乒乓球、断锯条等,都是很好的物理小实验器材。
生活中涉及环保的问题随处可见,教师只要联系生活实际对学生进行环保教育,一定可以获得较好的效果。
3.加大环保宣传力度,开展环保活动
要提高学生的环保意识,还需加大环保宣传力度。充分利用电视、网络等媒体,多播放有关环保方面的公益广告,通过开展环保方面的宣传栏、广播、板报、讲座等宣传活动,营造良好的氛围,培养学生的环保意识,让学生自觉地投入到保护环境的行动中。学校可利用“6.5”世界环保日,积极开展相关的环保活动。如组织学生参观工厂污水处理过程、组织植树造林活动等。物理教师可结合自身学科的特点,开展有关环保方面的小制作、小发明竞赛活动,使学生在参加实际的环保活动中提高环保热情,形成环保意识。
总之,对中学生实施环保教育的途径是多种多样的。教师要加强认识,多管齐下,经常对学生进行环保教育,使学生养成良好的环保习惯,自觉地投入到爱护环境、保护环境的行列中,成为具有可持续发展观念的公民。
参考文献
关键词:水源热泵,空调系统,节能
0.引言
水源热泵技术是利用地球表面浅层水,如海水、江水、湖泊水、地表水及地下水中蕴含的地位能源作为热泵的低温侧热源,实现低位热能向高位热能转移的一种技术[1]。它把传统的制冷机组和风冷或锅炉热泵机组用水源热泵机组代替,以自然界的水作为热泵机组冷却水系统的冷却源,来调节室内温度。通常水源热泵制冷系数为5。水源热泵机组运行时不需要使用产生飘雾的冷却塔,供热时可代替低温热水锅炉,没有燃烧过程,避免了排烟污染,对大气没有废热污染,可以在居民区内建造。水源热泵系统可以只作为空调系统的冷热源,也可以作为空调系统和生活热水的制冷与供热设备。一套水源热泵系统就可以替换现有的空调加锅炉的两套装置系统,水源热泵的优越性对于同时有供热和供冷要求的建筑物更加显著。学校、宾馆、商场、办公楼等建筑均可以采用水源热泵,小型的水源热泵更适合别墅住宅的空调、采暖。
1.水源热泵的工作原理及其系统构成
水源热泵系统是从深井中抽出地下水,使其进入热交换器,与楼内循环系统的水换热后,再由深井排到地下。循环水系统通过水源热泵产生热水或冷水送入末端装置,通过管网送入用户,满足用户供热或空调的要求[2]。在冬天把地下深层砂石的热量作为热泵热源向用户供热,间接利用地下水,同时将建筑物中的冷量排入地下;夏天则相反,不会造成地下的热污染。由于地下水通过换热器换热后排回地下,不消耗水资源,仅仅利用地下水的冷(热)量;同时地下水并不和空气接触,不会造成地下水资源的污染。论文大全。
水源热泵系统通常由水源部分、机房部分和末端三部分组成。
2.水源热泵系统的特点
2.1高效节能,运行费用低
地表浅层热源的温度一年四季相对稳定,冬季比环境空气温度高,夏季比环境空气温度低,是最好的热泵热源和空调冷源。这种温度特性使得水源热泵系统在供热时其制热系数比空气源热泵空调系统高;运行费用比常规中央空调系统或空气源热泵空调系统低。
2.2一机多用,分户计算
水源热泵系统可供暖、空调,还可供生活用水一机多用,无需室外管网,特别适合低密度建筑物的别墅区使用。每户可对空调系统费用进行核算,计费合理方便。对于寒冷的北方地区,因为减少了采用集中供热的热望系统投资,或取消了燃油、燃气锅炉,从别墅小区空调系统和卫生热水设备的总投资上看,水源热泵系统节省初投资[3]。
2.3运行安全稳定,可靠性高
水源热泵系统在运行中无燃烧设备,不会有发生爆炸的危险,使用安全。而燃气、燃油锅炉供暖,其燃烧产物对居住环境是种隐患。水源热泵机组安装在室内不暴露在风雨中,免遭破坏,延长了寿命。冬季不受外界气候影响,运行稳定可靠,不存在空气源热泵除霜和供热不足的问题。而且地表浅层热源的温度波动较小,使得热泵机组运行更可靠、稳定,也保证了系统的经济性和高效性。
2.4利用可再生能源,环保效益显著
水源热泵系统是一种利用地球表面浅层水作为冷热源,进行能量转换的热泵空调系统。地球表面浅层的热能来源于太阳,是一种可再生能源。所以使用水源热泵系统时能源可自行补充,持续使用。论文大全。水源热泵系统所造成的污染物排放,比空气源热泵或电供暖少许多,而且夏季不会向大气排放热量,不会加剧城市的“热岛”效应,是环保型空调系统。
3.影响水源热泵系统运行性能的因素
水源的水温、水量、水质和水质稳定性[3]是影响水源热泵效率的重要因素。
3.1水温
水温是影响水源热泵效率的主要因素。冬季地下水作为热泵热源,温度越高越好;夏季地下水作冷却水,水温越低越好。但为降低压缩机排气温度,阻止压缩机内油炭化,蒸发温度不宜过高。
3.2水量
对热泵机组的制冷(热)量有直接影响的是水量。
3.3水质稳定性
3.4水质
同时直接影响水源热泵机组效率和使用寿命的是水质。不腐蚀、不结垢、不滋生微生物、稳定、澄清是对水质的基本要求。
4.水源热泵系统设计和施工中应注意的问题
4.1地表水源
若选用地表水源时,设计时要考虑取水建筑物标高与洪水季节水位的关系,需水量的保证率和水温因素;施工要考虑供水和排水管布置。
4.2地下水源
若选择地下水源和管井取水,对规模大的工程,应根据所需水量和地下水回灌需要,结合场地环境和水文地质条件,按一定采灌比确定抽水井和回灌井井数,合理布置井位和井间距,为使冬季源水温度>10℃,井深应大于变温带深度。每个井的井深和井身结构应相近,以防止回灌井堵塞,确保水源系统长期稳定供水,抽水井和回灌井应互相切换使用。论文大全。为了能承受抽灌往复水流的压力变换,井中滤水管和滤网应有一定强度。可行方案是打三口井,一口取水,两口回灌,因为向地下回灌比取水难;另外,为使每口井都轮流工作于取水和回流两种状态,三口井需定期更换。
4.3供水水源
若采用水源热泵系时,要调查工程场地的供水水源条件,向当地水管理部门咨询或请专业队伍进行必要的水文地质调查,了解是否有适合水源热泵利用的水源,通过可行性研究,确定利用地表水或是地下水的供水水源方案。
5. 结论
水源热泵是一种高效节能的设备,其系统初投资与常规空调系统相差不大[4],标准煤能耗与火电及水电相比耗最少[5],是一个值得广泛应用的技术。应该从水系统设计上充分发挥它的技术优势,采用交流量控制技术减少运行费用,针对不同的水源特点进行不同的处理。当采用深井水时,水质处理与回灌带来的影响不可忽略。同时提供生活热水时,一定要详细了解热泵不同状态下的温度参数与调节能力,否则将会导致系统管理不足。
参考文献
[1]程向东,张昌.水源热泵设计应用问题.节能技术[J],2006,(12):26-29.
[2]赵清晨.水源热泵的应用前景及应注意的问题[J].科技情报开发与经济,2006,16(16):245-246.
[3]张昌.热泵技术与应用[M].北京:机械工业出版社,2008:136-139.
[4]郎四惟,徐伟,冯铁栓等.水源热泵中央空调系统设计应用若干问题探讨.暖通空调,1996,(1):15-19.
[5]姚镝,王建华,李波.水源热泵供冷(供热)系统的能量评价.矿冶,2004,13(1):117-119.
关键词:燃煤电厂 环境问题 防治技术
前言:火电以煤为主要燃料,是我国高耗能、高污染的行业之一。与发达国家相比,我国能源利用效率低、污染物排放量高,单位千瓦发电量能耗平均高20%以上。因此,认识燃煤电厂产生的主要环境问题,并采取有效的防治技术,对清洁生产、发展循环经济有着重要的意义。
1.主要环境问题
燃煤电厂的生产工艺环节中由于煤炭的燃烧将向大气、水体和土壤中排放各种污染物质,并对生态环境造成一定影响,其中大气污染是最主要的环境问题。
1.1 大气污染物排放
燃煤电厂大气污染物排放来源于锅炉,从烟囱高空排放,主要污染物是颗粒物、SO2、NOX、CO和CO2。而重金属、未燃烧的碳氢化合物、挥发性有机化合物等物质的排放量较小。另外,烟气脱硝系统中还原剂液氨/氨气在运行过程中氨逃逸也会对大气环境产生不良影响。
1.2 水污染物排放
燃煤电厂会向河流、湖泊及海洋环境排放废水(包括冷却水和废水),这些排放可能会带来水污染问题。废水主要是外排冷却水,来源于凝汽器,主要污染是热污染,另外还有少量的污水,来源于含油污水、输煤系统排水、锅炉酸洗废水、酸碱废水、脱硫废水和生活污水等,主要污染物是有机物、金属及其盐类、颗粒物和重金属。
1.3 固体废弃物
燃煤电厂会产生各种固体废物和副产品。具体包括:底灰和灰渣、飞灰、脱硫残渣和副产品,碳酸钙)、硫酸盐和飞灰的混合物残渣、水处理污泥、SCR脱硝催化剂。
1.4 噪声排放
电厂主要噪声源为磨煤机、锅炉、汽轮机、发电机组和直接空冷的风机,其对环境的影响表现在对电厂附近居民带来的噪声干扰,夜间干扰尤为突出。
2.燃煤电厂污染防治可行技术
2.1 大气污染物减排技术
大气污染物减排技术是指末端控制措施,即用来控制向大气中排放污染物的措施,如除尘、脱硫、脱氮技术等。
2.1.1 除尘技术
燃煤电厂除尘技术包括电除尘器、袋式除尘器和电袋组合式除尘器,这三种除尘器都是效率很高的颗粒物去除装置,电厂选择使用何种除尘器主要取决于燃料类型、电厂规模、锅炉类型和配置。为降低燃煤电厂锅炉烟尘初始浓度,还需要燃用洗选煤并调整好锅炉运行工况。
2.1.2 脱硫技术
按脱硫工程是否加水和脱硫产物的干湿状态,烟气脱硫又可分为湿法、半干法和干法三种工艺。湿法脱硫技术成熟,效率高,Ca/S 比低,运行可靠,操作简单,但脱硫副产物的处理比较麻烦,烟温降低不利于烟气扩散,工艺比较复杂,占地面积和投资较大;干法、半干法的脱硫产物为干粉状,处理容易,工艺较简单,投资一般低于传统湿法,但用石灰作脱硫剂的干法、半干法的Ca/S 比高,脱硫效率和脱硫剂的利用率较传统湿法低。
2.1.3 脱氮技术
燃烧过程中NOx的控制是根据燃烧过程中NOx的生成机理,通过改进燃烧技术来降低燃烧过程中NOx的生成与排放,主要途径有:①降低燃料周围的氧浓度,包括减小炉内过剩空气系数,以降低炉内空气总量;减小一次风量及挥发分燃烬前燃料与二次风的掺混,以降低着火区段的氧浓度等。②在氧浓度较低的条件下,维持足够的停留时间,抑制燃料中的氮生成NOx,同时已生成的NOx被还原分解。③在空气过剩的条件下,降低燃烧温度,以减少热力型NOx的生成。
2.2 水污染防治技术
火电厂废水种类很多,水质、水量的特性差异很大,与电厂的生产工艺、水处理工艺及管理水平有很大关系。按照废水的不同来源,火力发电厂的废水包括循环水排污水、灰渣废水、工业冷却水排水、机组杂排水、煤场及输煤系统产生的含煤废水、油库冲洗水、化学水处理工艺废水、生活污水、脱硫废水、脱硝废水等。
废水处理应结合生产工艺、环境保护统一考虑,通过系统和综合的分析找出比较经济、合理的处理方案。其原则是:改进和优化生产工艺,尽可能在生产过程中减少废水的排放量和控制废水中污染物的浓度;在水力输灰系统中考虑灰水或渣水的再循环系统,以便重复利用,做到不排或少排废水;清污分流,一水多用。同时,还要对火电厂的水源、用水和排水作全面规划管理,选择最优的全厂用水分配。
2.3 固体废物综合利用及处置技术
粉煤灰综合利用是指采用成熟工艺技术对粉煤灰进行加工,将其用于生产建材、回填地面、建筑工程、提取有益元素、制取化工产品及其他用途。当由于条件所限不能综合利用时,粉煤灰将被运至储存场堆存。粉煤灰储存必须采取必要的防尘防渗措施,防止储灰过程的扬尘和对地下和地面水体的影响,避免二次污染。
2.4 噪声治理技术
燃煤电厂噪声基本上以点源为主,较易控制。为了更有效地控制和降低电厂噪声对厂区和周围环境的影响,设备选型与布置原则如下:源头控制,即在生产中尽量采用低噪声设备,如低噪声的磨煤机、送风机、引风机、脱硫风机等;优化布置强噪声设备宜集中、低位、室内布置,并应对车间厂房内部进行隔声、吸声处理。
一、高中化学理论下大气污染:温室效应、酸雨、光化学烟雾、臭氧空洞、铅污染
1.二氧化碳与温室效应
我们知道燃烧矿物燃料燃烧后,产生二氧化碳乖,允许阳光进入地面,对红外线有强烈吸收作用,使大气温度上升。它的危害将非常深远:近百年地球气候年均升温0.6℃;夏季降水量将减少,台风频繁发生;森林减少,荒漠扩大,昆虫北移;预计到2100年全球气温上升3.5℃;两极冰山融化,海平面上升15-95cm;中纬度气候带北移150-550km。
2.二氧化硫与硫酸酸雾
二氧化硫来自含S的煤、石油的燃烧,硫酸厂,矿物煅烧。在二氧化硫、二氧化氮和水作用下形成酸雨,它将使祖国土壤、江河湖泊酸化,导致鱼类不能繁育,腐蚀建筑和古迹,影响人体健康,使农作物枯死。而且酸雨可以漂移,造成大范围公害。有季节性,夏季pH高。我国酸雨属硫酸型。
3.氮氧化物与光化学烟雾(此知识在高二化学氮族元素)
氮氧化物(NOx)主要是指一氧化氮和一氧化氮。一氧化氮和一氧化氮都是对人体有害的气体。氮氧化物和碳氢化合物在大气环境中受强烈的太阳紫外线照射后产生一种新的二次污染物――光化学烟雾,在这种复杂的光化学反应过程中,主要生成光化学氧化剂及其他多种复杂的化合物,统称光化学烟雾。1943年,美国洛杉矶市发生了世界上最早的光化学烟雾事件,此后,在北美、日本、澳大利亚和欧洲部分地区也先后出现这种烟雾。经过反复的调查研究,直到1958年才发现,这一事件是由于洛杉矶市拥有的250万辆汽车排气污染造成的,这些汽车每天消耗约1600t汽油,向大气排放1000多吨碳氢化合物和400多吨氮氧化物,这些气体受阳光作用,酿成了危害人类的光化学烟雾事件。目前,由于我国内地汽车油耗量高,污染控制水平低,已造成汽车污染日益严重。部分大城市交通干道的NOx和CO严重超过国家标准,汽车污染已成为主要的空气污染物;一些城市臭氧浓度严重超标,已具有发生光化学烟雾污染的潜在危险。
4.铅污染
自1923年美国实际使用四乙基铅作为汽油的抗爆性能(即汽油在各种使用条件下抗爆震燃烧能力,用辛烷值表示)起,到70年代初,世界各国大都采用含铅汽油。在当时的技术水平和历史条件下,汽油加铅对改造汽油性能起到了重要作用。但是,四乙基铅是一种无色油状、易溶于汽油的剧毒物质。使用含铅汽油的车辆,所排放的废气中铅主要是以氧化铝形式存在,它损害人的造血机能,使肠胃中毒,严重时可使神经中枢中毒,还能损害心脏和肾脏功能。它对孕妇和婴儿的影响尤为重要,血铅含量过高影响儿童的身体发育和智力;儿童血铅含量每公斤体重增加10微克,智商水平下降2-4个智商数,而铅在人体中蓄积,不易排出,衰期为12年,一旦婴儿体内血铅增高,将产生长期的危害。铅不仅使人体健康遭到严重损害,也可使汽车净化装置中的催化剂“中毒”而失去净化效果,使机动车辆排放氮氧化物、一氧化碳等二次污染。据分析,城市中80%的空气污染物源于含铅汽油,全世界有17亿人的健康因此受到威胁。
二、高中化学理论下水污染:水体富营养化与赤潮与海洋污染、重金属污染
水污染的种类有:1.无机污染物,2.有机污染物,3.水体富营养化,4.水体热污染,5.赤潮与海洋污染等。其中水体富营养化与赤潮与海洋污染是高中化学经常接触的。
(一)水体富营养化与赤潮与海洋污染
赤潮是在特定的环境条件下,海水中某些浮游植物、原生动物或细菌爆发性增殖或高度聚集而引起水体变色的一种有害生态现象。赤潮是一个历史沿用名,它并不一定都是红色,实际上是许多赤潮的统称。由于城市工业废水和生活污水大量排入海中,使营养物质在水体中副集,造成海域富营养化。此时,水域中氮、磷等营养盐类;铁、锰等微量元素以及有机化合物的含量大大增加,促进赤潮生物的大量繁殖。赤潮检测的结果表明,赤潮发生海域的水体均已遭到严重污染,富营养化。氮磷等营养盐物质大大超标。据研究表明,工业废水中含有某些金属可以刺激赤潮生物的增殖。
(二)重金属污染
1.水俣病事件:1953~1956年日本熊本县水俣市,含甲基汞的工业废水污染水体,使水俣湾和不知火海的鱼中毒,人食用毒鱼后受害。1972年日本环境厅公布:水俣湾和新县阿贺野川下游有汞中毒者283,其中60人死亡。2.痛痛病事件:1955~1972年日本富山县神通川流域锌、铅冶炼厂等排放的含废水污染了神通川水体,两岸居民利用河水灌溉农田,使稻米和饮用水含镉而中毒,1963年至1979年3月共有患者130人,其中死亡81人。
三、高中化学理论下土壤污染:无机污染物、有机污染物
关键词:草酸;混凝沉淀法;钢铁废水;生成沉淀;总硬度
中图分类号:X703文献标识码: A 文章编号:1005-569X(2009)09-0054-02
1 引言
现代钢铁工业的生产过程包括材选、烧结、炼铁、炼钢(连铸)、轧钢等生产工艺。钢铁工业废水主要来源于生产工艺过程用水、设备与产品冷却水、烟气洗涤和场地冲洗等,但70%的废水还是来源于冷却用水。间接冷却水在使用过程中仅受热污染,经冷却后即可回用;直接冷却水因与产品物料等直接接触,含有污染物质,需经处理后方可回用或串级使用。
2实验
2.1实验废水水质特点
废水采自南方某钢铁集团循环水废水处理站,水质水量变化较大,其中pH值变化大且含有大量铁和石油类污染物,其水质见表1
2.2 主要实验仪器和药剂
2.2.1仪器
天平、pH计、滴定管、搅拌器、时钟。
2.2.2药剂
草酸、EDTA、氨水、氯化铵、铬黑T、氯化钠。
2.3分析方法
总硬度和pH均采用由国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会编,中国环境出版社出版的《水和废水监测分析方法》(第四版)[2]进行测定。
3结果与讨论
3.1沉淀物生成―混凝实验原理
3.1.1沉淀生成原理
草酸与钙生成草酸钙沉淀,
C2O42+Ca2+=CaC204
此反应沉淀生成较缓慢。
3.1.2混凝实验原理[3]
(1)混凝作用指的是带负电的胶体颗粒和带正电的化学剂之间的化学作用和物理作用,它利用了胶体悬浮液中存在的排斥力及吸引力,这些力是造成胶体悬浮液的稳定或不稳定的主要原因。这些力是:静电斥力、布朗运动、范德华引力、万有引力。
(2)混凝作用通过两种不同的机理破坏胶体悬浮物的稳定性:①电中和。带正电的混凝剂能中和胶体颗粒表面的负电荷。随着表面电荷被中和,胶体颗粒互相逐渐靠近,颗粒有效半径减小,最终失去稳定性而互相发生碰撞。互相碰撞的颗粒通过氢键或范德华力结合在一起,形成较大的体积,或称为絮体。水净化工艺中搅拌的能量会增加颗粒间碰撞的频率,有利于颗粒的聚集,促进絮体的形成。②化学桥联。混凝剂的聚合物特性进一步增强了絮体的形成。它们的长分子链在两个颗粒的表面之间架起桥来,并使单独的较小絮体互相结合,形成较大的、容易被除去的絮体。
3.2实验步骤
分取4个吸水井水样1000ml到烧杯中,测定原水pH及总硬度、pH。分别加入20mg、30mg、40mg草酸,依次为1、2、3号,反应半小时后加入PAC、PAM,絮泥沉淀半小时后用双层滤纸过滤后测定其总硬度、pH。
3.2.1草酸投加量与总硬度的关系
由图1可知对南方某钢铁企业污水处理站废水,随着草酸投加量的增加,总硬度的含量降低,二者为反比的关系,这是因为草酸投加量的增加,与水中的钙离子生成了大量的草酸钙沉淀,草酸钙沉淀经PAC、PAM混凝沉降后去除,因此水中总硬度的去除率与草酸的投加量和混凝沉降效果有关。
3.2.2草酸投加量对pH的影响趋势
图2 草酸投加量对pH的影响趋势图
由图2可知草酸分子由两个羧基组成,酸性比其它二元酸强,对水体pH值有调节作用,随着投加量的增加pH降低。
3.2.3投加量与去除率的关系
由图3可知草酸投加量增加,去除率也随之增加。这是因为草酸投加量的增加,与水中的钙离子生成了大量的草酸钙沉淀,草酸钙沉淀经PAC、PAM絮凝沉淀后去除,水中的总硬度随之降低,去除率也随之升高。
4 结论
(1)使用草酸降低总硬度,草酸投加浓度为40mg/l,总硬度的去除率达到了16%,随着草酸投加浓度的增加,水中总硬度含量降低。
(2)使用草酸降低总硬度,随着草酸浓度的增加水中总硬度的去除率升高。
(3)使用草酸降低总硬度,随着投加浓度的增加pH降低。
(4)草酸降低总硬度的去除率跟草酸沉淀的生成和生成后的絮凝沉降效果有关。
5 可行性分析
针对南方某钢铁废水处理站废水水质特点,草酸对废水中总硬度的去除有一定的作用,但由于草酸降硬后,出水pH值会急剧降低,因此此方法只适用于进水pH较高的废水处理;且草酸的市场价格高于碳酸钠的价格,从经济角度看不利于成本的控制。因此,草酸降低总硬度在实际运用过程中存在一定的局限性。
参考文献:
[1] 武汉大学、吉林大学编.无机化学(第三版)[M].北京:高等教育出版社,1994.
[2]国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法(第四版)[M].北京:中国环境出版社,2006.
Study on Total Hardness in Rocessing the Stecl and Iron Water by Applying the Oxalic Acid Coagnlation Precipitation Method
YinYunxia,Yang Yunfeng,Zhang Yanxin
(Loudi Yude Science of Fechuology CO.,LTD., Hunan Loudi 417009,China)
法官在审理案件认定事实时,不外乎两种情况,一是直接依据已有证据证明案件事实,二是依据法律规定或己知的事实和经验法则推定的事实。所谓经验法则,即是法官依照人们在长期生产、日常生活以及科学实践中通过对客观世界普遍现象与通常规定的理性认识所形成的、反映事物内在联系的事来推定案件事实。因其性质不同,可分为日常生活经验法则(一般经验法则)与特别经验法则。前者是依人们日常生活或法律生活所知悉的事实形成的法则,自无证明的必要,属于免证事实。后者是具有特别知识或经验所得知的事实,其形成的法则,仍然有待证明。如法官具有这种特别知识经验,可以利用自己的特别知识或经验认定事实,但为了使法官认识的内容具有客观性,应严格证明程序,赋予当事人以反询问的机会。一般情况下法官不启动这种利用自己的特别知识或经验认定事实的方法,而是仍由鉴定人加以鉴定,最高人民法院《关于民事诉讼证据的若干规定》界定的经验法则范围即是日常生活经验法则。
很多学者认为,司法审判上的经验法则是日常生活经验法则的一个必要而特殊的组成部分,其特殊性就表现在法官根据自身的学识,亲自生活体验或被公众普遍认知与接受的那些公经验做为法律逻辑的一种推理形式。这种推定不是依据直接的证据和严格的逻辑推理,不是根据严密证明的因果法则,而是以普通人就一般事实的存在必然有一定的结果认识来构成合理的判断。比如涉及医疗事故的案件,需要医学技术上很多专业性知识,如果病人在注射之后,该部位化脓,就可以推定是注射过程中存在问题,这就是根据日常生活经验。注射处化脓首先是医生方面的过失,比如注射器消毒不彻底、皮肤消毒不严格、注射液有问题等等。这种推定当然不是绝对符合客观真实,客观上并不能绝对排除一些其它意外因素。比如恰恰在注射处有坟虫叮咬而导致化脓等等。尽管这样,依据经验法则得出的结论虽然难以达到“排除一切合理怀疑”的程度或百分之百的确信,但是所得出的结论仍然让人信服,所以人们还是认可经验法则在诉讼中的价值。其中的原因主要在于裁判的事实是追求法律上的真实,不同于哲学意义上的客观真实。对于法官来说,只要说明其可能性的程度即可满足。但也有例外,如法律规定婚姻存续期间所生子女,推定为婚生子女,如果当事人仅就是否存在亲子关系提起诉讼,则不能运用经验法则认定。
那么,审判实践中如何运用经验法则认定案件事实,笔者认为,首先应确认日常生活经验的可靠性。它是运用经验法则直接认定案件事实的前提条件,如果该日常生活经验不成立或明显具有理疵,直接运用经验法则认证就成为“空中楼阁”,失去了其成立的前提基础。审查构成经验法则的主要要素,其一,它是日常生活中反复践行的常态现象;其二,它被社会中普通常人所普遍体察与感受;其三,这种生活经验以具体方式还原为一般常人的亲身感受。比如,在审理因环境污染引发的侵权案件时,某热电厂向水体和大气排放废热时,这种热能便产生一种环境污染,这种热污染可使江、河、湖水温度升高,使那里的生态环境发生变化。一旦水体温度超过水中生物的适应范围,就会妨碍它的正常生活和繁殖,甚至导致死亡。这些涉及热污染的专门知识通常超越了常人的认知范围,不属于日常生活经验,需借助专家鉴定来认定事实,它属于特别经验。其次,运用经验法则认证必须是审判上知悉的经验,认证的主体是法官。所谓审判上的知悉,是指对于某些事实无须当事人举证,而由法官依职权运用日常生活经验认可确认的事实。比如,在民事审判中,如果债务人持有写给债权人的借条,则可以按日常生活经验法则认定债务人对借条上所记载的债务已经清偿。再次,审判实践中的一些惯常作法,也是经验法则的具体运用。如对精神损害赔偿数额的确定,目前法律和法规中对这一问题尚无明文规定,某地区的法院在处理这类案件时一致的、习惯性的作法,就可以成为该地区法院在审理此类案件时确定精神损害赔偿具体数额的标淮。由此看来,法官具有相当广泛的自由裁量权,经验法则法律地位的确立是留给法官的“空白委任状”,法官可以借助经验法则,综合全案情况,对民事冲突进行衡平与救济。
从理论上讲,经验法则的启动对各方当事人带来的机会均等,但就个案而言,运用经验法则就免除了一方当事人的举证责任,如果经验法则被滥用,就极有可能成为个别案件中为一方开脱举证责任的借口。加之目前无论是法官素质还是社会威望,都没有达到足够的高度,而经验法则恰恰极易导入法官的个人意志,掌握不好会造成您意和擅断。为保证法官能相对统一地正确运用经验法则,笔者认为,法官至少要做到三点,第一、热爱生活、深入实践,注重生活经验的积累。古语说得好“近水识鱼性,近山听鸟音”认识来源于生活、来源于实践,实践出真知。只有深入生活,深入实践,了解和把握生活的方方面面,才能在实践中积累生活经验,并将经验上升为理性认识。“只爱专业,永远不会成为专家”。这对法官运用经验法则裁判案件来说是非常必要的。第二、集体判断。由于法官进行审判活动时,社会心理因素及其个人素质、世界观、法律意识、专业修养、道德伦理品质等在弄清案件的事实真象中具有重要意义,只有用集体的力量才能弥补法官水平不一的不足,以实现实质上的正义。第三、明示判理。我国裁判文书的文字叙述历来言简意赅,对事实的推定常常包裹在神秘的不透明状态之中。特别是在案件事实真伪不明,法官对待证事实存在与否的认定不能完全肯定时,裁判文书中常常闪烁其词或避而不谈,给人感觉似乎含有隐情甚至被误会为循私枉法、偏袒一方,与日渐强烈的“提高审判透明度”的呼声相悖。明示判理就是法官对运用的经验法则在裁判文书中加以说明,这样易于使当事人理解法官认定的事实是法律真实,从自身的因素寻找败诉原因,促使败诉方服判、息诉,减少社会各方对法官的误解。
关键词:城市河流 河流水污染 生态修复 综合污染控制
中图分类号:TU984 文献标识码:A
研究的内容和目的
研究的内容
与自然河流相比,人类与城市河流间的相互作用更为紧密:一方面,人类更强烈地影响城市河流的水文特性、物理结构和生态环境;另一方面,城市的社会经济系统和居民日常生活也更加依赖于城市河流所提供的各种服务功能。近年来,随着我国城市河流污染问题愈来愈严重,城市河流水污染逐步受到各界重视,对其污染来源、含量、时空分布、迁移转化及其归宿等方面的研究进一步深入。城市河流水污染的治理在城市建设中的地位愈发重要,目前,城市污染河流的治理一般着重于点源包括工业和生活废水、非点源包括暴雨污水和底泥等内源污染等,而对直接在河道内进行水质净化正处于研究的热点和难点。
研究的目的
根据过去几十年国际上的污染河流治理经验、河流生态系统的特性和污染物迁移转化降解的机理,消除污染源、大量削减污染物的排放量以及恢复河流应有的自然物理结构是治理河流污染和恢复河流生态系统功能的最根本措施。但是,根据我国目前的经济、社会条件,在短期内污染源难以得到全面、有效的控制,河流生态系统修复也需要一个较长的时间过程,因此有必要对已经严重污染的城市河流进行直接净化和修复。
本论文研究的目的在于,总结发达国家在河流污染治理和生态修复方面的经验,通过对河流水污染控制技术的研究,力求寻找到经济、节能、高效、同时又符合生态环保要求的城市河流水污染控制方法,从而改善河流生态环境,恢复河流生态系统的功能。
城市河流污染的特点及产生的原因
特点
(1)生态系统复杂
城市河流往往是整条河流的某一河段,作为自然流域的一部分,它参与整个水文循环过程。在城市化初级阶段,城市河流呈现自然生态系统的特性,随着人类对水资源的利用强度和对水环境的破坏力度不断增加,使河流的自然生态系统日益遭到人类生态系统的影响,城市河流也就成为两种生态交互作用的复杂生态系统。受人类生态系统影响特别大的河流,自然生态系统明显退化,以致有些河流不但鱼虾绝迹,连水草亦很罕见。
(2) 污染类型齐全
据估计,全世界各城市地区每年排入水体的工业废水和生活污水达5000亿吨以上,使城市河流污染类型十分齐全,主要包括:有机物污染、重金属污染、酸碱污染、病毒细菌污染、热污染等
(3) 污染源数目多、密度高,污染危害严重
城市河流的污染源以点污染为主,但由于污染源数量多、密度高,彼此既相独立,又互联成网,虽以点污染形式出现,实际上形成与河系相应的网络状面污染。
与非城市化地区相比,城市河流的污染十分严重。在未治理之前,泰晤士河、特拉华河、塞纳河等许多国际著名的城市河流,都成为城市排污的臭水沟。如东京的多摩川、莫斯科的莫斯科河接纳的污水比河流流量高出1倍多。因此,使河流常年黑臭,鱼虾绝迹,河流生态环境遭到严重破坏。英国泰晤士河可以作为危害严重的城市河流的典型。18世纪,泰晤士河曾是世界著名的鱿鱼产地,香鱼、银鱼、鳝鱼的捕获量也很大。自19世纪工业革命开始,泰晤士河水质迅速恶化,成为世界上污染最严重的城市河流之一。从伦敦到格雷夫赛河污染尤为严重,河水中不含氧气,水色墨黑,伴有臭鸡蛋味,河中水生生物和水鸟基本绝迹。1832~1886年间,伦敦曾4次流行霍乱,均与饮用水源遭到污染有关。仅1849年的一次霍乱,就死亡14000余人。
2、产生原因
城市河流被污染一般是指排入河流的污染物超过了水体的背景值,且改变了水体的理化性质,使城市河流的生态系统和水体的功能受到破坏,从而沦为“城市污染河流”。
通过分析和总结,城市河流污染现象的产生主要受到生活污水、工业污水及农业污水三方面的影响。
(1)城市生活污水排放总量不断增长,但污水的处理率没有同步增加,致使河流遭受严重污染,既影响了城市河流的水质,又影响了城市的景观,破坏了城市的生态环境,使人们的健康和生活受到损害。
(2)工业污水排放仍是城市河流目前的重要污染源。虽然外资企业、合资企业和国有大中型企业的污水得到了有效治理,对污染严重的工厂采取了关闭、搬迁等措施,但是许多中小型企业和乡镇企业的废水没有得到有效治理,偷排、漏排的现象时有发生,甚至对有些国家明确规定不许排放的有毒有害物质仍排放入河流,导致河流污染日趋严重。
(3)农业污水的排放日益增加。随着郊区城市化发展,小城镇的生活污水量急剧增加,化肥、农药的流失量也越来越多,而且随着郊区畜禽养殖业的发展,使规模化养殖场的粪尿和废水基本上未经处理就直接排人河流,成为日益严重的污染源。
三、城市河流水综合治理措施
1、完善规划及法规体系
(l)制定河流污染治理规划,加大治理投资力度。在河流污染治理及水环境治理方面加大投资力度。届时,使城市污水处理率达到75%以上,达到城市河流基本实现不黑不臭,其支流基本达到景观水体要求,城市郊区外的河流达到城市综合整治的目标要求。
(2)建立统一的河流污染治理机构、统一的区域水管理体制。改变城市河流污染多头管理的现状,将水作为资源和产业,一切涉及水的问题,都交由水务局统一管理,成立了水污染治理指挥部,专门负责水污染治理工作,由水务局代管。这样既有利于责任区分,又有利于彻底改变水管理及水污染控制工作的混乱局面。
(3)健全排污制度,完善排污市场。加强排污的立法和执法工作。在充分调查研究的基础上,各市政府应拟定了符合城市实际情况的排水条例,制定立法计划,以较大市立法的形式,对各个城市的排水设施的规划、建设、运营、养护和排水管理活动进行全面规范,严格实行雨污分流。要花大力气对现有的排水管网进行深人细致的调研,对错接、乱接、雨污合流的管道进行整改,建立独立、完善的雨水和污水管网,彻底实现雨污分流[5]。
(4)建立完善的水质监测体系。城市河流污染控制很大程度上依赖于一个完善的水质监测体系。它包括两方面的内容:监视企业排放的污水,控制排污浓度;经常监测水系水质,掌握水质污染动向,及时发现污染危险,以便采取防污措施,保护水系。
2、城市河流化学处理方法
城市河流化学处理方法主要包括以下几种:化学除藻、化学絮凝以及重金属的化学固定等,城市河流的化学处理方法在运用方面操作比较简单、效果显著受到了广大工作人员的青睐。但它并不是适用任何受到污染的河流,只有在某些特定的条件下加以合理的使用,对于那些污染较为严重的城市河流,不但可以有效的控制污染,还可以起到缓解、治理污染的作用。
调水引流水质改善技术
贯穿城市的内河河网水系,由于控制性构筑物的限制,使水体没能与外部大的水体连通,水体处于静止状态,天气炎热时,水中溶解氧气的浓度降低,容易导致水质变坏。通过工程引流改善水域水动力条件,增加对污染物的稀释容量,提高局部水域净化能力,许多城市在水资源综合利用和调配中,通过跨流域调水工程解决了水源空间分配不均问题。例如郑州市生态输水工程就是引用黄河水为淮河流域的贾鲁河干支流输送景观水,以改善贾鲁河干支流水质情况。
植物修复技术
对河道自然修复应采取生态化措施,主要是通过恢复河岸植被,恢复河岸天然湿地,种植芦苇、浮萍、睡莲、水草等湿地水生植物提高水域净化能力[8]。在城市内河水体中种植水生植物,一方面可以通过植物发达的根系有效地吸收,达到减轻和遏制水体富营养化趋势的目的;另一方面,通过水生植物的种植和培养,还可以起到美化水域环境、改善城市景观的作用。
四、结语
水是生命之源。当今社会,人们对水资源的依赖程度越来越高,水资源的数量和质量已成为制约社会经济事业发展的重要因素。合理开发利用水资源,综合防治水环境污染,是科学发展观的具体表现,是能否实现可持续发展的必要条件。通过本次研究,为城市河流的水污染治理提供了定量化工具,对于实现科技成果转化为社会生产力,实现城市河流环境保护目标,促进其经济建设与环境保护的协调发展,保证其水资源的永续利用和实现社会经济的可持续发展具有十分重要的意义。
[1] 阎水玉,王祥荣.城市河流在城市生态建设中的意义和应用方法[J].城市环境与城市生态.1999, 12(6):36-38.
关键词 锅炉排污 热量回收 二次闪蒸蒸汽 冷凝水 节能
中图分类号: TK221 文献标识码:A
1 引言
在锅炉运行过程中,锅水中的含盐量会随着锅水的不断蒸发、浓缩而逐渐升高。同时,在锅炉底部的锅水中含有的水垢以及泥渣等沉淀物的含量也会不断升高。锅炉必须连续或者定期的进行排污,将沉淀于锅炉底部的泥渣等物随着炉水排出炉外,以防在锅炉中水垢集结,对锅炉的传热效率及水循环造成影响,从而确保锅炉能够安全、经济、平稳的运行。
锅炉排污一般可分为定期排污和连续排污。定期排污是指将锅炉中的铁锈、沉渣随着炉水定期排除,引出点一般设置在水冷壁下的集箱,即蒸发受热面的最低点;而连续排污是指将锅炉中含盐量较高的炉水连续排出的方法,一般是将其从锅炉中接近水位以下引出。
2 锅炉蒸汽冷凝水回收
2.1 锅炉蒸汽冷凝水回收的意义
锅炉冷凝水的品质接近于纯水,远远高于软化水的品质,可以作为优质的热源给水使用。对冷凝水的回收利用能够明显降低锅炉燃料消耗量,提高锅炉供水温度,减少锅炉补水量的同时减少生成的软化水量,节约蒸汽生产成本,有助于改善锅炉水质,降低锅炉排污的热量损失,提高锅炉的总体运行效率,是在锅炉工作过程中很有成效的节能节水措施。
2.2 蒸汽冷凝水的回收方式
目前,冷凝水的回收可分为密闭式和大气开放式两种方式,这两种回收方式在使用现状、发展历史、回收效率以及投资额度上各有不同,下面就这两种回收方式的特点分别进行了介绍。
2.2.1 大气开放式冷凝水回收系统
该系统在20世纪50年代年代的冷凝水回收系统中应用较为普遍,是一种比较传统的冷凝水回收方式。大气开放式冷凝水回收系统的工作原理为:经由主蒸汽管送来的蒸汽通过降温降压阀后对满足工艺要求的用热设备供应蒸汽,而各用热设备产生的冷凝水则经由各自的疏水阀排出,并通过排水管送至扩容膨胀箱。将扩容膨胀箱中的冷凝水温度降至100℃左右,压力降至一个大气压,与此同时生成二次闪蒸蒸汽,最后经由蒸汽排放管排放至大气中,而剩余的冷凝水大部分通过热水泵送入锅炉给水箱或锅炉。也可把剩余的冷凝水作为一般的生活或工业用水。显然,这种回收方式比较老旧且收益不明,但目前在大多数企业中依然在使用。
该回收系统主要有以下几个优点:①在进行冷凝水的回收和利用时,回收管路的一端是敞开向大气的,即冷凝水的集水箱向大气敞开。若冷凝水的压力不够,不能依靠自压送达再利用的场所,需利用高温水泵压送冷凝水。这样在疏水管网中的压差达到最大,使得由疏水阀中排出的冷凝水具有足够的压力克服流动阻力。因此,在冷凝水疏水管的尺寸足够大的情况下往往不会产生冷凝水的汽阻现象;②该类回收系统初始投资少,设计施工要求低,设备简单,操作方便;但是系统占地面积和对环境的污染较大,经济效益差,而且由于冷凝水暴露于空气中,导致水分中的溶氧浓度升高,设备易被腐蚀。而且对二次闪蒸蒸汽毫无节制的排放,将会明显降低冷凝水回收利用的经济效益。这种系统比较适用于二次蒸汽量以及凝结水量较小的小型蒸汽供应系统。在使用该系统时,应尽量控制二次蒸汽的排放量,从而减少能量损失和热污染。
2.2.2 密闭式冷凝水回收系统
该系统是近几年的锅炉冷凝水回收系统中应用较多、比较先进的一种回收方式,并且随着节能工作的不断深入,不少原为大气开放式系统的工业锅炉也在逐渐更新为密闭式系统。
该系统的工作原理为:各用热设备通过疏水阀排放的冷凝水,经由集水管汇集到集水箱内。集水箱中的水再经由止回阀输送至冷凝水自动泵,最后通过自动泵将冷凝水送回锅炉。同时,冷凝水自动泵的排气以及在冷凝水集水箱中产生的二次闪蒸蒸汽,经由排气管送至软水箱中,通过水浴方式吸收。该系统能将大部分冷凝水中具有的能量经由一定的回收设备直接回收至锅炉内,冷凝水仅仅会在管网的降温部分丧失部分能量,且由于系统封闭,能够保证回收水质,减少了对锅炉内回收水的处理费用。
这类回收系统的优点是,能够充分利用冷凝水产生的二次闪蒸蒸汽,特别冷凝水自动泵的应用,不仅可以安全可靠的将冷凝水直接压送到锅炉中,还节约了热水泵及其用电。这种冷凝水回收系统具有较好的经济效益,且设备具有较长的工作寿命;但投资相对较高一些,操作相对复杂。在进行回收系统的比选时,还是要根据项目的具体情况选择冷凝水的回收方式,如冷凝水的状态参数、回收目的、冷凝水的现场条件等。
3 结语
从目前的工业锅炉排污系统使用现状来看,对于锅炉排污水热能的回收利用依然较少,尤其是对冷凝水和二次闪蒸蒸汽的回收利用。随着企业的持续发展以及科学的进步,冷凝水和二次闪蒸蒸汽的回收依然具有极大的潜力,冷凝水回收技术的发展以及回收成本的降低,将会大大有利于企业的节能降耗,提高企业的总体运行效率。
参考文献