前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的水循环利用方案主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
关键词:废水利用 处理方案 经济效益
中图分类号:X7 文献标识码:A 文章编号:1007-0745(2012)08-0281-01
0引 言
随着经济高速发展,建筑施工在全国大规模开展,施工过程中会产生大量废水,若不经处理直接排入当地河流,将对当地地表水环境造成严重影响,甚至破坏当地水源,也造成了水资源地浪费。合理地循环利用废水不仅带来经济效益,解决工地用水危机,同时这项以实现绿色建筑为目标的关键技术必将引起相关行业的重视,使工地开源节流成为构建和谐施工、绿色建筑中一项重要的内容。
1 工地用水及废水来源分析
施工废水主要来源:生产废水和施工人员生活污水。生产废水主要有基坑废水、砂石料加工和浇砖等含悬浮物冲洗废水、施工车辆含油冲洗水、砼养护和搅拌冲洗碱性废水等。生活废水主要有施工人员洗涤、冲厕等日常用水。工地可循环利用废水来源如表1,施工主要用水如表2
表1. 可循环利用废水源情况 表2.施工主要用水情况
2 废水成分和处理方法分析
2.1 废水成分分析
施工废水污染物主要为SS,并且废水产量与施工方式有关。生活废水主要污染物为BOD5、COD、总磷、氨氮和悬浮物。生活污水浓度是变化的,以COD 为例,一般介于300~1 000 mg/ L 范围内 。
通过实验,我们将生活污水浓度分为高中低三等,COD高等浓度为1 000 mg/ L ,中等浓度(典型生活污水浓度) 为500 mg/ L ,低等为300 mg/ L ;BOD5 高等为400mg/ L ,中等为200 mg/ L ,低等为100 mg/ L ;SS 高等为350 mg/ L ,中等为220 mg/ L ,低等为100 mg/ L 。在确定污染物浓度时,也要考虑卫生设备条件。
2.2 废水处理方法分析
针对不同的废水来源和成分分析,我们制定了不同的废水处理方案:
(1)SS含量较高的生产废水,经处理后废水SS去除率达80%,可以循环利用。其废水处理方案有:
自然沉淀法:含高悬浮物的施工废水从砂石料冲洗系统流出后进入沉淀池,不使用凝聚剂,在沉淀池中进行自然沉淀,上清液排出。絮凝沉淀法: 从砂石料筛分冲洗系统中流出的施工废水经沉砂池把粗砂去除后,再进入沉淀池,并在沉淀池中投加絮凝剂。由于絮凝剂的投加,使小于0. 035 mm的悬浮物得以快速而有效地去除。
(2)基坑废水处理
根据基坑排水悬浮物浓度较高、呈碱性的特点,采用静置沉淀的方法降低废水中悬浮物并加入适量的酸使其呈中性。根据前人已有经验知基坑排水的悬浮物浓度约为2000 mg/L,废水在基坑内静置2 h左右,其悬浮物浓度便可降至200mg/L以下,因此对基坑水不需采取另外的处理措施。若遇施工期水体水质SS、pH值异常或基坑废水中污染物浓度过高,则需适当延长静置时间
(3)混凝土拌和系统废水处理
混凝土冲洗废水水量少,废水排放不连续,且悬浮物浓度高,废水中pH值较高等特点,可采用间歇式自然沉淀的方法去除易沉淀的砂粒,在沉淀池中加入适量的酸调节pH值呈中性,再进行沉淀处理。
(4)生活污水处理
生活污水处理可采用实用技术成套设备进行处理,但一般可采用生活污水处理池处理。对于粪便首先经化粪池预处理,再通过管道集中至生活污水处理站,经处理达标后排放。其他生活废水经收集后可直接用于冲厕和工地降尘。
3 废水回收再利用的可行性分析
经试验分析得作为前期场地主要水源的基坑降水和整个施工过程中的砂石料加工和浇砖等含悬浮物冲洗废水经回收处理后水质较好可以满足施工项目对水质的要求,可以将这两部分的水用以砼的养护或其他施工工序的用水中。其他回收处理后的水质较差,可用于工地的冲厕和降尘洒水。
以西安为例,07年西安住宅房屋竣工面积959.37万m2,每m2所需砂石、砖之和按0.4m3/m2(每层楼板厚取100mm,一般房屋建筑的墙面面积是楼面面积的3倍),按当前施工用水现状1. 87 m3/ m2[2],则一年总建筑用水量为1794.02万m3,总用砂石、砖量为383.75万m3,若只计算工地砂石料加工和浇砖等含悬浮物冲洗废水循环利用,可估算每年可节约92.1万m3左右的水,工业用水价格4.30元/m3,考虑到工地自行处理废水循环利用的费用,按1.0元/t计,加上污水外排到污水处理厂的费用为0.5元/t,不考虑其他废水循环利用和循环利用后的废水再次循环利用(即使水的利用率达300%乃至更高),西安每年工地施工废水循环利用可节约300万元。若将此推广到全国,那么节水的效益就更可观了。
5 结论
建筑施工在考虑经济成本和工程效益的同时,更要做到不因工程兴建而对当地水环境产生大的影响,以建筑和自然环境的协调发展为目标尽可能地控制和减少对自然环境的使用和破坏,实现建筑业与国民经济和谐发展。水是人类生存的基本条件,建筑施工中的各个环节都会有一定量的施工废水产生,若不对施工废水进行控制和回收,将会使项目所在地水体受到影响,有的甚至影响到当地饮用水源,造成严重的后果,同时也造成大量水资源的浪费。本文根据建筑施工废水产生的特点,通过工地实地考察、取样,提出了切实可行的施工废水循环利用措施, 为城市中绿色建筑,环保施工提供新的途径和参考。
参考文献:
[1]赵剑强,邱艳华. 公路环境影响评价中几个水环境问题的探讨[J].公路环保,2004,25(2):1-4
关键词:水循环经济;开发利用;可持续发展;发展模式
水是重要的自然资源,是人类赖以生存和社会发展的必要资源。随着社会经济的发展,“水危机”日益显现,人们对于水资源的开发利用研究也经历了由低级向高级发展的过程。起初人们对水资源的研究仅仅局限于对水资源的开发利用,研究水资源的时空分布规律和运动规律,即着重于水资源自然属性的研究。随着人类的进步和社会的发展,特别是现代科技革命,使人们对水资源的研究产生了一个质的飞跃,逐步从水资源自然属性的研究过渡到水资源的社会经济属性研究,从社会经济系统的角度广泛开展对水资源合理开发利用研究,这些研究领域包括水资源与经济发展关系的研究、水环境安全的研究、水权水价的研究、水资源管理体制的研究等。随着水资源的日益短缺,以水资源的节约使用、清洁生产、水循环利用、污水资源化为核心的水循环经济理论与发展模式的研究逐渐成为当今水资源合理开发利用研究的最新方向。
1水循环经济的概念与特征
1.1水循环经济的概念
关于水循环经济的概念,到目前为止学术界并未明确提出,大多数是在循环经济的概念基础上,从城市或产业的角度提出了一些近似的概念。
陈琨[1]从实施水循环经济的模式方面,提出水资源循环经济应该至少包括两层内涵:一是在用水环节,对于跑、冒、滴、漏、污实现最小量化,最大限度地实现水的净化、回收、循环利用,达到或接近水的零排放;二是尊重自然界水的循环规律,在区域范围内,通过经济、工程技术、立法等手段调整水的时空合理分布和利用,维护水的自然循环系统,使水资源得以永续利用。张钡[2]从社会水循环的角度,提出了水产业循环经济的概念,他认为,水产业的循环经济应是一种在对水资源不断循环利用基础上的经济发展模式,其中污水处理资源化、减量化和无害化,是水产业循环经济的一条重要原则和标志。
正确而又合理的水循环经济定义是水循环经济系统分析、核算与制定水循环经济发展模式的基础。综上所述,在对水循环经济及其应用这一研究过程中,虽然各位学者给水循环经济所下的定义,规定的研究对象、研究范围等都有所不同,然而随着社会的进步和研究成果的大量问世,彼此间的差异将逐步缩小。本文认为,水循环经济首先是一种先进的水资源经济发展模式,它是建立在社会水循环系统分析的基础上,遵循循环经济的思想,按照水资源节约、水环境友好的原则,在人们在生产和生活过程中,在水资源开发利用的各个环节,始终贯穿“减量化、再利用、再循环”的原则,重视采用新技术、新材料、新工艺,并以完善的制度建设、管理体制、运行机制和法律体系为保障,提高水的利用效益和效率,最大限度地减轻和降低污染,来实现社会发展的最终可持续性。
1.2水循环经济的特征
根据水循环经济的定义,通过传统水资源利用模式和水循环经济模式的对比分析可以得出,水循环经济作为一种先进的经济发展模式具有如下特征。
1.2.1发展目标上追求效率、效益和可持续的统一性
水循环经济模式在发展目标追求水资源利用的效率、效益和可持续性三者的统一,要求水资源利用模式必须按这三大目标进行重新构建。
(1)效率特征要求水资源利用注重节水,节水应在不降低人民生活质量和经济社会发展能力的前提下,在先进科学技术的支撑下,采取综合措施减少用水过程中的损失、消耗和污染,提高水的利用效率,高效利用水资源。
(2)效益特征表现在中观上水资源配置的高效益,要构建节水型经济系统和节水型社会系统。例如,非农产业的用水效益大大高于农业,低耗水产业的用水效益高于高耗水产业,经济作物的用水效益高于种植业,这要求通过结构调整优化配置水资源,将水从低效益用途配置到高效益领域,提高单位水资源消耗的经济产出。
(3)可持续性是指水资源利用充分考虑了对生态环境的保护,不以牺牲生态环境为代价,这是水循环经济模式追求的最高目标。可持续性主要体现在宏观层面,要求区域发展与水资源承载能力相适应,塑造持续发展型社会;要求一个流域或地区量水而行,以水定发展,打造与当地资源禀赋相适应的产业结构;要求通过统筹规划、合理布局和精心管理,协调好生活、生产和生态用水的关系,将农业、工业的结构布局和城市人口的发展规模控制在水资源承载能力范围之内。
1.2.2管理环节上追求供水、用水和排水等环节的健康循环
发展水循环经济的最终目的是为人类提供健康的水资源生存环境,水循环经济要求水资源利用的各个环节和途径都应追求健康循环,且贯穿于整个水的社会循环过程中。水循环经济的健康、良性循环特征体现在水资源利用的各个环节中,需要贯彻以下三个基本原则。
(1)输入端的减量化原则(Reduce)。要求在供水环节,减少进入生产和消费流程的水资源量,即用较少的水资源投入满足既定的生产或消费需求,在经济活动的源头就做到节约水资源和减少污染。在生产中,要求采用清洁生产技术、节水技术和节水实践,从而减少生产过程中对水资源的需求量;在生活中,要求人们使用节水器具和采用节水实践来减少对水资源的过度需求,从而达到减少废水排放的目的。
(2)过程控制的再利用原则(Reuse)。为了提高水资源的利用效率,要求从上一工序或过程排出的水资源能够直接为下一工序或过程所用,水资源在生产过程中尽量多次重复利用。在生产中,要求企业采用清洁生产和先进技术,以便于排出的水能够不经任何处理就能为另一用途所用;在生活中,鼓励人们采取措施将生活水重复使用后用于冲厕、灌溉等用途。
(3)输出端的再循环原则(Recycle)。要求生产和消费过程中的污水重新变成可以利用的资源而不是无用的废水。废水资源化通常有两种方式:一是水资源循环利用后形成与原来相同的产品,二是水资源循环利用后形成不同的新产品,废水资源化后形成不同的产品可用于不同的用途。再循环原则要求水资源相关者将失去功能的废水恢复功能,从而可以再利用,以使水资源整个流程实现闭合。
1.2.3利用手段上追求科学技术、经济与行政手段的一体化
先进的科学技术是循环经济的核心竞争力,如果没有先进技术的输入,水循环经济所追求的经济和环境多目标将难以从根本上实现。水循环经济的技术支持体系由五类构成,包括替代技术、减量化技术、再利用技术、污水资源化技术、系统化技术等。
有效的经济政策是水循环经济发展的重要推动力和必要保障。水循环经济发展模式要求应充分发挥市场机制对水资源配置的基础作用,充分利用价格、税收和财政等各种经济手段,包括建立征收水资源税制度、上下游生态补偿制度、污水资源化税收优惠制度等,从而实现符合水循环经济发展要求的3R原则。
法律和法规作为一种强制手段可以有效地推动水循环经济的发展,也是所有发达国家普遍采用的重要手段。从目前法制建设的需要来看,我国在水循环经济立法中存在着很多立法空白,极大地影响了水资源循环利用的顺利进行,迫切需要制定新的法律法规来规范各种水资源利用的行为,例如:建立《节水型社会基本法》、《污水资源化利用管理条例》等法律和制度,是水循环经济发展模式在管理手段上的重要特点。2水循环经济国内外研究进展
在水循环的研究与实践应用方面,近年来许多国家和地区结合自己的实际做了大量的工作。这些国家和地区包括:澳大利亚、美国、加拿大、纳米比亚、日本、欧盟成员国以及西亚、非洲、拉丁美洲等国家。Asano等[3]认为水资源需求的数量和调配的范围随着人类生活与社会生产力的发展而不断扩大,一方面社会生产力的发展需要扩展水资源的调配范围;另一方面社会生产力的发展也提高了调水的经济和技术实力。Metcalf[4]从污水再生的角度系统论述了污水处理、处置和回用的基本原理。Beekman[5]从节水减污的角度系统论述了水体保护、循环利用的基本原理。Lund[6]对调水的成本与风险交易以及对自然、经济的影响进行了分析。Glenn-Marie[7]建立了国家层面水资源循环体系和水实物量核算投入产出表,并用于南部非洲国家(如纳米比亚)的水资源核算,进而分析水资源对各部门经济的影响,提出产业发展政策。
其中,澳大利亚无论在水循环研究方面,还是实践方面,都颇为成功。从1977年开始,澳大利亚有关部门便开始着手再生水项目的可行性研究,为了成功举办2000年悉尼奥运会,澳大利亚政府相继出台了《国家水资源管理战略框架》和《NSW城市和社区循环水利用导则》,并建立了相应的循环水管理机构、管理制度和标准;目前,在澳大利亚大约有500个污水处理厂,其中有一半从事循环水的开发,每年大约有150GL到200GL的废水被循环利用。2004年,在澳大利亚国会资助下,澳大利亚技术科学与工程学院出版了《澳大利亚的水循环研究》报告。这份研究报告介绍了澳大利亚当前水循环利用情况,主要强调生活和工业废水的处理程度和循环利用问题。报告讨论了一系列问题,既有国际的,又有国内的经验,并提出了未来水循环利用和管理的24条建议:水循环的定义、水循环经济的必要性、循环水的水权问题、相关制度和标准的修订和建立、循环水项目的可行性研究、循环水成本与价格方案与操作办法、对污水处理过程的技术创新、循环水项目的投融资方式、国家水资源管理机构改革、公众参与循环水项目的必要性等[8]。
随着水资源的日益紧缺,在中国,许多城市将废水循环利用作为满足日益增长水资源需求的一项重要的战略措施,对于水资源节约利用、社会经济系统水循环利用的研究也逐渐开展起来,但仍处于起步阶段,研究深度不够,成果较少。代表成果主要有:陈志恺[9]的“坚持科学发展观建设节水防污型社会研究”,贾绍凤[10]的“社会经济系统水循环研究进展”和陈琨[1]的“我国实施水循环经济模式的途径”等,这些成果对节水型社会的建立、社会经济系统水循环的研究方向、社会经济系统水循环的评价、水循环经济发展模式进行了研究。在实践方面,废水循环利用主要在以下几方面:农业灌溉,同时改善河流质量;作为工业冷却水;市政用水,如草地和树林;酒店和居民区冲洗厕所;经过处理的废水再利用于城市景观绿化;为了更加明确再生水项目执行的可行性,许多水资源短缺和污染严重的城市,如北京、天津、太原、大连和青岛,已选择部分地方和工业园区作为试点。
综上所述,随着水资源危机逐渐加剧以及人类对可持续发展目标的追求,传统的以“扩大水资源供给”为目的的工程水利管理方式以及对水资源不合理的开发、利用方式已经不能适应可持续发展战略对水资源合理开发利用的要求。传统的单一管理方式逐步向水资源与经济社会协调利用的循环经济方式转变,水资源与社会经济之间关系的研究也逐步由过去的单一水文学向多学科交叉延伸。
3水循环经济研究的新理论支柱
关于水循环经济研究的理论基础呈现出多学科交叉发展,可持续发展理论、物质代谢理论以及产业生态学理论逐步成为该领域研究的主要理论支柱。
3.1可持续发展理论
产业革命以来,人类活动对自然的两重性愈加明显,随着人口问题、资源问题、环境问题——即全球问题的提出,可持续发展成为我国,也成为全世界二十一世纪发展经济的主题。这就要求要将水资源合理开发利用提高到人口、经济、资源和环境共同协调发展的高度来认识。可见,“可持续发展”的思想将推进水资源的开发和管理,并由此构成未来水资源管理的新理论。
首先,可持续发展理论要求水资源利用要关注流域尺度或区域惊尺度的可持续发展。由于水资源与水环境系统以流域尺度为基本单元,可持续发展在协调水环境系统与经济系统的关系时,必须以流域整体思想为指导。恢复和逐步改善流域水资源环境系统的功能,是谋求可持续发展的必由之路。
其次,可持续发展理论要求定量描述并分析水环境系统与经济系统的关系,使得水环境核算研究成为当前水环境经济领域的最前沿课题。水环境核算包括实物量核算与价值量核算,实物核算是建立在水循环定量分析的基础上,用实物单位描述经济系统与水资源的输入输出关系;价值核算集中在水环境价值的内涵、类型及量化方法上,水资源价值核算将为水权、水价、排污权等水环境保护市场机制的形成奠定理论基础。
最后,可持续发展理论要求水资源利用从循环经济的角度考虑。循环经济作为生态效率高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少的经济生产模式,在全球范围受到广泛的重视,是对可持续发展的重要贡献。
3.2物质代谢理论
人类社会发展的实质是物质生产和消费方式在不同时期的动态演进,也是人类对自然世界不断进行改造的历史。早在19世纪中叶,马克思就曾注意到城市迅速发展导致养分循环代谢断裂的问题(MetabolicRift),并且指出人类社会与自然界之间存在着相互制约、相互影响的重要生态关联[11]。但这以后,很少有学者在此基础上进一步提出物质代谢研究的重要思想或分析方法。
直到20世纪60年代,Kneese与Ayres以及Leontief等经济学家重新意识到现代经济社会中物质代谢过程的重要性,明确指出应当尽早开展关于物质流系统的研究,并且基于经济学理论和投入产出方法分别提出了物料平衡分析的初步方法,用以解释经济系统的生产与消费以及外部性问题,从而推动了物质代谢研究开始逐渐应用于识别产业经济结构及其导致的环境影响。1988年Ayres首次提出物质代谢(IndustrialMetabolism,也叫产业代谢)的概念,并且指出所谓物质代谢就是现代经济体系运用劳动力要素将原材料转化为产品与废物的一系列物质过程的集合,这标志着物质代谢研究范畴正式确立并得到广泛认可[12]。
进入20世纪90年代,产业生态学的建立和进一步发展为物质代谢理论和成果应用提供了切实的理论依据,促进了现代物质代谢分析技术的发展与繁荣,使得人们逐渐认识到现有的物质生产和消费模式,即物质社会代谢的结构与组织形式,是导致人类社会与自然生态系统之间尖锐冲突的本质根源。由此,以优化或重组物质代谢过程为目标,从根本上转变现行经济结构使之更加符合自然生态规律,已成为实践可持续发展道路的主流方向之一。同样,水循环经济发展模式的研究也需要分析生产、消费等环节的水资源物质流代谢过程,从根本上提出符合水资源节约、高效的经济发展模式,因此,物质代谢理论成为了水循环经济研究的基础理论之一。
3.3产业生态学理论
产业生态学主要以物质和能量代谢为主要研究内容。其主要采用物质利用强度、物质生产力、循环利用率三种指标分析社会经济的物质代谢效率[13]。以生产部门的水资源为例,物质利用强度通过分析部门水资源消耗强度与其相应的经济产出在整个经济系统中所占比例,识别水资源利用效率;物质生产力则将水资源投入作为生产力要素之一,采用单位水资源的产品或产值指标来衡量水资源生产力水平。水资源利用强度越低、水资源生产力水平越高,说明经济体系对于水资源投入的依赖性越小,系统的封闭性越好;水资源循环利用率则用于表征经济系统内部产生的“废水”或“水污染物”的再循环、再利用程度,循环利用率越高,说明耗散损失进入环境的水污染物越小,经济活动对水资源、水环境的压力就越小,而系统的稳定性也越高。
应当指出,虽然自然生态系统的构成与运行模式为重新组织现代经济生产方式与消费提供了一个参照系,但是到目前为止产业生态学并未提出标准的社会经济发展模式来保证这一战略目标的实现,目前关注的焦点问题主要包括:(1)自然生态系统的资源代谢过程的组织和协调机理如何?对于现代社会的生产和消费以及污染物的循环利用有哪些现实意义?例如,水资源在社会经济系统中的代谢规律如何进行定量描述?如何提高废水循环利用率?(2)自然生态系统中的物质分解和再利用的方式有哪些?它们对发现水循环利用的新途径有哪些启示?例如,如何避免经济系统中污水回收和再利用过程本身也可能导致的环境污染?尽管产业生态学理论尚未发展完善,但是其提出的一系列理论方法为水资源的社会经济系统分析和循环经济发展模式制定提供了重要参考价值,使水资源循环经济按照自然生态系统的组成结构、运行规则重构社会经济系统成为可能和可行。4水循环经济研究新方法与手段
在对水循环与经济发展关系研究的方法上,由于水的流动与循环,水环境系统与水社会经济系统在不同时空尺度下进行能量、物质的交换并交互影响,现代水资源与经济发展关系研究必须从系统的角度出发,研究水环境系统与水社会经济系统的整体行为、演化规律及其相互作用,从区域、流域方面加强水资源循环、定量分析。为此,物质流分析技术(MaterialFlowAnalysis,MFA)与投入产出分析技术(Inputandoutput,I/O)成为了水循环经济研究的主流方法。
4.1物质流分析技术(MFA)
物质流分析是根据工业代谢和社会代谢的概念,依自然环境为经济社会系统提供的物质输入,通过加工、贸易、使用、回收、废弃等过程形成的系统内存储,以及返回到自然环境中的物质输出等环节过程进行各类物质统计。根据物质守恒定律,整个系统中的输入量应等于输出量与存储量之和。物质流分析中,主要衡量的是社会经济系统中的物质投入、产出和物质利用效率,只考虑通过研究系统边界的物质输入/输出流,而对系统内部的物质流动结构不再细化反映。物质流分析提供了关于环境与经济体系运行机制的整体理解,使得决策者能够确定关键问题所在、选择优先控制目标和相应政策方案,从而通过改善整个经济体系的物质代谢效率来解决生态环境问题。因此,物质流分析已成为20世纪90年代以来环境管理和政策制订的重要技术方法,广泛为发达国家和国际组织所采用[14]。
从物质流分析和水循环经济的相互关系来看,物质流分析的调控作用主要体现在以下几个方面:
(1)减少水资源供应总量。在社会经济活动中,需水的多少直接决定水资源的供应量和对生态环境的影响程度,水资源消耗的减少意味着水资源供应的减少,其对整个社会经济和环境的意义是极为重要的。通过物质流分析,可以发现各部门、各环节水资源输入量的多少,进而通过技术和管理手段,不断提高水资源利用率和增加水资源循环利用量。
(2)提高水资源利用效率。水资源利用效率反映了水资源消耗与经济发展之间的关系,其中生产技术和工艺是提高水资源利用效率的核心。通过物质流分析,我们可以分析和掌握水资源消耗和产值之间的关系,并通过技术、工艺改造和更新,减少水资源的消耗定额,达到尽可能少的水资源消耗获得预期经济与环境可持续发展的目的。
(3)增加水资源重复利用量。通过对生产过程的水资源利用的物质流分析,寻求提高水资源的重复利用率的途径,可以增加水资源的循环使用量,延长水资源的使用寿命,减少水资源的初始投入,从而最终减少水资源的投入量。企业内部、产业间的水资源重复利用,中水回用,雨水和污水资源化利用等都是提高水资源重复利用的重要内容和形式。
(4)减少最终水污染排放量。实际上,在社会经济活动中,通过提高水资源利用率、增加水资源循环利用量,不但可能减少水资源投入总量(新鲜水量),同时也可以实现减少污水排放的目的。因此,在发展水循环经济的过程中,可以通过提高水资源利用率和循环利用率,实行节约用水,达到减少水污染物排放的目的。
4.2投入产出分析技术(I/O)
投入产出分析起源于美国经济学家瓦西里•列昂惕夫的“投入产出分析”。列昂惕夫1931年开始研究“投入产出分析”,主要用于研究美国的经济结构,1968年联合国把它推荐为国民经济核算方法,现已在许多国家得到推广和应用。我国于1974年开始编制了部分产品的1973年投入产出表。一些省市和一些大中城市也编制了投入产出表。1988年底完成了国家1987年的投入产出表的编制工作。同时,各省、市、自治区(除、台湾外)也都编制了本地区的1987年投入产出表。这些投入产出表不同程度地为中央和地方各有关部门应用于管理、决策,并取得了显著成效[15]。
投入产出模型应用于资源环境问题的研究开始于20世纪70年代,Leontief和Ford[16]用投入产出模型研究空气污染问题,Carter和Ireri[17]用地区间投入产出模型研究加利福利亚和亚利桑那州的水资源调配问题,Thoss和Wiik[18]用投入产出模型研究水资源管理问题,Hendricks[19]用投入产出模型研究水资源的供需平衡问题,谢梅等人[20]用投入产出模型研究北京的城市水资源系统,陈锡康[21]建立了山西省水资源经济投入产出模型并研究水资源价值问题。
将水资源和环境问题纳入投入产出模型中进行研究,为观察经济活动的水资源消耗强度和水污染物排放强度(即计算水资源消耗系数和水污染物排放系数)提供了前提,同时也为进一步利用投入产出表的消耗系数,将水资源消耗和水污染物排放置于国民经济各部门的普遍联系之中,为水循环经济的物质流分析和价值流核算、循环水价格的制定等提供了良好的分析工具;此外,可以将投入产出模型与计量经济模型相结合,预测社会经济各部门未来水资源消耗量和水污染物产生量、排放量,根据水循环经济发展目标,提出产业结构调整的合理化建议,为水资源可持续发展经济模式的探索奠定了基础。
5水循环经济研究的重点问题
水循环经济研究的目标首先是建立科学的水循环经济理论体系;其次是技术体系适宜,经济保持适度发展;第三是选择合适的水循环经济发展模式;第四是要建立良好的水循环经济管理体制和经济运行机制,这也是今后一个时期水循环经济需研究的重点问题。
5.1水循环经济理论体系构建的研究
水循环经济理论体系的构建是水循环经济走向实践的重要基础,需要从以下几个方面着手:(1)不断地寻求理论创新,建立起符合社会经济规律的水循环经济理论与方法体系,从而更好地指导水循环经济发展的实践;(2)加强对水循环经济发展模式的研究和经济学分析,从而不断提高水循环经济模式的运行效率,促进水循环经济模式的推广;(3)加强对于流域、区域、城市和工业园区等水循环经济发展的长期分析,探索水循环经济发展的内在规律,并逐步试点示范,从而更好地服务于水循环经济发展战略与政策的制订;(4)加强对于水循环经济运行的多角度分析,如市场、价格、技术、规划、法律等,从而不断充实和完善水循环经济的内容体系;(5)加强水循环经济与相关学科的对比与借鉴研究,从而不断推进水循环经济理论的完善与发展。5.2水循环经济发展模式选择问题的研究
水循环经济发展模式的选择体现在水循环体系的各个环节之中,包括供水、生产和生活用水、污水资源化、雨水利用等。其目的很清楚,一是节水,减少对自然水资源的索取,二是减少排放,减少对自然水生态的扰动。水循环经济发展模式在人类实践中早有应用,如节水器具,节水的绿色建筑,还有各种中水的回用等。总体来看,对这些模式的研究和分析还不够深入,没有更好地提炼总结,尤其是从经济学角度的分析还有待加强。由于水循环经济概念出现的时间较短,还难以评价各种模式实施的效果,这也都需要加以系统分析[1]。
(1)节约用水模式研究。长期以来我国农业采用大漫灌的灌溉方式,用水量大,利用率低,浪费严重。可见,我国农业节水潜力相当可观,应大力研究和分析农业节水模式,通过节水灌溉和节水农业相结合的办法实现农业节水。要加强对工业行业节水的经济学研究,通过产业布局的调整和产业结构的调整,达到水资源节约利用和水环境污染控制的目的。在城镇,要加强水的循环利用研究,控城镇生活的用水浪费,减少城市给水管网和用水器具漏水损失,充分发挥节水的潜力。要研究和分析各种节水模式的成本和效益,通过成本和效益的比较,选择最优的节约用水模式。
(2)清洁生产模式研究。近年来,世界上大力推广清洁生产,广泛采用循环利用经过处理的工业废水。由于采取这一措施,20年来,日本和德国的工业用水的数量没有增加。美国钢铁业在每吨钢需要的280t水中,只有14t是注入的新水,其余用的都是循环水。至2000年,我国工业废水的重复利用率已经达到70%以上,但与世界先进水平的90%~95%相比,还有不少的差距。根据我国目前的工业用水效率预计,2020年我国工业的年用水量将由现在的1100亿m3增加到2000亿m3,增加用水量约1倍。这就要求我们必须重视工业用水过程的研究,多角度地选择清洁生产模式,改进工艺和流程,进一步提高多次重复循环用水,提高用水的效率。
(3)污水资源化模式研究。工业废水资源化的观念是对传统工业废水末端治理的革命,是工业废水治理的努力方向;城市生活污水的处理可以考虑变集中处理为分散处理,分散处理的主要场所是居民住宅的屋顶。通过在城市建立中水系统,将生活、生产污水处理之后再次使用,从而节约大量的日常用水。经处理过的回用中水,主要可用于冲厕、体育场馆、高尔夫球场、浇灌花草树木、清洁道路、清洗车辆或基建施工、设备冷却、工业用水及其他可接受其水质标准的用水。我国90%以上的城市水域遭到污染,城市污水(包括生活污水和工业废水)以每年6.5%的速度增加,预计到2020年城市污水产生量将达到600亿t以上。因此,污水资源化应是我国21世纪城市水循环经济的着眼点,需要大力研究污水处理技术水平和污水资源化应用的方向。
(4)雨水资源化模式研究。由于自然和历史的原因,在我国北方地区,尤其是西北黄土高原的部分地区极度缺水。按可利用水资源统计,当地人均可利用水资源占用量只有110m3,是全国可利用水资源占有量720m3的15.3%,是世界人均可利用水资源占有量2970m3的3.7%。目前在我国的西部地区有近1000万人的饮用水极度困难。数百年来,西部地区居民积累了丰富的雨水汇集和利用的经验,使他们得以在这里生存。面对发展的需要,这种传统的集水方式受到了资金短缺的制约。为此,今后需要大力开展对西北地区雨水利用方式、雨水利用投融资方式等方面的研究。
(5)海水淡化模式研究。我国拥有1万8千多公里的海岸线和300多万平方公里的海洋管辖区,海水利用和淡化是解决淡水紧缺问题的有效途径。据测算,中国城市的用水中约80%是工业用水,工业用水中约80%是工业冷却用水。如果能够用海水替代现有工业冷却用淡水总用量的30%,就可以使沿海城市节约近20%的淡水资源,同时减少冷却水对环境的污染。我国的海水淡化起步于20世纪60年代,目前在技术上还不够成熟。今后,需要加强对海水淡化技术、海水对工业设备的腐蚀、海水淡化成本与效益、海水淡化产业化等方面的研究,使海水淡化利用成为我国解决缺水问题的重要选择之一。
5.3水循环经济技术创新问题的研究
“节流”与“开源”是解决水资源短缺的两个主要途径,在水资源供应不断减少的今天,其核心在于水的循环利用,即通过污水资源化、雨水资源化、节约用水等措施,增加水资源的间接供应,尽量减少水的使用量,这样不仅可以减少无效需求,减轻供水压力,还可以相应减少污水排放和污水处理的负担,减少对环境的污染。为此,循环用水可以说是实现水资源可持续利用的重要战略措施。循环用水需要采取工程、技术、经济和管理等各项综合措施,特别需要不断更新的污水处理技术、节水技术与设备的支持。
技术创新是为了实现一定的系统目标,考虑系统内外客观因素的制约,对各种可能得到的技术手段进行分析比较,不断研究和寻找新的最佳方案。对水循环经济的技术创新研究,主要是从事技术科学的学者,要将水循环经济的理念与思路引入水的供应、输送、使用、排放、处理和回用等过程中,通过对循环过程中水资源消耗、水循环利用、污水处理、水污染排放的分析,提出减量化、再使用、再循环的工程流程或技术建议。
例如,在社会经济系统中用水部门与行业中,各用水部门与行业都存在节水技术与相关设备;在污水处理厂,要实现污水的资源化利用,必须不断更新处理设施和技术,以提高污水的处理水平;同样,要实现污水的循环利用,需要对饮用水、循环水的管道系统进行技术改造。从经济学的角度,还需要考虑不同技术项目的成本与效益,如引入新的生产流程与工艺以提高水循环利用效率所需要的投入及预期产出。对于企业和区域社会经济发展来看,还要对比分析采取水循环技术的长期成本和短期成本,从而确定水循环技术的可行性。这些工作,需要根据各地的水资源条件、经济社会发展状况、科学技术水平等因素,对各类循环水的技术和设备进行系统的分类,并提出相关的技术识别评价指标,以为水循环经济的发展提供理论指导。
【关键词】 PLC 高炉生产 系统泵站
目前作为高炉的冷却水循环系统的控制一般采用的都是人工控制,这给整个系统的联网和统一管理带来了很大不便。影响整个高炉系统的效率,并且造成一定的能源和资源的浪费。
1 PLC在泵站系统中的应用
总装机容量100kW以下的小型泵站在高炉水循环占有相当大的比例。为了降低小型泵站运行费用,提高小型泵站的自动化程度,根据小型泵站的运行工艺特点,采用可编程序控制器(PLC)进行控制,通过设定运行程序对整座泵站进行运行和监控,实现半无人值守或无人值守。通过传输设备联网,可以实现无人值守泵站运行,大大降低小型泵站运行人工费用,让有限的运行费用更多的用于泵站设备改造、维修和维护,更有效提高泵站设备完好率和可用保证率。
目前国内对小型泵站自动化的研究还处于起步阶段,尤其对高炉炉冷却水循环系统的研究设计还刚刚开始。
2 系统工作原理
2.1 控制系统要求
本次设计应实现:高炉的实时性和可靠性要求;无人值守系统能正常运行,满足系统的温度、压力、流量等工艺参数要求;系统可靠性高,故障自动排除;泵站内的各泵采用互备技术,任何一个泵出故障都不影响系统正常工作;泵站系统的过载检测、故障实时报警,并实现故障紧急处理避免危险情况的发生;系统的可维护性强,发生故障能迅速定位,出现故障能快速修复;整个设计合理切合工程实际,便于施工且性价比合理。
整个系统可以与钢厂的网络系统联网,能进行通信,上位机可以监控所有设备的运行情况,能对所有设备进行管理。系统的通信总线采用RS485总线。所设计的的系统采用的硬件设备与原有的设备和系统其他设备有很好的兼容性,能在不改变其他任何硬件的情况下完成控制系统设计。本地设备通过报警检测,系统应具有一定的自诊断能力,能实现部分故障的自我修复,对于不能修复的故障,应能迅速指示出故障所在处,以便检修人员能迅速的对故障做出处理。
2.2 设计技术指标
根据高炉的实际情况,整个工厂水循环系统应满足以下指标:(1)满足1#高炉的生产用水,循环水量为60~100m3/h,自流回水;循环利用率大于90%。(2)冷却炉壁的压力不低于0.3MPa;冷却出水温度≤40℃。(3)改善供水水质,使水中悬浮物含量低于20mg/L,并采用水质稳定措施基本消除高炉冷却壁及循环水设施的结垢、腐蚀现象。(4)设置事故泵站及事故水泵,确保安全供水。
2.3 设计原则
高炉冷却水循环系统的的设计应根据工程的5~10年发展规划进行,做到远近期结合,以近期为主,正确处理近期建设与远期发展的关系,适当考虑扩建的可能。水资源循环利用,电能节约利用,降低能耗提高效率,不给环境造成不良影响。整个系统的性价比高,所选控制器及其稳定可靠,出现故障易修复。高炉冷却水循环系统的设计,必须从全局出发,工艺参数、工程特点和高炉的实际条件,结合国情合理地确定设计方案;必须坚持节约用地的原则;同时还应符合现行的国家有关标准和规范的规定。
根据系统兼容性要求冷却水循环系统采用与整个锅炉其他控制系统的PLC采用同品牌同系列的产品。通讯和组态也采用统一的标准,确保整个系统兼容性强,扩充改造方便。
3 系统的保护设计框架
由于被控对象的特性,系统需要对水池中液位的高度进行检测,防止出现由于液位下降导致水泵抽不到水。对流过空气开关的电流进行检测,防止出现大电流。对流量进行检测确定每个水泵都有水流过。当系统发生大电流时,系统发生报警,比对上位机发出信号,请求关闭当前泵站,启动其他泵站,待上位机回复确认信息后系统关闭。当水池的液位下降到比设定的液位低的时侯,有检测部分向PLC发信号系统报警,PLC请求上位机关闭该泵站,待系统回复确定信息后,系统执行相应的操作。利用流量检测来去定水泵中是否有水流过,如有流量则该泵启动正常,如果没有则该泵启动异常,需要启动备用泵。上位机能随时通过通信监测到每个泵的运行情况。整个工厂的控制层能获得系统的所有信息,有利于工厂的统一管理和资源的统一分配利用。真个系统的各个设备都支持本地控制,当系统通信系统出现问题的是可以选择本地控制。可以设定系统的各个参数,保证系统的安全可靠运行,实现冷却系统的不间断供水循环。
4 系统控制方案的确定
根据工厂的规划拟采用三个泵站对工厂冷却系统供水,本设计只是对其中的一个进行设计。系统的水压和温度要求在进行软件设计时可以实现。故障水泵的要求,设计本身采用的是各个泵之间的互备技术,任何情况下每个泵都有一个或两个泵作为其他泵的备份,个泵循环作为备用泵,确保不会因为长时间不用损坏而不能起到备用的可靠性,互备技术不用一对一的给各个泵做备份,节约了成本,也减轻了控制系统的负担。
该方案采用开关量进行逻辑控制,通过PLC对四个泵的启停进行控制实现对高炉冷却水系统实现恒压控制。通过对检测压力对泵的开启进行控制,达到稳定冷却炉输入部分压力的稳定。通过检测启动20s后每个泵有无流量信号来判断各个泵是否启动正常,通过检测电流是否过大来判断真个系统是否正常,如果有泵启动异常则通过互被技术启动备用泵。
关键词:糠醛;生产;循环;经济
1糠醛生产中的三废
糠醛生产过程中产生大量的废水、废气和废渣。
1.1废水
因为糠醛生产中是以饱和蒸汽作为热源,反应生成的糠醛伴随着蒸汽一起经过冷凝后进入初馏塔蒸馏,塔顶得到糠醛含量较高的糠醛汽,塔底则产生大量的含醛废水,糠醛生产中的废水主要来源于此。每生产1t糠醛初馏塔底会产生12~14t的废水[2]。废水中主要含有有机酸如乙酸、甲酸及糠醛等其它有机物[3]。
1.2废气
废气在糠醛生产中的主要来源是水解釜泄压排渣时产生的含醛蒸汽。为了将水解釜内反应后的糠醛渣从釜底排出,反应时间到的水解釜(高压釜,约800~900kPa)将压力平至新装玉米芯的釜后,留有400~500kPa的压力,利用釜内压力将糠醛渣排入渣场。过去直接排入渣房,由于突然的泄压,含醛蒸汽弥漫在空气中,不仅污染环境,而且造成能源浪费[4]。目前有些企业已经改成用封闭管道排渣。
1.3糠醛渣
根据国内大量糠醛厂生产数据,每生产1t糠醛用10~11t的玉米芯,会排出12~15t的糠醛渣[5]。糠醛渣主要成份为纤维素的木质素,其次含有硫酸、糠醛、甲醇、丙酮等。糠醛渣排出时含水量较高,达到40%~50%,热值约为2500kcal/kg。
2糠醛生产的循环经济
糠醛生产中有大量的废气、废水、废渣排出,如果将这些废气、废水、废渣直接排放,会造成极大的污染,并且导致能源浪费。“十三五国家对节能环保提出更高的要求。糠醛行业面临着巨大的压力,部分糠醛企业加大力度,进行综合治理,改变了过去脏、乱、差的现象,能够做到废水回用,废渣综合利用,废气治理合格后排放。以下以上海毅知实业有限公司对红彤化工有限公司糠醛生产的改造为例说明循环经济生产方案。
2.1废水、废渣循环经济实施方案
醛生产过程废水主要是初馏塔底排出含有微量醋酸和糠醛的有机废水,每吨糠醛产生废水12~14t。糠醛废水经高速离心机物理分离粘稠物,糠醛废水经阶梯沉降池、过滤池、纳米气泡池后进入电容去离子CDI反应池,静电吸附电性物质;处理后的废水进入废水蒸发器变成二次水蒸汽后用于糠醛生产。蒸发用的生蒸汽冷凝液回锅炉循环使用。如此废水循环利用,实现了废水零排放的目的。糠醛废渣利用余热锅炉排放烟气,换热烘焙并混合适量石灰粉气、输送至造粒车间,使糠醛废渣成型颗粒,用于气化装置生产蒸汽和电厂锅炉燃烧,生成的蒸汽再供糠醛生产车间使用,使能源得到循环利用。
2.2废气治理实施方案
糠醛渣从水解釜底部通过管道输送到排渣器,排渣器的原理为旋风分离器,在排渣器内湿糠醛渣靠重力从排渣器的底部排出,含醛酸性蒸汽及夹杂的糠醛渣从顶部排出进入气体缓冲罐,缓冲罐内设有喷头,喷淋冷凝并收集废气中的糠醛,未冷凝的气体进入废气冷凝塔。在冷凝塔中蒸汽被大量的循环喷淋水冷却。残渣及喷淋水从底部排入阶梯沉降池,污泥沉降在污泥池,至造粒车间回用,水进入废水处理工段。废气冷凝塔顶出来的废气通入阶梯沉降池继续冷凝,不凝尾气经活性炭和低温等离子处理后排放。经过上述工艺处理后,排渣时空气中再无废气弥漫,不仅环境得到了改善,还回收了废气。
论文摘要:提出了在健康水循环思路指导下的以供需水预测、节制用水、水资源保护为基础的,综合考虑水资源配置的水资源综合规划方法,改变了传统的根据水量需求单纯扩大供水规模的以需定供规划方式。在水资源总量有限的条件下,从依靠技术管理提高用水效率、调整工农业产业结构、降低用水定额、兼顾 经济 社会用水与生态用水等方面对需水加以控制管理;从一次性水源向再生性水源转变,挖掘供水潜力;对饮用水水源地和一般水体涵养保护、供水排水、污水处理、再生回用进行全过程管理,实行地表水、地下水统一保护。最后,以北京市新城顺义区为对象进行了区域水资源综合规划。
随着社会经济的 发展 ,我国水资源紧缺问题越来越突出,这就要求对水资源的利用方式应当由以前水厂一用户一排放的单向利用转变为水厂一用户一再生的循环利用,即实现水资源的健康循环,使水资源的社会循环与 自然 循环能够相互协调。
1水资源规划研究现状
20世纪60年代0年代,人类对水资源的开发利用模式强调以自我发展为中心,导致河道断流、地下水位下降、植被遭到破坏、生物多样性锐减。人们逐步认识到环境与水资源的内在联系,在进行水资源规划时更多地考虑了水资源、生态环境与社会经济之间的相互关系。目前国外水资源规划方法主要遵循可持续发展的原则,将防止生态系统进一步恶化和改善生态系统质量放在最优先的位置,在水资源管理过程中积极地开展水环境质量的改善工作。wwW.133229.coM水资源的规划重点放在控制水资源需求量上,采取多种节水措施,以保证现有水资源发挥最大效益,只有当现有水资源量不足、确实需要增加水资源量时,才考虑开发新的水资源或寻求替代水源(如再生水)。水资源规划的目标则转变为满足现状和将来经济社会开发的适度水资源需求量。同时,在规划过程中应用经济措施和价格手段,以及公众参与的透明规划方式逐渐成为发展趋势。
国内在很长的一段时间内采取以需定供的水资源规划方法,这种方法隐性认为水资源量是取之不尽、用之不竭的,由此也造成了如河道断流、地面沉降、海水入侵、土地盐碱化等不良后果。在2002年以后,全国进行了新一轮的水资源综合规划编制工作,针对我国社会经济发展对水资源的迫切需要,进一步查清水资源数量、质量及其时空分布,在维系良好生态系统的基础上实现水资源的供需平衡。
2规划目标及方法
2.1规划目标
健康水循环框架下的区域水资源综合规划应当为区域内水资源可持续利用和管理提供依据,根据经济社会可持续发展和生态环境保护对水资源的要求,提出水资源合理开发、优化配置、高效利用、有效保护和综合治理的总体布局及实施方案,促进人口、资源、环境和经济的协调发展,以水资源的可持续利用支持经济社会的可持续发展。
2.2规划方法
区域水资源综合规划方法的技术路线如图1所示。在传统规划方法——现状调查评价、供需平衡分析、方案比选的基础上,以“健康、循环”为核心进行规划。
“健康”即在规划的全过程中体现生态环境保护的理念。
在需水预测中,除进行生产和生活需水预测外,还应进行生态需水预测,其目标为各个生态系统的健康等级不低于现状,多数能够有所改善。
增加了水资源保护的规划内容,通过水资源污染现状调研及预测,结合保护目标,制定污染源治理及地表水、地下水的保护措施,重点是建立规划区污水收集、处理和回用系统的布局方案。
在建立水资源配置方案集的过程中,应以生态环境保护作为衡量标准之一,去除无法满足生态环境保护目标的方案。
在规划方案比选过程中,除考虑传统的水资源量和社会经济因素外,还应加入生态环境保护因素,共同进行多目标的优化决策,形成推荐的规划方案。“循环”的核心是规划区内污水的收集、处理、再生和回用。再生水回用应根据需水预测成果分析可应用再生水的项目,确定不同回用目标的水质要求及水量需求,由此确定不同规划水平年再生水厂的规模、工艺、分布和服务范围。
雨水收集利用也是“循环”的有机组成部分,同时也是面源污染治理的有效手段,应在规划区内因地制宜地采用不同雨水收集利用方案。
在健康水循环的框架下,应改变传统“以需定供”的规划理念,通过“节制用水”抑制需水预测中不合理的部分,减少需水量。产业结构调整、节约用水和提高用水效率是节制用水的主要手段。通过对农业及 工业 进行产业结构调整,控制高耗水行业的发展规模,鼓励耗水量小、利用率高的行业发展;通过节约用水的分析来减少不合理的需水量。
通过上述围绕“健康、循环”而建立的水资源综合规划,将得到由强化节水的需水方案和包含替代水源的供水方案所组成的水资源配置方案集。综合考虑水资源、社会经济和生态环境等多因素后可得到优化的水资源配置方案。
3应用案例
3.1背景介绍
根据《北京市城市总体规划》,顺义区将作为北京市东部的重点发展新城之一,承担主城区疏解出来的部分城市功能,是未来北京东北部城市化发展的核心地区。随着顺义区的快速发展,对水资源的需求将会发生较大变化,进行新的水资源规划,协调水资源、社会经济发展和生态环境的相互关系,势在必行。为此,在健康水循环的框架下研究和制定了顺义区的水资源综合规划,确定了2010年-2030年顺义地区工业、城市及农业的发展规模、结构与用水布局,在综合考虑总体用水和供水方案后,给出了顺义区水资源总体布局方案,对地下水、地表水、污水处理及再生水等各种供水利用方式进行了规划,同时也对工业、农业、生活、生态的用水来源进行了规划,满足了顺义地区对水资源的需求。
3.2相关规划成果
①需水预测及节制用水
在生产需水预测过程中,考虑了顺义区经济产业结构调整,限制了高耗水行业的发展,合理抑制了需水量。
生态需水预测的目标是各生态系统的健康等级不低于现状,尤其是重点保护地区。生态需水预测分别讨论了河流、林地、湿地、城区绿地、城镇景观水体的生态需水。通过 计算 给出了顺义区的生态需水量及参与水资源供需平衡分析的水量。
节制用水除应用产业结构调整手段外,还对工业、农业和生活的用水节水进行了调查,制定了工业、农业和生活的节水标准与指标,由此进行了节水潜力计算并给出了可行的节水措施。2030年顺义区工业、农业和生活相对节水潜力如图2所示。
根据生产、生活和生态需水的预测及节制用水分析汇总得到基本方案与强化节水方案下的顺义区需水量(如图3所示)。
②水资源保护
首先,结合水功能区划及现状水质,确定了地表水分阶段保护目标,并 计算 了相应的纳污能力。根据对污染源现状的调研,进行了污水及污染物排放量的计算和预测。由此制定了相应时期污水处理厂的布局、规模及处理深度方案。
其次,从 工业 、城镇生活、畜禽养殖污染源治理和水环境监测、综合整治等方面对地表水资源保护策略进行了规划;由开采量和主要污染物因子控制提出了地下水资源保护对策。
③供水预测
根据顺义区的水资源调查评价,预测了不同规划年顺义区地表水和地下水的可供水量,同时根据实际情况给出了雨水集蓄利用方案。
在污水集中处理处置方案的基础上,对再生水用途及回用潜力进行了分析,主要回用于生态用水,同时兼顾农业、工业及市政杂用用水。
④水资源总体布局
由需水预测、节制用水、水资源保护及供水预测的研究成果,给出了顺义地区的6个水资源配置方案,综合水资源量、社会 经济 和生态环境等指标,经过供需平衡分析以及不同方案的比选,给出了推荐的水资源配置方案,并形成了水资源的总体布局(见图4)。
⑤规划实施的效果评价
通过综合评价给出了水资源综合规划的推荐方案,该方案实施后,顺义区水资源供需不平衡的情况将逐渐得到缓解,地下水储量亏损、地表水生态环境恶化等情况将逐渐恢复,最终形成水资源与社会、经济、生态环境之间的和谐关系。
规划实施后,将集中力度实施水资源保护方案,其中包括城镇污水集中治理工程、水环境综合整治工程以及地下水源保护工程等,以上工程实施后顺义区地表水环境质量状况将有很大改观,水质达到水环境功能区划目标要求,地表水因水质原因而无水可用的状况会彻底改变,地表水环境安全得到保障。除此之外,地下水也将逐步得到回补,水质也将有所保证。
4结论
一、指导思想、工作原则和发展目标
(一)指导思想:认真贯彻落实国家《钢铁产业发展政策》,以科学发展观和循环经济理论为指导,以建设钢铁强市为目标,按照走新型工业化道路的要求,加快钢铁工业结构调整步伐和增长方式转变,依靠科技进步和科学管理,推行清洁生产和环境保护,促进钢铁生产所需各类资源的高效利用和循环利用,不断提高节能、环保和资源综合利用水平,构建结构合理、资源节约、生产高效、环境清洁的钢铁生产体系,实现全市钢铁工业全面、协调和可持续发展。
(二)工作原则:坚持“减量化、再利用、资源化”,坚持以结构调整为主线,坚持技术进步和科学管理相结合,坚持市场调节与政府调控相结合,坚持重点示范与普遍推进相结合。
(三)发展目标:在全市钢铁行业初步建立起物质循环、能源循环及废弃物再资源化的生产体系,全面推进节能、节水、降耗及资源综合利用等方面的技术进步,在资源、能源利用效率及污染物排放指标等方面,生产规模100万吨以上的钢铁企业达到国内同类企业先进水平。具体目标是:
1、资源综合利用水平明显提高。到2007年和2010年,高炉入炉矿综合品位分别达到58%和60%,炼钢钢铁料消耗低于1085公斤/吨钢和1075公斤/吨钢,轧钢综合成材率分别达到97.5%以上和98.5%以上。
2、能源消耗显著降低。到2007年和2010年,吨钢综合能耗分别降到680公斤标准煤以下和660公斤标准煤以下,高炉入炉焦比分别降到400公斤/吨铁以下和380公斤/吨铁以下,高炉喷煤比分别达到120公斤/吨铁以上和145公斤/吨铁以上(其中2000立方米以上高炉达到180公斤以上)。
3、水资源利用取得突破。钢铁企业全部配套建设污水处理设施。到2007年和2010年,水循环利用率分别达到95%和98%,吨钢耗新水分别降到8立方米以下和6立方米以下。
4、生产环境大幅度改善。到2010年,全市焦化、烧结、炼铁、炼钢、轧钢等排尘工序,全部配建除尘设施;高炉全部配建煤气回收设施;450立方米以上高炉全部安装压差发电设施;30吨以上转炉全部配建回收装置;钢铁冶炼渣综合利用率达到98%以上,主要污染物排放达标率达到100%。
二、重点内容和技术措施
钢铁工业发展循环经济的重点是,抓好钢铁生产中各类资源的小、中、大循环。“小循环”是在企业内部广泛应用节能、节水、节材工艺技术,优化工艺配置,建立紧凑、连续、循环、高效的钢铁生产流程,通过技术改造,加快淘汰落后工艺,形成节约型钢铁生产模式。“中循环”是以大型钢铁联合企业为核心,聚集相关配套产业,形成闭合型产业链条,使上游产业的废料、余能成为下游产业的原料和动力,实现各种废弃物资源化利用。“大循环”是对社会生产和消费过程中产生的废旧物资进行回收和再利用,使钢铁厂成为社会大宗废弃物的无害化处理中心。按照上述三个层次,全市钢铁工业主要从提高铁素资源利用效率、能源循环利用率、水循环利用率、固体废弃物综合利用率和环境保护等五个方面发展循环经济。
(一)铁素资源循环。减少进入生产过程中的物质流量和废弃物的产生与排放,采取多用废钢和提高各生产环节金属收得率的措施,用较少的资源投入,生产出更多市场需要的高性能、高附加值钢铁产品。
开展矿区深部和近找矿,做好低品位矿、难选矿和共伴生矿的开发利用;推广高效采矿、高效选矿及矿产资源综合利用技术,提高金属收得率和精矿品位;搞好大型矿产资源保护性开采和综合利用。
把烧结工序作为有效处理含铁废物的重要环节,将钢铁生产中产生的返矿、瓦斯灰、转炉尘泥、氧化铁皮等含氧废弃物,返回烧结工序循环利用;重点推广小球烧结、厚料层烧结和高碱度烧结矿技术,改善烧结矿质量,提高成品率。
优化高炉炉料结构,提高入炉矿品位,减少渣量和金属损耗;推广采用铁水预处理、活性石灰炼钢、顶底复合吹炼、炼钢计算机控制、钢水炉外精炼等技术,降低炼钢钢铁料消耗;增加废钢使用量,使炼钢工序成为废旧钢铁处理的中心环节。
发展高效加热技术,降低钢坯氧化烧损;采用连铸连轧、钢坯焊接轧制,控轧控冷等先进技术,减少废品损失,提高轧钢成材率。
大力发展洁净钢、细晶粒钢生产,开发生产Ⅲ级以上高等级钢筋、耐腐蚀钢材、经济断面型钢、冷加工钢材、复合钢材、涂镀层钢材,提高钢材使用性能,延长产品寿命周期。
(二)能源循环利用。充分回收利用各生产工序产生的余热、余能,优化钢铁生产用能结构,减少单位产品能源消耗量。
开发应用大破碎比矿石破碎设备,推广高效节能型磨矿、分级新技术,降低矿石选别能耗。
推广干熄焦(CDQ)技术,充分回收红热焦炭显热;搞好焦炉煤气回收利用,将其用于工业炉窑、化肥生产、基础化工原料制造和城市生活等领域;做好煤焦油回收与深加工,发展焦化副产品。
发展高风温冶炼和富氧喷煤技术,降低入炉焦比;推广高炉压差发电(TRT)、燃气-蒸气联合循环发电(CCPP)和高炉煤气发电技术,充分回收高炉余压、余能;引进开发直接还原、熔融还原炼铁技术,缩短炼铁工艺流程,降低能源消耗。
发展转炉高供氧强度冶炼,建设转炉煤气回收及余热锅炉设施,推广转炉煤气在混铁炉保温、钢包烧烤及轧钢加热炉上的应用,实现负能炼钢;发展氧-电复合电炉强化冶炼,推广电炉节电技术;开发高效连铸和近终型连铸技术,提高无缺陷连铸坯热装热送率。
淘汰二火成材工艺,降低轧钢能耗;推广多段蓄热式加热炉技术,扩大低热值能源在轧钢加热炉上的应用;发展与近终型连铸相匹配的钢材高效轧制技术,降低轧制过程能源消耗。
合理调整各工序用能结构,以二次能源代替一次能源,以低质能源代替优质能源,降低钢铁生产综合能耗和用能费用。
(三)水循环利用。采用低消耗、低污染和高循环、高利用率的用水模式,减少外排废水,降低新水消耗。
应用铁精粉、尾矿脱水过滤新工艺,发展高浓度、长距离管道输送技术,充分利用选矿厂二次水资源。
推广干法熄焦、高炉软水密闭循环冷却和高效空气冷却、干式除尘、高炉渣干法粒化、滚筒法液态钢渣处理和转炉、电炉、轧钢加热炉汽化冷却及连铸二次水雾冷却等高效用水、节水技术,从源头降低各工序用水量。
建立高效的钢铁企业污水集中处理和循环回用系统,推广串级供水和一水多用等重复用水技术,实行浊清分流、循环利用,避免直供直排,减少新水消耗量和外排污水量。
研究采用矿井输干水、城市中水等在钢铁生产中的应用技术,鼓励沿海钢铁企业开发海水冷却和海水淡化技术,开辟钢铁工业新水源。
(四)固体废弃物综合利用。开发推广固体废弃物处理技术和资源化利用技术,实现固体废弃物再资源化。
加强矿山排岩场、尾矿库综合治理,做好矿山采空区回填及生态恢复和土地复垦,开辟尾矿制作建筑材料、农用磁化肥料等资源利用新途径。
推广高炉渣超细粉和烧结工序钢渣回用技术,鼓励利用钢渣生产建筑砌块、便道砖或作为筑路材料、回填材料。
开发高炉和焦炉喷吹、添加废旧塑料和轮胎颗粒技术,使钢铁生产成为全社会发展循环经济的重要一环。
(五)环境保护。按照国家有关总量控制、清洁生产和环保达标排放的要求,有效控制钢铁生产中的各种污染源,最大限度减少污染物产生与排放,实现钢铁生产与周边环境兼容。
采用电除尘、布袋除尘等高效环保除尘设施,加强出焦、出铁、出钢过程中无组织烟尘排放的综合治理。
开发应用焦炉煤气和烧结、燃煤锅炉烟气脱硫技术,减少SO2排放量;开发冶金废气中CO2回收利用技术,减少温室效应。
做好焦化废水、轧钢含油废水等难处理废水的综合冶理,开发冷轧酸洗过程废酸液再生处理技术,推广采用高效环保的水稳定和水处理药剂,不断提高水处理系统自动化水平。
三、工作保障机制
(一)转变钢铁工业发展理念。摒弃传统钢铁工业消耗高、浪费大、污染重的粗放型发展模式,按照循环经济理念,建立新一代钢铁生产流程,进一步扩展钢铁企业的社会功能,使其成为社会需要的各类钢铁材料生产中心、高效的能源和资源转化中心及社会大宗废弃物消纳处理中心。
(二)加快建立地方性法规、规章。进一步完善发展循环经济的标准规范及相关制度,明确全市钢铁行业用能、取水定额标准,在资源开采与消耗、再生资源产生与利用、废弃物形成与处置、废旧产品回收与利用和社会消费行为等环节采取约束性措施,规范企业和社会公众行为。同时,抓好资源节约和环境治理专项检查,促进钢铁工业循环经济工作深入开展。
(三)发挥规划的指导、引导作用。钢铁企业要认真贯彻落实《*市“十一五”时期循环经济发展规划纲要》、《*市钢铁工业结构调整实施方案》,深入开展钢铁工业发展循环经济的专题研究,重点围绕节能、节水、降耗和提高资源利用效率、推行清洁生产、加强污染治理等方面,谋划企业中长期发展战略,调整企业发展方向和重点。
(四)加大政策支持力度。发挥政府投资对金融贷款和社会投资的引导作用,对循环经济重大示范项目,通过市级技改贴息、资源节约、科技三项经费等财政专项资金,进行直接投资或资金补助。完善促进循环经济发展的价格和收费政策,发挥市场配置资源的基础性作用,通过执行用水、用电差别对待政策和依法征收超标排放企业排污费,调节落后钢铁企业的生产成本,促其尽快改造升级或退出市场。对钢铁企业资源综合利用项目,在税收减免上给予支持;对企业利用余压和煤气发电,在机组并网上给予支持。
(五)建立钢铁循环经济的技术支撑体系。支持企业在清洁生产、加强环境保护、资源节约与综合利用、降低能源消耗、提高生产效率、改善品种质量等技术方面,提高自主创新能力,加强对行业循环经济发展具有带动性及关键技术的创新攻关,以引进先进设备、消化创新关键技术为重点,掌握一批循环经济专有技术和核心技术。鼓励企业加大资金投入力度,加强技术集成,加快技术更新改造步伐,逐步形成完善的能源梯次利用、资源循环利用、生产高效清洁的企业循环经济技术体系,为行业循环经济发展奠定良好基础。
关键词:现代城市生态设计理念上海世博公园生态系统
中图分类号: TU984 文献标识码: A 文章编号:
上海世博贡公园是我国在世博会背景下建设的一个典型的公园绿地,为上海添加了一道靓丽的风景线。在上海世博公园的设计理念中,黄浦江所具有独特的潮汐现象是其中的重要组成部分,同时为了能够成功的举办世博会,迎接国际友人,公园的设计理念中不仅要添加上海世博的形象特征,同时也要具有先进的生态恢复系统理念设计。本文通过上海世博公园中山水系统的设计理念,来对现代城市的生态理念进行有效的探讨与分析。
1生态设计理念
1.1生态设计含义
在1996年生态学家已经对生态设计做出了明确的判断,瑞恩和考恩明确的定义出:任何能够与生态过程相协调,对环境生态系统的影响能够达到最小的设计形式都可以称为生态设计,与环境生态相协调,也就是所谓的设计者在进行设计时要尊重物种的多样性,不要一味的对自然资源进行剥削,要保护环境生态的发展,使营养和水循环能够得到基本的保证,同时也使的环境能够达到生物生存的基本质量标准,这样才能够设计出适合人类居住的健康环境。生态的设计不是某人或者某种职业相应的专业技能,它代表着一种能够与自然环境相协调的一种表达方式,是对自然环境的一种有效的适应,是设计的理念能够与自然环境有机的结合,不能够影响到自然的生态发展。
1.2生态设计的基本原理
生态设计是以往传统设计与自然环境相协调的一种新型设计理念,使自然生态环境与艺术设计都能够在设计中得到充分的表现与衡量。生态设计的基本原理包括以下几点:
(1)生态设计要符合地方性的特点,要集合地方的所在环境进行相应的设计。符合地方的特点,首先要尊重地方的传统文化和基本的乡土知识,其次要从地方的自然环境下手,符合当地的自然过程,最后要以可持续发展利用、保护性的设计理念对待当地的乡土材料。
(2)生态设计要保护和节约当地的自然资源,其中主要包括当地的不可再生资源,使其能够得到循环利用,同时在进行生态设计时要尽量的提高资源的使用效率,使资源的浪费达到最低点。
(3)生态设计要利用自然的生态系统,设计时需要将人的因素、自然的因素有机的结合起来,使人能够和自然具有共生合作的关系,使人能够融入自然,充分的利用自然生态系统的作用。
(4)生态设计要充分的表现自然生态,也就是在设计时要有机的将自然的生态系统表现出来,使其真正的成为设计过程中的景观生态设计环节。
2生态设计理念中各个环节的表现形式
进行生态设计根本上讲就是利用自然生态系统的基本效应,从生态的维持循环系统下手,使设计的结构能够形成自然系统之间的动态平衡发展与协调发展。在上海世博公园处的滨江带,地理位置的生态环境明显的是处于湿地系统中的陆地系统与水域系统的交叉地带,属于水路过渡性的生态系统。在进行上海世博公园的设计中,滨江带公园的设计充分的体现了水路过渡生态系统的特性,对当地的地理环境进行了有效的规划,在设计中引入了大量的曲线异性活动空间设计,其中设计了大量的交叉花带、灌木带,同时也设计了水滩、绿岛进行了有效的协调配合,使公园的设计与当地的自然生态系统得到了充分的融合,形成了一种以自然生态系统为基础的公园生态系统。
2.1山体地形的生态表现形式
设计师在进行设计时,首先从“水滩”下手,根据防洪减排的基本知识以及高价立体交通的利用,在对当地地理位置以及生态系统进行充分的分析后,设计出从基地的东西两端向中部进行推土造山的设计,使公园的地形具有“山”的起伏之势,这样利用了山体台地的艺术形式达到了垂直防护墙的基本作用。
2.2水系规划的生态表现形式
设计师在进行水系设计时,充分的利用了当地的自然资源,使黄浦江的水引入了公园 ,利用了水冲刷的原理来增添公园的景观特色,使公园具有动态流景。在进行水系的引入中,公园的西端分散性的引导至公园东端,与公园的山形成山水环绕之势。公园的水系规划中,将水滩规划为景观重点,同时在公园水系的西段设计为自然的湿地水系,东段设计成硬底人工浅水系,同时在水系两岸利用科学手法进行人工造雾,给公园带来了一道迷离的风景线。
2.3水体设计的生态表现形式
水系的西段为自然的湿地水系,设计师为了能够保持此地的生态系统,根据水系区域不同的深度以及水面的形状植入了相应的水生、滨水植物,来对其保证基本的自然生态系统,同时也不会影响到黄浦江的自然水系生态系统。
3生态设计理念的应用
3.1水净化系统的应用
设计师在进行公园水净化系统的应用中,主要体现在了雨水的储存与利用以及污水的收集与处理两个方面。世博公园中雨水的利用具有两种设计形式,其一手法为渗透利用,就是雨水通过绿化地带以及相应的辅助措施将雨水通过土壤渗透到地下水层,可以达到自然界水系统的循环形式。其二为储存利用,将雨水利用设定好的排水设施引流到储水槽内,可以对公园内的绿地进行灌溉,也可以通过湿地水系再次净化成景观用水,也可以直接用于生活用水。世博公园对污水的处理是通过污水处理站进行处理的,将公园内部产生的污水引入到公园西侧的污水处理站,进行污水处理,其一可以达到水资源的再利用,其二可以避免对黄浦江水系的污染。
3.2水循环系统的利用
世博公园中水循环系统主要指的是黄浦江水系的利用,将黄浦江的水通过净化设备、湿地系统进行净化,从统一标高的水道从西往东引流,再利用水泵将其引向高处,产生水位差,水就可以从东向西回流,再经过湿地系统、净化系统流回到黄浦江中,达到世博公园的水循环。
3.3水系的巧利用
公园内部,由于在世博会器期间需要进行缩水扩大人们的活动场地,在此有以下两种水系的巧用方案。
方案一:直接将驳岸设计成休息台阶或者破地,将硬质池底设计成下沉活动场地,在会间可以去掉水系的引流,使其能够成为人们的活动场所。如果不需要大量活动场地则可以再引入水系,形成水面。
方案二:在会间可以在水面上直接铺设打孔钢板,提供活动场所的同时也可以利用板下水系进行钢板的降温,做出人性化的处理,如果不需要可以直接撤掉。
4结束语
上海世博公园的规划建设贯彻了自然生态的设计理念,做到了“依山傍水”的园艺设计,是生态理念在现代公园设计中的应用的重要代表,给生态设计理念在现代公园设计中的应用提供了重要的参考价值。
参考文献
关键词:冲灰水;故障原因;阀门
中图分类号:TS737文献标识码: A
冲灰水系统概况
我厂现有两套相对独立的冲灰水系统,两套系统均采用开式循环的运行方式,目前每套系统都能独立满足机组运行需要。锅炉部分冲灰水主要用于水封用水、灰斗浇灰用水和灰沟冲灰及输渣用水。输出灰水经各台机组渣浆泵加压输送到浓缩池进行澄清,经过对灰渣沉淀后再将浓缩池上层清水由泵送回冲灰水系统中,不足部分由给水泵补充。
工艺原理
锅炉排出的渣和灰用水冲到灰渣池然后用冲灰泵经输灰管道输送至贮灰场灰水在贮灰场澄清分离后的上层清水汇集至回水池然后用回水泵升至厂内清水池再用灰水的回收率一般在50%以上。灰水循环可根据灰水性质分为酸性和碱性水循环两种方式。灰水碱性氧化物高的在循环过程中冲灰水的pH值和钙便会逐渐上升便形成一种碱性水循环,如不进行处理,冲灰管和回水管都会结垢,所以灰水循环要有防垢措施。有的电厂采用灰水管前处理,高pH闭路运行方式。即灰水在进入灰浆泵前,先在灰浆池用压缩空气进行强烈搅拌,使灰中游离的氧化钙迅速溶解出,促使碳酸钙提前结晶,从而使灰水系统达到基本稳定,管道中不再有碳酸钙结垢。
但是,火电厂除灰系统结垢冲灰废水pH超标一直是难于解决的问题。该工艺为解决这两个问题提供了一个简便的方法。根据飞灰中碱性物质的量,建设一个小型的部分烟气脱硫系统,不需投加脱硫剂。即可解决除灰系统的问题又可脱去部分烟气中的SO2,一举两得,其运行费用少于目前专冲灰系统防垢和水质处理建立的系统运行费用。由于设备简单,其投资也不高。 但是该工艺的工业设备运行也存在一些问题。首先是腐蚀问题,因该工艺要求低pH运行,因此设备腐蚀严重。对于新建成电厂,除了可以在设计时即考虑防腐问题,避免系统腐蚀外,由灰和烟气本在一个通道,若能考虑除灰-脱硫一体化工艺工业的实施,对优化燃煤电厂除灰、脱硫系统工程的运行工况,是十分有利的。其次是so3- 的氧化,除灰-脱硫一体化工艺在理论上是成立的,工业运行也证明是可行的。且系统简单,投资少,运行费用低的特点,作为简易脱硫系统是有应用前景的,值得深入研究。
冲灰水系统存在问题
经过长时间的运行,锅炉部分冲灰水系统各处管路均不同程度的存在各种问题,现总结如下:
3.1、冲灰水系统管路中灰份较多,易造成管路堵塞且管道结垢较为严重。通过与运行人员和发电部专工沟通了解,现厂内6台给水泵中仅有2台可正常投入使用,其他均因管道堵塞而无法正常启动。排渣沟冲灰水喷嘴和管道经常堵塞,造成冲灰水量减小,灰渣无法及时排除。严重时导致灰渣漫出灰沟,对运行和检修人员均增加了额外的工作量。
3.2、冲灰水系统中,冲灰水母管管道上阀门损坏严重,目前绝大多数阀门均隔绝不严,一旦发生因管道堵塞影响机组运行的情况,系统隔绝不严将给检修工作带来诸多不便,严重影响机组安全运行。
3.3、冲灰水系统中管道管壁磨损严重,因冲灰水中固体颗粒物较多,对各处管道内壁均造成不同程度的冲刷,仅本月在#4机组同一冲灰水管道上已经发生两次管道管壁泄漏。
3.4、现厂内两套冲灰水系统虽然均能单独满足机组运行需要,但是在目前的机组运行中两套冲灰水系统均处于运行状态,且无法停止其中一套系统运行。对我厂机组运行的可靠性和经济性有所影响。
3.5、炉膛水封用水水量较小且水封槽内积灰严重,对炉膛负压的保持带来隐患,影响机组安全运行。在每次停炉时均要进行清理,增加了检修作业的工作量。
冲灰水系统问题分析
4.1、灰水排放入浓缩池中后,因灰水为平流自然沉淀,且水量大、沉淀时间短,造成灰水中灰渣与水难以完全分离。当未沉淀灰渣输入冲灰水系统后,首先造成了对管壁的冲刷,使管壁减薄;其次在管道的盲肠段和管道变径处,如停运给水泵出口处灰渣堆积造成堵塞,冲灰水喷嘴经常因堵塞需要疏通;再次在管道中流速较慢的管段形成结垢,使管道内径减小,从而增大了泵的出力造成电力浪费;最后,因厂内冲灰水系统中绝大多数阀门均为闸阀,在阀门常开的情况下灰渣容易在阀门下密封面槽内堆积造成阀门无法完全隔绝。
4.2、在生产现场可以发现,运行人员在使用过程中冲灰水系统的阀门有的并不是处于全开或者全关的状态,在许多地方运行人员均将阀门用于调节水量。因为闸阀并不能用于介质流量的调节,所以若使阀门长期处于部分打开状态,易使阀门内部闸板严重磨损,从而使阀门在全关状态下无法完全隔绝。
4.3、两套冲灰水系统不仅在母管上加装了联络管道,而且在母管到各台机组引出管上也加装了联络门。但是在经过长期运行后,造成现在联络门隔绝不严,使本来相对独立的两套冲灰水系统无法单独使用和停运。
改进方案
5.1、从上述分析中可以看出冲灰水系统中存在的大部分问题其主要原因是冲灰水中所含灰分较多,灰分中所含成分主要是不溶于水的CaCO3和微溶于水的Ca(OH)2,其中主要是CaCO3,其转化过程如下:
根据上图中反应机理,只要中断其链式循环反应中任何一个环节均可以达到防止管内灰垢生成的目的。归纳起来主要有化学和物理两种方式:
5.1.1、化学方式
加酸处理法:定期在灰水中加入适当的盐酸或者硫酸,中和灰水中PH值,溶解其中不溶于水的CaCO3和微溶于水的Ca(OH)2。但是存在管道腐蚀的弊端,且灰水量很大,所需加酸量也较大,费用高。
炉烟处理法:这种方式是利用炉烟呈酸性的特性,减缓灰水结垢和降低灰水PH值。但就已经使用的电厂情况看,这种方式处理效果波动较大。
管前预结晶法:这种方式是提高CaO的管前反应速度和CaCO3结晶速度。例如采用搅拌方式或者增大浓缩池体积等。
5.1.2、物理方式
机械除垢法:该方法包括高压水射流清洗、弹丸冲击除垢法和水力机械除垢法等。
磁化处理法:其机理在于用磁场对灰水中离子产生作用,改变其结晶速度和晶粒结构,使其变的松软而能随水一起流出。
5.2、根据我厂两套冲灰水系统,且均能独立满足机组运行的实际情况。建议拆除原有两套系统母管上联络管,在各机组引出管联络管处加装堵阀。使两套冲灰水系统形成各自独立的循环模式。可以在一套系统正常运行的情况下,定期对另一套系统进行管道疏通和阀门的维修。
5.3、对于需要调节水量的部分,如浇灰水分门。采用球阀替代闸阀调节水量,减小对阀门的磨损。
结束语
火力发电厂在生产电能的同时产生大量含灰渣废水污染环境,为了减少对环境污染,就必须对废水进行处理达到再利用的目的。而提高全厂冲灰水系统的经济性和可靠性是非常必要的。
参考文献:
[1]殷春玉.浅谈燃煤电厂冲灰水处理[J] 四川电力技术,2003(1)25-26
【关键词】绿色建筑;住宅;节水设计
引 言
当前,我国的水资源利用率远低于世界平均水平,很多建筑由于缺乏必要的节水设计,造成大量的水资源浪费,既提高了建筑使用者的经济负担,也增加了我国社会的水资源供给压力,绿色建筑住宅的节水设计是保障建筑节约水资源的重要工作,目前已经引起了我国建筑住宅设计领域的重视。
一、绿色建筑住宅节水设计的重要意义
绿色建筑的含义不是指建筑装饰的颜色或建筑外部绿化的程度,绿色是一种环保节能的象征,而绿色建筑理念的核心,就是对水资源的节约,水资源节约可分为两个方面,一方面是避免水资源的过度浪费,另一方面是提高水资源的整体利用效率。水资源的循环使用是绿色建筑节水设计的关键,另外,绿色建筑在我国拥有良好的发展前景,节水设计的优劣直接关系到绿色建筑的发展,我国的大城市人口近些年来呈现大幅度增长,人口密度的提高很大程度上加大了水资源的供给压力,据国家能源机构统计,我国大城市的人均水资源占有率,仅为世界平均水平的四分之一,世界上十三个水资源稀缺国家就有一个是中国,尤其是中国的大城市,有一半以上处于缺水状态,水资源的稀缺既包括本地区自然储水量不足,也包括水资源质量较差,不能够保证工业民用供水,因此,我国的水资源人均占有量较低,分析绿色建筑住宅的水资源节约措施,对提高我国水利用率十分重要。
二、绿色建筑住宅节水设计的具体要求
(一)保证节水设计方案的可行性
绿色建筑住宅的节水设计方案制定必须以充分的材料为基础,邀请专业人士进行节水设计方案可行性分析,并且对水资源供给方案的科学性进行审查,保证水资源能够高效循环利用,还要对市政污水排放量进行统计,切实提高水资源利用效率。
(二)提高市政供水的科学性
要加强对市政供水压力的研究,确保充分利用供水压力将水资源及时有效的进行供给,避免供给过程中的能源浪费,对于建筑高度较大,供水压力需求较强的建筑,要将其区分为若干部分进行供水,尽可能降低供水能耗。要对废水回收进行科学的计算,计算的公式为:
Rr=Qu/Qy×100%
Rr为废水回收率,Qu为实际用水量,Qy为收集水量。另外。要根据供水压力的特点选择供水设备,并且深入分析供水设备的能耗情况,保证供水设备的运行效率,要加强对冷却水循环利用的重视,将冷却水通过处理之后运用到洗车和灌溉等方面,提高水资源利用效率,要注重将雨水进行收集和重新利用,提高供水科学性。
(三)新型供水方式
灌溉用水是绿色建筑住宅水资源消耗较大的方面,在绿色建筑供水过程中,要使用微灌、喷灌等方式进行灌溉供水,避免直接灌溉造成水资源利用率低下,切实提高水资源的利用效率。要科学的控制供水压力,确保水资源能够充分被植物吸收。
三、绿色建筑住宅节水设计的主要内容
(一)提高市政供水管网利用率
绿色建筑住宅的节水设计初期要充分考察建筑所在区域的市政供水管网分布情况,充分利用已建官网水压机水量,简化供水管道设置,避免水资源在供给过程中出现流失,科学的配置供水压力,建筑的低层使用直接供水方式,减少水资源供给能耗。建筑高度超过20层,要将供水压力控制在100Pa,建筑高度超过30层,要控制在150Pa.建筑高层要根据水资源具体需求设置供水设备,如果绿色建筑所在地区的市政管网较为密集,可以考虑使用叠压供水,以此提高水资源配置的科学性。要尽可能使用变频水泵作为供水设备,通过调整水泵的功率实现供水能耗的控制,研究表明,使用变频式供水设备能够使供水设备的电能节约10%-40%。要分析绿色建筑不同部分的用水消耗情况,绿色住宅建筑卫生间水资源消耗量为21L,厨房消耗量为20L,洗浴消耗量为29.3-33L,洗衣物消耗量为22.7-24.6L。
(二)提高水资源循环利用率
水资源循环使用既包括对雨水等资源的收集处理和再次使用,也包括对热水能源的高效利用,首先,要改良绿色建筑住宅的供水材质,选取保温性良好且抗腐蚀性较强的材质作为绿色建筑的供水管材,在保证热水资源的热量不会过多散失的情况下,避免管道因腐蚀而导致水资源浪费【1】。另外,要对绿色建筑住宅的水表进行改良,使用新型水表对水资源利用量进行严格的控制,切实保证绿色建筑使用者节约水资源。利用水表对水资源进行调节的公式为:
V=(1-α)1.5×Qmax×Tc
V为管道容积,Qmzx为上游管道流量,单位m3/s,tc为水表效率,α为程度系数【2】。要增加绿色建筑住宅所在小区的进户水表数量,并且定期检查每一户的水表显示数字,以便对供水管线的漏水情况进行排查,要提高水表指示针的敏感性,根据供水管道的型号配置与其相适应的水表,避免水表体积较大无法对微小水流进行统计,以便提高供水造价的科学性,有效提高绿色建筑住宅的水资源利用率。
四、绿色建筑住宅节水新技术
(一)水龙头的配置
普通的水龙头既容易出现漏水等问题,也容易造成开关过程中水资源的浪费,因此,要使用新型水龙头取代传统的水龙头,充气水龙头是较为理想的水龙头,研究表明,使用充气水龙头能够将水资源节约率提高30%-50%,既使是非专业人士进行操作,也能将节水率控制在20%-30%,充气水龙头最佳节水位置是传统水龙头水资源消耗最为严重的位置。
(二)冲水装置的配置
绿色建筑住宅卫生间的冲水装置要尽可能选取容积较小的水箱,研究表明,6L左右的水箱最适合作为普通卫生间的冲水装置【3】。要使用多档位的冲水装置,配冲水量在9L以上,并且配置冲水器的配套设施必须符合国家建设部的相关政策法规要求。
结束语
我国正处在工业化发展的关键时期,各类能源供给较为紧张,水资源作为保障工业生产和居民用水的重要能源,其节约设计一直是建筑住宅设计工作的重点,目前,我国政府加强了对环境保护工作的重视,社会各界的节能意识也逐渐提高,绿色建筑作为环保节能型建筑,其节水设计工作尤为重要。
参考文献
[1] 许萍,等.节水型水龙头普及中的问题及建议[J].给水排水,2013,10.