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大气中二氧化碳含量增加致使全球气候变暖而引起的“温室效应”,是导致诸多物种消亡、自然灾害频发、海平面上升等异常自然现象的罪魁祸首。
减缓全球变暖的根本性措施,就是避免过多地燃烧矿物质能源,同时最大限度地减少大气中的二氧化碳。1992年,联合国通过了《联合国气候变暖框架公约》。1997年,为落实公约而制定的《京都议定书》形成,并于2005年生效。《京都议定书》规定,所有发达国家在2008年到2012年间,必须将温室气体的排放量比1990年削减5.2%,同时规定了包括中国和印度在内的发展中国家的相应义务。《京都议定书》提出了实行减排的两种办法,一个是直接减排,即对现有的工业企业加大技术改造,限制、改造高污染、高耗能的企业;另一个是间接减排,这就是在发达国家或者发展中国家实行造林、再造林(2005年以后所造林),增加森林面积,提高森林的吸碳固碳能力。
实现节能减排目标面临巨大压力
煤、石油等矿物质能源具有不可再生性。中国矿物资源相对贫乏,同时又是能源消耗大国。矿物质能源的大量消耗,造成了严重的环境污染。虽然从人均二氧化碳等主要污染物的排放量看,中国目前仍低于世界平均水平,但排放总量已仅次于美国,居世界第二位。而且随着经济规模的不断扩大,我国的温室气体排放将面临来自国际社会的更大压力,同时需要承担更多的减排义务。
与此相矛盾的是,如果在加速实现现代化进程中,单纯依靠减少矿物质能源消耗的手段节能减排,将导致经济增长滞缓的风险。有人测算:如果我国的煤炭使用量降低一个百分点,二氧化碳的排放量将减少0.74%,而GDP将下降0.64%,社会福利将降低0.60%,同时还将减少470多万个就业岗位。
我省作为全国的老工业基地之一,重工业在整个工业结构中占很大比重。同时湖北又是煤炭、石油资源严重不足,能源长期依靠外调的省份。在超排放、高耗能问题一时难以解决之前,重工业一方面支撑着我省经济的高速运行,另一方面又给能源供应和环境保护造成了极大的压力,使节能减排任务变得异常艰巨。
森林对于节能减排作用显著,潜力巨大
面对重重困难,正确的抉择就是在抓好工业降耗减排的同时,充分发挥林业的生态功能,以有效化解工业增长所带来的负面影响。
森林是地球上最大的固碳库。全球森林面积尽管只占全球陆地总面积的1/3,但每年吸收的二氧化碳却占生物固碳总量的4/5;1公顷的阔叶林在生长季节中,每天可以吸收1吨的二氧化碳;森林每生长1立方米木材,就能吸收1.83吨二氧化碳,同时释放1.62吨氧气。
森林还是发展替代能源的重要资源库。节能降耗的重要途径,就是发展替代能源。林业生物质能源完全可以满足这一要求,它是通过各种技术手段,将森林生物质转化为液态(燃料乙醇、生物柴油),固然(成型燃料),气态(沼气等可燃气体)以及直接燃烧的热能和电能。与矿物质能源相比,林业生物质能源具有清洁、安全、可再生、低成本等显著优点。
通过发展林业、增加森林来间接实现节能减排,不仅成本低、可持续、基本无污染,而且还能为社会提供丰富的林产品和多样化的生态、文化产品,可谓一举多得。
多种树、管好林是节能减排的有效途径
长期以来,我省林业建设不仅为国民经济和人民生活生产了大量的木材及林副产品,而且有效地保障了三峡、南水北调等大型水利枢纽工程的安全,极大地改善了工农业生产和人民生活环境,为间接实现降节能排做出了不可替代的贡献。为使我省林业在节能减排中做出更大贡献,当前要切实抓好以下几个方面的工作:
──利用有利的国际环境,推进碳汇造林项目。所谓碳汇,主要是森林汇集二氧化碳的能力。《京都议定书》确立的清洁发展机制(CDM),鼓励各国通过造林绿化来抵消一部分工业源二氧化碳的排放,允许发达国家在发展中国家实施林业碳汇项目,通过造林、再造林获得碳汇来抵减其承诺的温室气体减排量。中国是世界上宜于实施碳汇造林项目的最大发展中国家,我们将立即行动,积极向世界银行和联合国有关机构争取项目,推进湖北的碳汇林建设。
──营造生物质能源林,发展林业生物质能源。湖北气候温暖湿润,黄连木、油桐、乌桕、油茶等高能量的木本油料植物资源丰富,具备发展林业生物质能源的有利条件。我省尚有宜林荒山、荒滩800万亩,可供造林的低山丘陵300万亩,25度以上的陡坡耕地800多万亩,生物质能源林建设有着较大的发展空间。
──大力开展植树造林,加强森林资源管护。要通过实施好退耕还林、天然林保护、生态公益林、长江防护林等林业重点工程建设,以大工程推动营造林,扩大森林面积。同时要持之以恒地开展全民义务植树运动,加快国土绿化进程。要切实加强森林和湿地的保护管理,巩固和增强我省森林与湿地系统的固碳能力。
【关键字】:节能减排;清洁发展机制(CDM); 合同能源管理(EPC)
【 key words 】 : saving; The clean development mechanism (CDM); Contract energy management (EPC)
人口、节能和环保是当今世界各国普遍关注的三大社会问题,直接影响到人类社会的可持续发展。随着近几年全球气候异常,重度污染,温室效应,生物多样性减少,酸雨问题凸显,地球荒漠化加剧等生态的演化,为人类对能源的开发利用以及污染物的排放敲响了警钟。世界污染严重的20个城市中,中国占16个。在中国,以煤为主的一次能源结构造成严重的环境污染。酸雨率占全国的40%,而二氧化硫排放量的90%来自于燃煤,生态破坏造成的经济损失已占GDP的8%,能源危机及环境污染已经严重威胁经济和社会的可持续发展。
如何将节能减排工作贯彻落实到煤炭资源的有效开采中,一直是煤矿企业普遍关注的问题,寻求行之有效的途径对于落实节能减排工作更为重要。
1 建立节能减排管理体制
煤炭企业要积极构建节能减排全面管理体系,以体系化管理保障节能减排全面、快速、持续开展。
1.1建立节能减排专项工作领导管理机构。组建以总经理为组长的节能减排工作领导小组和日常管理工作机构,明确各有关部门在节能减排方面的主要管理职责,形成强有力的节能减排工作组织管理体系。
1.2健全节能减排计划管理和目标考核体系。制订《节能减排实施方案》,构建完整的节能减排规划计划管理体系;建立健全以节能减排指标、节能减排管理职责履行、节能减排合理化建议、节能减排工艺项目、节能减排规章制度执行等为主要内容的考核办法,形成 “横向到边,纵向到底”的节能减排目标考核体系。
1.3建立能源消耗定额标准;建立明确职能管理部门、基层(使用)单位节能减排的统计体系;分别从能源计量、统计、消耗限额等方面量化标准。
2 加大投资力度以增加节能减排技改工程
加大节能技改投资力度,推广节能新技术、新工艺、新设备用于煤矿建设开采中,是煤矿企业重点落实节能减排工作的主要方法。比如从节电方面,淘汰老型号高能耗变压器,推广应用各类电容补偿器,增装电机变频调速装置、矿井主变配电系统自动化改造、建立瓦斯发电厂,推广瓦斯发电等。从节水方面,根据水泵测试效率变水泵维修为更换新型高效水泵,井下主排水系统节能改造,澡堂太阳能利用等。还有矸石砖厂余热利用、电厂循环冷却水供暖改造、锅炉技改,洗煤过程的集中控制系统改造等大型节能降耗项目等。
3 创造条件参与“清洁发展机制(CDM)”
清洁发展机制,简称CDM(Clean Development Mechanism),是《京都议定书》中引入的灵活履约机制之一。核心内容是允许附件1缔约方(即发达国家)与非附件1(即发展中国家)进行项目级的减排量抵消额的转让与获得,在发展中国家实施温室气体减排项目。
环境保护一直以来就是我国的基本国策。借鉴国外的经验教训,引进和吸收国外先进的技术和资金,走新型工业化道路,实现经济、社会和环境的协调和可持续发展是我国政府长期坚持的战略目标。而实施CDM项目,在帮助附件一缔约方以较低的成本实现其减排温室气体承诺的同时,可以通过先进和适用技术的引进促进中国实施可持续发展战略。是一种双赢的活动。
我国被视为最具潜力的CDM市场,约占全球市场的40-50%。通过CDM项目的实施,可为我国企业带来先进技术和先进管理理念,促进企业规范管理,走可持续发展之路,极大地提升企业形象,增强企业竞争力,为国内企业逐步做大、做强,走向国际市场提供良好机遇。CDM项目作为“双赢”的机制,为中国走可持续发展之路提供了良好的契机。CDM为我国的能源、化工、建筑、制造、交通、废物处置、林业和再造林及农业等领域带来了广阔的投资机会。煤层气(煤矿瓦斯)抽采和利用、矿井乏风瓦斯的利用等都是有前景的CDM项目。要将潜在的市场变为现实的市场还有大量的工作要做,如进一步完善CDM项目的管理办法、审批程序和相关的政策,建立中国自己的项目咨询机构以减少交易成本,提高企业参与的积极性等。
另外根据EB(执行理事会)的规则,只有2000年1月1日以后投入运行,并在立项时考虑了CDM的项目才可成为CDM项目。因此,在项目前期可行性研究阶段就应创造参与CDM的条件。
4 积极推进“合同能源管理(EPC)”健康发展
所谓“合同能源管理”(EPC――Energy Performance Contracting),就是指由节能专业服务公司带资金、技术为能源用户实施节能改造提供诊断、设计、融资、改造、运行、管理一条龙服务,它可以为能源用户减轻节能技术改造的资金负担和投资风险。这是能够使合作双方实现共赢的模式。一方面,企业可以不花一分钱,就能将现有的落后设备改造成节能设备并能从中获益;另一方面,节能专业服务公司也可通过对节能收益分成,来实现自己赚钱的目的。基于这种机制运作、以赢利为直接目的的专业化“节能服务公司”(在国外简称ESCO,国内简称EMC公司)的发展亦十分迅速,尤其是在美国、加拿大和欧洲,ESCO 已发展成为一种新兴的节能产业。
由于我国能源消费量大,利用效率落后于国际先进水平大约10%左右,存在着巨大的节能潜力和广阔的节能市场。基于市场的合同能源管理机制适合中国国情,不仅颇受广大耗能企业的欢迎,其他如节能服务机构、能源企业、节能设备生产与销售企业、节能技术研发机构也非常欢迎,同时也引起不少投资机构的兴趣。
从先进国家的经验来看,合同能源管理从起步到发展壮大,离不开政府的支持和引导。而且发展节能产业最终受惠的不仅仅是有关企业,而是整个社会。所以,节能服务具有公共事业的性质,应在财政税收等方面予以支持。此外,合同能源管理模式具有前期投资大、回收期长的特点,需要较大的融资支持。此外,政府应在规范节能市场方面做一个“引路人”,建立节能长效机制,出台鼓励推进合同能源管理的“管理办法”,设立相关管理机构,包括技术研究机构、评估检测机构,为企业和能源公司制定游戏规则,从而让其健康发展。
5 做好统计工作
能源统计是运用综合能源统计经济指标体系和特有的计量形式,是采用科学统计分析方法研究能源的勘探、开发、生产、加工、转换、输送、储存、流转、使用等各个环节运动过程、内部规律性和能源系统流程的平衡状况的数量关系的一项专门统计。
企业要配备具有一定统计工作能力的专业人员进行节能减排统计工作,要求准确、及时、全面、系统地搜集、整理和分析整个能源系统流程的统计资料,及时反映能源经济的发展水平、能源经济效益、能源综合平衡状况等发展变化情况,为宏观决策和管理,为企业生产、经营管理提供统计信息和依据。
能源统计工作的程序:首先要确定统计体系范围,建立统计指标和指标体系,制定收集整理数据的方法;其次对采集的数据进行加工整理,编制能源统计报表,计算各类能源的综合指标。再次绘制综合平衡分析图表、对所调查的能源西工进行综合分析评价,最后将结果报送各有关部门。
6 培训、宣传
如何将节能减排形式的严峻性、紧迫性、必要性深入人心,如何将节能工作与个人生活紧密相连,而不把节能减排当成一项工作,一个流行口号,宣传是尤为重要的。宣传让我们知道肆意浪费是可耻的,宣传让我们知道如果没有节能意识,地球资源就会枯竭;不论是什么人,不论是在什么岗位上工作,每个人对节能都责无旁贷、义不容辞。
中图分类号:F206 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)06(b)-0127-01
随着我国社会的迅猛发展,我国经济技术快速增长的同时,资源环境与经济发展存在的问题越来越突出。党的十已经明确指出,我国要实现可持续发展战略目标,必须实行节能减排,保护环境,节约能源已经成为人们的共识。信息化技术的应用,能够使得社会生产力以及生产效率有大幅度的提高,因此,对于我国节能减排,实现可持续发展来说,信息技术无疑有着非常重要的作用。
1 基于信息化技术实现节能减排的原则
基于我国节能减排的要求与目标,构建和健全通过信息化技术实现节能减排的相关制度与体系;对于具有共性的关键节能减排信息技术的开发以及节能减排产品的信息化要进行大力的扶持和鼓励;对于具有高污染,高能耗的企业,要对其进行大力的引导,使其通过信息化技术的推广,实现企业的节能减排;对节能减排领域中具有代表性的技术,信息要进行大力全面的推广;全面提高节能减排的效率,从而使得我国节能减排的目标能够顺利的实现,从而确保我国社会发展与环境的协调。
2 基于信息化的节能减排的途径
(1)基于信息化技术的发展,推进节能减排示范工程的建设。①通过信息化对企业节能实现促进作用。在电力,冶金,化工等高能耗行业中,选择若干家典型的企业,将对能耗数据的实时收集与分析,对能源利用进行综合的平衡与调度等进行监控,利用集散控制系统,信息集成系统,制造执行系统以及变频调速系统实现对能源的自动化监控,从而对企业的节能减排起到推动作用,将被选为示范的典型企业节能减排的节能目标制定为10%;②通过信息化对企业的减排起到促进作用。在建材,化工等高污染的行业中,选择若干家典型的企业,将对企业的污染物实时排放的数据的收集与分析作为重点,通过资源循环利用系统,集散控制系统,信息集成系统,模糊控制技术等对企业的排污进行监控,对于被选为示范的典型的企业的排污减排的目标定为10%;③通过信息化对市政公共设施节能起到促进作用。在每个城市选择若干个区域,将水电气行业管理分析软件,智能监控终端,智能计量表,传承传输设备的应用作为重点,在区域内能够实现供电,供水,供气的信息化与网络化,从而使得供电,供气,供水实现降低10%的节能;城市市政照明中,选择LED新技术,通过市政节能电工程的实施,实现降低30%的电能;④利用信息化对政府办公节能起到促进作用。在各级政府中,实施网络化协同办公系统,将政府的配电节能系统,中央空调控制系统,LED新光源照明控制系统,节能型计算机等技术作为节能的重点,在政府的办公中实施节能目标,在政府节能中实现降低20%电能的目标;⑤利用信息化对IT行业的节能起到促进作用。对于IT行业,选择若干家将制造执行系统,工艺流程的优化,绿色产品的设计,清洁化生产,分布式数控技术等作为节能的应用重点,其节能目标为降低10%电能。
(2)通过节能减排信息技术的开发,推进节能减排。以自主研发为主,不断吸收借鉴先进的节能减排技术和经验,将对资源的循环利用与优化,实时监控能耗和污染物的排放,城市水电气自动化控制,LED光源,RFID技术,企业能源管理及调度等信息技术作为节能减排信息技术应用的重点,从而大力发展节能减排技术及产品群。
(3)构建区域网格化节能减排监控平台,实现节能减排信息的整合。企业积极与政府合作,有效利用节能减排信息采集监控系统,不断完善节能减排监控平台信息,从而能够为政府实施节能减排战略提供依据和决策。
3 基于信息化的节能减排的对策
(1)强化组织协调能力。基于政府节能减排工作小组的统一领导,在节能减排中充分发挥信息化领导小组的积极作用,对基于信息技术的节能减排的工作进行统一的部署,对节能减排中的问题进行协调和解决。积极推进信息化节能减排的作用,确保节能减排目标的实现。
(2)不断创新工作制度。构建基于激励措施,应用体制与引导体制相结合的创新体制。在节能减排工作制度中引入合同能源管理等先进的节能减排模式;激励措施就是通过在信息化产业发展中设立专门基金,对节能减排企业项目进行扶持,同时,政府有关部门对于节能减排项目要给予政策鼓励,为企业节能减排提供配套措施,从而提高企业节能减排的积极性;引导体制就是政府通过节能减排信息产品,技术方案的推荐,对相关的项目进行支持。
(3)加强企业和高校,科研院所等的交流与合作。大力支持和鼓励企业积极主动的与高校,科研院所等进行交流与合作,基于市场环境下,对资源进行整合与优化,大力推进基于信息技术的节能减排服务机构的发展。利用市场化的运作,对节能减排起到推进作用,为企业的节能减排提供智力支持,从而使得节能减排项目的风险与成本都能够降低。
(4)加强科学的决策。由企业,科研院所,高校,政府的相关专家组成节能减排信息技术委员会,对企业中节能减排项目的实施与推广进行论证,评估以及技术支持。在节能减排工作的推进过程中,对申报节能减排技术,产品,应用等要进行科学的评审;对于正在实施的节能减排项目,要进行动态的检查与评估。
(5)加强对节能减排的宣传力度。政府要利用媒体,专家讲解,企业通过产品推介,现场交流等习惯是对信息技术推动节能减排进行多方位,多层面的报道,宣传,从而使得信息技术节能减排深入人心,从而能够为企业节能减排的实施提供良好的氛围。
4 结语
节能减排关系不但关系到企业的可持续发展,更与我国社会的可持续发展息息相关,因此,我国企业要加强自身节能减排的实施,与先进的信息技术相结合,实现节能减排的信息化,从而推动社会与能源的和谐发展。
参考文献
一、积极开展植树造林活动,加强生态绿化建设
全区现有林地面积2.28万hm2(34万亩),其中有林地面积1.90万hm2(28.3万亩),森林覆盖率达到50.8%,林木绿化率达53.7%,其中国有670hm2 (1.4万亩),集体1.63万hm2 (24.4万亩),个人1675hm2 (2.5万亩),以经济林(果木)为主。
在建设绿色生态普陀中,对公路两旁进行生态廊道,城镇周围景观林、沿海防护林、公益生态林及村庄绿化美化建设,建成海岛花园城市,做到进社区突出绿色景观,进庭院、渔农村庭院房前屋后宜树则树、宜花则花、宜草则草,逐步形成“春有花、夏有荫、秋有果、冬有绿”的乡村美景,在学校、企业、军营等种植合适的绿色植物,充分发挥绿化吸收CO2、补充O2、吸附和阻隔灰尘、降低噪音的效果,在绿色工作中,树木、苗费用由农林局承担50%,乡镇承担50%分摊,并进行奖励机制,实现了天蓝蓝、空气质量优的目标,提升了旅游城市的品位。
二、农业实施节肥节药
在农业生产中,推广节肥节药,提高化肥农药利用率,秸秆还田,低容量喷雾技术,使用杀虫灯330盏,每盏防治2.68hm2(40亩),防虫网6.7hm2(100亩),实施性引诱剂、黄板等无公害生产新技术示范,实施93.8hm2 (1400亩)性引诱剂示范方,黄板10000张,利用测土配方试肥3350hm2 (5万亩),0.067hm2(每亩)用肥从14.24kg下降到14.04kg,利用率提高1.4%,农药减量控害增效1675hm2 (2.5万亩),从0.067hm2(每亩)用药0.2kg下降到0.195kg,利用率提高2.5%,减少了农药化肥污染,改善了农业生态环境。
三、规模化畜禽养殖场,排泄物处理
全区已对100头以上的18个畜牧场按省政府“811”工程的部署,进行了能源生态型排泄物治理工程,建沼气池2690m3,年产沼气20万m3,受益农户400户,其中大型沼气工程2处,中型沼气工程7处,小型沼气工程9处,实施“干湿分离,雨污分流”,新建和增设了配套的贮粪房及暗沟与管道设施,实现了粪污“零排放”。
四、渔农村生活污水治理
为改变渔农村生活污水无序排放,改善农村生态环境,提高生活质量,使农民生活富裕、乡风文明、环境优美、社会和谐,以减量化、资源化、无害化、生态化的原则,对未纳入城市处理管网的城镇居民和农村分散的生活污水及公厕粪便进行处理,根据沼气工艺学与微生物学等综合技术合成,以厌氧发酵为核心技术的污水处理系统,采用“厌氧―兼氯―好氧”工艺,以分级自流、分级处理、逐段降解的特点,对全区79%的村庄实现污水治理,总池容达3.8万m3,受益农户10万人以上。
五、渔农机械节能技术得到推广
全区有1.4万台,70万kW以上的渔农业柴油机,推广节油技术、提高机具技术状态,达到完好标准,对减少废气排放有十分明显的效果。并且在不同的工作状态、施用节油技术,如一艘配套330kW渔网柴油机的渔船,在不捕鱼作业时,用中上油门转速行驶(600~700转/min)其耗油情况与184kW的柴油机高速行驶耗油相等。并且实施了柴油机废油回收,全年能回收废柴油机油400t以上,对使用20年以上的拖拉机进行强制报废,减少农机作业环节,推广新型机具等。
众所周知,随着我国“十二五”规划颁布以来,节能减排就已经被提上了日程。因为在人类发展的过程中过度关注经济建设而忽略了生态环境的保护,给我们周边的环境造成了毁灭性的的伤害,尤其是能源紧缺已经成为人们当前亟需解决的重要问题。而作为能源消耗大户―火电厂,我们务必要想方设法进行科学合理的节能减排而且刻不容缓。
1 火电厂节能的现实情况
电力工业已经成当前社会发展的关键性行业之一,尤其是改革开放以来,电力工业在发展中有着巨大的机遇,但是与此同时也面临着巨大的挑战。为了保证电力行业的健康持续发展,如今已经有多家火电厂采取各项措施来达到节能减排的目的,并目其中一些企业已经取得了不错的效果。但是有一点值得注意的是,当前我国电力发展与国外先进发达国家相比仍然存在着不小的差距,虽然我国的电力供应大致上处于平衡状态,但事实证明这种平衡是低水平的平衡,要实现电力行业真正节能减排我们还有很长的一段路要走,其中存在着一些亟需的重要问题,具体体现在如下两个方面:
(1)没有充分发挥我国市场经济的积极作用。就目前而言,我国部署节能减工作的过程中绝大多数时候仍然是单纯依靠法律的强制性手段,市场激励在其中所起到的作用微乎其微。通常而言,政府部门的强制性文件往往具有数量多、针对性差、内容繁杂的特点,外加在实施的时候会经常出现各种意想不到的问题,也同样需要耗费很高的成本投入。市场作为一只无形的手,其目前在节能减排中的力度不足,久而久之就会直接导致火电厂节能减排工作纯粹就是按章办事,效率非常低下;
(2)火电厂的节能设计不够合理。其中最为关键的问题在于火电厂的节能管理有待进一步完善。一般地说,火电厂管理层面对于与节能管理的意识都比较缺乏,他们往往不是特别重视节能的作用所在,火电厂在考核与评价的过程中并没有有效结合节能减徘和环境保护二者的关系,结果造成员工对节能减排认识不充分。除此之外,还有一个问题就是火电厂的人才结构不合理,经过调查显示,当前众多火电厂的高级技工和专业知识人员普遍比较缺乏,在生产运行的时候仅仅去重视安全生产而忽略了节能生产。
2 火电厂节能减排的有效措施
结合多年的实践经验,可以从以下三个方面努力。
2.1 加强节能减排的管理工作。
为了做好这份工作首先需要相关工作人员树立节能减排意识。具体地说,需要火电厂领导层根据实际情况设立专门的节能管理部门,并且制定出一些奖惩制度来规范以及激励工作人员的日常行为。其次是要统一部署企业的节能减排工作。具体地说,就是需要根据火电厂的实际制定出一套行之有效的节能减排考核标准,并且安排专业人士定期进行节能减排考核。除此之外,还需要进一步加强对生产能源消耗的监督与管理,如果一旦遇到问题要立即指出并且制定针对性的解决方案。另外,企业自身要想方设法提高整个企业内部工作人员的节能意识。为了做到这一点,火电厂应当大力宣传节能减排,鼓励相关工作员工参与各种节能工作。比方说办公室要最大限度的采用自然采光、采购节能产品、生产现场人走灯灭等等,通过这种方式让工作人员体会到节约
能源对人体健康以及企业发展的重要性,提升广大员工的节能意识。
2.2 创造良好的运行条件。
大量的实践结果表明,火电厂在实际运行过程中的运行条件能够在很大程度上影响能源消耗。具体要从以下几个方面进行:
(1)采取措施使锅炉内燃烧状况保持稳定。一般地说,就是相关工作人员需要想方设法合理控制过剩空气的系数。实践结果表明,如果过剩空气系数太小的情况下,会导致没有充足的空气与燃料颗粒产生物理反应或者化学反应,会造成燃料燃烧的不完全而带来浪费。但是如果过剩空气系数太大的话,由于空气过于充足也会造成风速过大,锅炉内气流速度比往常要高出许多,从而迅速带离锅炉中的燃料。鉴于此,工作人员应当选用过剩空气系数的时候一定要遵循科学合理的原则,以此来保证燃料能够充分燃烧,从而释放出足够的热量;
(2)定期处理炉内结垢。众所周知,锅炉运行一段时间以后,必然会产生一定量的结垢。因此工作人员应当定期清理凝结在受热面上的灰垢,并且根据规律制定合理的清灰周期并严格执行,以此来防止降低受热面的传热性能,从而保证锅炉的正常运转;
(3)合理控制锅炉气压。具体地说,当蒸汽压力太大的话必然会直接威胁到整个锅炉系统的安全,如果任其不管的话时间久了极有可能会因为压力超过额定范围而导致受热面爆裂,并且引发重大的安全事故。但是,如果蒸汽压力过低太低的话,虽然能够保证整个锅炉系统安然无恙,但锅炉的运行效率在很多时候并无法满足实际需求,这对节能减排是极为不利的。
2.3 科学管理燃料。
这需要工作人员在进行燃料采购的过程中在合理的前提下选用经济实用的燃料供应商,同时做好燃料的分析以及检验工作,通过这种方式防止出现工作上发生不必要的失误。除此之外,还需要对于入场的燃料进行检查并且仔细分类后,尽可能的分开堆放,另外对每批进场燃料建立详细完整的资料档案。可以根据实际工作情
况来确定各种类型煤炭的比例分配,并且严格按照所制定出来的正确比例进行科学配煤,通过这种方式保证燃料能够实现混合的均匀,提高燃料的利用效率。
3 结语
综上所述,随着科技进步和人们对能源的需求量越来越大,如今存在众多的火电厂面临着巨大的挑战,但是同时也带来了新的发展机遇。鉴于此,火电厂在发展的过程中一定要跟随时展的潮流进一步推行节能减排的工作理念,而且真正将其落到实处,最终达到节能减排的效果。
参考文献:
[1]杨代刚.火电厂节能减排现状问题及对策探讨[J].低碳世界.2013(08).
[2]孙林旺,王灵梅,武卫红,郭红龙.火电厂节能减排绩效考核系统的研究与实现[J].电站系统工程.2010(02).
一、把节能减排教育渗透到精彩的物理课堂教学中
新课程改革下的物理教学概念之一是从生活走向物理,从物理走向社会,这更要求我们的教学贴近生活、贴近实际。而物理是研究力、热、声、光、电现象的。涉及能源和环保方面的问题,为节能减排教育提供了丰富的材料和良好的条件。
1.节约用水
在学习《从水之旅谈起》这一章后,组织学生阅读课文、举出一些水污染和缺水的实例,条件允许的话播放一些视频资料,让学生了解我国是一个严重缺水的国家,水的需求量越来越大,许多江河湖海都受到污染,节约用水和减少污染,已刻不容缓,那么请同学们思考以下几个问题:
(1)在学校和家里有哪些浪费水和污染水的现象?
(2)学校和家里是否存在缺水和水污染的问题?
(3)通过课本“交流与讨论”教学生节水的妙招。如,①淘米水是很好的去污剂,可以留下来洗碗或者浇花;②洗手、洗脸、洗衣、洗菜的水都可以收集起来,用于洗抹布、擦地板、冲马桶;③衣服少时用手洗;④洗脸、洗手用小脸盆接住水,然后倒进大桶收集起来。
2.节约用油
近年来,燃油的供应越来越紧张,油价一再飘升,很多地方出现了排长队加油甚至无油供应的现象。“油荒”导致爱车族改乘公交车,出现望油兴叹的局面。因此节约、减排关系人人,人人都有责任。在学习了《热机》后,要让学生知道:内燃机是工农业生产、国防建设和交通运输不可缺少的工具,但同时它们排放废气和产生噪声,又是影响环境的重要因素之一。所以作为一名中学生既要做好宣传工作,又要有所行动,节约每一升油。例如,教育学生上学放学时,尽量走路、骑自行车或坐公交车,没有特殊急事,不要父母接送。
3.节约用电
在小学时,我们就学过“有了电,多方便,电的用处说不尽”,对此学生深有体会。
但学生对节约电的重要性认识不深,通过学习《电学》《能源家族》等课程,学生知道:电能,无法直接从自然界获取,大多须通过一次能源的消耗才能得到。目前我们国家用电紧张,采取“错峰用电”,但还是解决不了用电紧张的局面,所以我们应该节约用电。那么,怎样才能联系实际节约用电呢?
(1)在家或学校要随手关灯
养成随手关灯的好习惯,根据相关资料可知:每户每年可节约4.9度电,相应减排二氧化碳4.7千克,如果全国3.9亿户家庭都能做到,那么每年可节电约19.6亿度,减排二氧化碳787吨。
(2)合理使用电风扇
只要能满足纳凉的需要,风扇尽可能使用中、低挡风速,因为同一台风扇的最快挡与最慢挡的耗电量相差约40%,使用合理也能节电。
(3)合理使用空调
如:①夏季空调温度,在国家提倡的26℃基础上调高1℃;②选用节能空调;③出门前,提前几分钟关空调。
(4)合理使用冰箱
如:①每天减少3分钟的冰箱开启时间;②选用节能冰箱。
(5)合理使用电脑、打印机。
(6)合理使用电视机。
①每天少开半小时电视。
②调低电视屏幕亮度。
③音量调到适中。
二、把节能减排教育渗透到实验教学中
1.“变废为宝”,节约实验成本
生活中的许多废弃物,都是较好的实验器材,例如,废旧牙膏、易拉罐、矿泉水瓶、吸管、破气球等,利用它们可以做许多小实验、小制作。既廉价,又实用,既弥补实验器材的不足,又可以减少对环境的污染。平时教师要有目的地引导学生收集,需要时就可以选用了。
2.规范合理地使用药品,减少污染排放
实验后的废水、废物要回收处理。如,研究凸透镜成像规律时,不做实验时要及时熄灭蜡烛;酒精灯不用时要及时盖帽;研究物质的比热容时,可以用食用油代替煤油等等。
三、把节能减排教育渗透到习题中
习题既有巩固知识、检查教学效果、培养学生能力的作用,还可以对知识进行延伸。有目的地选择一些涉及能源和环保方面的习题,可增强学生的节能环保意识。
课本有些习题与节能减排有关,可布置学生认真去做,对学生的回答和作业,要积极评价,鼓励学生为节能减排献计献策,引导学生爱护环境,保护家园。
针对社会上热点、焦点的能源和环保问题,结合教学内容和学生的实际,编写一些富有知识性、启发性、实践性、创新性的题目,让学生思考练习,引导学生关注社会,自觉节能减排。
四、把节能减排教育渗透在课外活动中
通过课外活动,引导学生深入生活、走向社会、融入大自然,让他们亲身体验,自我感悟,加深认识,从而增强节能减排教育的针对性和实效性。
1.大力宣传
可以通过板报、广播、录像等形式,介绍当前能源的紧缺和环境问题,让学生充分了解节能减排的重要性,同时号召学生用实际行动参与节能减排活动。
组织开展以节能减排为内容的学校主题教育活动和学生社会宣传活动。采取各种学生喜闻乐见的教育和宣传形式,引导学生树立节能环保的意识,关注生活中的节约方式,学习和寻找节能的窍门和方法,熟悉要求、宣传群众、教育自己。
2.外出调查
结合教学内容,组织学生参观污水处理厂,深入大自然了解河流、湖泊等,让学生亲身感受能源的紧缺和环境保护的重要,同时利用所学的知识,提出合理的节能减排建议。
3.其他形式的课外活动
(1)组织开展“节能减排”主题班会活动;
(2)举行“节能减排手抄报设计比赛”;
(3)开展“节能减排金点子”收集活动,要求有专人负责,每天学习并经常更新;
中图分类号:U664.9+2 文献标识码:A 文章编号:
城市化、信息化、工业化的过快发展同样给城市的环境建设带来了严峻的现实问题。由于制浆造纸废水量大、处理难度大以及环保标准的不断提高等原因,使水处理费用在企业支出中也不断增加。下面从五个方面讨论一下如何节能减排。
1 厌氧处理设施
从厌氧技术本身特点来看厌氧技术处理造纸废水是可行的,也是企业节能的重中之重。
厌氧技术的优点:(1)节省动力消耗。厌氧生物处理不需要向水中充氧,理论上完全氧化1kgBOD需要1kg分子氧,而向水中充1k g氧则需要耗电0.5~1.0kW h。(2)厌氧处理产生的污泥量少,厌氧菌世代时间长。其中产甲烷菌的世代时间4~6d,而好氧所需时间为几十分钟。好氧处理过程中,有机物约2/3合成细胞,约1/3被氧化分解,提供能量。而厌氧处理中绝大部分有机物被转化为CH4和CO2,因此,用厌氧处理可以减少污泥产量,从而也可以降低污泥处理费用。(3)厌氧处理对氮磷等营养物质需要少。一般好氧处理对氮磷的需求比例为C∶N∶P=100∶5∶1,而厌氧处理为C∶N∶P=(300~500)∶5∶1,所以对于厌氧处理来讲可以节省氮和磷的投加量,从而节约处理费用。(4)厌氧处理对于难降解的物质有很好的降解能力。应用厌氧技术作为前处理,一方面可以去除一部分COD,另一方面可以提高废水的可生化性,为后续的好氧处理做了很好的基础。(5)厌氧处理可以产甲烷,甲烷的热值很高可以用来发电。理论上完全降解1kgCOD可以产生0.35m3的甲烷,1m3甲烷约可以发电3~4kWh。
厌氧处理的缺点:不能去除氮和磷、启动时间长以及难控制等。
制浆造纸废水含氮磷少,同时并不易降解,因此不易产生酸化,容易控制。
2 好氧处理设施
好氧处理设施是污水处理中能耗最高的部分,占整个处理系统能耗的60%~70%,因此是节能的重点。
2.1 营养盐的投加
制浆造纸废水属于缺少氮磷、成分比较单一的废水,实际运行中需要投加一定的氮磷,如果按理论C∶N∶P=100∶5∶1的比例来投加,那么出水的氨氮往往会超标,而且也造成了不必要的硝化耗氧量。实际运行中可以将生活污水和污泥消化池上清液引入好氧池中用以补充水中的氮磷。因为这两种水中含氮磷量高,水量少,而且可生化性好,不会影响处理效果,同时补充了水中的氮磷,可以节约成本。
2.2 污泥浓度的控制
对一个特定企业来讲,每天的排水量、水质比较稳定,这样对于好氧池污泥的浓度控制就比较容易。通过控制污泥浓度来调节污泥负荷,而污泥负荷又决定了需氧量的多少。随着污泥负荷增加,需氧量反而减少,原因是一定量的有机物被微生物所降解,消耗的氧是一定的。当负荷低时消耗额外的溶解氧就多了,所以负荷越低需氧量就越高,同时污泥负荷又影响曝气量以及回流污泥量。因此控制好污泥回流比,确定最合适的污泥浓度,最大程度地减少曝气量,对于节能以及整个好氧处理系统的稳定是很重要的。
2.3 溶解氧的调节
2.3.1 选择高效的曝气装置及设备
目前常见的曝气装置有微孔曝气、水剪切力曝气以及射流曝气等。微孔曝气氧利用率高,但对于造纸废水易堵塞;机械曝气虽不需要建立鼓风机房,但是氧利用率低;射流曝气氧转移效率高、动力消耗少,在制浆造纸废水处理中已经得到了广泛的应用。在选择风机时对于小风量、高风压的污水处理选择罗茨风机;对于大风量、低风压的污水处理选用离心风机。
2.3.2鼓风机房及管道设计
在建设鼓风机房时,应当根据鼓风机的类型进行合理的通风系统设计,使鼓风机房具有较好的通风效果,同时在通风系统设计中还要尽量避免出现气流短路。在布置管道时要短而直,减少损失。
3 卡鲁塞尔氧化沟处理设施
3.1工艺特点。卡鲁塞尔氧化沟工艺,兼具厌氧一好氧双重效果的工艺特点,该工艺可根据废水处理不同要求组合成不同比例的厌氧一好氧的生物处理流程,处理效果好。该工艺采用表面曝气方式,配备慢速倒伞表面曝气机集曝气、推流和提升混合三种功能于一身,无需配备鼓风机、曝气头、水下推流设备等,流程简单,机械设备少,节约能耗,且日常运行管理与维修简单方便,处理水质效果好,是目前在造纸中段废水处理领域最有优势的曝气系统,云投林纸公司就是采用这种处理方法,效果很明显。
3.2工艺构造及原理。它主要是由卡鲁塞尔氧化沟、辐流式二沉池及污泥回流系统组成的沟内外循环处理系统。经预处理后的废水,自流至卡鲁塞尔氧化沟,先经过前段厌氧区,通过厌氧反应,可以使废水中难以降解的木素及其衍生物等大分子链物质部分分解为易于生化降解的低分子有机物,再通过倒伞曝气机曝气充氧、提升混合、推动作用,使废水和活性污泥的混合液进入中段好氧区,使大量有机物在好氧生物作用下降解成无害的二氧化碳和水。由于卡鲁塞尔氧化沟工艺活性污泥的含量高(达5000-6000mg/L),随着混合液的流动和活性污泥好氧处理的进行,混合液中的氧含量被快速消耗,当水中溶解氧低至0.5mg/L时混合液进入厌氧处理段,运行中调整曝气和工艺运行,可使废水混合液中溶氧进一步下降到0.2mg/L以下,从而形成深度缺厌氧的处理环境,此时在相应的生物体作用下会产生缺氧甚至水解酸化这样的初步厌氧反应,裂解不宜被好氧微生物分解的大分子有机污染物。随后在经过倒伞表面曝气机充氧后,又进入混合曝气区形成的好氧处理段。从而在氧化沟中形成循环的厌氧一好氧处理区段,废水混合液在推流过程中不断经过这样的循环。
因此,卡式氧化沟工艺对于造纸废水具有独到的、较好的处理效果。氧化沟有较长的水力停留时间和较低的污泥负荷,因此也具有较强的耐水量、水质冲击能力。废水经氧化沟处理后,进入二沉池泥水分离,上清液出水进入深度处理单元进行进一步处理。
4 深度处理
4.1深度处理意义
纸厂废水经二级生化处理后,废水CODcr含量可降低至 200mg/L以下,BOD5达到50mg/L以下,但要将CODcr降解到100mg/L以下及降低色度至国家排水要求,还需要对废水进行三级深度处理,进一步去除废水中的污染物。
4.2深度处理方法
二级生化处理后排出来的水中污染物基本上是难以生物降解的可溶性有机物、胶体和细小的悬浮固体,还需经过氧化还原反应,再沉淀处理。目前大多采用氧化还原+再絮凝沉淀处理的方法解决。
氧化还原+絮凝沉淀处理工艺:先对废水进行化学氧化处理,通过添加针对废水中的 可溶性有机污染物性质的化学氧化药剂,一方面氧化去除有机物,另一方面通过降低废 水有机物含量也能改善废水因含有有机物而起泡沫的现象,有利于后续絮凝沉淀处理过程中絮凝体的沉降,采用适宜的氧化剂可以达到降低色度的目的。
氧化还原技术是去除水中污染物的一种有效方法,已经受到越来越广泛的关注。通过化学反应把污水中呈溶解状态的无机和有机物氧化或还原成无害的化合物(H2O、CO2 和无机盐等),或者转化成容易与水分离的物质形态,从而实现水中污染物的去除和无害化。
4.3氧化还原及絮凝沉淀效果
氧化还原技术它具有处理效果良好,反应产物无毒无害,不需进行二次处理;处理费用合理,所需的药剂与材料容易获得;操作性好,在常温和较宽的pH值范围内具有较快的反应速度;与前后处理工艺的目标一致,搭配方便等优点。
氧化还原技术较之膜过滤法、反渗透法、活性炭过滤法等深度处理法可以大大降低了运行成本,吨水成本约减少50%-80%;处理效果好,可以达到回用和国家废水排放标准; 不会产生二次污染等。
5 结束语
污水处理工程的节能降耗是一项综合性的工作,涉及到工艺、自控、设备等多个环节,多学科的交叉和各种技术的融合是其发展的必然趋势。关于造纸厂污水处理的节能建议关注以下几点:
(1)企业的领导要有节能减排意识。对企业员工应当进行节能知识的培训,同时考察现有处理设施以及设备是否节能,更换不节能的设施与设备。另外合理优化设备的运行时间,对于一些可以间歇运行的设备应当尽量选择在用电低谷时运行。
(2)在实际调试运行中,工程的调试人员应该依据造纸制浆废水的特点,确定合理的污泥浓度以及DO浓度,从而节约能源。
(3)参与污水处理工程的设计人员应当从节能角度出发,选择高效节能的设备,选择科学节能的控制系统,确定合理的扬程以及管线布置,从而减少能耗。
(4)企业要重视厌氧技术,厌氧技术处理制浆造纸废水不但可以去除大部分COD、提高水的可生化性,而且厌氧产生的甲烷可以用来发电,这对一个企业污水处理工程的节能减排意义重大。
参考文献
[1]高旭,龙腾瑞,郭劲松.城市污水处理能耗能效进展[J].重庆大学学报,2002,25(6):144-148.
中图分类号:U664文献标识码: A
前言
截至2009年,我国拥有污水处理厂共计约1993座,日均污水处理能力高达1.2亿m3。污水处理厂具有明显的行业特殊性,既处于一条利益链的末端,又处于另一条利益链的首端,因此污水处理厂需要从本行业实际情况出发,降低运行成本,提高经济效益与环境效益,立足于污水处理工艺、流程、设备等方面,实现节能减排。
1、污水处理厂的能耗现状
目前,我国政府对污水处理厂出水水质的要求逐年提高,在保证出水水质的同时,污水处理厂也付出了巨大的经济成本,据估算,在高度的水质要求之下,污水处理厂的电耗量为0.20―0.30(kw・h)/m3污水,污水的平均处理成本高达0.75m3,经分析,能源消耗的成本占污水处理厂总运行成本的38%左右,能源消耗量过于庞大,几乎超出了污水处理厂的承受范围。同时,由于出水水质要求的提高,能源消耗所产生的二氧化碳量也不断增加,顾此失彼,与可持续发展的科学理论背道而驰。综合所述,当前我国污水处理厂的耗能现状不容乐观,实行节能减排是必然的趋势。
2、污水处理厂节能减排的重要性
经济发展与生态环境的矛盾日渐突出,伴随人们环境保护意识的持续提高,节能减排已经成为了全社会性质的行动目标。近年来,由于生活污水与工业污水的排量大大增加,污水处理已经成为了环境整治工作当中的重要组成部分,无论是政府还是公众方面都开始重视污水处理厂的处理效益,在提高出水水质与实现节能减排之间寻找到合适的平衡点与实现方式,在减少污水处理成本的同时,提高其经济效益与环境效益。当前,我国大部分的污水处理厂尚处于较为粗放的管理状态,其中暴露的问题集中体现在如下两点:1)污水处理费用较高,导致经济效益下降;2)能源消耗量大,污泥与二氧化碳的生成量较大。一则压缩的污水处理厂的利益空间,不利于污水处理行业的发展壮大,二则污水处理与二氧化碳排放难以协调统一,可持续发展的科学理论沦为口号。鉴于此,污水处理厂需要落实节能减排的相关措施,在不降低出水水质的前提下,降低能源的消耗量,继而提高污水处理厂的经济效益,深度贯彻可持续发展的科学理念。
3、污水处理厂节能减排的实现途径
3.1安装高效的节能设备
由1节可知,能源消耗的成本占污水处理厂总运行成本的38%左右,因此节能减排主要从降低能源消耗量方面着手,采取具有针对性的改善措施。一般而言,污水处理厂的电耗集中在曝气装置与输送泵等设备,输送泵主要分为初次提升泵、污泥回流泵、内回流泵等构件,能源消耗量非常大,再加上当前大部分污水处理厂的相关设备的使用年限都比较长,导致电力的消耗量随着设备的老化而逐渐上升,尤其是输送泵设备,电耗可占总能耗的20%作用,难以实现真正的节能减排。鉴于此,为了在不降低出水水质的前提下实现节能减排,必须要根据当前污水处理厂的设备进行更换,以新型的高效节能设备取代现有的污水处理设备,节约污水处理厂的各项资源,促进节能减排。
3.2优化污水处理工艺
污水处理工艺与污水处理厂的投资运行成本有着直接的关联,同时也间接影响着能源的消耗量。所以必须要实现节能减排,必须要针对污水处理工艺进行全面的优化,一般而言,污水处理工艺分为一级与二级处理工艺,具体如下:
3.2.1优化一级处理工艺
污水处理厂的一级处理工艺比较简单,主要的目的是清除浮沉物与有机物,具有能耗低、投资少、管理方便三大特点,然而由于处理技术的落后,能耗低的特点始终难以全面体现。因此,必须要对一级处理工艺进行优化,在沉降、絮凝等初始环节的时候,采用中和法进行污水处理,同时兼用提高沉砂池效率、提高格栅效率的方法优化一级处理工艺,将该环节的能源消耗降到理想的范围。经对比,未经优化的一级处理工艺与优化后的一级处理工艺具体情况为:前者的BOD为20―30%,后者则为40―60%,有助于实现节能减排。
3.2.2优化二级处理工艺
二级处理环节是整个污水处理流程当中的核心环节,与最后出水的水质直接挂钩,具有不容忽视的重要性。优化二级处理工艺,可采用如下三种新型技术:
(1)生物膜处理法。生物膜处理法的充氧方式比较特殊,是通过自然通风实行充氧的,食物链比传统的二级处理工艺要长一些,活性污泥的产生量也更少。生物膜当中富含硝化和亚硝化菌,该菌的脱氮作用非常理想,衍生的滤池与转盘均是属于生物工艺的范畴,能源的消耗量大大降低,经营成本也随之下降,同时也有助于提高出水的水质,生物膜处理法的整体应用前景较好。
(2)深井曝气活性污泥法。该技术的最大优点就在于节约土地,减少能源的消耗点,以达到节能减排的目的。采用深井曝气活性污泥法,氧化沟不再需要初沉池搭配使用,也不再需要单独设置二沉池,全部的沉淀反应都集中在一个池当中完成,污泥的生成量更少,投资成本与运营成本都得到了不同程度的降低,实现节能减排的可行性大,值得采用。
(3)厌氧工艺。在污水处理厂的正常经营过程当中,污泥的处理费用也占据着其中较大的成本比例,造成大量的能源消耗,制约着节能减排目标的实现。厌氧工艺的技术优势集中体现在减少污泥的产生量方面,厌氧工艺不需要曝气,可节约大量的电能,克服了传统技术当中处理效率低、污泥产生量大、处理速度慢等不足,同时基本上不会受到菌温等因素的限制,是污水处理厂实现节能减排的有效途径。
3.3创新管理模式
当前,我国大部分的污水处理厂的经营主导权都掌握在政府部门的手里,无论是建设还是运营都由政府担任绝对的主导角色,这样的管理模式直接导致的结果就是运行效率过低,资源浪费现象严重,既不利于污水处理厂实现节能减排,也制约着我国污水处理行业的进步。因此,为了更好地实现节能减排,提高资源的利用效率,需要政府“放权”,令污水处理厂积极参与市场竞争,盈亏自负,实现高度的产业化,由政府主导一切的管理模式向政府委托,污水处理公司直接管理的方向转变,只有当污水处理厂变为企业的时候,其能源的消耗量会受到市场经济的宏观调控影响,相关的管理人员才会更加注重节能减排方面的工作。建议借鉴陕西西安北石桥污水厂、珠海市吉大污水处理厂、漳州市东区污水处理厂等的管理经验。
4、结语
总而言之,污水处理属于高能耗的行业范畴,各方面资源的消耗量都非常高,如何实现节能减排是相关从业人员必须要直面的问题。从安装新型污水处理设备、优化污水处理工艺、创新管理模式方面入手,可有效实现节能减排的目标,符合科学发展观的理念,有助于我国建设资源节约型社会。
参考文献:
[1]赵宝江,李江,王丽萍.污水处理厂节能减排的实现途径分析[J].环境保护与循环经济,2010,11:49-52+62.
中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:
一.引言。
水处理行业在得到了大力发展的同时,也逐渐成为能源密集的行业之一。在国家节能减排方针的指导下,如何实现污水处理设施的节能降耗,成为国家部委及行业共同关注的话题。能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础。纵观人类社会发展的历史,人类文明的每一次重大进步都伴随着能源的改进和更替。能源的开发利用极大地推进了世界经济和人类社会的发展。过去100多年里,发达国家先后完成了工业化,消耗了地球上大量的自然资源,特别是能源资源。当前,一些发展中国家正在步入工业化阶段,能源消费增加是经济社会发展的客观必然。我国主要污染物减排指标,对火电、钢铁、水泥、造纸、纺织印染等重点工业行业提出了主要污染物总量削减目标的要求,提出了农业方面化学需氧量、氨氮排放量削减目标任务,并明确了城市污水处理率的目标要求。
二.实施节能减排的现实意义。
我国经济快速增长,各项建设取得巨大成就,但也付出了巨大的资源和环境被破坏的代价,这两者之间的矛盾日趋尖锐,群众对环境污染问题反应强烈。这种状况与经济结构不合理、增长方式粗放直接相关。不加快调整经济结构、转变增长方式,资源支撑不住,环境容纳不下,社会承受不起,经济发展难以为继。只有坚持节约发展、清洁发展、安全发展,才能实现经济又好又快发展。同时,温室气体排放引起全球气候变暖,备受国际社会广泛关注。进一步加强节能减排工作,也是应对全球气候变化的迫切需要。《中华人民共和国节约能源法》指出“节约资源是我国的基本国策。国家实施节约与开发并举、把节约放在首位的能源发展战略。”
三. 污水处理厂能耗都包括哪些方面。
1.满足工艺要求的介质提升设备耗能:出水泵、回流污泥泵等;
2.维持工艺需氧要求的空气供给设备耗能:鼓风机;
3.使介质免于沉降的搅拌设备耗能:沉砂池吸砂泵、鼓风机、砂水分离器,厌氧池潜水式搅拌机,氧化沟水下推进器等设备;
4.污泥脱水设备耗能:污泥脱水机等;
5.生活及照明等耗能:日常照明、通风、空调、用水等。
本项目是污水处理工程,原料为污水,产品为经过处理后相对清洁的水,生产过程中,主要消耗的为电能。对厂内所有用电设备(含日常照明、通风、空调、工艺设备等厂内日常用电)的功率、效率以及工作时间进行统计,一吨产品水耗电量约为0.30kW·h,二期工程产水规模为3.0万m3/d,耗电量约为328.5万kW·h/年。
6系统及设备的初步选择。
四. 污水处理厂节能减排的实现途径及相关污水处理分析。
1.工艺的优选实现系统节能。
污水处理工艺的选择在很大程度上决定了投资和运行成本,也决定了能耗与排放物量,因此选择的工艺必须具备技术先进、处理效率高且投资及运行成本低,同时能耗和排放物少,操作和维修简单的特点。
2. 对污水厂能耗高的四台罗茨鼓风机,邀请厂家技术人员全面检查测试后返厂更换磨损、疲劳的运动部件,减小运行阻力。同时,还计划对启停控制方式进行改造,应用变频器将工频电源变成不同频率的交流电源。通过设定的好氧池溶解氧及污泥浓度等参数,控制其供风量以实现不同工况的节能要求。
3. 针对厂外污水收集系统战线长,管理维护任务重的特点,制定了分区分片清理维护实施方案。在讯期来临之前,对服务范围内34公里污水管网进行全面清理疏通,提高污水收集能力,实现厂外污水管网的安全有效运行,确保该厂全年COD减排与节能降耗目标的实现。
4. 污泥厌氧消化池一般采用中温消化(35℃左右)。但是当投配率过低时,可考虑采用常温消化以节省能耗。固体回收率不仅与处理构筑物的设计容积和运行费用有关,对污水厂污水、污泥的处理效果也有很大影响。应该对各污泥处理设施采取严格的管理措施以提高固体回收率。
5. 对处理构筑物进行合理的分组,根据进水有机物浓度的高低,不同季节水量大小的变化,在非满负荷的条件下,可用两组或三组并联运行,以节约能源。另外,采用先进的微机测控管理系统,分散检测和控制,集中显示和管理。各种设备均可根据污水水质、流量等参数自动调节运转台数或运行时间,使整个污水处理系统在最经济状态下运行,使运行费用最低。
将城市生活污水输送到城市周围的农村,利用农村广阔的土地来净化城市生活污水。将是一劳永逸与一举多得的好方法。以日供应生活自来水100W立方的大中型城市为例:普通的污水处理设施造价1000元/立方。建设成本10亿,年运营成本100W立方/天×365×0.5元/立方=1.8亿.采用土壤净化法建设成本1000元/立方,年运营成本100W立方/天×365×0.1元/立方=0.4亿.同时年节约农用水资源3.6亿立方,节约化肥约1万吨/年,减少农药用量5吨/年,综合效益可观。生活污水分散式生物集成处理系统是针对生活污水的一种新型、经济环保的处理系统。该系统具备设备投资少、运行成本低、安装简便等优势,利用生物强化技术对污染物进行高效降解,可实现对生活污水就地、就近处理,并达到水资源循环再生利用的目的。该系统作为传统污水处理厂的污水处理的有效补充,逐步在城镇居住社区、宾馆酒店、旅游景区、新农村社区等领域得到广泛应用。提高了污水处理厂的节能减排机制。
五. 污水处理带来的机遇。
1、建立企业门户,解决企业信息传递脱节,“信息孤岛”问题。
2、实现污水处理企业的专业化、规范化、标准化的信息化管理模式,提高企业市场竞争力。
3、建立企业动态决策支持系统,实现专业化、科学化管理决策。
4、建立企业工作流平台,规范化、标准化工作流程,提高管理水平,实现有效监管。
5、健全企业预案库、知识库,提高人员知识水平和素质,保障安全高效生产 。
6、建立智能化污水处理工艺模拟模型,实现生产优化调度,节约能耗,降低成本。
六.结束语
随着人们用水量和排水量的逐年增加,天然水循环愈来愈明显地受到社会水循环的影响,一系列水环境问题——水资源短缺,地下水位下降,地下水地表水受到污染等应运而生。这是以牺牲生态为代价换取经济发展的恶性循环的表征。水资源的开发利用,既要满足社会经济发展的需要,又要充分考虑水环境的承受能力,同时对水资源进行切实可行有效的保护,使水资源得以持续利用,支持社会经济的可持续发展。
参考文献:
【1】赵宝江 李江 王丽萍 污水处理厂节能减排的实现途径分析[期刊论文] 《环境保护与循环经济》2010年11期
【2】郝晓地 赵义 仇付国M.C.M.van LoosdrechtHAO Xiao-diZHAO YiQIUFu-guoM.C.M.van Loosdrecht 从微观机理认识污水处理厂的节能减排 [期刊论文] 《中国给水排水》 ISTIC PKU2008年4期
【3】 杨晓 基于节能减排的改良型氧化沟流场优化与污泥制备建材的探索[学位论文] 2010华中科技大学:环境工程
可持续发展就是要既考虑当展的需要,又要考虑未来发展需要的科学发展观,利用建筑排水系统能够节约一定量的水资源,使得消耗的水资源刚好能够满足建筑施工的消耗量,多余的储备起来供日后使用,能够满足可持续发展的要求。因此,建筑给排水节能节水是实现可持续发展的必然要求。
(二)帮助提高居民生活水平
建筑给排水节能节水技术能够从根本上解决这些问题,保证居民使用到健康无污染的水资源,改善人们的生活状况。这种新型的节能节水理念能够为人们创造一个绿色无负担的生活环境,让人们不用再去担心水质污染,能够享受到科学发展带来的好处,从而更好地享受生活中的乐趣。因此,建筑给排水节能节水技术能够帮助提高居民生活水平。
二、建筑给水排水的节能途径
(一)选择优质的管材
建筑给排水工程施工过程中,以往多应用金属材料,如镀锌水管,虽然可以满足建筑给排水工程建设的要求,但却不能满足节能、节水的需求。其原因在于,金属管材极易出现腐蚀生锈的问题,这就给水带来了一次污染,造成水质下降。同时金属与空气发生化学反应,不仅容易生锈,还会滋生细菌,从而造成水质下降。因此,建筑给排水工程施工过程中,应选择环保型的管道,如PP-R水管、钢塑复合管、PE管等,从而从根本上避免水资源的一次污染,确保水质,避免水资源的浪费。
(二)合理性确定用水量
进行用水量的合理性确定,进行冷水、热水及其他用水模块定额的分析,按照我国建筑给水排水设计规范,做好生活用水量定额标准确定工作。在建筑给水系统的应用过程中,需要实现对市政管网压力的有效性利用,满足直接供水工作的要求,进行竖向分区的设立,实现用水点水压的平衡。这也需要进行并联给水泵分区模块的优化,实现减压阀设置的减少,通过对支管减压模式的应用,提示建筑物的整体节能节水效益,降低用水点的出水压力。为了达到上述目的,需要进行生活水池位置的合理化设置,进行设置深度的减小,实现水泵提升高度的减少,在该模块中,需要实现水池供水模块、水泵供水模块、水箱供水模块的协调,實现节能、节水型卫生器具的推广,进行卫生器具流出水头的限制,避免进行长流水小便槽模式的应用。实现对变频调速泵组供水模式的优化,在变频泵供水模块,需要进行变频变压变流量给水模式的应用,这种模式具备良好的节能效益。
(三)变频调控技术
人们的生活用水量会受气候、温度、季节变化的影响,一般冬季的用水量会少于夏季,在每天上午的6∶00-9∶00和下午的6∶00-10∶00,是人们用水量最多的时间段,其他时间段的生活用水量相对较少。如果全天使用水泵供水,就会浪费大量的水。因此,为实现节约用水的目的,就需要采用变频调控技术,改变建筑给排水系统的运行方式。在人们的生活用水量发生变化时,系统能够自动调节水泵的转速,从而使水压发生改变,实现供水与用水之间的平衡,提高水资源的利用效率。根据相关调查,将变频调控技术应用于建筑给排水系统中,能够节约20%左右的用水量。
(四)注重超压出流控制
(1)设置热水供应循环系统时,为了避免无效冷水浪费情况出现,应在给排水系统设计中采用支管或立管循环模式;(2)加强双管供水形式管道的高效利用,并设置相应的恒温控制传感器,确保热水供应循环系统运行中温度能够控制在合适宜的范围内。在绿色建筑给排水设计的过程中,为了保持系统运行良好的节水效果,也需要注重超压出流控制。具体表现在:(1)对既有的生活给排水系统节能效果进行评估,选用节能效果好的器具避免水压过大现象出现;(2)给排水系统设计中设计人员应加强压力的合理设定,合理安装减压阀、节流塞等重要的减压装置,提高水资源的利用效率。
总而言之,建筑给排水工程施工过程中,往往会出现大量的能源消耗,通常情况下为建筑工程总能耗的1/3左右。为推动建筑行业的健康、可持续发展,必须采取有效的节能、减排措施,实现建筑给排水工程能源消耗、环境污染的降低,这就要求我们在以后的实际工作中必须对其实现进一步研究探讨。
随着整个国民经济的持续快速发展和城市化水平的不断提高,水资源短缺和原材料短缺的矛盾日益凸现,节能被提到越来越重要的地位。目前我国能源的供应越来越紧张,低于世界平均水平,而我国的能耗状态,又比发达国家高得多,其中我国建筑能耗约占整个社会能耗的32 % ,高于发达国家2 - 3倍。建筑给排水的能耗主要包括给水、排水、消防供水、生活热水、循环用水、重复用水等需要的能耗,其中生活热水所需的能耗最大。以下针对建造给排水中各个系统的节水设计谈一些个人体会,供各位同行探讨:
1 给水系统设计
1.1 供水分区的划分及给水系统选择
在满足供水要求的前提下,充分利用市政压力供水。高层建筑的供水系统应进行分区,分区减压阀的设置,从节能方面考虑,尽量不串联设置,单个减压阀减压值不宜过大,按规范要求,可调式减压阀压差不宜> 0.4MPa ,要求环境安静的场所不应大于0.3MPa;比例式减压阀减压比不宜> 3 ∶1。当超过本值时宜增设供水泵组,减少同一泵组供水范围,减少能耗的浪费。同时,推荐支管减压作为节能的重要措施,推荐支管的工作压力限值为0.15MPa 。
1.2 在供水系统的选用时应拓展思路,经过精确计算,充分利用市政压力,尽量避免水泵在低效段工作,以达到节能的目的。以下介绍几种可采用的供水方式:
(1)常速泵组+ 高位水箱叠压供水。在常速水泵前加设稳流罐及负压消除器,直接将市政管网水加压至高位水箱,上行下给供水,压力不足的部位采用叠压或变频装置供水。
(2)小容量高位水箱与管网叠压联合供水。在用水量大时,采用叠压供水,同时,部分水转输至屋面小水箱,在用水量小时,采用屋面小水箱+ 低功率管道泵供水。
1.3使用无负压给水设备加压供水,相对于传统的二次加压方式,无负压供水具有以下优点:
( 1)可减少投资传统加压方式需要建水箱,使用无负压给水设备可取消生活水箱,减小泵房面积。
( 2)减少生活水箱对自来水的二次污染,降低了水中微生物含量高。
(3)可节省大量能源,传统二次加压方式是将自来水直接放入水箱中,使所有压力全部为零,再从零开始重新加压供水,而无负压变频设备能充分利用原有市政管网压力供水,与供水管网直接串接,差多少,补多少。
1.4 合理选用变频供水设备
(1)变频系统主要有恒压变量变频及变压变量变频两种,有条件时应尽量将恒压点移至最不利用水点附近,形成变压变量系统,较为节能。
(2)变频供水装置中,水泵的选用十分重要。应让水泵基本在高效区运行,选用Q - H 特性曲线随流量的增大,扬程逐渐下降的曲线,在额定转速时的工作点,应位于高效区的末端。泵组宜多台运行。对于用水量不大的单体建筑可选三台,一台变频、一台工频、一台备用泵轮换工作。每台泵流量按设计流量的60 %选择。对于小区集中供水,可采用大泵、中泵多台并联并配夜间小泵(单台主泵的1/ 3 - 1/ 2) 加气压罐组合供水,在运行过程中根据用水量随时调整。
1.5 节水器具及仪表的采用
(1)生活用水器具均应采用节水型卫生器具,其产品的技术性能应符合国家城镇建设行业标准《节水型生活用水器具》CJ 164 - 2002 的要求,不应选用违反强制性技术标准条文规定的生活用水器具。
(2)管材选用时应考虑安全卫生、经济可靠、施工便捷,应考虑综合效益,还应考虑使用过程的运行费用。采用新型管材,减少漏水可能,延长使用寿命,同时,减少阻力损耗及热损失,也可达到节能、节水的目的。公共卫生间推荐使用非接触水嘴和便器冲洗阀( 感应式、脚踏式等) ,尽量不采用无控制,长流水的小便槽。公共浴室、淋浴间等推荐刷卡用水,冷热水应采用单把调温龙头,有条件的地方,可采用高位混和水箱供水。
(3)用水设备安装水表等计量设备,是节水的重要措施之一。有条件直接进行一户一表的改造。水表应设置使用期限。现有远传可控水表,同时具备了抄表、阀控和预付费功能,并可通过银行进行收费管理,可以有效解决自来水公司管理、抄表、收费等管理需求,可使用于智能化小区及自来水公司一户一表改造。
2 热水系统
2.1 热源的选取
(1)太阳能用作住宅热水加热的节能技术措施。利用能制备生活热水,既节约能源又保护环境。多层居住建筑太阳能宜分散设置,在楼梯间公共部位设管道井,各户的太阳能进出水管均设在管井中,每户的太阳能集热水箱设置在屋面。阴雨天无法使用太阳能时,热水由设在室内的燃气热水器补充。对于高层住宅除上部几层可以设置分散的太阳能热水器外,其它层不宜采用分散设置太阳能,应采用集中供热的太阳能热水系统。高层建筑太阳能的利用有直接利用和间接利用。直接利用是把整个屋面均布置成几组串连集热的太阳能聚热板,在楼梯间顶部设水箱间,热水箱内设电辅助加热设备,热水采用上供下回,循环泵设置在水箱间;间接利用是太阳能集热板集中设置在屋面,换热器热水箱设在地下室设备间内,制备好的热水再用变频泵加压送到各用户。当太阳能不足时,用燃气式电能辅助加热。
(2)空气源热泵用作制取热水。空气源热泵的通过吸收空气中热量来制取生活热水。其耗电量仅为电热水器的四分之一,燃气热水器的三分之一,让生活热水变得更加低廉。空气源热水机组可以实现全天候大水量、多点同时供水,让需要用热水的地方,随时都能用到,并在制取热水的过程中午废物排放,不会造成二次污染。
2.2 热水系统的合理选择与设计
(1)在满足配水点最低水温要求的条件下,适当采用低的供水温度,可节约能耗。对于局部温度要求高的部位,建议二次加热。特别对于热泵系统,当出水温度达不到个别用水点的要求,或可能出现短时(或季节性) 供热不足时,应设置辅助热源。
(2)对于空气源热泵系统,无辅助热源应按最冷月平均气温和设计小时平均供热量选择空气源热泵机组。有辅助热源宜按春分、秋分所在月平均气温和相应的设计小时平均供热量选择空气源热泵机组。在空气源热泵的选用时,应按不同季节的环境温度进行核对,为避免设备选型过大,可满足过渡季节的使用要求,冬天若难以满足使用,可采用电辅助加热。
3 其他给排水系统
3.1 建立合理有效的水处理循环系统
现如今随着社会的发展,提倡建设绿色生态型小区成为住宅建设的新方向。小区建设雨水收集系统,收集后的雨水与水景循环水一同进入雨水处理系统,雨水处理系统采用较先进的MBR,即膜法生物处理系统,就是将生物降解作用与膜的高效分离技术结合而成的一种新型高效污水处理与回用工艺。收集的雨水将用于小区的水景、冲洗汽车、绿化喷灌等。
3.2 消防贮水池的设置及加压
消防贮水池尽可能地与游泳池、水景合用,做到一水多用、重复利用及循环使用。另外,高层建筑群或小区应尽可能共用消防水池和加压水泵。消防贮水量应按其中最大的一座高层建筑用水量来计算。这样,既可避免消防加压给各建筑设计带来的诸多技术问题,又可以节省工程建设和设备投资,降低运转费用,便于集中管理,还可避免多座贮水池的大量消防贮水及定期换水而造成的浪费。
3.3 循环冷却水系统
通常对于有中央空调冷却循环水系统的建筑,结合高层(多层)建筑主楼、裙房和室外场地的关系,合理选择冷却塔的摆放位置,对于节省造价、降低目后运行成本有着重要意义。在冷却塔的设置位置方面,当建筑专业和室外环境允许的情况下,在室外场地上(绿化意内)直接设置冷却塔也是一个不错的选择。显然,冷却塔的位置距离空调制冷机组越近,相比之下更节省冷却循环水管道,也必然利于降低冷却循环水系统的造价和建设成本。同时,冷却循环水管道长度越小,系统管路的水头损失必然降低,利于降低冷却循环水泵的扬程,也就降低了系统日后的运行成本。另外应采用优质冷却塔,让蒸发效率高,并减少漂水量。冷却塔填料应定期围护及更新,以保证效能。循环冷却水系统建议设置水质稳定处理、杀菌灭藻和旁流水处理装置。这些设置能使系统稳定运行,减少排污水量,达到节能的效果。
4 结束语
给排水系统与建筑用户的日常生活紧密相连,其人性化设计是保证用户的生活质量的基本要求。在满足消费者需求的同时,考虑给排水系统的节能降耗也是现代世界资源形势的内在要求。因此,在设计中采取一切必要措施,充分贯彻节能节水的设计要求,成为摆在每个给排水设计师面前的一个不容回避的责任。这就需要我们在设计中,充分理解设计中的每一个细节,在保证设计功能需要的前提下,尽最大可能减少系统建造及运行成本。
参考文献:
[1]全国民用建筑工程设计技术措施- 节能专篇- 给水排水[M].中国计划出版社,2007 (3 ).