雙減政策的優(yōu)缺點范文

時間:2023-12-14 17:49:59

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雙減政策的優(yōu)缺點

篇1

關(guān)鍵詞:墻體保溫技術(shù);特點;發(fā)展趨勢

Abstract:Building energy efficiency is to continue to make breakthroughs and development based on skills materials, external wall insulation technology development and innovation of energy-saving materials are inextricably linked. Therefore, to promote the external wall insulation technology. To strengthen the development and utilization of new energy-saving materials, in order to truly achieve building energy efficiency. This paper analyzes the insulation technology status, advantages and disadvantages, and on this basis, look to the future trend of development of new energy-saving materials.

Keywords: wall insulation; characteristics; development trends

中圖分類號:文獻標識碼:A 文章編號:

當今世界,“低碳生活”、“可持續(xù)發(fā)展”等環(huán)保理念滲透了我們生活的方方面面,建筑節(jié)能作為國家環(huán)境保護和節(jié)約能源政策的主要內(nèi)容,已經(jīng)成為了實現(xiàn)“二十一世紀可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略”的重要措施之一。隨著經(jīng)濟技術(shù)的不斷發(fā)展,我國建筑節(jié)能工作也取得了巨大的成果。由屋面、墻體、地面和門窗構(gòu)成的護結(jié)構(gòu)是建筑能耗損失的最主要部分,其中外墻體面積較大(約為總面積45%),其傳熱造成的能耗占到25%,因此,研究墻體保溫技術(shù)對建筑節(jié)能起著至關(guān)重要的作用。

墻體保溫技術(shù)現(xiàn)狀和特點

能保溫墻體施工技術(shù)主要分為外墻內(nèi)保溫和外墻外保溫兩大類,各自有其優(yōu)缺點,具體介紹如下:

1.1外墻內(nèi)保溫施工技術(shù)的優(yōu)缺點

外墻內(nèi)保溫施工是在外墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)部加做保溫層。內(nèi)保溫具有施工進度快、造價相對較低的優(yōu)點。內(nèi)保溫技術(shù)起步時間比較早,因此相對比較成熟。通常是外墻內(nèi)表面使用預制保溫材料粘貼、拼接、抹面或直接做砂漿,以達到保溫目的。外墻內(nèi)保溫就是外墻的內(nèi)側(cè)使用苯板、保溫砂漿等保溫材料,從而使建筑達到保溫節(jié)能作用的施工方法。增強石膏復合聚苯保溫板、聚合物砂漿復合聚苯保溫板、增強水泥復合聚苯保溫板、內(nèi)墻貼聚苯板抹粉刷石膏及抹聚苯顆粒保溫料漿加抗裂砂漿壓入網(wǎng)格布的做法等都屬于內(nèi)保溫技術(shù)。然而,外墻內(nèi)保溫技術(shù)結(jié)構(gòu)熱橋的存在使局部溫差過大導致產(chǎn)生結(jié)露,容易引起開裂,還會影響施工速度,影響居民的二次裝修,且內(nèi)墻懸掛和固定物件也容易破壞內(nèi)保溫結(jié)構(gòu)。

1.2外墻外保溫施工技術(shù)的優(yōu)缺點

外保溫是一種更為先進的建筑保溫節(jié)能技術(shù)。與內(nèi)保溫相比,其具有明顯的優(yōu)越性,使用同樣規(guī)格、同樣尺寸和性能的保溫材料,外保溫比內(nèi)保溫的效果好。外保溫技術(shù)適用范圍廣泛,新樓和舊樓改建均卓有成效,外保溫包在主體結(jié)構(gòu)的外側(cè),能夠保護主體結(jié)構(gòu),延長建筑物的壽命;有效減少了建筑結(jié)構(gòu)的熱橋,增加建筑的有效空間;同時消除了冷凝.提高了居住的舒適度。目前比較成熟的外墻保溫技術(shù)主要有以下幾種。

1、聚苯板薄抹灰外保溫隔熱構(gòu)造設(shè)計

這是比較常見的外墻外保溫技術(shù)。這類外保溫隔熱通常采用粘貼法固定在墻體的外側(cè),然后在保溫板上抹面砂漿并將增強網(wǎng)鋪壓在抹面砂漿中。但是此種方法也容易造成建筑裂縫。從抗裂保護層受熱應(yīng)力的因素上看,該體系膨脹聚苯板和抗裂砂漿的導熱系數(shù)相差極大,聚苯板保溫隔熱層熱阻有效組織了熱量傳導,所以,晝夜溫差較大時,對抹灰砂漿的柔韌性和網(wǎng)格布的耐久性提出了相當高的要求。當聚苯板的溫度超過70℃時,聚苯板收縮變形,造成較為嚴重的開裂變形,這種情況在高溫干燥地區(qū)更為明顯。

2聚苯板與墻體一次澆注成型

該技術(shù)是在混凝土框一剪體系中將聚苯板內(nèi)置于建筑模板內(nèi),在即將澆注的墻體外側(cè),然后澆注混凝土,混凝土與聚苯板一次澆注成型為復合墻體。有點在于外墻主體與保溫層一次成活,效率和施工安全性得到極大提高。而且在冬季施工時,聚苯板起保溫的作用,可減

少圍護保溫措施。但在澆注混凝土時要注意均勻、連續(xù)澆注,否則由于混凝土側(cè)壓力的影響會造成聚苯板在拆模后出現(xiàn)變形和錯茬。影響后序施工。其中內(nèi)置的聚苯板可以是雙面鋼絲網(wǎng)的,也可以是單面鋼絲網(wǎng)的。與雙鋼絲網(wǎng)相比較,單面鋼絲網(wǎng)技術(shù)因取消了內(nèi)側(cè)鋼絲網(wǎng)和安裝保溫板前的板外側(cè)抹灰,節(jié)省時間和材料。其造價也相應(yīng)降低。但此兩種做法都采用了鋼絲網(wǎng)架,相對于其他形式的外墻外保溫技術(shù),造價較高,且鋼材是熱的良導體,直接傳熱,會降低墻體的保溫效果。

3無網(wǎng)聚苯板外保溫外飾面粘貼面磚的缺陷

從構(gòu)造設(shè)計上看,直接在玻纖網(wǎng)布復合抹灰砂漿的無網(wǎng)聚苯板外保溫外面粘貼面磚是不合理的。應(yīng)用于外保溫的聚苯板通常采用點粘法,由于其具有受力變形的特性,由聚苯

板直接承受面磚飾面層(包括粘結(jié)砂漿)荷載,必然會發(fā)生徐變,短期或許不會發(fā)生嚴重事故,但長期的變形將導致受力的失衡從而引發(fā)開裂甚至脫落。從防火性能上看,體系本身就存在整體連通的空氣層,火災很快形成“引火通道”使火災迅速蔓延。聚苯板外墻外保溫體系在高溫輻射下很快收縮、熔結(jié),在明火狀態(tài)下燃燒,即在火災發(fā)生時,聚苯板外墻外保溫體系將很快遭到破壞。

二、強體保溫材料的發(fā)展趨勢分析

保溫隔熱涂料是通過低導熱系數(shù)和高熱阻來實現(xiàn)隔熱保溫的一種涂料,涂刷在建筑物的外墻體上可以達到一定的保溫隔熱效果。將保溫隔熱涂料與保溫材料組合用于外墻保溫系統(tǒng)是墻體保溫技術(shù)的發(fā)展方向之一。近年來,國內(nèi)外開發(fā)了一系列高性能、多功能、環(huán)保利廢型的保溫隔熱涂料,主要有無機隔熱反射墻體涂料、薄層隔熱反射涂料、水性反射隔熱涂料、輻射隔熱涂料、真空絕熱保溫涂料、納米孔超級絕熱材料等。

才外,近幾年來,各發(fā)達國家均在燒結(jié)建材產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用方面給予了極大的關(guān)注和高度重視,新型燒結(jié)墻體屋面材料得到了飛速發(fā)展。燒結(jié)保溫砌塊作為一種燒結(jié)材料,其本身是抗燃和阻燃的,燒結(jié)多孔自保溫砌塊的消防安全性更不必多言。填充復合燒結(jié)保溫砌塊,由于其填充物位于縱向互不連通的孔內(nèi),縱向碼砌后,墻體內(nèi)外表面均無填充物暴露,無論填充物的抗燃性能如何,均不存在點燃條件,其消防安全性勿庸置疑。燒結(jié)保溫砌塊可以根據(jù)不同地區(qū)保溫系數(shù)的不同要求,設(shè)計其相應(yīng)的孔型、孔洞率和孔型排列方式,以滿足不同的建筑保溫要求。燒結(jié)保溫砌塊的材質(zhì)穩(wěn)定性及砌筑后的密閉性、燒結(jié)材料的蓄熱放熱平衡性保證了其保溫性能的穩(wěn)定性,而這種穩(wěn)定性又因燒結(jié)制品的長久可靠的品質(zhì)而實現(xiàn)了長久的保持。由此可見燒結(jié)保溫砌塊將是統(tǒng)籌解決墻體保溫與消防安全的有效途徑。

結(jié)束語

目前我國外墻保溫技術(shù)發(fā)展很快,是節(jié)能工作的重點。外墻保溫作為一項系統(tǒng)工程,已涉及保溫材料及其配套材料選取、系統(tǒng)性能優(yōu)化、工程設(shè)計、施工及驗收等諸多方面。其基本要求在于優(yōu)選保溫材料的前提下,保障系統(tǒng)的整體性、耐久性、有效性和安全性;努力實現(xiàn)保溫設(shè)計、材料生產(chǎn)和施工一體化,達到因地制宜,因時制宜的設(shè)計理念。

參考文獻:

篇2

關(guān)鍵詞:軟土;深基坑;加固;支護;剛度;位移

Abstract: In recent years, Under the guideline of the country accelerating a city change construction policy, our construction are a large number of high-rise buildings and large municipal facilities, and the buildings have a lot of development in height and depth. With the increasing of high-rise buildings, the municipal construction development and utilization of the underground space, it results a large number of deep foundation pit support design and construction problems, which makes it become the hotspot and difficulty of the foundation engineering.

Key words: soft soil; deep foundation pit; consolidation; supporting; stiffness; displacement

中圖分類號:TU74文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2012)

1. 常用的基坑支護形式和適用范圍

1.1放坡開挖及簡易支護

當?shù)鼗临|(zhì)較好,開挖深度不深以及施工現(xiàn)場有足夠放坡場地時,可首先考慮放坡開挖。放坡開挖一般費用較低。在放坡開挖過程中,為了增加邊坡穩(wěn)定性,減少挖土方量,常采用簡易支護,如在坡角采用沙包草袋或塊石堆砌擋土或在坡角采用短樁隔板擋土等。放坡開挖常輔以降低地下水位措施,以提高邊坡穩(wěn)定性。

1.2懸臂式

懸臂式支護結(jié)構(gòu)常采用鋼筋混凝土排樁、鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、地下連續(xù)墻等形式。懸臂式支護結(jié)構(gòu)依靠足夠的入土深度和結(jié)構(gòu)的抗彎能力來維持整體穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)安全,它容易產(chǎn)生較大的變形,對相鄰建筑物產(chǎn)生不良影響。適用于土質(zhì)較好、開挖深度較淺的工程。

1.3內(nèi)撐式

內(nèi)支撐常采用鋼筋混凝土支撐和鋼管(或型鋼)支撐兩種。鋼筋混凝土支撐體系的優(yōu)點是剛度好、變形小、結(jié)點構(gòu)造簡單、整體性好,而鋼支撐的優(yōu)點是鋼管可以回收,且加預應(yīng)力方便。內(nèi)支撐支護體系可適用于各種地質(zhì)條件的基坑。

1.4沉井

采用沉井結(jié)構(gòu)形成支護體系。一般用于平面尺寸較小而深度很大的特殊基坑。

1.5加筋水泥土墻

由于水泥土抗拉強度低,水泥土重力式擋墻支護深度小,為了克服這一缺點,在水泥土中插入型鋼,形成加筋水泥土墻。

1.6雙排樁支護

當場地土軟弱或開挖深度大時,單樁的抗彎剛度往往不能滿足變形控制的要求。這時可采用雙排樁,通過鋼筋混凝土灌注樁、壓頂梁和連系梁形成空間門架式支護結(jié)構(gòu)體系,可大大增加其側(cè)向剛度,能有效的限制邊坡的側(cè)向變形。

2.基坑支護的設(shè)計理念

圍護結(jié)構(gòu)的強度控制。就是保證整個施工過程中,圍護結(jié)構(gòu)的各個構(gòu)件不發(fā)生屈服,使得地下結(jié)構(gòu)能夠安全、正常施工,這也是基坑工程設(shè)計的基本要求。當然進行基坑設(shè)計,必須要考慮到其他因素,并留有一定的安全儲備,提高基坑安全度。圍護結(jié)構(gòu)的變形控制。就是保證在整個施工過程中,將圍護結(jié)構(gòu)的變形和位移控制在周邊環(huán)境允許的范圍內(nèi),防止周邊建筑的開裂、不均勻沉降,地下管線的損壞等。過去,基坑圍護結(jié)構(gòu)的設(shè)計一般以控制強度為主,稱為以強度控制為主的設(shè)計理念。近年來城市建筑物密度增大、市政管線增多、基坑深度增加,使得基坑施工對周圍環(huán)境影響控制成為極為重要的問題,因而發(fā)展了以控制變形為主的設(shè)計理念。

3.基坑加固工藝

基坑加固技術(shù)就是地基加固的相關(guān)工藝在基坑工程的應(yīng)用。對軟土基坑土體進行加固處理的工藝,目前主要有降水加固、深層攪拌加固、注漿加固和旋噴樁加固等。各種形式的加固工藝都有自己的優(yōu)缺點和適用范圍。

3.1降水加固

在基坑工程中通過坑內(nèi)降水固結(jié)土體、改善土性、提高被動區(qū)土體的側(cè)向抗力,是一種最普遍、最經(jīng)濟的土體加固處理方法。這種方法適用于砂性土層或者粘性土層中有夾砂層的情況,而對粘性土尤其是淤泥質(zhì)粘性土的處理效果不佳。所以降水加固一般可用于坑底位于砂性土層的基坑。該工藝的缺點是對土體性質(zhì)改善不大,不適用于控制變形要求較高的地區(qū)。

3.2深層攪拌加固

該工藝是適用于加固飽和軟粘土地基的一種新方法,它利用水泥等材料作為固化劑,通過深層攪拌機械將軟土強制攪拌,利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列反應(yīng)形成具有整體性和一定強度的土體。該工藝施工方便、就地置換、無振動、低噪音、成本低、加固效果好、質(zhì)量可靠度高。深層攪拌法最適宜加固各種成因的飽和軟粘土。國外使用深層攪拌法加固的土質(zhì)有新吹填的超軟土、沼澤地帶的泥炭土、沉積的粉土和淤泥質(zhì)土等。國內(nèi)常用于加固淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和含水量較高且地基承載力標準值小于120kPa的粘性土地基。

3.3注漿加固

這是一種歷史較為悠久的加固工藝,它是利用液壓、氣壓等方法通過注漿管把漿液均勻的注入地層中,經(jīng)過一段時間后,漿液將原來松散的土?;蛘吡严赌z結(jié)成一個整體,形成一個結(jié)構(gòu)新、強度大、化學穩(wěn)定性良好的土體。從工藝上講,可以分為滲

透注漿、劈裂注漿、擠密注漿等。滲透注漿由于注漿壓力較小,所以只適用于中砂以上的砂性土。劈裂注漿注漿壓力較大,漿液克服地層的初始應(yīng)力和抗拉強度,引起巖石和土體結(jié)構(gòu)的破壞,通過漿液的注入增強土體的力學性能。擠密注漿是通過在土中注入極濃的漿液,使得土體擠密,該方法常用于中砂土。

3.4高壓旋噴注槳加固

該方法是利用鉆機把帶有噴嘴的注漿管鉆進土層的預定位置后,以高壓設(shè)備使?jié){液或者水成為20一40MPa的高壓射流從噴嘴中噴射出來,沖擊破壞土體,同時以一定速度提升,將漿液與土粒強制攪拌混合,漿液凝固后形成固結(jié)體。就工藝上來講可分為四種:單管法、二重管法、三重管法和多重管法。高壓噴射注漿工藝的改進和發(fā)展是當今高壓噴射注漿技術(shù)發(fā)展的一個重要方面,而且由于其施工靈活,加固質(zhì)量易保證,因此高壓旋噴注漿技術(shù)是解決城市疑難復雜地下工程的有效手段和措施。該工藝適用范圍較廣、施工簡單、可通過調(diào)整旋噴速度和提升速度以及流量來控制固結(jié)體形狀,經(jīng)處理的土體其無側(cè)限抗壓強度可達到5一10MPa。該方法克服了傳統(tǒng)注漿工藝的不足,其加固技術(shù)的應(yīng)用適用于所有土質(zhì)。其缺點是成本較高。

4.加固土體性能分析

采用攪拌樁加固土體時,原狀土體性能的改善效果是不確定的,影響其性能的因素有很多,簡單分為人為因素和非人為因素。人為因素主要有水泥漿液的配合比、施工質(zhì)量、養(yǎng)護齡期等。非人為因素主要有原狀土的土質(zhì)特性以及含水量等。攪拌樁加固的設(shè)計、施工過程中,加固土的強度指標是質(zhì)量舒的主要參數(shù),因此國內(nèi)外研究水泥加固土的學者和專家都特別重視水泥土的室內(nèi)外試驗。

5.結(jié)語

基坑工程既是土力學基礎(chǔ)工程中一個古老的傳統(tǒng)課題,又是一個綜合性的新型巖土工程問題,涵蓋學科眾多,如土力學、水力學、結(jié)構(gòu)力學、材料力學、工程地質(zhì)學、建筑施工等,既涉及到土力學中典型的強度、穩(wěn)定與變形問題,又涉及到水、土與支護結(jié)構(gòu)的共同作用問題,以及環(huán)境保護問題。這決定了基坑工程獨特的特點。其施工方法和支護形式的研究具有重大的學術(shù)價值和潛在在工程應(yīng)用背景,是當前地下工程研究的熱點課題之一。

參考文獻:

[1] 劉國彬,侯學淵. 軟土基坑隆起變形的殘余應(yīng)力分析法[J]地下工程與隧道, 1996,(02) .

[2] 吳銘炳. 軟土地基深基坑支護中的土壓力[J]工程勘察, 1999,(02) .

[3] 孫淑賢. 基坑開挖伴隨應(yīng)力狀態(tài)改變對土壓力的影響[J]工程勘察, 1998,(03) .

[4] 夏冰,夏明耀. 上海地區(qū)飽和軟土的流變特性研究及基坑工程的流變時效分析[J]地下工程與隧道, 1997,(03) .

[5] 覃海嬰,楊曉貞. 考慮卸載擾動與土流變特性的基坑性狀的分析[J]福州大學學報(自然科學版), 2001,(01) .

[6] 王旭東,梅國雄,宰金珉. 被動土壓力折減系數(shù)的研究[J]工業(yè)建筑, 2003,(01) .

[7] 陳洋. 軟粘土深基坑開挖的粘彈粘塑性流變分析[J]工業(yè)建筑, 2000,(09) .

[8] 姚代祿. 擋土墻土壓力非線性分布的研究[J]重慶交通學院學報, 1984,(03) .

[9] 朱大勇,周早生,錢七虎. 土體主動滑動場及主動土壓力的計算[J]計算力學學報, 2000,(01) .

篇3

[關(guān)鍵詞]化學工業(yè),水資源保護,水處理

我國是一個水資源嚴重短缺的國家,特別是北方沿海地區(qū)和廣大西部地區(qū)是我國最缺水地區(qū)之一??紤]到北方沿海地區(qū)和西部人口增長、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化、農(nóng)業(yè)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境用水需求等因素,北方沿海地區(qū)和西部地區(qū)的供水形勢還將更加嚴峻。同時,南方沿海部分地區(qū)也存在著水質(zhì)性和資源性缺水狀況。

我國化學工業(yè)已成為最重要的工業(yè)門類之一,2005年實現(xiàn)產(chǎn)值42483億元,工業(yè)增加值10256億元,實現(xiàn)利稅2059億元,分別占全國總量的16.88%,14.21%和9.9%?;瘜W工業(yè)擁有幾十個行業(yè)、數(shù)百萬種產(chǎn)品,技術(shù)先進,裝備優(yōu)良,滲透到國民經(jīng)濟生產(chǎn)和人類生活各個領(lǐng)域。特別是,我國目前正逐步進人能源重化工時代,化學工業(yè)作為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的地位將更加突出?;瘜W工業(yè)高速發(fā)展已成為國民經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的必然要求,而水資源保障不夠已成為部分地區(qū)化學工業(yè)發(fā)展的制約因素之一。

化學工業(yè)是用水大戶,萬元產(chǎn)值綜合耗水量20~100t,其中煉油企業(yè)耗水量最低,為3~5t,石油化工耗水量較低,約為20t左右。煤化工耗水量比石油化工要高得多,萬元產(chǎn)值綜合耗水量約100t左右。精細化工耗水量巨大,萬元產(chǎn)值耗水量最高可達400~500t。按我國化工行業(yè)萬元產(chǎn)值平均用水負荷75t計,2005年化學工業(yè)耗水量達到300億t左右,占全國耗水總量5573億t的5.3%(2005年全國水利發(fā)展統(tǒng)計公報),工業(yè)耗水量的20%以上,是我國工業(yè)中最大的用水產(chǎn)業(yè)之一。目前,化工行業(yè)用水狀況與國際先進水平相比還存在著很大差距,尚有很大節(jié)水潛力。據(jù)報道,美國、加拿大和墨西哥三國化工單位產(chǎn)值耗水量為38m3/萬元,僅為我國的二分之一。單位產(chǎn)值用水量的加大,不僅浪費了寶貴的水資源,更大的問題是將直接加大廢水的排放量,1t新鮮水將產(chǎn)生0.2~0.5t的廢水。由于人們對環(huán)境關(guān)注的日益加強和環(huán)境保護法規(guī)的日益嚴格,節(jié)約用水將成為化工企業(yè)改善環(huán)境影響,提高經(jīng)濟效益的重要手段。

從我國化學工業(yè)的布局結(jié)構(gòu)看,我國現(xiàn)代石油和化學工業(yè)主要分布在發(fā)達地區(qū),由于近年來經(jīng)濟的高速發(fā)展,結(jié)構(gòu)性缺水日益嚴重,在華北地區(qū),新鮮水價格最高已達5元/t以上,也就是說1t甲醇僅新鮮水費用就達到100元左右。特別是近年來由于我國能源化工需求的不斷增長、國際原油價格居高不下,我國西部地區(qū)以豐富的煤炭資源為依托,迎來了煤化工發(fā)展的新時代。但由于我國煤炭資源與水資源的逆向分布,水資源已成為西部各省發(fā)展能源化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要制約因素。

從可持續(xù)發(fā)展出發(fā),近年來國家特別強調(diào)全面貫徹落實科學發(fā)展觀,在“十一五”“建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會”,要求“落實節(jié)約資源和保護環(huán)境的基本國策,建設(shè)低投入、高產(chǎn)出、低消耗、少排放、能循環(huán)可持續(xù)的國民經(jīng)濟體系和資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會?!痹趪窠?jīng)濟的各個環(huán)節(jié)落實“節(jié)約能源、節(jié)約用水、節(jié)約土地、節(jié)約材料、加強資源的綜合利用?!辈⑻岢隽思s束性指標,即“單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗降低20%左右,單位工業(yè)增加值用水量降低30%,農(nóng)業(yè)灌溉用水有效利用系數(shù)提高到0.5,工業(yè)固體廢物綜合利用率提高到60%?!被瘜W工業(yè)作為用水大戶,在這樣的政策背景下,大力提倡節(jié)水是大勢所趨,節(jié)約用水已成為化學工業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的一個重要環(huán)節(jié)。

1、化學工業(yè)節(jié)水的基本途徑

從化工行業(yè)自身特點來看,化工用水量最大的環(huán)節(jié)是冷卻用水、鍋爐給水和工藝用水。冷卻用水在總用水量中所占比重最大,一般占到裝置總用水量的60%~70%,特別是氮肥、基本化工原料等行業(yè)。而冷卻水使用后,除溫度稍高外,一般水質(zhì)清潔,無污染,只要進行水質(zhì)穩(wěn)定后即可循環(huán)回用。因此,減少冷卻水的使用是化工節(jié)水的根本途徑。蒸汽凝液回收是減少鍋爐用水的主要途徑。工藝水由于直接參與化學反應(yīng),直接回收的可能性較小,選擇本質(zhì)節(jié)水型工藝是減少工藝用水的主要途徑。另外對廢水排放進行深度處理,生產(chǎn)符合生產(chǎn)要求的回用水也是節(jié)水的主要途徑之一。因此化工行業(yè)節(jié)水的基本途徑為:節(jié)水型工藝;冷卻節(jié)水(高循環(huán)倍率技術(shù)、空冷技術(shù)、海水冷卻);凝液回收;污水回用。

其中節(jié)水型工藝應(yīng)該是在項目前期工作中首先就要考慮的問題,并且不同化工產(chǎn)品生產(chǎn)節(jié)水工藝相差較大。本文重點討論冷卻節(jié)水、凝液回收和污水回用。

2、冷卻節(jié)水

2.1、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)節(jié)水

化工企業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)基本流程一般是:給水管網(wǎng)來的新鮮水經(jīng)循環(huán)水處理裝置緩蝕阻垢處理后進入循環(huán)水給水管網(wǎng),供全廠冷換熱設(shè)備使用,換熱后水溫達到設(shè)計值后,進入循環(huán)回水管網(wǎng),一部分經(jīng)冷卻塔換熱后溫度降低10cC左右,依靠重力沉降于塔下水池,另一部分約占總水量的3%進入旁濾系統(tǒng),過濾以降低循環(huán)水濁度,再進入塔下水池,經(jīng)格柵進人吸水池,再經(jīng)過緩蝕阻垢、殺菌滅藻藥劑處理,水質(zhì)穩(wěn)定后,經(jīng)循環(huán)水泵升壓送至循環(huán)水給水系統(tǒng)。循環(huán)水系統(tǒng)如圖1所示,2)。

要減少循環(huán)水系統(tǒng)用水量,最主要的措施是提高循環(huán)水的濃縮倍數(shù)。循環(huán)水濃縮倍數(shù)的定義如下所示:

濃縮倍率:循環(huán)冷卻水中某種鹽分的濃度/補給水中某種鹽分的濃度

以循環(huán)量為10000m3/h、冷熱水溫差10℃的循環(huán)水系統(tǒng)為例,不同濃縮倍數(shù)下的補充水率、排污率和節(jié)水率如表1所示。

從表1可以看出,使用循環(huán)水較使用直流水具有顯著的節(jié)水減排效果,濃縮倍數(shù)在1.5,補充水率為3.31%,折算成節(jié)水率為96.69%;污水排放率為2.23%,折算成減排率為97.77%。隨著濃縮倍數(shù)升高,節(jié)水減排效果提高,節(jié)水率和減排率提高,但提高的幅度逐漸下降。目前,由于水源緊張,水價上漲,排污收費增加,個別企業(yè)循環(huán)水濃縮倍數(shù)已提升至6以上。目前我國化工企業(yè)循環(huán)水濃縮倍率一般在2左右,如果都提高到6,可減少循環(huán)水補充水40%,減少污水排放80%。要提高循環(huán)水濃縮倍率,主要通過以下幾種方法。

2.1.1、優(yōu)化水處理配方

提高循環(huán)水濃縮倍率,在補充水水質(zhì)不變的情況下,最顯著的結(jié)果就是循環(huán)水中的含鹽量提高,濁度增大,微生物增多等。如處理不當,將加速設(shè)備管道的腐蝕,并導致裝置利用率的降低和循環(huán)水水質(zhì)的惡化。通過調(diào)整循環(huán)水處理配方,循環(huán)水濃縮倍率可以提高到3-4。

循環(huán)水高濃縮倍數(shù)運行情況下。加藥、加酸設(shè)施的安全可靠是水處理的基礎(chǔ),因此要求循環(huán)水系統(tǒng)有較高水平的水質(zhì)在線監(jiān)測和自動加藥系統(tǒng),因此要以系統(tǒng)運行的穩(wěn)定、可靠,減少操作波動為首要條件,選用與系統(tǒng)相適應(yīng)的自動連續(xù)加藥(加酸)設(shè)備。

高濃縮倍數(shù)運行時,循環(huán)水離子含量和污染物含量增加,濁度和微生物控制難度加大,需要加強旁流處理和殺菌。配備旁流過濾器,其流量為循環(huán)水量的3%-5%,以降低循環(huán)水中的懸浮物、膠體和部分微生物,有利于控制循環(huán)水腐蝕及結(jié)垢。

天津化工研究設(shè)計院開發(fā)了高濃縮倍率工業(yè)冷卻水處理及智能化在線遠程監(jiān)控技術(shù),該技術(shù)通過高效阻垢分散劑、緩蝕劑的開發(fā)并組成最佳配方,與智能化在線遠程監(jiān)控技術(shù)進行有效集成。這一技術(shù)的使用可以將我國工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)目前普遍運行的濃縮倍率由2倍左右提高到5倍以上,解決循環(huán)水水質(zhì)因提高濃縮倍率而引起的嚴重結(jié)垢及腐蝕問題,從而提高了工業(yè)用水的重復利用率并最大限度地減少了排污量。該技術(shù)目前已獲得多項國家專利,并已在天津石化公司乙烯廠建成了應(yīng)用示范工程,該工程年節(jié)水60萬t,直接經(jīng)濟效益300多萬元。

2.1.2、改善循環(huán)水補充水水質(zhì)

在循環(huán)水系統(tǒng)水質(zhì)不變的前提下,要提高循環(huán)水的濃縮倍數(shù),最直接的方法就是提高循環(huán)水補充水的水質(zhì)。特別是對于補水水質(zhì)較差,或受客觀條件限制,無法大幅提高水處理劑的性能時,也可以采取對補充水進行預處理的辦法,改善補水水質(zhì),以利于循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)的提高。這種措施在北方高堿、高硬水系尤其適用,而且綜合效益明顯,目前在一些企業(yè)已得到了成功應(yīng)用。

按《石油化工給水排水水質(zhì)標準》,石油化工敞開式循環(huán)水水質(zhì)要求Ca2+質(zhì)量濃度為30-500mR/L,而石為,石油化工企業(yè)給水水質(zhì)標準為Ca2+質(zhì)量濃度≤175mg/L。假設(shè)循環(huán)水Ca2+質(zhì)量濃度為500mg/L,補充水Ca2+質(zhì)量濃度為175mg/L,則循環(huán)水濃縮數(shù)倍數(shù)為2.86。若采用順流再生固定床技術(shù)對循環(huán)水補充水進行離子交換處理,生成的軟水中陽離子質(zhì)量濃度約為80mg/L。這樣,在不改變循環(huán)水水質(zhì)狀況的情況下,循環(huán)水濃縮倍數(shù)可達到6.25倍,補充水量由大約2%降低為1.4%,節(jié)水30%。

2.1.3、循環(huán)水分級濃縮串聯(lián)補水技術(shù)

近年來,我國電力系統(tǒng)開發(fā)了一種經(jīng)濟適用的循環(huán)水濃縮串聯(lián)補水技術(shù)。該技術(shù)由河北省電力勘測設(shè)計研究院開發(fā),該技術(shù)已在西柏坡電廠(4×300MW機組)的廢水綜合治理工程成功應(yīng)用,該成果獲中國電力科學技術(shù)二等獎。循環(huán)水分級濃縮串聯(lián)補水技術(shù)工藝流程如圖2所示。

該工藝將循環(huán)水分成兩級進行處理,補給水串聯(lián)運行。第1級原水進入第1級機組循環(huán)水系統(tǒng)低濃縮倍率運行,(濃縮倍率小于等于2),第1級循環(huán)排污水經(jīng)過濾、弱酸離子交換樹脂脫堿軟化處理后作為第2級機組循環(huán)補給水,第2級機組的循環(huán)水系統(tǒng)采用高濃縮倍率運行(濃縮倍率小于等于4.5,且循環(huán)水總濃縮倍率大于等于6.0),其排污水經(jīng)澄清過濾和反滲透處理后可作為鍋爐補給水或循環(huán)水系統(tǒng)補給水。

該技術(shù)已在西柏坡電廠成功運行多年,與常規(guī)循環(huán)水單級濃縮處理系統(tǒng)比較,其優(yōu)點主要有:

(1)濃縮倍率高。綜合循環(huán)水濃縮倍率可達6~9,節(jié)水效果明顯、排污量較小、經(jīng)濟、安全、可靠;

(2)解決了提高濃縮倍率與凝汽器管材結(jié)垢或腐蝕的矛盾;

(3)對循環(huán)水濃縮倍率2倍左右的循環(huán)水裝置,改造方便,適用性強;

(4)減少了廢水排放量;

(5)節(jié)約投資、占地面積小。

與空冷技術(shù)相比,分級濃縮串聯(lián)補水技術(shù)工程造價低(約是空冷的1/10)。缺點是冷卻水系統(tǒng)的蒸發(fā)、風吹損失需另尋辦法解決??绽浼夹g(shù)耗水率低,缺點是工程造價高、運行管理復雜。以1200MW規(guī)模電廠為例,采用分級濃縮串聯(lián)補水技術(shù),需投資4000萬元左右,解決了約占1/2循環(huán)水水量的排污損失(1566萬t/a左右),具有顯著的環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益。按石家莊市工業(yè)企業(yè)用水價2.98元/m3計,節(jié)約水費4666.68萬元/a。1年即可收回投資。采用空冷技術(shù),投資約5億元左右,節(jié)水約3200萬t/a。水投資分別為:2.55元/t和15.6元/t。

2.2、海水冷卻

海水可替代淡水,直接作為工業(yè)冷卻水、城市生活用水、農(nóng)業(yè)灌溉用水、工業(yè)生產(chǎn)用水、環(huán)境用水及其它用水。利用海水做工業(yè)冷卻用水,直接成本低,只有淡水成本的5%-10%,具有明顯的社會效益和經(jīng)濟效益。

海水用作工業(yè)冷卻水已有幾十年的歷史。日本早在20世紀30年代就使用海水作為工業(yè)冷卻水。1962年日本工業(yè)用水總量為313.5億m3,其中海水約占56.56%,1967年工業(yè)用水總量增至567.7億m3/a,海水約占60.81%。1965年到1975年,日本年工業(yè)冷卻用海水量由90億m3提高到167億m3,年增長率為6.4%。1980年工業(yè)用水的50%為海水,日本沿海的大多數(shù)火力發(fā)電、核電、冶金及石油化工等行業(yè)都在以不同形式利用海水,僅電力企業(yè)的海水利用量就達1000億m3/a。到1995年電廠海水利用量就約達1200億t。美國20世紀70年代末至80年代初,海水的直接利用量已達720億m3。2000年工業(yè)用海水達到30%。英、法、荷、意等西歐國家,1970年海水利用量為371億m3,2000年工業(yè)用海水達到2500億m3。

我國沿海城市,特別是東北部沿海地區(qū)淡水資源不能滿足電力、石化等耗水大戶的用水要求,很早就開展了直接利用海水作工業(yè)冷卻水的歷史較早,但發(fā)展緩慢。

目前,我國海水利用主要集中在以下幾個方面:一是火電廠和核電廠直接利用海水作為工業(yè)冷卻水已有一定規(guī)模。2003年我國利用海水作冷卻水用量達330億m3左右。二是我國海水淡化規(guī)模逐步增加。目前,我國已建成運行的海水淡化水產(chǎn)量約為3.1萬m3/d(苦咸水淡化水產(chǎn)量為2.8萬m3/d),在建和待建的工程規(guī)模為38.1萬m3/d。三是海水淡化成本迅速下降。海水淡化主體設(shè)備造價較10年前下降了近一半,成本已經(jīng)降到5元/t左右。四是海水制鹽作為我國傳統(tǒng)的海水化學資源綜合利用產(chǎn)業(yè),海鹽產(chǎn)量已達到1800萬t。

目前使用海水冷卻的石化企業(yè)主要有青島堿廠、天津堿廠、上海石化總廠、大連化學工業(yè)公司、中石油大連石化分公司、大連油脂化學廠等,化學工業(yè)已成為僅次于電廠的海水冷卻的第二大行業(yè)。

使用海水冷卻的主要優(yōu)點是:

(1)水源穩(wěn)定。海水自凈能力強,水質(zhì)比較穩(wěn)定,采用量不受限制。

(2)水溫適宜。工業(yè)生產(chǎn)利用海水冷卻,帶走生產(chǎn)過程中多余的熱量。海水,尤其是深層海水的溫度較低,且水溫較穩(wěn)定,如大連海域全年海水溫度在0-25℃之間。

(3)動力消耗低。一般多采取近海取水,不需遠距離輸送。

(4)設(shè)備投資少,占地面積小。與淡水循環(huán)冷卻相比,可省去回水、涼水塔等裝備。

海水冷卻分海水直流冷卻和海水循環(huán)冷卻。直流冷卻指海水經(jīng)換熱設(shè)備進行一次性冷卻后排放的過程;循環(huán)冷卻指海水經(jīng)換熱設(shè)備完成一次冷卻、再經(jīng)冷卻塔冷卻后,循環(huán)使用的過程。海水直流冷卻技術(shù)有近80年的發(fā)展歷史,有關(guān)防腐蝕、防海洋污損生物附著技術(shù)已基本成熟。如大亞灣核電站和天津大港電廠年用直流冷卻海水分別為35億t和17億t。海水循環(huán)冷卻系統(tǒng)和相關(guān)的防腐、阻垢和防污損生物附著和防鹽霧飛濺等技術(shù)基本成熟,海水冷卻塔技術(shù),國外有專門公司開發(fā),技術(shù)也是成熟的。但是由于海水含鹽量高,石化企業(yè)利用海水冷卻存在一系列的技術(shù)問題,其中最關(guān)鍵是防腐和防海洋生物附著問題。

目前比較廣泛使用的抗腐材料主要是鋁黃銅和鈦合金,前者使用期超過5年,后者使用期一般在15年~30年。

防止海洋生物附著的技術(shù)主要有:涂防污涂料、加氯殺生、電解海水殺生及窒息法殺生等。海水作循環(huán)冷卻水的主要問題是腐蝕和結(jié)垢,通過添加緩蝕劑和阻垢劑可以解決系統(tǒng)的腐蝕與結(jié)垢問題。

經(jīng)過10多年的科技攻關(guān),國家海洋局海水淡化與綜合利用研究所承擔的“海水循環(huán)冷卻技術(shù)研究與工程示范”項目日前取得了突破性成果,首次在我國實現(xiàn)了以海水代替淡水做工業(yè)循環(huán)冷卻水。而且海水循環(huán)冷卻工程濃縮倍率比國際上現(xiàn)有水平提高了10%~20%,碳鋼腐蝕速率、飄水率(鹽霧飛濺量)均達到國際先進水平。該項技術(shù)突破了海水緩蝕劑、阻垢分散劑、菌藻殺生劑和海水冷卻塔等4項關(guān)鍵技術(shù),系統(tǒng)解決了海水循環(huán)冷卻有關(guān)腐蝕、污垢和菌藻控制以及海水冷卻塔防鹽沉積、鹽霧飛濺等技術(shù)難題。該技術(shù)成果產(chǎn)業(yè)化后可以將系統(tǒng)運行成本降低50%左右,取用水量比海水直流冷卻減少96.5%以上,排污減少98%以上,可以節(jié)省大量水資源。目前,淡化所已成功申報了國家重大科技支撐計劃項目“10萬t級海水循環(huán)冷卻技術(shù)裝備研究與示范”課題,將通過1000MW機組配套10萬m3/h海水循環(huán)冷卻工程的實施,實現(xiàn)海水循環(huán)冷卻技術(shù)在應(yīng)用規(guī)模上與國際的接軌。預計該項技術(shù)的推廣后運行費用可降低到淡水循環(huán)冷卻費用的25%~50%。但由于海水腐蝕性大,將不得不廣泛采用防腐蝕性能更加優(yōu)良的雙相不銹鋼、鋁黃銅和鈦材,將不可避免地導致化工裝置投資的增加。

由于海水的可獲得性和投資成本限制,海水冷卻適應(yīng)于沿海地區(qū)新建的大型石化裝置。

2.3、空冷

空氣冷卻方式和水冷卻方式的討論持續(xù)了相當長的時間,到目前為止仍在進行兩者之間的經(jīng)濟分析與討論。但是,空冷器的優(yōu)越性越來越得到人們的認可,以空冷代替水冷的趨勢仍日益明顯??绽浜退鋵Ρ葍?yōu)缺點如表2所示。

目前,國內(nèi)化工企業(yè)只有個別單元采用了空冷技術(shù),但在西部電力行業(yè)已廣泛推行。資料介紹在中東缺水地區(qū)已有裝置在設(shè)計中廣泛采用了空冷技術(shù)。其顯著效果是循環(huán)水用水量降低50%-70%左右,總用水量降低25%~35%,減少污水排放30%~40%。使用空冷技術(shù)不可避免帶來裝置占地面積的增大和電耗的增高。由于西部地區(qū)黃河流域水中氯離子含量高,采用高濃縮倍率循環(huán)水技術(shù)有困難,并且該地區(qū)缺水嚴重、土地資源和能源相對豐富,因此空冷技術(shù)在該地區(qū)特別適用。楊相益在《空冷凝汽器在石油化工裝置中的應(yīng)用》一文中對某濱海煉油廠新建柴油加氫精制裝置中汽輪機凝汽設(shè)備選擇空冷和水冷方案做了技術(shù)經(jīng)濟比較,最終選擇了空冷方案。其比較數(shù)據(jù)如表3所示。

通過表3分析,空冷流程可顯著降低水耗量,但電耗明顯增加,蒸汽用量變化不大,但總能耗較水冷流程要低,系統(tǒng)排污量大幅度降低。投資增加是空冷流程推廣困難的主要原因。

3、凝液回收

化學反應(yīng)通常為吸熱和放熱反應(yīng),為保證系統(tǒng)收率,通常采用蒸汽介質(zhì)吸收或提供熱量。化工生產(chǎn)蒸汽系統(tǒng)復雜,常分為高、中、低、低低壓多個等級,同級別的蒸汽分別用于裝置驅(qū)動透平、物料換熱、工藝、伴熱、采暖、火炬及其它單元等。各級別蒸汽管網(wǎng)間通過驅(qū)動透平和減溫減壓器相連接。

蒸汽間接加熱系統(tǒng)中,蒸汽在加熱設(shè)備內(nèi)釋放出汽化潛熱后,會產(chǎn)生大量的高溫凝液。剛產(chǎn)生的凝液具有以下特點:

(1)凝液有較高的溫度,生產(chǎn)工藝上一般高于100℃,熱焓占新蒸汽總熱焓的1/4左右;

(2)凝液的水質(zhì)良好,接近脫鹽水,且?guī)缀鯖]有溶解氧和二氧化碳等氣體;

(3)凝液的過冷度比較小,接近飽和。

因此凝液是一種非常寶貴的水和熱資源,凝液價值=原水成本+軟化(脫鹽)成本+除氧成本+熱量價值

充分利用凝液是提高蒸汽供熱系統(tǒng)效率必須面臨的一個課題,是企業(yè)節(jié)能、節(jié)水必須重視的環(huán)節(jié)。一般化工裝置均設(shè)計蒸汽凝液回收系統(tǒng),用作鍋爐補給水、脫鹽水、循環(huán)水補充水等。但由于壓力不同,傳統(tǒng)的凝液系統(tǒng)不得不設(shè)計成開式結(jié)構(gòu)。這樣,不斷增加了水耗,同時也產(chǎn)生了廢水排放,并影響鍋爐及管道壽命。

目前,國內(nèi)已開發(fā)出了凝液閉式循環(huán)系統(tǒng)。該技術(shù)由北京君發(fā)節(jié)能環(huán)保技術(shù)有限公司開發(fā),并具有自主知識產(chǎn)權(quán),獲得了多項國家專利。該技術(shù)真正實現(xiàn)了閉式回收蒸汽系統(tǒng)凝液,使蒸汽換熱后的冷凝液和余熱得到最大程度的回收再利用。閉式凝液回收系統(tǒng)有以下主要特點。

(1)無二次閃蒸汽及疏水閥漏汽的排放,使蒸汽凝液所包含的熱能、水量充分回收,系統(tǒng)熱效率比開式回水系統(tǒng)提高15%-30%,回水率提高5%-15%。

(2)徹底地消除了凝液加壓泵的汽蝕。該裝置應(yīng)用了一系列汽蝕消除技術(shù),從流體力學、動態(tài)兩相流和微過冷原理出發(fā)采取獨有措施消除汽蝕誘因,使水泵處于輸送單相高溫液體的最佳狀態(tài)。

(3)改善疏水工況,確保疏水暢通,延長疏水閥壽命,減少了故障頻率。

(4)避免了氧氣及二氧化碳等氣體對凝液的二次污染及引起的對下游設(shè)備的氧化腐蝕?;厥盏哪嘿|(zhì)量好,回水系統(tǒng)壽命長。

(5)專門針對乏氣設(shè)計了凝液回收裝置,根據(jù)乏氣的帶壓狀態(tài)、污染情況等均有針對性的回收流程。

齊魯石化塑料廠利用這一技術(shù)對苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等6套裝置的凝液系統(tǒng)進行了改造,回收凝液用作脫鹽水供全廠使用。工程實施后,回收凝液16.38t/h。該系統(tǒng)能耗如表4所示。

由表4可知,蒸汽冷凝液回收系統(tǒng)不僅節(jié)約了17t/h左右的新鮮水,冷凝液回收的能耗為57.24MJ/t,遠低于脫鹽水的標準能耗96.30MJ/t。該技術(shù)的節(jié)水、節(jié)能降耗作用是非常明顯的。

回收的16.38t/h蒸汽冷凝液,15.08t/h用作脫鹽水,1.30t/h用作循環(huán)補充水。按脫鹽水價格11.7元/t,新鮮水價格2.0元/t,每年操作時間8000h計,每年可增經(jīng)濟效益為143.23萬元??鄢h(huán)水及用電成本后,可實現(xiàn)經(jīng)濟效益約110萬元/a。

4、污水凈化回用

化學工業(yè)是用水大戶,也就不可避免地成為污水排放大戶。據(jù)統(tǒng)計,2005年化工行業(yè)污水排放量達到34億t,占全國工業(yè)廢水排放量的16.3%。但從另一個角度看,說明化工節(jié)水潛力大,若化工行業(yè)的污水凈化回用率達到50%左右,相當于每年新增水資源17億t。

工業(yè)污水與城市污水明顯不同,工業(yè)污水受污染程度較大、水質(zhì)受工藝過程影響波動大、多數(shù)工業(yè)污水處理較難。工業(yè)發(fā)達國家一般將工業(yè)企業(yè)產(chǎn)生的廢水在生產(chǎn)現(xiàn)場經(jīng)過簡單處理,水質(zhì)達到進入城市污水處理系統(tǒng)要求后,再進入設(shè)施完善的城市污水處理系統(tǒng)與生活污水混合后進行處理,一方面可以降低工業(yè)污水的處理難度,另一方面可以實現(xiàn)大規(guī)模處理以降低處理費用。因而,工業(yè)污水單獨回用在工業(yè)發(fā)達國家并不多見。

我國與發(fā)達國家情況完全不同,一方面城市污水處理設(shè)施尚不完善,城市污水處理率一直較低(目前這種情況有所改變,2005年城市生活污水集中處理率達到37.4%);另一方面大型工業(yè)企業(yè)一般都建有完備的工業(yè)廢水處理設(shè)施,對本企業(yè)產(chǎn)生的廢水進行處理,水質(zhì)達標后外排。企業(yè)的污水處理條件,大大促進了對工業(yè)外排污水回用技術(shù)的研究和開發(fā),在外排工業(yè)污水進一步處理提高水質(zhì)、達標外排工業(yè)污水回用循環(huán)水和工業(yè)外排污水的再生水脫鹽技術(shù)方面進行了積極探索,取得了不同程度的進展。我國1997年開始提高煉油廠達標外排污水水質(zhì)技術(shù),1998年東北某煉油廠采用“混凝沉淀—精密過濾—臭氧氧化—石英砂過濾—活性炭過濾—中空超濾”組合工藝建成第一套處理能力200m3/h的工業(yè)裝置,該工藝對COD、濁度和懸浮物去除效果明顯,但對氨氮處理效果不理想。2002年天津石化采用“二級曝氣—絮凝氣浮—石英砂過濾—生物活性炭濾池—消毒”組合工藝,建設(shè)處理能力500m3/h的裝置對煉油廠外排污水進行再處理,出水作為循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的補充水。該裝置運行結(jié)果是對COD、氨氮、濁度和懸浮物去除效果較好。同年燕山石化采用“生物濾池—混凝沉淀—加氯—纖維素過濾—活性炭過濾”組合工藝,建成一套處理能力450m3/h的煉油廠外排污水再處理裝置,出水主要用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)和膜脫鹽裝置,投產(chǎn)后運行基本正常,出水水質(zhì)基本滿足“超濾—反滲透”(UF-RO)雙膜處理工藝對進水水質(zhì)的要求。近幾年又形成了以“BAF-混凝沉淀—加氯—過濾”組合工藝為主的工業(yè)外排污水再處理流程,建成并投入使用的10余套類似處理裝置的運行情況總體良好。但到目前為止我國污水經(jīng)深度處理用作工業(yè)給水的項目不多。

目前,最為完整的污水深度處理用作高品質(zhì)工業(yè)給水的例子是新加坡裕廊島工業(yè)區(qū)一套產(chǎn)水能力3.3萬m3/d污水凈化回用裝置。新加坡是嚴重缺水國家,一半淡水依賴馬來西亞供給,因此,十分重視污水凈化回用。該裝置進水為經(jīng)過三級處理的城市污水,其電導率為700~2200μS/cm,氯離子含量為150-500mg,采用“雙介質(zhì)過濾—反滲透”(DMF-RO)技術(shù)生產(chǎn)電導率小于250μS/cm的高級工業(yè)用水。該反滲透系統(tǒng)由美國A quatech國際公司提供,配備了2184只陶氏化學公司的抗污染膜元件。該系統(tǒng)由新加坡公用事業(yè)公司的子公司負責運營管理。整個系統(tǒng)為單級反滲透,共6列,單列產(chǎn)水量5000m3/d,系統(tǒng)產(chǎn)水量3萬m3/d。利用反滲透技術(shù)及產(chǎn)水量3萬m3/d帶來的規(guī)模經(jīng)濟效應(yīng),其運行的效果是其水質(zhì)條件好于新加坡飲用水(電導率為350-650μS/cm),并且價格低于飲用給水。該裝置總投資為1700萬新加坡元,對進水收率達到85%(通常為75%),出水主要供應(yīng)裕廊島的石化生產(chǎn)。該裝置憑借規(guī)模優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢,為新加坡石化企業(yè)提供了高質(zhì)量的具有競爭力的水資源保障。也成為世界污水凈化回用的范例。

5、討論與建議

(1)化學工業(yè)作為用水大戶,節(jié)約用水是保障生產(chǎn)、保護環(huán)境、增強競爭力的重要手段。節(jié)水應(yīng)該成為化學工業(yè)發(fā)展的必然選擇。

(2)建議在化工項目方案設(shè)計中將節(jié)約用水作為重點因素加以考慮。首先應(yīng)選擇節(jié)水型工藝。同時綜合利用冷卻節(jié)水、污水凈化回用、凝液回收等技術(shù),強化項目的節(jié)水能力。

(3)冷卻是化工生產(chǎn)中耗水量最大的環(huán)節(jié),也是節(jié)水潛力最大的一環(huán),并且投入少、節(jié)水量大?;どa(chǎn)中應(yīng)根據(jù)具體情況在確保系統(tǒng)安全的前提下使用循環(huán)水高濃縮倍率的節(jié)水技術(shù)。與此同時,在沿海地區(qū)積極推廣海水冷卻,在西部缺水地區(qū)推廣使用空氣冷卻技術(shù)。并可考慮多種技術(shù)的優(yōu)勢組合,節(jié)水的同時盡量減少產(chǎn)品成本的增加。

(4)凝液回收技術(shù)成熟,應(yīng)大力推廣。蒸汽凝液是高品質(zhì)的供水來源,加大凝液回收力度.在回用作為鍋爐給水的同時,還可作為循環(huán)水補充水或是用于生產(chǎn)脫鹽水。

(5)目前我國石化企業(yè)中污水回用作為循環(huán)水、綠化用水、沖洗水等,節(jié)水效果是十分明顯的,但與國外相比,污水深度處理回用技術(shù)和應(yīng)用實踐都相對落后,還有較大的潛力可挖,特別是大城市、大型化工園區(qū)可利用城市污水和區(qū)內(nèi)排污建設(shè)大型的污水深度處理回用,生產(chǎn)滿足化工工藝要求的高品質(zhì)回用水。