水处理是指为达到成品水的水质要求而对原水的加工过程。下面是我整理的关于水处理技术论文,希望你能从中得到感悟!
关于水处理技术的分析
摘要:本文作者介绍了水处理的概念,对水处理技术进行了分析介绍,供大家参考借鉴。
关键词:水处理;技术;分析
中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:
简单讲,“水处理”便是通过物理、化学手段,去除水中一些对生产、生活不需要的物质的过程。是为了适用特定的用途而对水进行的沉降、过滤、混凝、絮凝,以及缓蚀、阻垢等水质调理的过程。由于社会生产、生活与水密切相关,因此,水处理领域涉及的应用范围十分广泛,了解水处理的基本常识对于人们的生活具有非常重要的意义。近年来,随着我国经济的高速发展,水污染也在不断恶化,随着水质污染而引起的各种疾病,带来的各种行业危害日趋严重,水处理到如今就突显出其不可忽视的重要性。然而,真正对水处理方面的知识有些许了解的民众却并不多见。
1 水处理的概念
水处理是指为达到成品水的水质要求而对原水的加工过程。在循环用水系统以及水的再生处理中,原水是废水,成品水是用水,加工过程兼具给水处理和废水处理的性质。水处理还包括对处理过程中所产生的废水和污泥的处理及最终处置,有时还有废气的处理和排放问题。
2 水处理工艺
一级处理是机械处理工段,它通过机械处理,如格栅、沉淀或气浮,去除污水中所含的石块、砂石和脂肪、油脂等。机械处理工段包括格栅、沉砂池、初沉池等构筑物,以去除粗大颗粒和悬浮物为目的,处理的原理在于通过物理法实现固液分离,将污染物从污水中分离,这是普遍采用的污水处理方式。机械处理是所有污水处理工艺流程必备工程,城市污水一级处理BOD5和SS的典型去除率分别为25%和50%。在原污水水质特性不利于除磷脱氮的情况下,初沉的设置与否以及设置方式需要根据水质特注的后续工艺加以仔细分析和考虑,以保证和改善除磷除脱氮等后续工艺的进水水质。
二级处理是污水生化处理,生物处理,污水中的污染物在微生物的作用下被降解和转化为污泥。污水生化处理属于二级处理,以去除不可沉悬浮物和溶解性可生物降解有机物为主要目的,其工艺构成多种多样,可分成活性污泥法、AB法、A/O法、A2/O法、SBR法、氧化沟法、稳定塘法、土地处理法等多种处理方法。日前大多数城市污水处理厂都采用活性污泥法。在污水生化处理过程中,影响微生物活性的因素可分为基质类和环境类两大类:
基质类包括以碳元素为主的有机化合物即碳源物质、氮源、磷源等营养物质及一些有毒有害化学物质如酚类、苯类等化合物、也包括一些重金属离子如铜、镉、铅离子等。
环境类影响因素指污水处理中绝大部分微生物最适宜生长的温度范围是20-30℃,活性污泥系统微生物最适宜的PH值范围是,曝气池出口处的溶解氧以保持2mg/l左右为宜。
三级处理是污水的深度处理,它包括营养物的去除和通过加氯、紫外辐射或臭氧技术对污水进行消毒。三级处理是对水的深度处理,现在的我国的污水处理厂投入实际应用的并不多。它将经过二级处理的水进行脱氮、脱磷处理,用活性炭吸附法或反渗透法等去除水中的剩余污染物,并用臭氧或氯消毒杀灭细菌和病毒,然后将处理水送入中水道,作为冲洗厕所、喷洒街道、浇灌绿化带、工业用水、防火等水源。
3 水处理方法
沉淀物过滤法的目的是将水源内悬浮颗粒物质或胶体物质清除乾净。这些颗粒物质若没有清除,会对透析用水其它精密的过滤膜造成破坏或甚至水路的阻塞。这是最古老且最简单的净水法,所以这个步骤常用在水纯化的初步处理,或有必要时,在管路中也会多加入几个滤器以清除体积较大的杂质。滤过悬浮的颗粒物质所使用的滤器种类很多,例如网状滤器,沙状滤器或膜状滤器等。只要颗粒大小大於这些孔洞之大小,就会被阻挡下来。对於溶解於水中的离子,就无法阻拦下来。
硬水的软化需使用离子交换法,它的目的是利用阳离子交换树脂以钠离子来交换硬水中的钙与镁离子,*此来降低水源内之钙镁离子的浓度。通常的离子交换树脂为球状的合成有机物高分子电解质。树脂基质内藏氯化钠,在硬水软化的过程中,钠离子会逐渐被使用耗尽,则交换树脂的软化效果也会逐渐降低,这时需要作还原的工作,也就是每隔固定时间加入特定浓度的盐水,一般是10%,如果水处理的过程中没有阳离子的软化,不只是逆渗透膜上会有钙镁体的沉积以致降低功效甚至破坏逆渗透膜,同时人也容易得到硬水症候群。硬水软化器也会引起细菌繁殖的问题,所以设备上需要有逆冲的功能,一段时间後就要逆冲一次以防止太多杂质吸附其上。
活性碳是由木头,残木屑,水果核,椰子壳,煤炭或石油底渣等物质在高温下乾馏炭化而成,制成後还需以热空气或水蒸气加以活化。它的主要作用是清除氯与氯氨以及其它分子量在60到300道尔顿的溶解性有机物质。活性碳的表面呈颗粒状,内部是多孔的,孔内有许多小的毛细管,1g的活性碳内部表面积高达700-1400m2,而这些毛细管内表面及颗粒表面就是吸附作用之所在。影响活性碳清除有机物能力的因素有活性碳本身的面积,孔洞大小以及被清除有机物的分子量及其极性,它主要依物理的吸附能力来排除杂物,当吸附能力达饱合之後,吸附过多的杂质就会掉落下来污染下游的水质,所以必须定时利用逆冲的方式来清除吸附其上的杂质。
去离子法的目的是将溶解於水中的无机离子排除,与硬水软化器一样,也是利用离子交换树脂的原理。在这使用两种树脂-阳离子交换树脂与阴离子交换树脂。阳离子交换树脂利用氢离子来交换阳离子;而阴离子交换树脂则利用氢氧根离子来交换阴离子,氢离子与氢氧根离子互相结合成中性水。
逆渗透法可以有效的清除溶解於水中的无机物,有机物,细菌,热原及其它颗粒等,是透析用水之处理中最重要的一环。所谓渗透是指以半透膜隔开两种不同浓度的溶液,其中溶质不能透过半透膜,则浓度较低的一方水分子会通过半透膜到达浓度较高的另一方,直到两侧的浓度相等为止。在还没达到平衡之前,可以在浓度较高的一方逐渐施加压力,则前述之水分子移动状态会暂时停止,此时所需的压力叫作渗透压,如果施加的力量大於渗透压时,则水份的移动会反方向而行,也就是从高浓度的一例流向低浓度的一方,这种现象就叫作逆渗透。逆渗透的纯化效果可以达到离子的层面,对於单价离子的排除率可达90%-98%,而双价离子可达95%-99%左右。
超过滤法与逆渗透法类似,也是使用半透膜,但它无法控制离子的清除,因为膜之孔径较大,约10-200A之间。只能排除细菌,病毒,热原及颗粒状物等,对水溶性离子则无法滤过。超过滤法主要的作用是充当逆渗透法的前置处理以防止逆渗透膜被细菌污染。它也可用在水处理的最後步骤以防止上游的水在管路中被细菌污染。一般是利用进水压与出水压差来判断超过滤膜是否有效,与活性碳类似,平时是以逆冲法来清除附着其上的杂质。
蒸馏法是古老却也是有效的水处理法,它可以清除任何不可挥发性的杂质,但是无法排除可挥发性的污染物。
紫外线消毒法是目前常使用的方法之一,它的杀菌机转是破坏细菌核酸的生命遗传物质,使其无法繁殖,其中最重大的反应是核酸分子内的pyrimidine盐基变成双合体。一般是使用低压水银放电灯的人工波长的紫外线能量。
4 结束语
本文阐述了水处理的基本概念,介绍了水处理的工艺及处理方法,使人们了解到水处理实际上就是对水源水或不符合用水水质要求的水,采用物理、化学、生物等方法改善水质的过程。
参考文献:
[1] 吴弼人.水处理-城市的命脉[J].华东科技,2009,(06).
[2] 戴建强,郑敏.城市中水回用于电厂循环冷却水的处理技术实例[J].环境科学与管理,2011,(08).
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(一)论文名称论文名称就是课题的名字第一,名称要准确、规范。准确就是论文的名称要把论文研究的问题是什么,研究的对象是什么交待清楚,论文的名称一定要和研究的内容相一致,不能太大,也不能太小,要准确地把你研究的对象、问题概括出来。第二,名称要简洁,不能太长。不管是论文或者课题,名称都不能太长,能不要的字就尽量不要,一般不要超过20个字。(二)论文研究的目的、意义研究的目的、意义也就是为什么要研究、研究它有什么价值。这一般可以先从现实需要方面去论述,指出现实当中存在这个问题,需要去研究,去解决,本论文的研究有什么实际作用,然后,再写论文的理论和学术价值。这些都要写得具体一点,有针对性一点,不能漫无边际地空喊口号。主要内容包括:⑴研究的有关背景(课题的提出):即根据什么、受什么启发而搞这项研究。⑵通过分析本地(校)的教育教学实际,指出为什么要研究该课题,研究的价值,要解决的问题。(三)本论文国内外研究的历史和现状(文献综述)规范些应该有,如果是小课题可以省略。一般包括:掌握其研究的广度、深度、已取得的成果;寻找有待进一步研究的问题,从而确定本课题研究的平台(起点)、研究的特色或突破点。(四)论文研究的指导思想指导思想就是在宏观上应坚持什么方向,符合什么要求等,这个方向或要求可以是哲学、政治理论,也可以是政府的教育发展规划,也可以是有关研究问题的指导性意见等。(五)论文写作的目标论文写作的目标也就是课题最后要达到的具体目的,要解决哪些具体问题,也就是本论文研究要达到的预定目标:即本论文写作的目标定位,确定目标时要紧扣课题,用词要准确、精练、明了。常见存在问题是:不写研究目标;目标扣题不紧;目标用词不准确;目标定得过高, 对预定的目标没有进行研究或无法进行研究。(六)论文的基本内容研究内容要更具体、明确。并且一个目标可能要通过几方面的研究内容来实现,他们不一定是一一对应的关系。大家在确定研究内容的时候,往往考虑的不是很具体,写出来的研究内容特别笼统、模糊,把写作的目的、意义当作研究内容。基本内容一般包括:⑴对论文名称的界说。应尽可能明确三点:研究的对象、研究的问题、研究的方法。⑵本论文写作有关的理论、名词、术语、概念的界说。(七)论文写作的方法具体的写作方法可从下面选定: 观察法、调查法、实验法、经验总结法、 个案法、比较研究法、文献资料法等。(八)论文写作的步骤论文写作的步骤,也就是论文写作在时间和顺序上的安排。论文写作的步骤要充分考虑研究内容的相互关系和难易程度,一般情况下,都是从基础问题开始,分阶段进行,每个阶段从什么时间开始,至什么时间结束都要有规定。课题研究的主要步骤和时间安排包括:整个研究拟分为哪几个阶段;各阶段的起止时间。
真宽泛。。。。想必是要毕业论文用吧?还是自己写的好
水处理,技术研究,肯定应用这个你怎么理解
水是最宝贵的自然资源,是人类赖以生存的必要条件。水资源的保护、利用和研究已成为当今世界最热门的课题之一。我国是水资源缺乏的国家,随着工业的飞速发展,用水量越来越大,很多地区由于水资源不足而制约了工农业生产的发展,有些地区甚至由于水资源的短缺而造成了对人类生存的威胁和挑战。同时,水在自然界中的循环运动和人类的使用过程中,不可避免地混进许多自然杂质与污染物,使一些水源的水质日趋恶化。水资源短缺和水污染问题已成为缺水国家和地区发展的主要问题。� 随着人们环境意识的加强和水资源短缺的日益突出,废水处理越来越受到人们的关注和重视。火力发电厂是一个用水大户,同时也是一个排水大户。因此,废水处理和回收利用也就无疑成为了保证火力发电厂安全、经济运行和控制污染,维持生态环境的重要内容。�1 废水处理概况� 废水中污染物及废水处理的水质控制方法� 根据对环境造成污染危害的不同废水中的污染物大致有以下几类:固体污染物 、有机污染物、有毒污染物、营养性污染物、生物污染物、感官污染物、酸碱污染物 、热污染物及其他污染物等。为了使废水能够再用、安全排放、从中回收有用物质,可借助分离处理、转化处理和稀释处理等水质控制方法处理废水。� 废水处理工艺� 在生产和治理废水的过程中,人们逐渐发现和摸索出了许多切实有效的处理方法。传统的方法有:隔滤法、分离法、生物转换法、中和法、化学沉淀法、吹脱法 、汽提法、萃取法、氧化还原法和吸附法等。近年来,废水处理工艺得到了较快的发展,出现了许多新方法。� 废水处理系统� 废水的成分十分复杂,往往需要将几种单元操作联合成一个有机整体,并合理配置主次关系和前后次序,构成完整的废水处理系统,以有效地完成处理任务。图1为城市生活污水典型处理系统。 � 根据处理任务的不同,此系统可分为三级处理:一级处理的主要对象是较大的悬浮物,采用的分离设备依次为格栅、沉沙池和沉淀池,截流于沉淀池的污泥可进行污泥消化或其它处理,出水可排放于水体或用于污水灌溉;二级处理是一种生物化学处理法,它的主要处理对象是废水中的胶体态和溶解态有机物,其典型处理设备有生物曝气池和二次沉淀池;三级处理的目的有时不是为了排放而是为了直接回用 ,所以它有时属深度处理范畴。三级处理的对象是营养物质(氮和磷)及其它溶解物质 ,采用的方法有化学絮凝、过滤等,对出水水质要求高的地方也可用吸附、离子交换 、反渗透、消毒等方法。�2 火力发电厂废水处理� 火电厂水系统概况� 火力发电厂水系统庞大。以1 000 MW发电厂为例,若采用敞开循环方式,其循环冷却水量约120 000 t/h。若其补水率按3%计算,化学水处理用水量约320 t/h。火力发电厂的用水一般分为两类:一类是生产用水;另一类是生活和消防用水。生产用水主要包括循环冷却水、冲灰水、机冷水及锅炉补给水等。� 现代火力发电厂主要废水来源� 现代燃煤火力电厂的废水来源主要有:冲灰水;热力设备化学清洗和停用保护的排放废水,锅炉排污水;主厂房生产排污水,辅助设备与机械冷却水的排水;凝结水净化设备的排水;凝汽器的冷却排水或冷却设备的排污水;水处理装置的排污水;生活污水;输煤系统的清洗水,贮煤场排水及厂区雨水排水等。� 火电厂废水处理工艺� 根据废水的成分和污染物的含量,火力发电厂一般采用以下几种废水处理工艺: 隔滤法� 隔滤法又分栅栏法、筛滤法和过滤法等。栅栏法和筛滤法都是以阻隔的方式拦截废水中比较粗大的悬浮固体,而过滤法除拦截作用外,还有吸附、絮凝和沉淀等作用,使比孔隙更细的悬浮颗粒也能从废水中分离出来。� 活性污泥法� 活性污泥法是好氧生物转换处理的一种典型方法,此法特别适用于生活污水的处理。它是以含于废水中的有机污染物为培养基,在有溶解氧的情况下,连续地培养活性污泥,再利用其吸附凝聚和氧化分解作用净化废水中的有机污染物。图2是普通活性污泥法处理流程。 ��初次沉淀池用以去除废水中的原生悬浮物;曝气池使废水中的有机污染物与活性污泥充分接触,并吸附和氧化分解有机污染物;曝气系统供给曝气池生物反应所必须的氧气,并起混合搅拌作用;二次沉淀池用以分离曝气池出水中的活性污泥;污泥回流系统把二次沉淀池中的一部分沉淀污泥再回流到曝气池,以保证曝气池有足够的微生物浓度;剩余污泥排放系统是将曝气池内不断增殖的污泥通过排放系统排掉,以保证曝气池的有效反应容积。� 中和处理法� 中和处理法是根据酸碱中和理论,有效调节pH以使废水达到排放要求的一种简单方法。火电厂的化学清洗排水、水处理的再生排水等一般都需要进行中和处理。目前,多数电厂都设计和使用中和池来处理制水再生过程所排放的废酸液和废碱液。当然,由于火电厂酸碱废液排放量大,所以采用中和工艺时也要因地制宜,做到经济、有效。除用酸碱液直接处理外,酸性废水亦可用投加碱性药剂、通过碱性滤料 、利用碱性废渣和天然水体及土壤中碳酸盐、重碳酸盐碱度来进行中和处理。碱性废水可用废弃无机酸、酸性废气(如CO2和烟道气)和酸性废水处理。� 此外,有的火力发电厂还采用混凝、吸附、离子交换以及电渗析和反渗透等工艺方法处理污水。� 火电厂废水防治措施� 我国发电厂对灰水pH超过国家规定排放标准的治理措施有:灰水闭路循环、炉烟处理(利用炉烟中的CO2或SO2处理)、加酸处理、用循环水中和稀释、采用湿式除尘器等。灰水悬浮物用隔板和沉淀的方法;电厂含油废水多数先采用隔油处理,而后再行浮选处理或油水分离装置处理及生物处理等;生活废水则一般用活性污泥处理;生产废水用中和、澄清、消毒、过滤等方法;输煤系统的冲洗废水则用沉淀或净水装置处理后回收。�3 废水回用技术� 随着水资源的日益贫乏,废水回收利用技术越来越重要。为了解决火力发电厂的水源问题,近年来以城市污水作为火力发电厂循环冷却水的技术已相继在部分新建火电厂得到了实施和应用。� 国外废水回用情况简介� 60年代以来,世界各国已普遍利用污水进行灌溉、回灌等。1968年美国加州南塔霍湖建成第一座污水回用工厂后,一些缺水国家的污水回用研究开始迅速发展。在美国缺水的得克萨斯州和加利福尼亚州,每年再利用水量达25亿m3(相当于此地污水总量的70%)。处理后的污水被用于冷却水、锅炉用水、工业用水和消防用水等。日本东京三河岛污水处理厂的二级出水量每天达万m3。这些污水经处理后,供给江东地区400多个工厂使用。南非的比勒陀利亚—威特沃斯兰—费霍尼欣地区有的污水经处理后用于电厂冷却和工业回用。� 我国废水回用的发展概况� 废水处理后回收利用是解决水资源短缺的有效途径。我国是世界上缺水国家之一,建国后党和国家非常重视废水处理工程的建设。1960年,我国建成了第一座为农用灌溉服务的临时性污水处理厂——高碑店污水处理厂。我国的废水回用与工业生产起步于20世纪70年代。1973年原东方红炼油厂将二级处理过的污水回送到循环冷却水作为其补充水使用,当时的回用率为20%,5 a中共回用了530 d。虽然,在这一工程在后期的实施过程中也存在着许多问题和困难,但它在当时也收到了一定的效果,同时也为我国污水回用技术的发展和研究积累了宝贵的经验。到了90年代,我国的污水回用工程逐步走向正规,一大批污水处理厂建成投产,许多工厂开始着手研究全厂的水平衡问题。然而,由于起步较晚,我国的城市工业用水的重复使用率很低,一般为30%左右,较高的上海也仅50%,而德国为64%,日本为60%。� 我国火电厂利用污水情况� 严重的缺水和水价的提高使得用水大户的火力发电厂不得不寻求新的水源。在我国,将城市污水引入火力发电厂的循环冷却水是在90年代。由于城市污水的成分复杂,且因时间季节和地域环境都各有差异,所以在污水处理工艺的设计过程中就必须考虑其诸多影响因素。目前在我国的城市污水(回用于火力发电厂的循环冷却水)处理中已经建立起了许多处理方式,其中以石灰处理居多。典型的处理流程见图3:� � 当然,上述工艺流程是建立在污水处理厂对污水二级处理(见图1)的基础之上的 ,而且各种运行参数和药剂都需因水质的不同而进行相应的试验调整。如果合理的工艺步序及阻垢药剂被选择、利用和控制,则能使循环水的浓缩倍率达到左右。� 值得注意的是,由于城市污水经处理后BOD、COD以及细菌等含量仍较高。因此 ,在以城市污水作为火电厂循环冷却水时必须进行严格的试验研究并留有足够的保险系数。应该在凝汽器的选材上细心谨慎;在杀菌剂、阻垢和缓蚀剂等药品的投加、监测与控制方面应严格把关。同时,在整个循环水系统的设计中还应考虑水质恶化情况下的补救措施。�4 新型火电厂的节水工程——零排放工程 为了更有效地节约用水,保护环境,近年来各大电厂(特别是缺水地区)相继实施了零排放工程。零排放系统既保护了环境又节约了用水,必将收到良好的经济效益和社会效益。以河北南部电网某厂为例,该厂装机容量为4×300 MW,其设计的1、2号机循环冷却水采用加酸加水质稳定剂的处理方法,浓缩倍率控制在以下,所以排污水除供本机组的冲灰使用外还有大量的富余。为充分利用水资源,解决全厂的水平衡问题,在3、4号机循环冷却水的设计中,该厂又巧妙地将1、2号机循环冷却水的排污水经过部分处理(如弱酸阳离子交换)后直接作为3、4号机的循环水的补充水。而3、4号机循环水的排污水一部分用于机组的冲灰,另一部分水则再经过一定的处理(如反渗透)后送往水处理车间回收利用。这种设计思路新颖,达到了提高浓缩倍率、降低排污和节约用水的目的,值得节水工程和废水回用技术中借鉴和参考。�5 结束语� 火力发电厂废水处理及回收利用是节约用水和保护环境的重要途径。然而,在这方面我国尚属起步阶段,与国外相比,差距很大。根据我国现状,还应加大对污水处理及其回收利用技术的研究和科技投入力度,重点在提高循环水浓缩倍率、改进冲灰方式、突破浓浆输送技术、解决灰水回收利用及直排灰水的污染物超标治理方面做更大的努力
节能型循环水泵在供水系统中的应用 前言 电力工程建设中供水系统投资高、工程量大施工复杂,对电力工程建设造价与投资回收年限影响较大,在电厂供水系统方案设计中非常重视自然通风冷却塔与循环水泵选择,循环水泵房与循环水管道系统优化布置,因为它们直接影响汽轮机安全运行与发电机满负荷发电,直接影响电厂的经济性,为了降低供水系统年运行费用,节约工程造价必须推广节能型设备的应用、优化系统的配置。 火力发电厂中汽轮发电机凝汽器的冷却水量随季节变化,夏季冷却水量大冬季冷却流量小;随汽轮机抽汽量变化,抽汽量大冷却流量少,抽汽量小冷却流量大。供水系统采用一台机组配二台相同型号水泵并联模式,将循环冷却水量平均分配给二台循环水泵,这种配置模式符合《火力发电厂水工技术规程、规定》,在电厂供水系统设计中广泛使用。 但是,一台机组配二台相同型号水泵在运行过程中经常出现问题,为了从根本上解决水泵运行效率低下与系统流量变化步调不一的矛盾,开发一种新型高效节能型水泵事在必然。 高效节能型循环水泵在供水系统中的应用 近年来全国各地相继建成一大批135MW火力发电厂,在山东里彦电厂、徐州诧城电厂、甘肃金川电厂、山东魏桥热电厂,我们先后设计了18台135MW国产超高压、中间再热机组。这些电厂位于我国华北、东北与西北地区,共同特点是企业自发自用,除了有稳定的电力需求外还有供热负荷,供热负荷波动较大,夏季热负荷小冬季热负荷大,年采暖期长。 以135MW供热机组为例,汽轮机最大连续出力时汽轮机凝汽器的凝汽量为324t/h,需要循环冷却水量19640m3/h;汽轮机额定抽汽工况时汽轮机凝汽器的凝汽量为223t/h,需要循环冷却水量12274m3/h;汽轮机最大抽汽工况时汽轮机凝汽器的凝汽量143t/h,循环冷却水量4700m3/h。随机组运行工况的改变,循环水系统需要的冷却水量从4700m3/h--19000m3/h的巨幅波动。 供水系统采用常规水泵布置,为了满足夏季汽轮机运行要求,通常选用选择水泵流量9800-11700m3/h,扬程米,按照夏季二台水泵并联运行来满足循环水系统需要的冷却水量19000m3/h,其它季节通过一台水泵运行来满足循环水系统冷却水量需要,水泵流量范围9800-11700m3/h,系统超过此流量范围运行时,水泵运行很不经济。 不难发现:汽轮机在额定抽汽工况下,循环冷却系统需水量为12274t/h,系统水阻比汽轮机纯凝工况时略为减少米,水泵扬程下降到米,单台水泵流量增加到13000t/h,一台水泵运行可以满足系统要求,只是运行效率不高。可是汽轮机最大抽汽工况时,循环冷却水量只有4700t/h,系统水阻比汽轮机纯凝工况时大幅度减少,导致水泵扬程提高、运行效率很低,造成冷却塔淋水装置涌水、加大配水槽流速,水流热交换时间减少。由于水泵的工作效率极低,电动机无功功率增加,白白地浪费电能。 如果在135MW国产超高压、中间再热机组中循环水系统采用新型高效节能型水泵,将从根本上解决水泵运行效率低下与系统流量变化步调不一的矛盾。 以G48Sh水泵为例,在转速n=485r/min时、水泵流量17500m3/h、扬程18米、水泵效率88%、轴功率947kw;在转速n=420r/min时、水泵流量13200m3/h、扬程米、水泵效率87% 轴功率587kw。该水泵设计参数与135MW机组循环水系统参数基本吻合、运行效率高。对100多台G48Sh水泵进行抽样检测,实际运行效率为84-88%;常规48Sh-22水泵运行效率只有60%。 水泵配用电动机采用双极数、双转速的核心技术,增加了循环水系统运行调节灵活性。根据凝汽器冷却水量随季节变化、随抽汽量改变,自动调整电动机极数与转速,同时改变输出功率与水泵供水量。一台G48Sh水泵高转速运行比二台48Sh-22并联水泵每小时多供水量3000吨;一台G48Sh水泵低转速运行电动机输出功率可以从947KW调整到587KW,电动机功率降幅达37%,其节能效果非常明显。因为循环水系统除了夏季水泵高转速运行外,其他季节基本上可以低速运行,按照年运行时间7200小时计算,每年每台水泵可节省电量230万度。按照电厂厂用电价元/度计算,单台循环水泵每年节约电费大约为40万元左右,按照10-15年回收年限计算,单台循环水泵节约电费高达400-600万元,对于安装几台节能型循环水泵的电厂,其经济效益非常可观不可小视,这也是许多电厂节能技术改造的一个发展方向。而常规水泵配用电动机是固定不可调的,一定的转速所对应的输出功率是不变的。单台高效节能型循环水泵比等容量常规SH系列离心水泵价格高15-20万元,这部分投资费用只须电机低速运行很短时间即可收回全部成本。 高效节能型循环水泵的引入可以优化系统水力条件,加宽了水泵高效区段适应范围,有效地提高水泵工作效率;改变了一台汽轮机配二台等容量水泵常规设计理念,提出了一种新的水泵配置来满足汽轮机的变工况运行要求,本体结构采用卧式泵壳设计,厂运行、检修非常方便。 山东十里泉电厂(2×125MW)循环水系统原来配备了4台同型号48SH-22水泵运行,确实存在水泵供水量不足、效率低、经济性能差。1998年10月将其中的4#水泵更换成G48SH水泵,投产后电厂委托电力试验研究所进行了水泵性能测试,在高、低转速时运行效率分别高达与,比未改造其他水泵效率分别提高和,耗电量明显减少。 广东云浮电厂(2×125MW)也是配备了4台同型号循环水泵48SH-22。夏季3台水泵运行,其他季节2台运行。因为循环水流量不足、效率低,将其改成G48SH水泵,投产后委托广东电力试验研究所对水泵效率进行检测,新泵高转速时实际流量16537t/h、运行效率、电动机功率1002KW;新泵低转速时实际流量13080t/h、运行效率为、电动机功率646KW。水泵与机组运行工况吻合。原水泵实际流量14400t/h、效率、电动机功率1089KW;最高效率70%时流量为11540t/h,水泵与机组运行工况不符。高转速时新泵比旧泵供水量大2137 t/h、功率低、效率高;低速时新泵在供水量相同情况下,单台水泵每小时可以节省443KW,节能效果显著。 结论 任何新技术的推广都需要一个认识过程, 高效节能型循环水泵的最大特点是节能、工作效率高,值得在全国推广。但是它是否适合所有地区、所有135MW机组的运行还需要更多的实际应用证明,需要因地制宜的选择。 推广高效节能型循环水泵不仅涉及到电厂循环水泵的配置、水泵备用与水泵运行费用问题,而且关系到水泵与汽轮机运行的联锁、控制问题等等,尤其在长江边建设取水泵房必须谨慎选择,高效节能型循环水泵的几何尺寸较等容量水泵大的多,对江边取水泵房而言,设备及设备运行费用不及取水泵房结构费用与施工费用,特别是水源枯水位与最高水位相差较大的时候,取水泵房几何尺寸的任何变化对工程造价的影响是非常大的。
水处理是指为达到成品水的水质要求而对原水的加工过程。下面是我整理的关于水处理技术论文,希望你能从中得到感悟!
关于水处理技术的分析
摘要:本文作者介绍了水处理的概念,对水处理技术进行了分析介绍,供大家参考借鉴。
关键词:水处理;技术;分析
中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:
简单讲,“水处理”便是通过物理、化学手段,去除水中一些对生产、生活不需要的物质的过程。是为了适用特定的用途而对水进行的沉降、过滤、混凝、絮凝,以及缓蚀、阻垢等水质调理的过程。由于社会生产、生活与水密切相关,因此,水处理领域涉及的应用范围十分广泛,了解水处理的基本常识对于人们的生活具有非常重要的意义。近年来,随着我国经济的高速发展,水污染也在不断恶化,随着水质污染而引起的各种疾病,带来的各种行业危害日趋严重,水处理到如今就突显出其不可忽视的重要性。然而,真正对水处理方面的知识有些许了解的民众却并不多见。
1 水处理的概念
水处理是指为达到成品水的水质要求而对原水的加工过程。在循环用水系统以及水的再生处理中,原水是废水,成品水是用水,加工过程兼具给水处理和废水处理的性质。水处理还包括对处理过程中所产生的废水和污泥的处理及最终处置,有时还有废气的处理和排放问题。
2 水处理工艺
一级处理是机械处理工段,它通过机械处理,如格栅、沉淀或气浮,去除污水中所含的石块、砂石和脂肪、油脂等。机械处理工段包括格栅、沉砂池、初沉池等构筑物,以去除粗大颗粒和悬浮物为目的,处理的原理在于通过物理法实现固液分离,将污染物从污水中分离,这是普遍采用的污水处理方式。机械处理是所有污水处理工艺流程必备工程,城市污水一级处理BOD5和SS的典型去除率分别为25%和50%。在原污水水质特性不利于除磷脱氮的情况下,初沉的设置与否以及设置方式需要根据水质特注的后续工艺加以仔细分析和考虑,以保证和改善除磷除脱氮等后续工艺的进水水质。
二级处理是污水生化处理,生物处理,污水中的污染物在微生物的作用下被降解和转化为污泥。污水生化处理属于二级处理,以去除不可沉悬浮物和溶解性可生物降解有机物为主要目的,其工艺构成多种多样,可分成活性污泥法、AB法、A/O法、A2/O法、SBR法、氧化沟法、稳定塘法、土地处理法等多种处理方法。日前大多数城市污水处理厂都采用活性污泥法。在污水生化处理过程中,影响微生物活性的因素可分为基质类和环境类两大类:
基质类包括以碳元素为主的有机化合物即碳源物质、氮源、磷源等营养物质及一些有毒有害化学物质如酚类、苯类等化合物、也包括一些重金属离子如铜、镉、铅离子等。
环境类影响因素指污水处理中绝大部分微生物最适宜生长的温度范围是20-30℃,活性污泥系统微生物最适宜的PH值范围是,曝气池出口处的溶解氧以保持2mg/l左右为宜。
三级处理是污水的深度处理,它包括营养物的去除和通过加氯、紫外辐射或臭氧技术对污水进行消毒。三级处理是对水的深度处理,现在的我国的污水处理厂投入实际应用的并不多。它将经过二级处理的水进行脱氮、脱磷处理,用活性炭吸附法或反渗透法等去除水中的剩余污染物,并用臭氧或氯消毒杀灭细菌和病毒,然后将处理水送入中水道,作为冲洗厕所、喷洒街道、浇灌绿化带、工业用水、防火等水源。
3 水处理方法
沉淀物过滤法的目的是将水源内悬浮颗粒物质或胶体物质清除乾净。这些颗粒物质若没有清除,会对透析用水其它精密的过滤膜造成破坏或甚至水路的阻塞。这是最古老且最简单的净水法,所以这个步骤常用在水纯化的初步处理,或有必要时,在管路中也会多加入几个滤器以清除体积较大的杂质。滤过悬浮的颗粒物质所使用的滤器种类很多,例如网状滤器,沙状滤器或膜状滤器等。只要颗粒大小大於这些孔洞之大小,就会被阻挡下来。对於溶解於水中的离子,就无法阻拦下来。
硬水的软化需使用离子交换法,它的目的是利用阳离子交换树脂以钠离子来交换硬水中的钙与镁离子,*此来降低水源内之钙镁离子的浓度。通常的离子交换树脂为球状的合成有机物高分子电解质。树脂基质内藏氯化钠,在硬水软化的过程中,钠离子会逐渐被使用耗尽,则交换树脂的软化效果也会逐渐降低,这时需要作还原的工作,也就是每隔固定时间加入特定浓度的盐水,一般是10%,如果水处理的过程中没有阳离子的软化,不只是逆渗透膜上会有钙镁体的沉积以致降低功效甚至破坏逆渗透膜,同时人也容易得到硬水症候群。硬水软化器也会引起细菌繁殖的问题,所以设备上需要有逆冲的功能,一段时间後就要逆冲一次以防止太多杂质吸附其上。
活性碳是由木头,残木屑,水果核,椰子壳,煤炭或石油底渣等物质在高温下乾馏炭化而成,制成後还需以热空气或水蒸气加以活化。它的主要作用是清除氯与氯氨以及其它分子量在60到300道尔顿的溶解性有机物质。活性碳的表面呈颗粒状,内部是多孔的,孔内有许多小的毛细管,1g的活性碳内部表面积高达700-1400m2,而这些毛细管内表面及颗粒表面就是吸附作用之所在。影响活性碳清除有机物能力的因素有活性碳本身的面积,孔洞大小以及被清除有机物的分子量及其极性,它主要依物理的吸附能力来排除杂物,当吸附能力达饱合之後,吸附过多的杂质就会掉落下来污染下游的水质,所以必须定时利用逆冲的方式来清除吸附其上的杂质。
去离子法的目的是将溶解於水中的无机离子排除,与硬水软化器一样,也是利用离子交换树脂的原理。在这使用两种树脂-阳离子交换树脂与阴离子交换树脂。阳离子交换树脂利用氢离子来交换阳离子;而阴离子交换树脂则利用氢氧根离子来交换阴离子,氢离子与氢氧根离子互相结合成中性水。
逆渗透法可以有效的清除溶解於水中的无机物,有机物,细菌,热原及其它颗粒等,是透析用水之处理中最重要的一环。所谓渗透是指以半透膜隔开两种不同浓度的溶液,其中溶质不能透过半透膜,则浓度较低的一方水分子会通过半透膜到达浓度较高的另一方,直到两侧的浓度相等为止。在还没达到平衡之前,可以在浓度较高的一方逐渐施加压力,则前述之水分子移动状态会暂时停止,此时所需的压力叫作渗透压,如果施加的力量大於渗透压时,则水份的移动会反方向而行,也就是从高浓度的一例流向低浓度的一方,这种现象就叫作逆渗透。逆渗透的纯化效果可以达到离子的层面,对於单价离子的排除率可达90%-98%,而双价离子可达95%-99%左右。
超过滤法与逆渗透法类似,也是使用半透膜,但它无法控制离子的清除,因为膜之孔径较大,约10-200A之间。只能排除细菌,病毒,热原及颗粒状物等,对水溶性离子则无法滤过。超过滤法主要的作用是充当逆渗透法的前置处理以防止逆渗透膜被细菌污染。它也可用在水处理的最後步骤以防止上游的水在管路中被细菌污染。一般是利用进水压与出水压差来判断超过滤膜是否有效,与活性碳类似,平时是以逆冲法来清除附着其上的杂质。
蒸馏法是古老却也是有效的水处理法,它可以清除任何不可挥发性的杂质,但是无法排除可挥发性的污染物。
紫外线消毒法是目前常使用的方法之一,它的杀菌机转是破坏细菌核酸的生命遗传物质,使其无法繁殖,其中最重大的反应是核酸分子内的pyrimidine盐基变成双合体。一般是使用低压水银放电灯的人工波长的紫外线能量。
4 结束语
本文阐述了水处理的基本概念,介绍了水处理的工艺及处理方法,使人们了解到水处理实际上就是对水源水或不符合用水水质要求的水,采用物理、化学、生物等方法改善水质的过程。
参考文献:
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一、选题的背景及研究的目的和意义 选题背景 我国是一个能源生产和消费大国,经济的快速发展导致能源需求的快速增长[1]。据国家统计局2014年2月22日发布的《中华人民共和国2013年国民经济和社会发展统计公报》,我国2013年全年能源消费总量亿吨标准煤,比上年增长。煤炭消费量增长;原油消费量增长;天然气消费量增长;电力消费量增长。这表明,我国己成为世界上煤炭一次性能源等消耗的国家,是世界上能源消耗的第二大国。因此,合理利用能源,节约能源,降低排放己经成为我国可持续发展的战略方针之一[2]。 目前,火电厂综合效率低下的原因之一就是将机组中做完功的乏汽排入凝结器后,其热量被循环水带走,然后通过冷却塔排入大气或随循环水排入江河,低温余热被大量浪费,造成非常大的冷源损失[3],随低温水排放掉的乏热约占总损失的55 %一60 %[4]。我国能源利用率仅为33%,节能空间和潜力很大[5]。能源利用效率的低下,意味着我国经济和社会的快速发展必然以消耗大量的一次性能源作为代价,使得我国本就十分严峻的石化能源形势更加雪上加霜,也不符合可持续发展战略的要求,并且大量的能源消耗以及较低的能源利用效率,必将造成巨大的热排放与热污染,粉尘、硫氧化物和氮氧化物的排放会造成空气污染加剧,二氧化碳的排放会造成温室效应等。根据我国“十二五”发展规划,燃煤火电机组新开工容量估计为3亿kW ,2015年发电总装机容量将达到14. 36亿kW,其中火电装机容量将到达9. 33亿kW。在这些机组中,除了北方部分非常缺水的地区使用空冷,多数机组都是采用循环水冷却排汽。在燃煤火电机组装机容量增添的进程中,碳排放总量也会随之增添,二氧化硫等污染物的排放量也将有较大幅度的增添,如果能对循环水中热量加以利用,提高能源综合利用效率,必定会节省石化能源的使用量,做到环境、经济、能源等多赢的局面[6]。 由于正常情况下循环水的温度比较低(一般冬季20-35℃),达不到直接供热的要求,要用其供热,必须想办法适当提高其温度。中小型凝汽式汽轮机可以通过降低排汽缸真空从而提高循环水温度(60-80℃)的方法进行供热,即低真空运行循环水供热,该技术在理论上可以实现很高的能源利用效率,国内外都有很多研究和成功运行的实例,技术已很成熟,特别在我国一些北方城市得到了广泛的应用与推广。但传统的低真空运行机组类似于热电厂中的背压机组,其通过的蒸汽量决定于用户热负荷的大小,所以发电功率受用户热负荷的制约,不能分别地独立进行调节,即其运行也是‘以热定电’,因而只适用于用户热负荷比较稳定的供热系统。另外,机组低真空运行须对机组结构进行相应的改造,仅适应于小型机组和少数中型机组,对现代大型机组则是完全不允许的。在具有中间再热式汽轮机组的大型热电联产系统中,凝汽压力过高会使机组的末级出口蒸汽温度过高,且蒸汽的容积流量过小,从而引起机组的强烈振动,危及运行安全。大型汽轮机组的循环冷却水进口温度一般要求不超过33℃(相应的出口温度在40℃左右),如果供热温度在此范围之内,则机组结构不需作任何改动,且适应于任何容量和类型的机组。但目前适应于该温度范围的供热装置只有地板低温辐射采暖,因此其应用范围受到比较大的限制[7]。 提高电厂循环水温度用于供热的另一个方法是采用热泵技术,即以电厂循环冷却水 为低位热源、利用热泵技术提取其热量后向用户供热。电厂循环水与目前常用的热泵热源相比,具有热量巨大、温度适中而稳定、水质好、安全环保等优点,是一种优质的热泵热源。以电厂循环水作为热泵低位热源进行供热,可以方便灵活的实现供热量与用户需求之间的质”与量”的匹配,也不会对发电厂原热力系统产生较大影响[8]。利用热泵装置回收循环冷却水余热返回热力系统中用于加热凝结水,可以减少相应低压加热器的抽汽消耗量,从而增加电厂的发电量,降低电厂的发电煤耗值,提高电厂运行的经济性。因此电厂循环水水源热泵是回收利用电厂循环水余热进行供热的一种较理想方式。 研究目的和意义 为了利用电厂中产生的大量温度高于环境温度10度左右的低温循环冷却水,从提高系统热力学完善性出发,选用第一类吸收式热泵,分析其循环机理,在此基础上以300MW机组为例,进行热力计算,分析其经济性。 通过采用热泵技术,部分的利用冷却系统的工艺循环冷却水,提取冷却水的余热,降低冷却水的温度,实现对余热的回收利用,将余热能源转换为可有效利用的能源,节约工艺中蒸汽能源的消耗,在实现节能减排,保护环境的同时,为企业创造直接的经济效益[9]。 二、本选题研究领域国内外的研究动态及发展趋势 国外研究动态及发展趋势 欧美、日木在余热回收方面的研究己经有很长的历史,自1973年的能源危以来各国对能源问题都给予了高度重视。 1976 年,美国.(Battele Columber Labs)就提出概念并进行市场预测,确信利用吸收式热泵回收余热技术技术有实用价值[10]。美国费城郊区,面积为407亩的Crozer-Chester医疗中心有25栋大楼,安装了一套能源转换系统。此系统的一部分利用一台工业热泵将来自该医疗中心的空调机房的废热转移到洗衣房用的热水中,单独此一设施在十年内将节省超过50万美元[11]。美国宾夕法尼亚州Bell电话公司的一座电话转换中心利用热泵吸取来自270冷吨的空调系统的冷却装置所聚集的废热,在10年的分析周期内将每年节省27000万美元[12]。日本三洋公司1981年以来就已经为日本和世界各地建立了20多套2000- 5OOOkW规模的AHT装置,大多用于回收石化企业蒸馏塔顶有机蒸汽的热量[13]。至今为止,先期建立的装置己经成功运转十多年。他们利用溟化铿/水单级热泵回收工业废热,将锅炉给水由93℃升高到117℃,且己经成功应用于工业领域,其应用装置总数占世界一半以上[14]。 近年来,热泵的发展取得长足的进步。Vander Pal[15]等人研发了一种压缩/吸收混合式热泵机组,将低于100℃的工业废热进行提升,对混合式热泵建立模拟计算模型并进行实测验证,结果显示当压缩机位于蒸发器和吸附反应器之间时,其对机组能效的影响显著大于压缩机位于吸附反应器和冷凝器之间时,后者与纯粹热驱动机组相比能效几乎相同,充分证明了研究系统内各部件之间相互影响的重要性。Miyazaki[16]等人提出了一种双蒸发器吸收式制冷机,这一新型制冷机由2个蒸发器、1个冷凝器和3个吸收器组成,蒸发和吸收同时在2个不同的压力下进行,可以扩大浓缩和稀释过程中吸附质的浓度变化范围。实验结果表明在给定条件下双蒸发器吸收式机组的性能系数是普通机组的倍。Christian Keil[17] 等研究了吸收式热泵在低温集中供热系统中的应用。 国内研究动态及发展趋势 我国的余热回收发展较国外要晚一些,回收利用的余热主要是烟气的显热和生产过程中排放的可燃气,低温余热利用还处于起步阶段。而且我国在余热(特别是低品位的余热)回收方面,还主要是采用压缩式热泵的方式。在吸收式热泵应用方面还很落后。近几年来,有不少人对利用吸收式热泵技术回收余热进行了大量的研究。 大连三洋制冷有限公司的肖永勤[18]提出利用溴化锂吸收式热泵回收地热尾水余废热为油田作业区提供采暖水方案,用一台溴化锂吸收式热泵机组取代原3台蒸汽锅炉,投入使用2个采暖季后,节约燃气费用121万元,节能率达原系统能耗的46%。 东北电力大学的周振起[19]对用热泵装置回收循环冷却水余热再加热锅炉进风进行研究,可以减少辅助蒸汽用量,也可减少抽汽消耗量,从而提高电厂的热经济性。 华电电力科学研究院的周崇波[20]等人对已经投产的125MW等级火电厂以及300MW等级火电厂采用大型吸收式热泵回收循环水余热用于城市集中供热的余热回收利用系统进行性能测试,得出热网水回水温度升高,驱动蒸汽压力减少等造成的劣行影响大于相应参数反方向变化带来的良性影响,且驱动蒸汽对制热量及回收余热量的影响要大于热网水与余热水的影响。 河北省电力研究院的郭江龙[21]利用电能的换热系数来讨论压缩式热泵和吸收式热泵两种系统的经济性,对于指导热泵选型具有重要意义。 吕太、刘玲玲[22]根据大唐第三热电厂的实际情况,对将工业抽汽、工业抽汽与采暖抽汽、采暖抽汽作为驱动热源这三种情况进行分析,进行热经济性计算。 吴星[23]等人研究发现循环水供热由于供回水温差较小(10-15℃),同样供热负荷下较城市热网需要更大的管网投资和水泵电耗。因此,循环水供热的适用范围为电厂周边半径3-5km。 西安交通大学的孙志新[24]建立了电厂循环水水源热泵的数学模型,分析了凝汽器温度对热泵蒸发温度和制热系数等主要参数的影响,并计算得到热泵供热优于抽汽供热的临界参数。 华电电力科学研究院的王宝玉[25]根据热泵系统的冷凝器取代低压加热器的循环方式,以3台额定负荷分别为200MW,300MW,600MW机组为例,进行节能分析,该方式能够简化电厂加热系统,是系统优化和节能的重要途径。 清华大学基于吸收式热泵回收循环水余热的供热技术先后在内蒙古赤峰及山西大同等电厂实施,大大提高了其供热能力[26]。北京、山西等地的多家电厂采用吸收式热泵机组吸取循环水余热用于供热的实践工程已经取得了良好的企业效益和社会效益,在节能与环保方面率先垂范,如大同某电厂的余热利用项目年节水效益万元,年节约标煤万吨,年二氧化碳减排17万吨[27]。 中油辽河公司的金树梅[28]结合工程实例,比较了锅炉供暖与吸收式热泵供热系统的经济性,得出热泵系统的经济性更优于前者。 叶学民[29]以超临界660WM机组为例,利用等效焓降法计算分析吸收式热泵的经济性。 西山煤电集团刘振宇[30]根据燃煤电厂热电联厂集中供热中存在利用率低的现状,分别讨论了几种不同的乏汽余热回收供热的技术路线。 三、本选题拟主要研究的内容及采取的研究方案、技术路线 研究的主要内容 (1)根据吸收式热泵的理论循环过程,找出循环过程中各典型状态点,通过查阅资料,分析热泵实际循环中的影响因素; (2)以热泵系统各换热器为关键部件,建立吸收式热泵回收循环水余热的分析与计算模型; (3)以300MW供热机组为例,对机组的系统能效进行计算与分析; 研究方案 吸收式热泵可以分为输出热的温度低于驱动热源的第一类吸收式热泵(增热型)和输出热的温度高于驱动热源的第二类吸收式热泵(升温型),在热电厂循环水余热利用时,适合采用第一类吸收式热泵。本选题以溴化锂吸收式热泵为对象,通过了解工质的性质,分析吸收式热泵系统的循环过程,假设整个系统处于热平衡和稳定流动流动状态,蒸发器和冷凝器出口工质为饱和状态,吸收器发生器出口的溴化锂溶液为饱和溶液,不计换热器换热损失,节流阀内为绝热节流过程,不计热网水物性参数变化,对系统建立数学模型,求出各换热器的换热量以及系统的热力系数,并且在机组供热量情况下,分别从机组供热能力充足和供热能力不足两方面讨论热泵系统的经济性。 技术路线 (1)根据溴化锂溶液的焓-浓度图或溴化锂水溶液的比焓值计算方程,确定热泵系统各典型状态点的焓值; (2)以热泵系统各换热器为关键部件,建立吸收式热泵回收循环水余热的模型,根据热平衡列出各换热器的热负荷方程,由各状态点的焓值,求得各具体换热部件的换热负荷,再由整个系统的热平衡方程式求出系统的热力系数; (3)在供热负荷和蒸汽初终参数不变的情况下,求出供暖抽汽量和热泵驱动热源抽汽量,在供热不足的情况下直接以热泵回收的循环水余热量讨论经济性,在机组供热充足的情况下,计算出安装热泵系统所节省的抽汽量,求出机组增加的功率,算出节省煤量,得出其节能收益; 四、本选题在研究过程中可能遇到的困难和问题,提出解决的初步设想 可能遇到的困难和问题:热泵的实际运行过程中会受到很多因素的影响,使得模型的建立与计算十分困难。分析节能效益时,单纯的从热量角度出发,得到的结果可能与实际收益相差太大,能否找到一种相对准确的评判其经济性的方法。 解决的初步设想:首先要熟悉并了解溴化锂溶液的性质及溴化锂吸收式热泵的工作原理,在对热泵系统进行建模时,忽略一些影响因素,做出一些理想假设。对于其节能效益的分析时,从供热能力或供热需求方面进行探讨。在遇到具体问题要仔细查阅相关资料,向学长和老师请教。 五、本选题研究的进度安排及预期达到的目标 研究的进度安排 (1) 了解课题,查阅资料,撰写开题报告; (2) 完成开题报告,开始着手对热泵系统建立模型; (3) 对模型进行计算并进行经济性分析,完成小论文; (4) 中期答辩; (5) 撰写毕业论文,准备毕业答辩。 预期达到的目标 (1)通过学习了解热泵的原理和在电厂中的应用; (2)研究热泵系统各部件换热,对其进行热负荷计算并完成经济性分析; (3)发表2-3篇较高水平论文; (4)顺利完成硕士研究生论文。 六、参考文献 [1] 王振铭.热电联厂分布式能源与能源节约[J]. 节能,2005,(5):4-9 [2] 顾鑫,鹿娜,邵雁鹏.浅析火力发电厂节能减排的现实意义及措施[J].科技天地,2008,(15):178 [3] 李增平.31-25-1型汽轮机组循环水供热改造[J].四川电力技术,2006,(1):31-32 [4] F Moser,H pumps in industry[M].Amsterdam Qxford:Elsevier,1985 [5] 刘颖超.基于循环经济理念的电厂余热利用空调系统研究[D].保定:华北电力大学,2008 [6] 刘剑涛,马晓程,尤坤坤等.火电厂循环水余热利用方式的研究[J].节能,2012,(9):49-52 [7] 季杰,刘可亮,裴刚等.以电厂循环水为热源利用热泵区域供热的可行性分析[J].暖通空调,2005,35(2):104-107 [8] 赵斌,杨玉华,钟晓晖,邬志红.循环水吸收式热泵供热联产机组性能分析[J].汽轮机技术,2013,55(6):454-457 [9] 张理论,赵金辉,张力隽.电厂冷凝水余热回收系统设计与应用[J].节能,2013,(3):38-41 [10] 李荣生.浅析吸收式热泵技术[J].应用能源技术,2007,117(9):40-42 [11] Goldstick RT.余热回收手册[M].谢帮新等译.长沙:中南工业大学出版社,1986,12-13 [12] Y,Schaefer L,Hartkopf and exerrgy analysis of double effect(parallel andseriesflow)absorptionchillersystems[C]//10th IEA Heat Pump [13] Talbi. 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“化学法废水零排放技术”充分的利用了企业的废水资源,将企业原来要花钱处理后排放的废水进行了再利用,节约了企业水资源费、废水处理费、排污费等费用,即为企业带来了经济效益又可以从根本上解决废水排放造成的水资源环境的污染。
1、污水除油的必要性随着经济发展和人们生活水平的提高,城市污水的水质也在发生着变化,污水中动植物油及矿物油等油类物质逐渐增多。据有关资料报道,到2000年,我国已建成并投入运行的城市污水处理厂约180座,设计处理能力达到1050×104m3 /d,其中二级生化处理能力约750×10 4m3 /d,这些污水处理厂大多存在着油类物质的污染问题[1];尤其是一些中小城镇的污水处理厂,由于其水量较小,水质波动较大,在用水高峰期,大量餐饮污水进入处理厂,对污水处理厂的正常运行产生严重影响。以西南科技大学污水处理厂为例,该厂占地20亩,日处理能力1×104m3/d,服务人口30000人左右,采用改进型三沟式氧化沟工艺。该污水处理厂在设计过程中没有考虑进水中的油类物质,但自2003年5月运行以来,发现进水中油类物质逐渐增多,尤其是学校教师公寓和两个学生食堂完工以后,其状况更加严重。在过去的三年间,每到冬季,油类物质覆盖整个氧化沟表面,严重影响了氧化沟的充氧效率和出水水质状况,对进水中油类物质的测定发现其含量在86mg/L~420mg/L之间,其中夏季进水中油的平均含量为120mg/L,冬季为210mg/L。2 污水的除油方法分析目前,国内外对含油污水治理的研究方法主要有以下三类:化学处理法、物理处理法和生化处理法。化学处理法主要包括化学混凝法、化学沉淀法、催化氧化法及各种方法的结合运用;物理处理法包括离心分离法、过滤和超过滤法、澄清法和气浮法;生化法包括生物接触氧化法、生物转盘法、活性污泥法等[2]。 化学处理法化学处理法主要指投加一定的化学物质,使其与水中的油类物质发生絮凝、沉淀或催化氧化等反应,达到将油类物质从水中去除的目的。目前,在污水的除油过程中,化学法的研究主要集中在新型的絮凝剂的开发方面[3~8]。絮凝剂主要包括无机和有机絮凝剂,在无机絮凝剂方面,大庆石化总厂炼油厂曾对铁盐在炼油污水处理中的应用进行了研究[3],认为在浮选投加复合聚合铝铁,在浮选除油的同时还具有除硫作用。有机絮凝剂主要包括非离子、阴离子、阳离子、两性离子有机聚合物等类型,由于分子量大,吸附悬浮物及胶质能力强,形成的絮体尺寸大,沉降快,用量少,且产生的污泥量少,易脱水,对处理水不产生负面影响,近年来备受青睐。在其应用方面,已经批量生产的主要是聚丙烯酰胺(PAM)、聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)和曼尼期反应的阳离子聚丙烯酰胺。在对有机絮凝剂的研究方面,唐善法等人利用丙稀酰胺与二甲基二烯丙基氯化铵、烷基二甲基烯丙基氯化铵进行多元共聚对聚丙烯酰胺进行阳离子化和疏水改性而合成的JH系列絮凝剂具有良好的絮凝除浊、破乳除油和去除有机物的能力[4];段宏伟等人利用改性环乙环丙阳离子聚醚等合成的RD-1反相破乳剂对污水中油类的去除具有较好的效果[5];除此之外,还有对二硫代氨基甲酸盐等絮凝剂的研究[6~8]。近几年,污水除油方法在能量化学领域也有研究[9~12],如磁化学技术的研究[9~11],废水中的浮油或分散油可使用被服油膜磁粉法和油层悬浮磁粉过滤法来处理。前者是用一些化学物质对磁性颗粒进行表面处理,使其表面被服一层亲油和疏水性物质的薄膜,磁种吸附油后,用磁场回收磁种即可除油;后者是利用吸附油膜的磁粉,或吸附油的磁种层来过滤油,通过磁场来固定滤层,为增加滤层与污水中油珠的碰撞,可使用交变磁场。另外,在电化学方面[11,12],可运用直接电解、间接电解、电化学吸附与脱附等方法对污水进行除油。 物理处理法物理处理法是污水除油系统中应用最多的一类方法,其核心思想是采用物理的方法达到油水的分离。在污水的除油过程中,物理法的研究主要集中在油水分离器的研究开发,其中包括浮选技术及浮选器、旋流技术及旋流器、膜技术及膜器等方面。 浮选技术浮选净化技术是国内外正在深入研究与不断推广的一种水处理新技术[13~15]。浮选除油就是在水中通入空气或其它气体产生微细气泡,使水中的一些细小悬浮油珠及固体颗粒附着在气泡上,随气泡一起上浮到水面形成浮渣,从而完成固、液分离的一种新的除油方法。根据在于水中形成气泡的方式和气泡大小的差异,浮选处理法大体上可分为四大类,即溶气浮选法、诱导浮选法、电解浮选法和化学浮选法,其详细分类及每种方法的优缺点如表1所示。表1浮选处理方法的分类方法名称具体方法浮选成因主要优点主要缺点溶气浮选法加压溶气浮选法 真空浮选法在加压下,使气体溶解于污水,又在常压下释放出气体,产生微小气泡。在减压下,使溶解于水中的气体释放出来,产生微小气泡。气泡的尺寸小、均匀、操作稳定、设备简单、管理维修方便、除油率高上浮稳定、絮凝体破坏可能性小、能耗小流程较复杂、停留时间长、设备庞大、操作麻烦 溶气量小、操作及结构复杂诱导浮选法机械鼓气浮选法叶轮浮选法 射流浮选法让气体通过无数个微小的孔隙或缝隙,产生微小气泡。叶轮转动产生负压吸入气体,并依靠其剪切力使吸入气体变成小气泡。依靠水射器的作用使污水中产生微小气泡能耗小、浮选室结构简单。 溶气量大、停留时间短、处理速度高于溶气浮选工艺、除油效率高、设备造价低、耐冲击负荷。噪声小、工艺简单、总体能耗低、产生气泡小、除油效率好于叶轮式需投加表面活性剂才能形成微小气泡、使用范围受限、微孔易堵。浮选中必须添加浮选助剂、气泡大小不均匀、可能产生些无效气泡、制造维修麻烦。水射器要求高电解浮选法电解浮选法电絮凝浮选法选用惰性电极,使污水电解产生微小气泡。选用可溶性电极(Fe、Al等)在阳极上产生微小气泡,在阴极上有混凝作用的离子气泡小、除油率高。 气泡小、浮选与絮凝同时进行、除油率高极板损耗大、运行费用高。 同上化学浮选法化学浮选法依靠物质之间的化学反应,产生微小气泡(生成CO2,O2)。设备投资低、气泡量易于控制、尤适用于悬浮物含量高的污水污泥量增加、劳动强度大。 旋流技术水力旋流器是利用油水的密度差,在液流高度旋转时受到不等离心力的作用而实现油水分离的。含油污水切向进入圆筒涡旋段,并沿旋流管轴向螺旋态流动。在同心缩径段,由于圆锥截面的收缩,使流体增速,并促使已形成的螺旋流态向前流动,由于油和水的密度差,使水沿着管壁旋转,而油珠移向中心。流体进入细锥段,截面不断缩小,流速继续增大,小油珠继续移到中心汇成油芯。流体进入平行尾段,由于流体恒速流动,对上段产生一定的回压,使低压油芯向溢流口排出,而水则从净水出口排出。其工作原理见图1。图1 水力旋流器的工作原理示意图国外水力旋流除油研究始于1967年,经过多年的科学研究和工程应用,现已进入重大技术发展阶段。目前,美国 Conoco公司、Krebs公司、Kvanemer公司、Mpe公司、Amoco公司,澳大利亚 BWN Vortoil 公司,瑞典 ALFALAVAL公司都开始生产油水旋流分离器。国内许多研究单位和企业也先后开展了水力旋流器的研制工作,如西安交通大学、西南石油学院、四川大学、大庆石油学院、大连理工大学、江汉石油机械研究所、河南石油勘探局设计院、胜利油田设计院、大港油田设计院、江都环保器材厂、沈阳新阳机器制造厂等单位[16~22]。 膜技术膜处理技术是最近兴起的一项污水除油的新技术[22,23],其核心思想是利用半透膜作选择障碍层,允许某些组分透过而保留混合物中的其他组分从而达到分离目的的技术总称。它具有设备简单、操作方便、无相变、无化学变化、处理效率高和节能等优点,已作为一种单元操作在污水除油过程中日益受到人们的重视。在膜技术的研究应用方面,天津天膜技术工程公司曾采用中空纤维超滤膜对含油污水进行处理研究[23],表明中空纤维超滤膜用于处理经过预处理的含油量较低的污水较为理想,而对未经过处理的含油量高的污水除油除浊效果较好;中国计量科学研究院利用一种破乳功能膜处理含油污水,取得较好效果[24]。但在膜技术应用中,都不同程度的存在膜的清洗问题。 生化处理法生化处理是利用水中的微生物处理污水中的有机污染物的一种工艺,现有的污水处理厂的生物处理单元,对污水中的油类物质有部分去除效率,但去除率较低。目前生物技术在污水除油中的应用主要集中在筛选优化、培养和驯化嗜油微生物菌种。新疆环境监测中心通过利用餐饮服务业的含油污水培养筛选出28株具有较强除油能力的菌种进行研究,发现将其回接污水后,平均除油率达68%,其优选菌种回接污水24h后的除油率达90 %,而同批污水自然存放10d后的除油率仅为29%。采用选培优良菌种集中快速处理,可以显著提高此类污水的处理效率[25]。3 除油方案探讨针对西科大污水厂的油类物质,2003年~2005年冬季我们曾采用水力冲刷氧化沟表面和在沉砂池前投加石灰的方法进行实验。水力冲刷虽然可以暂时使氧化沟表面的油类物质吸附在污泥表面沉淀下来,但在下一个运行阶段油类物质会重新布满池面;沉砂池前投加石灰可以减少氧化沟中的油污,但石灰同时会对部分微生物产生抑止,其产生的沉淀物质在沉砂池中很难沉淀下来,带到氧化沟后容易堵塞沟中微孔曝气器,因此投加量受到限制,而其他的絮凝剂有存在价格偏高的问题。为了暂时避免氧化沟的缺氧问题,我们将氧化沟出水堰的挡板去掉,使漂浮的油污随出水进入接触池,在接触池的起端清捞。可以说上述的措施并未达到理想的除油目的。在选择除油方案时,我们也考虑了水力旋流器等物理方法,但由于其细格栅和沉砂池之间的空间限制以及昂贵的能耗费用和分离出来的油类的去向等问题的困扰,故未能采用。由于西科大污水厂的油类的来源较为单一,我们考虑在两个学生食堂外的设置隔油池,分离出来的油污和食堂的潲水一起集中处理;同时在污水厂氧化沟中培养驯化嗜油微生物,通过微生物技术对其余的油类进行处理,从而达到节约费用,提高除油效率的目的。4 结论 污水处理厂除油的方法很多,目前在化学、物理及生化处理方法方面均有研究应用。 中小城镇的污水处理厂由于存在资金困难等因素,在设计过程中往往没有考虑除油设施,而运行中油类的污染又直接影响其处理效果,因此其除油措施的实施必须结合各厂的具体情况。 对于油类物质来源比较单一的城镇污水处理厂,从源头治理会起到简单、经济和实用的效果。 微生物技术作为一种新兴的技术,在污水除油领域的研究应用正在不断深化,筛选优化、培养和驯化嗜油微生物菌种对于中小型污水处理厂的除油具有节能、高效等优点。
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化工专业毕业论文开题报告范文
1.引言
中国有82%的人饮用浅井和江河水,其中水质污染严惩细菌超过卫生标准的占了75%,受到有机物污染的饮用水人口约亿。长期以来,人们一直认为自来水是安全卫生的。但是,因为水污染,如今的自来水已不能算是卫生的了。一项调查显示,在全世界自来水中,测出的化学污染物有2221种之多,其中有些确认为致癌物或促癌物。从自来水的饮用标准看,中国尚处于较低水平,自来水目前仅能采用沉淀、过滤、加氯消毒等方法,将江河水或地下水简单加工成可饮用水。自来水加氯可有效杀除病菌,同时也会产生较多的卤代烃化合物,这些含氯有机物的含量成倍增加,是引起人类患各种胃肠癌的最大根源。目前,城市污染的成分十分复杂,受污染的水域中除重金属外,还含有甚多农药、化肥、洗涤剂等有害残留物,即使是把自来水煮沸了,上述残留物仍驱之不去,而煮沸水中增加了有害物的浓度,降低了有益于人体健康的溶解氧的含量,而且也使亚硝酸盐与三氯甲烷等致癌物增加,因此,饮用开水的安全系数也是不高的。据最新资料透露,目前中国主要大城市只有23%的居民饮用水符合卫生标准,小城镇和农村饮用水合格率更低。水污染防治当务之急,应确保饮用水合格。为此应加大水污染监控力度,设立供水水源地保护区。母亲河黄河1972年第一次断流,1997年断流226天,近700公里河床干涸。海河300条支流,无河不干,无河不臭。华北地下水严重超采,形成面积7万多平方公里的世界上最大的地下水漏斗区,地面下沉,海水入侵。全国668个城市中,有400多个供水不足,100多个严重缺水。上世纪九十年代末以来,土地沙化速度上升到每年3400多平方公里。
更可怕的是,中国水资源总量还在下降。1997年总量为27855亿立方米,而2004年就降到24130亿立方米。从上世纪50年代以来,长江上游20多条河流平均萎缩了。世界自然基金会3月19日发表报告,将长度与水量均为世界第三的长江列入世界面临干涸的10条大河之一。水体污染影响工业生产、增大设备腐蚀、影响产品质量,甚至使生产不能进行下去。水的污染,又影响人民生活,破坏生态,直接危害人的健康,损害很大。目前,人们已意识到不能以破坏生态环境来发展经济,这样的代价太大了。中国已提出社会经济可持续发展和保护人民的身体健康的战略,对整治水域污染采取了一系列强有力的措施。
水污染处理有三种方法:物理法、化学法、生物降解法。
物理法:废水处理方法的选择取决于废水中污染物的性质、组成、状态及对水质的要求。一般废水的处理方法大致可分为物理法、化学法及生物法三大类。
利用物理作用处理、分离和回收废水中的污染物。例如用沉淀法除去水中相对密度大于1的悬浮颗粒的同时回收这些颗粒物;浮选法(或气浮法)可除去乳状油滴或相对密度近于1的悬浮物;过滤法可除去水中的悬浮颗粒;蒸发法用于浓缩废水中不挥发性的可溶性物质等[2]。
化学法:利用化学反应或物理化学作用回收可溶性废物或胶体物质,例如,中和法用于中和酸性或碱性废水;萃取法利用可溶性废物在两相中溶解度不同的“分配”,回收酚类、重金属等;氧化还原法用来除去废水中还原性或氧化性污染物,杀灭天然水体中的病原菌等[2]。
生物法:利用微生物的生化作用处理污水中的.有机物。例如,生物过滤法和活性污泥法用来处理生活污水或有机生产污水,使有机物转化降解成无机盐而得到净化[2]。
长期以来污水多采用活性污泥法处理,也是世界各国应用最广泛的一种生物处理流程,具有处理能力高,出水水质好的优点。
2.课题名称、专业年级、学生、指导老师
课题名称:三价盐氯化铝对活性污泥降解性能的影响
专业年级:××××级应用化工技术
成 员:×××
指导老师:×××
3.课题内容
①活性污泥的培养
实验室活性污泥培养是利用间歇培养的方法,利用曝气装置向活性污泥曝气,即闷曝,只是通入氧气,隔一段时间进行静置沉淀一小时,然后换水,要加入适量养料培养,如此反复,维持实验所需的活性污泥的浓度。
②三价盐氯化铝对活性污泥降解性能研究方法
水体质量的判断主要是依靠某些指标来表示,包括DO,COD,BOD等。其中COD是“化学需氧量(chemical oxygen demand)”的英文缩写,是反映水体中还原性污染物(包括有机的和无机的还原性物质)的指标。这里就采用COD指标来表示。COD的测定方法有很多种。参照大量文献最总总结出一种测定方法,即往试样中加入已知量的重铬酸钾溶液,在强酸介质中,以硫酸银作为催化剂,经高温消解后,用分光光度法测定COD值。当试样中COD值为100mg/L至1000mg/L,在60020纳米波长处测定重铬酸钾被还原产生的三价铬离子的吸光度,试样中COD值与三价铬离子的吸光度的增加值成正比例关系,将三价铬离子的吸光度换算成COD的值。当试样中COD值为15mg/L至250mg/L,在440±20纳米的波长处测定重铬酸钾未被还原的六价铬离子和被还原产生的三价铬离子两种铬离子的总吸光度;试样中COD值与六价铬离子的吸光度的减少值成正比,和三价铬离子的吸光度的增加值成正比,将总吸光度换算成COD值[3-8]。
配置不同浓度的三价盐氯化铝水样,在回流装置中加热,沸腾一小时后,放入锥形瓶中冷却,而后加入指示剂用而配置好的已知浓度的硫酸亚铁铵标准溶液进行滴定,记录数据。再重复上述操作,从而研究三价盐氯化铝对活性污泥降解性能的影响。
③验证
通过实验数据,作出不同浓度氯化铝水样的COD值随时间的变化曲线,从而分析三价盐氯化铝对活性污泥降解性能是否有影响。
4.本课题的目的、意义
随着社会的发展,造纸、化工行业都排放大量的工业废水。含重金属的废水污染环境,破坏生态平衡,影响动植物生长,严重危害人类健康。因此,国内外学者都在积极探索和研究一种高效的降解活性污泥的方法。
本文主要研究了废水中不同浓度的氯化铝对活性污泥降解性能的影响,通过测定污泥处理前后工业污水的COD值,研究不同浓度驯化下的活性污泥的生长及对有机物的降解情况,为进一步推广活性污泥在工业中的应用提供有力的数据支持[9]。
5.拟使用的主要试剂和仪器
①试剂:
无水氯化铝(分析纯)、六水合硫酸亚铁铵(分析纯)、重铬酸钾(优级纯)、浓硫酸(分析纯)、硫酸汞(分析纯)、硫酸银(分析纯)、葡萄糖(优级纯)(50g/L)、1,10-邻菲罗琳、蒸馏水等。
②仪器:
智能恒温电热套、鼓泡机、托盘天平、电子天平、圆底烧瓶(250mL)、空气冷凝管、小烧杯(50mL)、量筒(100mL)、量筒(10mL)、量筒(5mL)、锥形瓶(250mL)、离心机等。
6.预期目标
影响活性污泥活性的因素有很多,而本实验只研究不同浓度的氯化铝对活性污泥降解能力是否有影响,因此我们选氯化铝为研究对象,测定污泥处理前后污水的COD值,研究不同浓度氯化铝驯化下的活性污泥的生长及对有机物的降解情况,可以给对于活性污泥降解能力的研究提供一个客观的数据支持,另外在课题实验中还要最大可能的排除氯离子的影响,以达到一个客观准确的测量结果。
7.阶段性工作
第4~5周 文献查阅。
第6周 完成开题报告及文献综述,制定实验方案。
第7周 准备实验室,领取仪器和药品,配制所需试剂。
第8~14周 按实验方案完成实验,同时总结试验过程中的不足,以及实验过程中的现象和结论,记录并处理数据。
第15~16周 整理数据,制表画图,撰写毕业论文。
第17周 论文答辩
参考文献
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[9] 徐航.COD重铬酸钾分析法相关问题的探讨[J].化学工程与装备,2010,6: 171-172.
污水处理 (sewage treatment,wastewater treatment):为使污水达到排水某一水体或再次使用的水质要求,并对其进行净化的过程。污水处理被广泛应用于建筑、农业,交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域,也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。 首先要把在准备工作当中搜集的资料整理出来,包括课题名称、课题内容、课题的理论依据、参加人员、组织安排和分工、大概需要的时间、经费的估算等等。第一是标题的拟定。课题在准备工作中已经确立了,所以开题报告的标题是不成问题的,把你研究的课题直接写上就行了。比如我曾指导过一组同学对伦教的文化诸如“伦教糕”、伦教木工机械、伦教文物等进行研究,拟定的标题就是“伦教文化研究”。第二就是内容的撰写。开题报告的主要内容包括以下几个部分:一、课题研究的背景。 所谓课题背景,主要指的是为什么要对这个课题进行研究,所以有的课题干脆把这一部分称为“问题的提出”,意思就是说为什么要提出这个问题,或者说提出这个课题。比如我曾指导的一个课题“伦教文化研究”,背景说明部分里就是说在改革开放的浪潮中,伦教作为珠江三角洲一角,在经济迅速发展的同时,她的文化发展怎么样,有哪些成就,对居民有什么影响,有哪些还要改进的。当然背景所叙述的内容还有很多,既可以是社会背景,也可以是自然背景。关键在于我们所确定的课题是什么。二、课题研究的内容。课题研究的内容,顾名思义,就是我们的课题要研究的是什么。比如我校黄姝老师的指导的课题“佛山新八景”,课题研究的内容就是:“以佛山新八景为重点,考察佛山历史文化沉淀的昨天、今天、明天,结合佛山经济发展的趋势,拟定开发具有新佛山、新八景、新气象的文化旅游的可行性报告及开发方案。”三、课题研究的目的和意义。课题研究的目的,应该叙述自己在这次研究中想要达到的境地或想要得到的结果。比如我校叶少珍老师指导的“重走长征路”研究课题,在其研究目标一栏中就是这样叙述的:1、通过再现长征历程,追忆红军战士的丰功伟绩,对长征概况、长征途中遇到了哪些艰难险阻、什么是长征精神,有更深刻的了解和感悟。2、通过小组同学间的分工合作、交流、展示、解说,培养合作参与精神和自我展示能力。3、通过本次活动,使同学的信息技术得到提高,进一步提高信息素养。四、课题研究的方法。在“课题研究的方法”这一部分,应该提出本课题组关于解决本课题问题的门路或者说程序等。一般来说,研究性学习的课题研究方法有:实地调查考察法(通过组织学生到所研究的处所实地调查,从而得出结论的方法)、问卷调查法(根据本课题的情况和自己要了解的内容设置一些问题,以问卷的形式向相关人员调查的方法)、人物采访法(直接向有关人员采访,以掌握第一手材料的方法)、文献法(通过查阅各类资料、图表等,分析、比较得出结论)等等。在课题研究中,应该根据自己课题的实际情况提出相关的课题研究方法,不一定面面俱到,只要实用就行。五、课题研究的步骤。课题研究的步骤,当然就是说本课题准备通过哪几步程序来达到研究的目的。所以在这一部分里应该着重思考的问题就是自己的课题大概准备分几步来完成。一般来说课题研究的基本步骤不外乎是以下几个方面:准备阶段、查阅资料阶段、实地考察阶段、问卷调查阶段、采访阶段、资料的分析整理阶段、对本课题的总结与反思阶段等。六、课题参与人员及组织分工。这属于对本课题研究的管理范畴,但也不可忽视。因为管理不到位,学生不能明确自己的职责,有时就会偷懒或者互相推诿,有时就会做重复劳动。因此课题参与人员的组织分工是不可少的。最好是把所有的参与研究的学生分成几个小组,每个小组通过民主选举的方式推选出小组长,由小组长负责本小组的任务分派和落实。然后根据本课题的情况,把相关的研究任务分割成几大部分,一个小组负责一个部分。最后由小组长组织人员汇总和整理。七、课题的经费估算。一个课题要开展,必然需要一些经费来启动,所以最后还应该大概地估算一下本课题所需要 的资金是多少,比如搜集资料需要多少钱,实地调查的外出经费,问卷调查的印刷和分发的费用,课题组所要占用的场地费,有些课题还需要购买一些相关的材料,结题报告等资料的印刷费等等。所谓“大军未动,粮草先行”,没有足够的资金作后盾,课题研究势必举步维艰,捉襟见肘,甚至于半途而废。因此,课题的经费也必须在开题之初就估算好,未雨绸缪,才能真正把本课题的研究做到最好。
一、内容要求毕业设计报告正文要求:(一)理、工科类专业毕业设计报告正文内容应包括:问题的提出;设计的指导思想;方案的选择和比较论证;根据任务书指出的内容和指标要求写出设计过程、课题所涉及元件结构和相关参数的设计计算,有关基本原理的说明与理论分析;给出所设计课题实际运行的数据或参数,并与理论设计参数进行比较和分析,说明产生误差的原因。最后要对所设计课题实用价值做出评估说明;设计过程中存在的问题,改进意见或其它更好的方案设想及未能采纳的原因等。(二)经济、管理类专业毕业设计报告或论文正文应包括:问题的提出、设计的指导思想;设计方案提出的依据,设计方案的选择和比较;设计过程;所运用的技术经济分析指标和方法;数学模型及其依据,数据计算方法;对设计方案的实用性和经济效益等方面做出评估;对设计实施过程中存在的问题 ( 或可能发生的问题 ) 提出合理化建议。毕业论文的基本论点、主要论据;根据国家有关方针、政策及规定联系实际展开理论分析。(三)文科类专业毕业设计报告或论文正文应包括:问题的提出、解决问题的指导思想;解决方案提出的依据,解决方案的选择和比较,结论。二、论文印装毕业论文用毕业设计专用纸打印。正文用宋体小四号字,行间距为24磅;版面页边距上3cm,下、左,右2cm。三、论文结构、装订顺序及要求毕业论文由以下部分组成:(一)封面。论文题目不得超过20个字,要简练、准确,可分为两行。(二)内容。1、毕业设计(论文)任务书。任务书由指导教师填写,经系主任、教务部审查签字后生效。2、毕业设计(论文)开题报告;3、毕业设计(论文)学生申请答辩表与指导教师毕业设计(论文)评审表;4、毕业设计(论文)评阅人评审表;5、毕业设计(论文)答辩表;6、毕业设计(论文)成绩评定总表;7、中英文内容摘要和关键词。(1)摘要是论文内容的简要陈述,应尽量反映论文的主要信息,内容包括研究目的、方法、成果和结论,不含图表,不加注释,具有独立性和完整性。中文摘要一般为200-400字左右,英文摘要应与中文摘要内容完全相同。“摘要”字样位置居中。(2)关键词是反映毕业设计(论文)主题内容的名词,是供检索使用的。主题词条应为通用技术词汇,不得自造关键词。关键词一般为3-5个,按词条外延层次(学科目录分类),由高至低顺序排列。关键词排在摘要正文部分下方。(3)中文摘要与关键词在前,英文的在后。8、目录。目录按三级标题编写,要求层次清晰,且要与正文标题一致。主要包括绪论、正文主体、结论、致谢、主要参考文献及附录等。9、正文。论文正文部分包括:绪论(或前言、序言)、论文主体及结论。 (1)绪论。综合评述前人工作,说明论文工作的选题目的和意义,国内外文献综述,以及论文所要研究的内容。(2)论文主体。论文的主要组成部分,主要包括选题背景、方案论证、过程论述、结果分析、结论或总结等内容。要求层次清楚,文字简练、通顺,重点突出,毕业设计(论文)文字数,一般应不少于8000字(或20个页码)。外文翻译不少于3000字符,外文参考资料阅读量不少于3万字符。中文论文撰写通行的题序层次采用以下格式:1 格式是保证文章结构清晰、纲目分明的编辑手段,毕业论文所采用的格式必须符合上表规定,并前后统一,不得混杂使用。格式除题序层次外,还应包括分段、行距、字体和字号等。第一层次(章)题序和标题居中放置,其余各层次(节、条、款)题序和标题一律沿版面左侧边线顶格安排。第一层次(章)题序和标题距下文双倍行距。段落开始后缩两个字。行与行之间,段落和层次标题以及各段落之间均为24磅行间距。第一层次(章)题序和标题用小二号黑体字。题序和标题之间空两个字,不加标点,下同。第二层次(节)题序和标题用小三号黑体字。第三层次(条)题序和标题用四号黑体字。第四层次及以下各层次题序及标题一律用小四号黑体字。(3)结论(或结束语)。作为单独一章排列,但标题前不加“第XXX章”字样。结论是整个论文的总结,应以简练的文字说明论文所做的工作,一般不超过两页。10、致谢。对导师和给予指导或协助完成毕业设计(论文)工作的组织和个人表示感谢。文字要简洁、实事求是,切忌浮夸和庸俗之词。11、参考文献及引用资料目录(规范格式见附文)。12、附录。13、实验数据表、有关图纸(大于3#图幅时单独装订)。(三)封底。
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丹麦大型城市污水处理厂运行、维护和管理崔成武1,* Gert Petersen1,2(1. 丹麦技术大学环境与资源学院,Lyngby,丹麦,2800; 2. EnviDan,Kastrup,丹麦,2770) 摘要:本文简要介绍了丹麦城市污水处理的现状,包括城市污水处理厂数量、类型、处理负荷以及欧盟和丹麦环保部门的相关要求等。另外,针对大型城市污水处理厂,本文以Lynetten、Damhusen、Lundtofte 和Avedre 四大城市污水处理厂为例,介绍其运行维护和管理方面的经验。最后,本文还介绍了丹麦以及上述四大城市污水厂的污水和污泥处理费用。 关键词:丹麦,污水处理,污泥处理,气体处理,城市污水处理厂,运行管理,运行费用 中图分类号: 文献标识码:AThe operation, maintenance and management of big domestic wastewater treatment plants in DenmarkCui Chengwu1,* Gert Petersen1,2(1. Institute of Environment & Resources, Technical University of Denmark, Lyngby, Denmark, 2800 2. EnviDan, Kastrup, Denmark, 2770)Abstract: This paper briefly introduces the situation of domestic wastewater treatment in Denmark, which includes the numbers, types, capacities of domestic wastewater treatment plants and the effluent requirements from both EU and Danish EPA. The operational experiences and management of the big domestic wastewater treatment plants are explained mainly based on the data from Lynetten, Damhus?en, Lundtofte and Aved?re WWTP in Denmark. At last, this paper also introduces the average wastewater treatment fee in Denmark and the operational cost of both wastewater treatment and sludge treatment in those 4 words: Denmark, wastewater treatment, sludge treatment, gas treatment, domestic wastewater treatment plant, operation and management, operation fee1.简介 丹麦位于欧洲北部,经济发达,人均国民生产总值居于世界前列。同时,丹麦政府对环保建设非常重视,尤其是城市污水处理问题。在欧盟委员会关于91/271/EEC 法案(城市污水处理法案)执行情况的第三次和第四次总结报告中[1,2],丹麦与德国、奥地利等国共同被归属于欧盟城市污水处理较好的国家之列。自执行欧盟91/271/EEC 法案后,丹麦城市污水处理厂和工业废水处理厂出水质量均得到明显改善。自1989 年到2004 年,丹麦城市污水处理的发展可分为两个阶段,分别是1989~1996 年的快速成效阶段和1996~2004 年的平稳下降阶段。例如:在1989 年,丹麦城市污水处理厂出水中BOD5 总量为35000 吨,到1996 年,这一数据快速下降到5000 吨,而到2004 年,则平稳下降到2500 吨。 丹麦政府规定,当人口当量大于30PE1 时需建设相应的污水处理设备。根据2004 年统计结果[3],丹麦全国共有1193 个城市污水厂,其中237 个为私营污水厂。自1993 年到2004年的12 年间,丹麦城市污水处理厂的类型发生了巨大的变化。具有脱氮功能的生物污水处理厂的比例从1993 年的54%提高到2004 年。与此变化相符合的是城市污水厂出水氮磷含量明显降低。2004 年,城市污水处理厂TN 平均去除率为80%,TP 平均去除率高达96%。 在丹麦,尽管城市污水处理厂的数量较多,但规模普遍较小。在1193 个城市污水处理厂中,处理规模小于1000 m3/天的污水厂占到了,但却只处理全国6%的城市污水。绝大多数的城市污水是由大规模集中式城市污水处理厂处理的。如:处理规模大于10000 m3/ 天的污水厂只有62 个,但却处理了全丹麦70%的城市污水。 丹麦城市污水处理厂出水标准遵照欧盟91/271/EEC 法案以及丹麦环保部门和地方行政 区所制定的出水标准来执行。具体出水标准见表 1。2.丹麦大型城市污水厂的运行和维护 丹麦大型城市污水处理厂(人口当量大于100000 PE,即进水量大于20000 吨/天的城市污水厂)所具有的共同特点之一就是污水和污泥处理的工艺非常接近。就下文重点讨论的Lynetten、Damhus?en、Lundtofte 和Aved?re 污水厂来说,其污水处理的核心技术均采用基于氧化沟工艺的Biodenitro 或Biodenipho 技术。而对于污泥处理,一般都需要经过厌氧硝化、离心脱水和焚烧处理后,外排到垃圾填埋场。 另外一个共同的特点就是污水厂的管理方式非常类似。一般来说,丹麦大型城市污水处理厂有两个具有不同功能的管理机构,分别称为董事会和市政业务委员会。董事会成员由污水厂管辖范围内的几个行政区的工作人员组成。董事会成员代表其所在行政区,主要工作是协调行政区与污水厂之间的关系以及监督污水厂的日常运行情况。同时,还需对该行政区污水处理进行详细的规划和总结。而市政业务委员会则主要负责污水厂的日常运行维护和管理工作。同时,在市政业务委员会中也会有各个行政区的负责人员,其主要负责与董事会成员进行对接,确保行政区与污水处理厂之间关系的通畅。以Aved?re 污水厂机构为例,该污水厂的污水来源于10 个行政区。该污水厂管理结构见图 1。 基本情况简介 Lynetten、Damhus?en、Lundtofte 和Aved?re 污水厂均位于丹麦西兰岛上,负责周边行政区的城市污水和工业废水处理[4,5]。2004 年,污水厂处理负荷和进水负荷情况见表 2。Lynetten 是丹麦最大的城市污水处理厂,设计处理能力为15 万吨/天,2004 年实际进水负荷近20 万吨/天。Damhus?en 为丹麦第三大城市污水处理厂,设计处理能力为7 万吨/天。Damhus?en 与Lynetten 共属Lynettenf?llesskabet 公司(Lynetten 联合公司)经营管理。Aved?re 为丹麦第五大污水处理厂,设计处理能力 万吨/天,归属丹麦Spildevandscenter Aved?re (Aved?re 污水中心)经营管理。Lundtofte 相对较小,设计处理量为 万吨/天。 上述四个污水厂进水水质特性和出水情况见表 3 和表 4。对进水水质分析后发现:4 个污水厂进水水质的COD/BOD5 值属文献中[6]的中低值域范围,这可能与工业废水汇入有关。经过总结后发现:丹麦城市污水的COD/TN 和 COD/TP 均处于文献中[6]规定的中高值域范围内。从中发现,四个城市污水厂的重点污染物出水指标均低于欧盟91/271/EEC 法案以及丹麦环保部门的相关要求。 工艺流程 丹麦城市污水处理厂工艺一般可分为三部分:污水处理单元、污泥和废物处理单元以及废气处理单元。Lundtofte 污水厂是丹麦非常典型的城市污水厂,下面基于Lundtofte 污水厂的工艺流程对各部分进行讨论。Lundtofte 污水处理厂的具体工艺流程见图 2 所示。 污水处理单元 机械处理 对于城市污水厂来说,污水机械处理通常包括粗格栅、曝气沉砂池、细格栅、初沉池以及二沉池等工序。由于各种机械处理工艺的设计已经非常成熟,因此无需再进行详细讨论。但是,针对机械处理过程所产生的废物和废气处理问题是值得学习和借鉴的。 在进入曝气池前,一系列的机械处理过程会产生大量的废物。丹麦大型城市污水厂的做法是:固体废弃物并没有与剩余污泥混合进入厌氧消化池,而是经过脱水后直接进入污泥焚烧炉进行焚烧处理。这是因为此类固体中无机物含量相对较高,直接进入消化池会影响厌氧消化效果。另外,这类废物也没有应用于建筑方面的回用,主要原因是此类沙子中含有重金属以及持久性有机物,对人体健康具有潜在危害。 丹麦大型城市污水处理厂十分重视机械处理过程中由于曝气或搅动所产生废气的收集和处理问题。一般来说,曝气沉砂池全部采用铝质材料封顶。部分污水厂的初沉池上面也会封顶。处理过程中所产生的气体,如H2S 也会随特定的气体管路进入焚烧炉处理。 生物处理 如前所述,丹麦大型城市污水厂污水生物处理工艺非常接近。上述四个污水厂均采用Biodenitro 或是Biodenipho 工艺。下面针对这两种工艺进行简单介绍。 工艺简介 Biodenitro 和Biodenipho 工艺为丹麦Krüger 公司的专利技术。该种技术的特点是自动化控制程度高、占地面积小、有机物和氮磷的去除效果良好。与Biodenitro 工艺不同的是,Biodenipho 在前面添加了一个厌氧池(Bio-P tank),因此具有生物除磷功能。而Biodenitro 无法进行生物除磷,只能借助于化学除磷。 下面以Biodenitro 工艺为例,重点介绍该工艺的运行和控制。 Biodenitro 工艺的运行是基于氧化沟技术(丹麦城市污水厂多采用基于表曝的氧化沟技术)。通常是将两个氧化沟划分为一组,采用交替曝气的方式运行以达到硝化反硝化的目的。Biodenitro 工艺分为四个阶段,见图 3 所示。其中,值得注意的是设置b 阶段和d 阶段的主要目的有两个:一是去除第一阶段在缺氧池中残留的氨氮;二是由于硝化耗时相对较长,为了能够达到更好的出水标准。一般来说,尽管Biodenipho 工艺具有较强的生物除磷功能,但污水厂依然会辅助使用化学除磷的方法已达到更佳的出水TP 浓度。而采用Biodenitro 工艺的污水厂更是如此。投放的物质一般为FeCl3 或AlCl3,投放地点设置在曝气池前。在曝气池后安装了磷在线监控装置,当发现TP 浓度超标时会自动投加除磷。 控制系统 上述4个大型城市污水处理厂均采用SCADA和STAR系统来控制污水厂的正常运行。SCADA 技术建立在3C+S (Computer、Communication、Control、Sensor)基础上。该系统主要用于控制泵站、流量以及污泥脱水工艺等等。而STAR系统(Krüger公司的专利技术)是建立在SCADA系统之上,是一种用于控制曝气池运行的应用软件系统。在氧化沟中会安装在线检测仪器,从而将主要的污染物参数,如:氨氮、硝酸盐氮、总磷以及溶解氧浓度的信息发送到中心PLC上。由微机程序控制曝气池各阶段的运行时间和曝气模式。因此,图3中所示的4个阶段的具体运行时间是由STAR系统通过曝气池中具体污染物浓度的数据来控制的,但是会有一个最长运行时间。Lundtofte污水厂各阶段的最长运行时间为90min。 另外,如果设备一旦发生问题,程序会自动向技术人员的手机发送短信息以告知其出现技术故障的具体位置。同时,微机程序还会自动向技术人员发送电子邮件告知其具体问题,技术人员可以据此判断是否应该立即处理该故障问题。 污泥处理单元 丹麦污泥处理情况简介 欧盟及丹麦政府非常重视城市污水处理厂所产生的污泥及其处理和排放的问题,并制定了相关的法案,如86/278/EEC 法案、91/271/EEC 法案等。对城市污水厂排放污泥中的重金属以及持久性有性有机物的含量做出了相关的规定。 经过统计后发现,1999—2005 年,丹麦城市污水厂污泥处理和排放都产生了一定的变化,见表 5 所示。可以看出,变化最为明显的是污泥焚烧比例大幅提高和填埋比例明显下降。其中,污泥焚烧比例从1999 年的6%提高到2005 年的25%。上述的四个丹麦大型城市污水厂的污泥都经过焚烧处理。另外,尽管污泥总产量有所提高,但人均污泥产量基本保持不变。 污泥处理 初沉池和二沉池排出的剩余污泥首先进行脱水、絮凝,之后进行厌氧消化。丹麦城市污水厂多采用中温厌氧消化工艺,温度控制在32~37℃,SRT 控制在25~30 天。一般来说,经过厌氧消化后,污泥的固含率约为~3%。 污泥经过厌氧消化后,进入离心机脱水,污泥固含率提高到20%~32%。经过离心脱水后的剩余污泥将会和沉砂池内的污泥混合,并进入焚烧炉。经过焚烧处理后的污泥收集后运送到垃圾填埋场。 生物气 一般来说,丹麦城市污水厂厌氧消化池产生的生物气中甲烷含量在65%左右,而每产生1m3 生物气会削减 kg 干污泥。生物气能够得到有效的收集并回用。回用主要的方式有两种:一是产热、产电,供本厂内部使用;另一部分则出售给附近的工厂或天然气公司等。 废气处理单元 丹麦城市污水厂在污泥焚烧处理过程中,十分重视潜在的大气污染问题。自焚烧炉产生的废气都要经过深度处理后才能排放到大气中。下面以Lundtofe 污水厂为例,简单介绍污泥焚烧后气体深度处理设备和装置。 从焚烧炉中排出的废气首先经过降温后进入旋风分离器,在这一过程中有85%~90%的灰分会从气体中分离出来。随后,气体进入湮灭炉中进行深度处理。在湮灭炉中,首先用水喷浇,使气体进一步降温。在水体内有溶解的NaHCO3 和少量的活性炭。主要目的是使用NaHCO3 吸附SO2、HCl 和HF 气体,并转化为Na2SO4、NaCl 以及NaF。活性炭则用来吸附汞等重金属。最后,经过处理后的气体进入布袋分离器进行固气分离,所有固体连同污泥被运送到垃圾填埋厂,而经过处理后的气体则通过烟筒排放到大气中。3.能耗、化学品消耗及污水厂运行费用 由于丹麦大型城市污水厂采用的工艺、运行方式以及管理结构大同小异,因此污水厂能耗、运行费用等统计数据也存在一定的一致性。对这些数据进行统计核算对于今后我国拟采用或已经采用类似工艺的城市污水厂的设计、运行、管理和评估工作具有一定的价值和意义。 但是,鉴于国情不同,环境和污水管理方式也有所差异,因此,利用单一货币形式(如欧元)来描述污水处理厂的运行费用是不合理的。因此,在运行费用的具体核算上,分以下几方面进行讨论。化学药品以药品使用量作为衡量标准;能量采用kWh 作为衡量标准。 污水处理厂能耗 丹麦大型城市污水厂电耗在35~45 kWh/(PE·年),和~ kWh/m3 污水。而生物污水处理电耗约为~ kWh/m3 污水,占总电耗的30%~50%;污泥处理电耗约占总电耗的30%~40%;而污水提升、机械处理和管理电耗约占总电耗的15%~35%。对于污泥处理来说,处理1kg 干污泥需耗能~ kWh。 化学药品使用量 污水厂化学物质主要用于化学除磷和污泥脱水等。针对化学除磷,不同污水厂采用的物质不同。例如:Lynetten 污水厂采用FeCl3;而Lundtofte 污水厂采用AlCl3。化学物质投加量与污水水质、工艺以及出水指标有直接关系。Lynetten 和Lundtofte 污水处理厂化学除磷的情况见表 6。从表 6 的数据可以看出,在进水TP 浓度基本相当的情况下,采用具有生物除磷功能的Biodenipho 工艺更加节省化学除磷物质量,而且可以获得更好的出水TP 效果。 污水处理厂运行费用 丹麦城市污水厂运行费用主要费为四部分:员工工资、税费、能耗和化学药品费以及运行维护费用。以Lynetten 和Damhus?en 为例,2005 年两个污水厂运行费用为 亿DKK,具体比例分配见图 4。一般情况下,丹麦污水处理厂最大的费用支出为员工工资。同时,在运行维护中还有相当部分是用于场地租用等。另外,丹麦污水处理厂需向政府缴纳污水和污泥处理税费。污泥焚烧以及外运到垃圾填埋场也都需要缴税。在丹麦,只有污泥回用时不用向政府交税。一般来说,丹麦城市污水处理厂污泥处理费用占总运行费用(不含人工费用和税费)的40%~50%。 上述四个污水厂运行费用统计见下表 7。值得一提的是,丹麦平均污水处理费用为15 DKK/m3,这与核算后的城市污水处理厂污水处理费存在较大差异。主要原因是丹麦总污水处理费用不但包括污水处理厂的运行费用,还需计算污水管道的建设和维护费用。而市政污水管道的维护和管理归各行政区。4.结论 丹麦自20 世纪90 年代至今,城市污水处理发生了巨大的变化。这一变化得益于丹麦政府积极执行欧盟91/271/EEC 法案及制定更为严格的相关出水标准。丹麦大型城市污水厂无论是运行工艺还是管理方式比较相似。总结其发展经验和管理体制,对有效数据进行统计并吸收消化对处于发展中的中国城市污水处理是十分有益的。参考文献:[1] 3rd Report from the Commission to the Council, the European Parliament, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions - Implementation of Council Directive 91/271/EEC of 21 May 1991 concerning urban waste water treatment, as amended by Commission Directive 98/15/EC of 27 February 1998. Access via Internet (20/08/2007):[2] 4th Report from the Commission to the Council, the European Parliament, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions - Implementation of Council Directive 91/271/EEC of 21 May 1991 concerning urban waste water treatment, as amended by Commission Directive 98/15/EC of 27 February 1998. Access via Internet (20/08/2007): uwwtd_report/final_circa-per/[3] Milj?styrelsen 2005; Punktkilder 2004. Det nationale program for overv?gning af vandmilj?et; Fagdatacenterrapport. (In Danish)[4] Cui Chengwu et al. The Maintenance and Management in Lundtofte Wastewater Treatment Plant, Denmark. China water & wastewater. (In Press)[5] Cui Chengwu et al. The Maintenance and Management in Lynetten Wastewater Treatment Plant, Denmark. Water & Wastewater. (In Press)[6] Henze M., Harremoes P., La Cour J., Arvin E. (2001) Wastewater treatment biological and chemical processes. Third edition, Springer, Berlin,
可以写锅炉或者汽机的经济分析或者安全管理等方面内容!
几个字就可以了。可以取消热能装置。用磁动力输出动力驱动。
火力发电厂一次调频问题分析论文
摘要:
频率作为电力系统最重要的运行参数之一,其稳定性对电力系统的安全可靠运行有着重要的影响。作为电力发展主力军的火力发电厂,其调频功能直接关系着整个电力系统的安全稳定。本文从电网调频的介绍入手,介绍了一次调频的主要技术指标,通过分析火力发电厂一次调频目前存在的问题,提出了有针对性的改进措施。
关键词:
火力发电厂;一次调频;问题
一、引言
近年来我国电力工业发展十分迅速,现在虽然已经有部分核电机组,但是火力发电依然是电力发展的主力军、仍然占领着我国电力的大部分市场。现代化的火力发电厂是一个庞大、复杂的生产电能和热能的工厂,由燃料系统、燃烧系统、汽水系统、电气系统和控制系统五部分组成。为了生产电能和热能,五大系统必须按照一系列规程、规章协调运行。火力发电厂协调运行的基本要求就是在经济、安全运行的前提下保证电能的质量指标,即在负荷变化的情况下,通过调整发电机组的运行参数以保证电压和频率的额定值,满足用户的要求。
二、电网调频介绍
由于电力系统日益庞大,电网结构日趋复杂,各种短路、甩负荷的事故经常发生,引起电力系统中的频率波动很大。因此为了保证电网的安全运行,为了保证电力系统中频率的稳定,电网调频就是通过发电机组调速系统根据电网频率的变化改变机组出力,将电网频率稳定在标称频率,电网调频又分为一次调频和二次调频。
一次调频指的是当电网频率超出一定范围时,电网频率的变化将使电网中参与一次调频的发电机组能在短时间内自动快速增加或减少负荷,利用机组的蓄热来快速响应电网频率的变化,以使电网频率重新趋于新平衡、稳定的能力。一次调频作为一个随机过程是维护电网稳定的重要手段,其主要特点是频率调整速度快,但调整数量有限并随发电机组不同而不同,同时还具有值班调度员难以控制的特点。
三、一次调频主要技术指标
根据电监会发布的《发电厂并网运行管理规定》(电监市场[2006] 42号)和《并网发电厂辅助服务管理暂行办法》(电监市场[2006]43号)分别制定的细则,一次调频的主要技术指标有以下几个方面:
(一)转速不等率6
转速不等率6是反映机组调频能力的重要指标,它不仅可以反映机组一次调频能力的强弱,而且还可表明稳定性的好坏。转速不等率6越大,机组的调频能力越小,但是稳定性好;转速不等率6越小,机组的调频能力越强,但是稳定性差。目前汽机的转速不等率6取5%。
(二)频率偏差死区
按照电网频率控制的要求,调频控制死区规定为:△f死区=士~士.根据电网频率控制的情况确定调频控制死区的设定值,目前暂按士设置。
(三)负荷调节范围
负荷调节范围是为了保持一次调频时机组的稳定性和设备的安全运行,对调频负荷进行的限幅,以防止一次调整动作时,机组出现过负荷的现象。设置机组负荷调节范围为△MW=士3%ECR~士6%ECR,机组一次调频负荷调节范围目前暂设置为士3%ECR。
四、火力发电厂一次调频存在问题及改进措施
火力发电厂一次调频能力受到很多因素的影响,例如火力发电厂一次调频能力的大小与火电机组的类型、自动控制系统的参数设置、自动控制系统模块的逻辑设计等因素都有很大的关系,特别是火电机组的实时运行情况例如锅炉的蓄热量,对火力发电厂一次调频能力的大小更是有重大的影响,蓄热量大的机组一次调频能力就强,反之亦然。为了充分发挥火力发电厂中一次调频的能力,本文将重点分析火力发电厂一次调频存在的问题。
(一)火力发电厂一次调频存在的问题
火力发电厂一次调频存在的问题主要包括以下几个方面的内容:
l、调度AGC指令与一次调频动作反向,削弱一次调频作用。由于设计上的不合理这种削弱一次调频作用的现象在火力发电厂中普遍存在。
2、一次调频组态不完善。一次调频的典型运行方式有协调投入、锅炉自动、DEH负荷控制和机组手动等四种,仅仅在协调投入运行方式下才能保证满足电网一次调频的要求,但是某些早期投产发电机组在投入协调方式运行时,一次调频组态不完善造成动作后回调。
3、协调投入运行时主蒸汽压力偏差设定值小。主蒸汽压力偏差设定值小会造成一次调频动作负荷较大,造成主蒸汽压力超差时闭锁负荷。
4、火力发电厂中存在个别机组某些运行方式下一次调频功能不尽完善。
5、频率保护装置和机组调节系统不协调。
(二)火力发电厂一次调频的改进措施
针对火力发电厂一次调频存在的问题,需要采取以下措施进行改进。
l、一次调频在协调不投入运行时将DEH侧一次调频单独使用。一次调频协调投入运行时时将DEH和DCS侧一次调频同时使用。
2、在对DEH粗调进行补偿的同时改善锅炉蓄热消耗引起的机前压力品质。
3、改善一次调频考核方式,为一次调频的.经济补偿提供有力证据。根据相关方面的研究,目前采取一次调频的月正确动作率和月贡献电量进行考核,会使考核过程更加合理、科学。
4、取消DCS和DEH画面上一次调频功能投腿操作按钮,保证一次调频功能始终处于投入状态。两个细则要求一次调频未经网调的批准不得退出,因此取消一次调频功能投腿操作按钮是保证一次调频始终投入的重要手段。
5、加强AGC数据传输的可靠性。AGC与协调控制系统的接口结构示惹西一AGC数据从中调的EMS到发电厂的DCS的传输途径如上图所示,因此EMS到DCS的数据传输具有经历环节多,传输距离长,转换过程多的特点,这些因素的存在就会造成输入输出模块故障,信号断线的现象,最终会影响到AGC的投入率。因此,为了提高火力发电厂一次调频的效率就要加强AGC数据传输的可靠性。
6、为了提高火力发电厂电网AGC的快速响应能力,设计特定的AGC机组运行方式。也就是在AGC负荷调整范围内,机组升降负荷采用定压方式,并适当允许机组有较大参数波动,以充分利用锅炉蓄热能力,等变负荷过程结束后再转为滑压运行方式。
五、结论
电网频率是电能质量和电网稳定运行的重要指标,反映了电力系统供需能量的平衡状态,当电力系统中供电也用电失衡时,电网频率就会波动出现偏差。电网频率的波动,对用户和发电机组的危害都非常大,轻则造成用电设备损坏,耗能增加,重则造成电网瘫痪。火力发电厂作为我国电力系统的主要组成部分,一定要重视一次调频对稳定电网频率的作用,从而采取正确的方法来发挥一次调频的作用。
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