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节能减排的途径十篇
发布时间:2024-03-29 18:14浏览次数:

  节能减排的途径十篇随着时代的发展,能源消耗已成为全球关注的热点问题。为缓解能源危机,我国大力开展节能减排工作,使得各领域的企业和工厂都开始重视能源消耗问题。作为高耗能产业的污水处理,为求发展必须加快开展节能减排工作,以降低污水处理运营成本。

  随着我国城市现代化的建设,使得我国越来越重视城市的环境问题。而城市水环境更是城市生态环境中的重要部分。因而,在“十二五”期间,为改善城市水环境状况,国务院对城市水污染处理厂的建设极为重视。要求各城市必须都建有污水处理厂,加强污水处理工作,提高污水处理的效率。

  据最新调查,截止于2013年3月底,我国各城镇所建立的污水处理厂总数为3451座,污水处理能力大约为每日1.45亿立方米。目前已设有污水处理厂的城市高达649个,城市里的污水处理厂有1981座,其污水处理能力为每日1.19亿立方米;已设有污水处理厂的县城有1313个,县城里的污水处理厂共有1470座,其污水处理能力为每日2518万立方米。

  根据2013年年末统计,我国城市污水处理厂的污水处理能力比起2012年增长了4.4%,每日污水处理能力为12246万立方米,城市污水处理率比起2012年提高了0.6个百分点,为87.9%。

  近年来,我国的污水处理厂几乎遍布全国,污水处理能力也逐年增高,但仍存在着许多问题。虽然大多城市污水处理厂都有健全的工艺设施,但是其在运行上过于简单化,只是简单的处理污泥甚至于不处理,便将其随意搁放,以此来节约污水处理厂的运行费用,提高污水处理效率。这种现象的普遍存在,导致我国部分城市出现污泥围城的状况。

  污水处理厂的能源消耗率很高,受能源危机导致能源价格增长的影响,污水处理厂的运行费用过高,其利润无法填补成本。

  随着我国污水处理厂的发展,对污水处理厂的排放标准也越来越严格,有效地改善了我国城市水环境状况。但目前我国城市污水处理厂仍是一个能源消耗大的产业,由于能源危机的加剧,使其不得不采取措施来降低能耗,加强节能减排工作。污水处理厂高能耗,运行费用高的问题为我国城市污水处理厂的发展带来了困扰。

  污水处理厂运行的过程中,所消耗的能源主要有电能、燃料和药剂等等。但其中消耗最高的便是电能了。据调查所知,我国污水处理厂电能的消耗大约占其总能耗的十分之九。这是一个很大的比重。目前我国污水处理厂电能消耗的平均水平与国外发达国家相差较远。

  据调查分析,我国一级城市污水处理厂每处理一立方米的污水便要消耗0.073度的电量,而二级城市污水处理厂则是0.325度的电量。

  随着社会的发展,我国城市污水处理厂已不再只是依靠政府来运行了,由政府管理走向市场化经营。因此,污水处理厂必须关注其营运成本问题,如何以最少成本获取最多利润,实现污水处理厂效益最大化,是污水处理厂运营者的重要任务。污水处理厂的运行费用主要来自于能耗费、人工费、管理费等方面。

  污水提升过程中最为消耗能源的设备便是污水提升泵,其具有很大的节能空间。因而,为减少污水处理厂提升泵房的电能消耗需对其进行节能设计。目前,我国在设计污水厂高程时,数据都偏高,造成提升泵设计扬程也过高,造成电耗量大。根据水泵有效功率的公式Nu=γQH,我们可发现当γ和Q确定时,Nu和H是成正比例的,因而,当水泵扬程降低后,一定能达到节能的效果。在设计污水厂高程时,要防止多次进行污水提升,以免造成能源的浪费;在布置各构筑物和管线时,要注意其紧凑性,避免拐角,缩短输送距离,可将反应池和沉淀池进行合并,以此来避免水头的损失;进行设计时,要注意构筑物的特点以及构筑物间的关系,尽量节约土地资源,杜绝不切实际的设计。

  在污水提升过程中,可引进先进的设备,加强管理,以求实现节能的目的。可采用变频调速技术,优化配置泵站设备,保障水泵运行的质量;选择型号相同的水泵机组,以便于进行维修;可对水泵进行合理的更换,适时地启动水泵,将污水处理工作放在晚上进行。

  降低曝气系统的能源消耗需要合理设计曝气系统的规模,在操作过程中要进行合理的控制,从而提高曝气系统的总能效;选择曝气设备时,要充分考虑到曝气设备的供氧能力和调节能力,避免能源的浪费;在进行鼓风机的选择时,要选择变频调速风机,有利于操作的便捷,减少故障,要合理控制风机的风量,以达到节能的效果。

  在污泥处理过程中,减少污泥脱水系统的能源消耗,需要投入适当的高效絮凝剂,严格按照操作章程进行科学的运行。在对设备的选择上,要优选效率高但能耗低的设备,减少设备的磨损率,降低运行费用,从而节约污泥处理系统过程中的能源消耗;充分利用厌氧沼气,通过沼气的燃烧来用于加温、取暖等方面,还可以利用沼气发电来降低电能的消耗。

  可选择平流沉砂池,避免使用消耗能量大的沉砂池,尽可能用重力来进行排砂;污水处理厂采用节能电灯,建设太阳能设备,充分利用太阳能,减少电能的消耗,提高污水处理厂中设备的工作效率,实现自动化;改进生物除磷工艺,降低药剂的消耗量,减少污水中的含泥量,降低污泥处理的能源消耗。

  随着污水处理厂的快速发展,其高能耗,运行费用高的问题亟需解决。因而,污水处理厂的运营者必须改进污水处理技术,完善无数处理设备,加强节能减排工作,提高能源利用率,建设资源节约型社会,促进人与自然的和谐发展。

  [1]姜斌.污水处理厂节能减排的实现途径分析[J].城市建设理论研究(电子版),2013(26).

  [2]张玉斌,王昭明,侯红泽,等.污水处理厂节能减排的实现途经分析[J].城市建设理论研究(电子版),2013(16).

  建筑给排水的节能工作是指建筑物在规划和设计,以及建筑过程中按照建筑节能的标准,使用节能的技术和材料,提高建筑的使用效率,加强建筑物用能系统管理,减少给排水系统的能耗。建筑给排水专业在建筑耗能中所含的主要内容有:人民生活及从事工艺、游乐、环境卫生、绿化、给水、排水、消防、热水、中水等消耗的能源。据材料介绍,上述所消耗能源中占建筑能耗的10%~30%。由此可以看出建筑给排水专业在节能工作中不是可有可无的,而是占有相当分量的。因此,重视对建筑给水排水节能途径的研究,对我国建筑节能将有积极的意义。

  水是地球的血液,关系到人类生存发展、是具有战略意义的资源。面对缺水的现状,节约用水已成为我国的基本国策。建筑节水更是任重道远。

  卫生器具给水额定流量是为满足使用要求,卫生器具给水配件出口,在单位时间内流出的规定出水量。流出水头是保证给水配件流出额定流量,在阀前所需的静水压。给水配件阀前压力大于流出水头,给水配件在单位时间内的出水量超过额定流量的现象,称超压出流现象,该流量与额定流量的差值,为超压出流量。

  给水配件超压出流,不但会破坏给水系统中水量的正常分配,对用水工况产生不良的影响,同时因超压出流量未产生使用效益,为无效用水量,即浪费的水量。因它在使用过程中流失,不易被人们察觉和认识,属“隐形”水量浪费,因而至今未引起足够的重视。然而这种“隐形”水量浪费在各类建筑中不同程度的存在,其浪费的水量也是十分庞大的。

  (2)热水干管循环浪费水量巨大。我国热水供应系统的水量浪费也较为严重,主要表现在开启配水装置后,不能及时获得满足使用温度的热水,往往要放掉不少冷水后,热水设备才能正常使用。在设计时,集中热水供应系统应设热水回水管道。对于要求随时取得合适温度的建筑物,除应保证循环系统的干管、立管中热水循环,还应保证支管热水循环,或有保证支管中热水温度的措施。在设计中,高层建筑热水系统的分区应与给水系统的分区一致,保证系统内冷热水压力平衡,达到节水、节能、用水舒适的目的。循环管道应采用同程布置形式,它对于防止系统中热水短路循环,保证整个系统的循环效果,各用水点能取得所需温度的热水有着重要的作用。虽然这样设计会增大投资,但对于节水有着长远意义。

  (3)管道及阀门泄露。管道锈蚀、阀门的质量等导致大量的水消失于无形。经常都能看到路边的给水管道在管子接缝处及法兰、阀门连接处滋滋的往外冒水。埋在地下的开不见的更不知道有多少。用户们经常反映浮球阀经常损坏、漏水,不论是用于水池、水箱的还是马桶上使用的,其质量的低劣直接导致大量水从溢流管流出。据调查,滴漏的水龙头每天就可耗水 70L。

  合理确定用水量(包括冷水、热水及其他等用水)的定额。严格执行《建筑给水排水设计规范》中的生活用水量定额标准,并非用水量越高越好。理设计建筑给水系统。主要可通过下列方法实现:充分利用市政管网的压力,直接供水;合理进行竖向分区,平衡用水点的水压;采用并联给水泵分区,尽量减少减压阀的设置;推荐支管减压作为节能节水的措施,减小用水点的出水压力;合理设置生活水池的位置,尽量减小设置深度,以减少水泵的提升高度;优先考虑水池―――水泵―――水箱的供水方式。

  推广采用节水的卫生器具。如限制卫生器具的流出水头、红外线感应龙头和便器等,不应采用无控制花管、长流水的小便槽。合理采纳变频调速泵组供水。当采用变频泵供水时,应优先采用变频变压变流量的给水方式,其节能效果要优于变频恒压变流量的给水方式;当采用变频恒压变流量时,工作压力的设定应接近水泵工频运行时高效段扬程的下限;工作水泵应选用2台或2台以上,不同级配工作泵的流量宜以 1/2 的流量梯变,宜采用大小水泵搭配的形式,并设气压罐小流量给水。当市政条件允许时,宜采用叠压供水设备。具备条件的,应当至少选择一种可再生能源(指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源),用于建筑物的热水供应。热水水源的利用可采用太阳能、水源热泵、地源热泵技术。在采用水源热泵、地源热泵技术时,不得对水体和土壤造成污染和浪费。

  如利用地下地温地源自动供暖制冷系统,就是通过表层地下水为载体,或将盘管埋在土壤中以盘管内流动的介质为载体,将这些地温热源输送到水源热泵进行能量转换,冬季输出45℃~65℃的热水。

  在太阳能的利用上,有条件的可采用太阳能蓄热技术,太阳热水系统的工程参数应结合建筑所处的地理位置确定。太阳能热水器的循环可采用强迫式、自然式循环太阳能热水器和直流式太阳能热水器。太阳能热水器应有温控装置,并应合理控制和设定热水的温度。太阳能热水系统的热能再利用与节水技术还应相互结合。太阳能热水器可作为热水供应的预加热措施,可设在其他热交换器的前端。热水系统宜机械循环以满足用水点的节水要求。合理设计热水供应系统。对集中热水系统远距离的少量供热点可采用局部加热方式;对不同场所可采用不同的热源形式。从技术可靠、经济适用的角度出发,应合理配置组合各种不同热源的比例关系。应合理确定热水用水量定额、耗水量、耗热量、供水水温、水质等热水系统的基本设计参数。当采用电作为热源时,宜采用储热式电热水器,以降低耗电功率亿百体育中国官方网站。热水供应系统储水温度宜控制在 55~60℃。热水供应管网宜采用同程回水的给水方式。热水供应系统宜缩短热水的给水时间,增加机械循环,并平衡冷热水的水压。

  排水应尽量采用重力排水的方式。可利用空调凝结水排水。就近排放污废水管道的敷设,避免压力提升。蒸汽凝结水的回收利用。雨水的收集和综合利用。

  在水源条件许可的情况下,可采用江水、河水、湖泊水、海水、地下水等作为循环冷却水。冷却水宜循环利用,提高水的重复利用率。保证冷却塔之间的距离,有良好的气流组织条件,避免影响冷却塔的散热效果。针对不同的循环冷却水水质应采取化学(杀菌、灭藻等)、物理(过滤)的水处理方法,具有缓蚀、阻垢的水处理功能,减少管道和机组内的结垢、腐蚀。在空气湿球温度较低的干燥地区,可通过设计计算来适当提高冷却水进出水温差,以减少循环水量和循环水泵的能耗,缩小循环管道的管径。合理布置冷却塔。利用消防试验排水,将消防排水返回到消防水池。增加消防水池、消防水箱的水处理设备。在一定的条件下,设置合用消防水箱,以减少消防水箱的清洗用水。

  在设备、材料的选用中,应选用节能型、节水型等节能高效的产品,应禁用淘汰产品。节水、节能型产品如:喷射式和压力流冲击式的节水大便器(冲水量≤6L/ 次)、免水冲小便器、陶瓷片密封水嘴、红外线感应节水装置、自力式平衡压力恒温混水阀、节能型热交换器、飘水量小省电型冷却塔、太阳能热水器、高效率的水泵等。宜推广化学建材,并执行国务院建设行政主管部门制定并公布的建筑节能新技术、新工艺、新设备、新材料、新产品推广目录以及限制或者禁止使用能耗高的技术、设备、材料和产品的目录。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  3.1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。

  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,还需要对废水进行深度处理,进一步去除废水中的污染物。

  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。

  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。

  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。

  [2]谷成国,宋剑峰.城市污水处理厂鼓风机曝气阶段的节能降耗研究[J].环境保护科学,2008,34(5):26-28.

  目前,我国道路交通行业在总量与规模上持续上升,在能源资源消耗、温室气体排放等方面造成巨大压力。为减少道路交通能源消耗和温室气体排放,开展道路交通节能减排路径及潜力分析十分必要。

  通过调查发现,2016年我国600多个城市居民使用公交的比例仅有10%左右,小部分城市可达20%左右,大部分中、小城市则达不到5%。因此,我国居民使用公交出行的比例过低,原因是我国缺乏健全的公交体系,相关配套设施不够齐全,公共交通体系发展缓慢等。另外,我国私家车数量剧增也对公共交通造成巨大压力,例如,在2000年以前我国平均公交运营速度是为12至14千米每小时,而目前仅有4至10千米每小时,整体城市公交运行效率大幅下降。通过对有关数据分析可发现,私人交通,尤其是私家车交通的市场占有率要远超于大众交通,尤其是公交车。所以,想要提高公交的竞争力,只有加大公共交通的投入,对其设备进行不断的更新与完善。此外,应当要加大政府导向力度,加大投资,拓宽与革新其融资渠道,以促使公共交通体系健康持续发展。

  积极促进汽车发动机减排技术的应用,减少机动车油耗,提升其运行效率有助于降低交通运输碳排放量。第一,研究开发混合电动汽车。此项技术有效结合了电池、电力驱动系统以及内燃发动机,通过制动能量回收、关闭发动机、降低发动机体积来达到降低运行能耗的目的。采用电驱动来取代内燃发动机,从而提升整体运行效率,减少单耗。混合电动汽车在低速起停阶段,其能源消耗只有传统汽车的1/2,中型卡车在城市路况下,单耗能够减少约23%~63%。第二,材料轻质化,减少车身重量,从而达到节约车辆燃油的目的。当前,美国福特公司研发出了一款中型小汽车原型,其重量只有900kg,相较于一般小汽车,其车身重量减轻了550kg,能源消耗减少了20%。当前,部分使用铝合金的小汽车已投入使用,如新型大众POLO、奥迪A8等,每100km只需耗油3L,大大低于我国8.06L/100km的平均油耗。第三,柴油发动机和直喷汽油。当前,在日本以及欧洲已经投入使用了直喷汽油发动机,相较于普通汽油发动机来说,该类新型发动机燃料经济性提高大约35%,减排25%。第四,车用燃料电池。与当前车辆发动机技术效率相比,燃料电池要高出一倍之多,而且基本上其排放量为0。如将其所采用的氢气来自于天然气,由开采至车用所产生的二氧化碳排放量相较于普通发动机也降低约40%,不仅如此,在氢制作过程中往往会产生浓度较高二氧化碳,因而为最大程度地实现环保性,需采用搜集技术。2.3控制排放物标准采取有效技术手段,对排放物标准进行严格控制也是将碳排放量降低的有效途径。现阶段,我国机动车污染物排放标准达到国V,相较于国III标准来说,轻型汽油汽车所排放的一氧化碳量下降约54.5%,碳氢化合物降低约62.5%。在今后10年内,如我国严格执行国V标准,并采用车载诊断系统(OBD)实时监测,便能够对机动车碳排放量进行有效控制。

  道路交通节能减排潜力计算主要用公式EQC=∑kNkLkek计算。其中K为节能减排途径种类;N是第K类途径中车辆数量情况;L是车辆平均里程;e是第K类节能减排系数。

  采取设定不同条件进行计算:假设一:2005年到2010年假设实行2005年标准,小汽车占有率以及公交车出行比例分别是20%、10%,另外排放标准为国III,且节油举措没有大范围落实;假设二:2010年至2015年小汽车占有率以及公交车出行比例分别上升至50%、30%,排放为国IV,且平均新增车辆油耗设定为7L/100Km;假设三:2015年至2020年小汽车占有率以及公交车出行比例达60%、40%,排放为国V,且平均新增车辆油耗设定为6.5L/100Km。另外假设条件中参数会根据相关标准逐步变化,以公交车出行比例来说,2005年到2020年所增长比例主要来源于走路、私人车辆出行等其他方式转化。为准确计算出道路交通节能减排潜力,研究主要考虑私人车辆转化。如假设三中公交车比例相比于二上升了10%,计算中将其全部视为私人车辆出行所转化。本次道路交通节能减排潜力分析,所计提机动车主要为两个时间段,第一2015年汽车保有量9000万辆,商用车为1500万;第二,2020年汽车15000万辆,商用车2000万。另外车辆年平均里程23000km。根据公式以及所假设条件计算,结合节能减排途径以及政策实施力度,道路交通节能减排潜力得出三种结果:第一,实施力度较低时,2015年减少排放量可达1884万吨,2020年则为4058万吨;第二,中等实施力度,2015年减少排放量可达1909万吨,2020年则为5537万吨;第三,实施力度强时,2015年减少排放量可达2194万吨,2020年则为7158万吨。因此,我国道路交通节能减排潜力2020年减少排放量可达7158万吨。综上,我国道路交通发展前景广阔,同时节能减排潜力巨大,只要针对性的采取有效措施,定会为我国的可持续发展作出贡献。

  [1]唐魁彪.道路运输行业节能减排有效途径探讨[J].交通运输研究,2011(12):182~184.

  [2]曹艳梅,丁冬梅.我国城市交通节能减排发展分析及对策研究[J].经济研究导刊,2012(2):89~91.

  近几年来,中央高度重视节能减排工作,出台了一系列重大政策措施,5月23日,国务院又印发《节能减排综合性工作方案》,对节能减排工作进行了全面部署,提出了新的要求。 “十一五”期间,全国节能减排的约束性指标是:单位GDP能耗降低20%左右,主要污染物排放总量减少10%。我们**市确定的目标是:到2010年,单位GDP能耗较2005年降低22%左右,二氧化硫排放量降低26%左右,化学需氧量(COD)降低18%左右,所面临的攻坚任务同样很重。 节能减排,没有退路,难在出路。打开出路,企业是主体,科技创新是支撑。现以我市的“白泥”双向治理为例,提出以技术改造和区域循环助推**节能减排的建议。 5月17日,**碱业、黄岛发电厂、华电**发电3家企业联手启动了白泥与二氧化硫双向治理项目。项目的实施,不仅可“消化”掉**碱业每年产生的14万吨“白泥山”,还使发电厂锅炉烟道气的脱硫成本大幅降低,据测算,3家企业年可节约能耗支出和减少治污费用近3000万元,胶州湾也将不复受“白泥之患”。此外,通过资源化途径和循环经济模式,我市21万吨的“铬渣山”已提前半年处置完成,“电石泥”也正加快处置。 曾是污染源“白泥”、“铬渣”,一经循环模式下的资源化处置,则变成了经济效益巨大的“金山”,且换回了“绿水青山”。由此看来,我市搬掉的不单单是几座“泥山”、“渣山”,更为下步加快发展循环经济、力行节能减排提供了新思路和新途径。 一、转换思路视角,通过循环经济模式“变废为宝”,可实现“节能”、“减排”的双赢。 在循环经济理念下,所谓废物,不过是放错了位置的资源。“白泥”,在人们惯常印象里不过是导致环境污染和生态灾害的“废物”,而通过资源化处置的途径,却可点“泥”成金实现无害利用和产业开发,变为创造效益的宝贵资源。企业得到了切身实惠,由此产生的“减排”热情必然更加持久,“减排”成果也将更为巩固。 二、加快先进适用技术研发推广和设施改造,让企业有“泥山”变“金山”的前景预期及利益回报,是节能减排的关键。 应当看到,尽管从中央到地方各级都对节能减排给予了高度重视,且包括问责制、区域限批等政策措施纷纷出台实施,但实际的“减排”成效却差强人意。这其中的一个根本症结是部分企业的畏于“减排”成本过高,不是不想“减”,而是不敢“减”或者无力“减”。要从根本上激发企业节能减排的积极性和动力,重要的是依靠科技,通过先进适用技术的研发和推广应用,使企业在加大环境投入的同时,也如**碱业等企业一样实实在在地尝到“节”和“减”所带来的“甜头”,有“泥山”变“金山”的前景预期及利益回报。否则,一些企业的排污设施仍将是“聋子的耳朵”, 诸如环境执法部门与违法企业间“猫鼠游戏”的尴尬也很难从根本上消除。 三、协调引导企业变只靠自身“单打独斗”式的内部节能减排,走多企业、跨行业、区域间循环经济之路,有利于广领域、大幅度提升节能减排的成效。 副总理在去年12月21日国务院发展循环经济电视电话会上,指

  城市污水处理是高能耗行业之一。高能耗一方面造成了污水处理设施运营成本高,致使一些中小型污水处理厂难以正常运行;另一方面,也在一定程度上加剧了我国现阶段的能源危机。面对“十二五”期间单位国内生产总值能耗降低20%左右,主要污染物排放总量减少10%的约束性指标,城市污水处理行业须在保证出水稳定达标的前提下,承担着相应的节能减排任务,同时降低污水处理成本,实现污水处理企业的可持续发展。而管理和运营好污水处理厂,在保证污水处理量和污水达标排放的前提下,优化运行管理方案,节约能源使用,降低处理成本是实现这一目标的根本手段[1]。

  国内外对城市污水处理能耗的研究远远落后于对污水处理机理和应用的研究,而分析污水处理厂主要的资源消耗,确定处理过程节能的方向和环节是实现清洁生产和循环经济的关键课题,但在我国尚无系统的研究。因此,针对我国污水处理行业的具体状况,在国内外研究成果和实践经验的基础上,参考当前城市污水处理厂的运行情况,分析污水处理厂消耗的主要资源,在不改变原有污水处理工艺的基础上采取节能降耗措施,对污水处理厂的运行进行优化管理,使其在保证出水水质稳定达标的前提下减少污水处理厂的能耗及其他资源的消耗,节约生产运行费用,这也是保障污水处理厂正常运行的必要手段[2]。因此,围绕着节能、降耗、减污、增效的清洁生产目标对污水处理厂节能降耗措施的研究十分必要。

  根据美国的用电统计,城镇污水处理厂的总电耗约占美国总电力负荷的3%,随着人口的增长和污染物去除标准的不断提高,未来15年内用于污水处理的总用电量还将继续增加20%以上[3]。随着我国城镇污水处理事业的快速发展,污水处理厂电耗占全国总电耗的比例也在逐年增加。目前我国城镇污水处理厂平均电耗为029kW·h/m3,82%以上的污水处理厂电耗不低于0440 kW·h/m3,相当于发达国家20世纪初或更早期的水平,因此,仍存在很大节能潜力[4]。城市污水处理厂中电耗主要发生在污水提升系统、二级生化处理的供氧系统和污泥处理系统三部分,分别占工艺总电耗的25%、55%和13%[5]。其中二级生化处理单元的能耗主要集中在鼓风机、搅拌器和内外回流泵上,鼓风机占二级处理单元电耗的7513%,占总运行电耗的5181%,是全厂最大的耗能处理单元,因而对于二级处理单元及全厂的节能重点应该在鼓风机的节能降耗上[6]。

  城市污水处理厂使用的药剂主要为用于污泥脱水的絮凝剂,目前,通常使用聚丙烯酰胺(PAM)和聚合氯化铝(PAC)等人工合成的絮凝剂,絮凝效果不理想,通过调查平均处理每万吨污水需消耗约9kgPAM,目前市场上的一般的PAM每吨在25~5万元之间,大量的絮凝剂的消耗,增加了污水处理成本。此外,这些絮凝剂具有毒性而且难于生物降解,当填埋后会再次进入环境可能造成二次污染。

  目前,部分污水处理厂尚未建立中水回用系统,处理后的达标水直接排入纳污水体。污水处理厂厂内污泥脱水车间的反冲洗用水、配药用水、清洗车间用水、风机冷却水、绿化用水、办公用水均用自来水。因此,和先进的污水处理厂相比自来水耗大,增加了污水处理成本,同时浪费了水资源。

  污水处理厂在保证出水达标的前提下要节省电能,减少成本的支出,可以从生产工艺着手,重点是功率大的机电设备,如污水提升泵、曝气机、污泥脱水机、污泥回流泵等。

  污水提升泵的节能应综合考虑整个提升系统,具体有如下措施:正确科学地选择水泵,使其在高效率下工作;合理利用地形,通过减小污水的提升高度来降低水泵的扬程;变频调速技术的应用:通过变频器调整电机转速,降低水泵提供的扬程使之与实际需要相符合,降低排水单耗,而且变频器还可以控制水泵运行台数,从而节约大量的能源。变频器可设置节能功能,也就是当变频调速使电动机在变频状态下运行时,变频器可以随时搜索电动机最佳工作点,使电动机在任何情况下,电流最小,功率因素和效率趋于最佳工况;削切叶轮:污水提升泵若采用离心式水泵,则其流量、扬程、轴功率和泵轮直径近似有以下规律:流量与泵轮直径比的1次方成正比,扬程与泵轮直径比的2次方成正比,轴功率与泵轮直径比的3次方成正比。因此,可以采用切削泵轮直径的方法(因叶片的角度已无法改变),从而降低设计扬程,使水泵工作在最优效率区而达到降低能耗的目的;适当增减提升泵运行台数,对其进行变频调速控制,以适应不同时间、季节的污水量波动,有效降低提升泵能耗。定期对系统进行维护和检修,可减少因渗漏、结垢、机械磨损等原因造成的效率降低,保证提升泵的高效运行。此外,还可以通过采用新型的节能泵,合理调整设备参数,提高泵的运行效率,选择水泵的运行台数等途径实现节能。

  曝气系统是整个污水处理工艺的核心,且曝气过程是要消耗大量的电能,曝气系统的节能是污水处理厂节能降耗的关键,主要的节能措施有以下几点。

  (1)选择高效率的曝气设备和鼓风设备。鼓风曝气设备主要有微孔气泡、中气泡、大气泡和水力剪切等几种类型。其中,微孔曝气具有气泡微小、比表面积大和氧转移效率高等特点,通过提高氧的传质效率起到节能效果。

  (2)通过变频等技术提高鼓风机的运行效率,使曝气设备一直能在较高的状态下稳定运行,起到节能效果,因此,一般多采用离心式鼓风机并辅助变频控制[7] 。

  (3)曝气量的精确控制。目前绝大部分污水处理厂的曝气调节方式由人工调节曝气立管的阀门开度,控制精度不高而目劳动强度较大,而精确曝气流量控制系统是一套集成的智能控制系统,为曝气系统提供自动化、精确化的曝气解决方案。精确曝气控制系统采用生物处理模型计算当前的曝气需要量,并按照该气量进行精确控制,曝气控制系统会连续检测曝气量,及时检测系统中压力的微小变化,控制系统及时进行调整。因此,建立基于生物反应动力学的数学模型,预测不同进水负荷条件下生物处理系统包括需气量在内的状态参数,并通过对示范污水厂的历史运行数据或在线运行数据进行分析处理,确定该污水处理厂生物处理过程的特征参数和补偿参数,并采用仿真和试验的方法,检验这些特征参数的有效性。最后,在综合的环境因素(温度、pH 值,MLSS)条件下,经试验确定示范污水厂的水平衡(包含污水负荷)、泥(底物)平衡、气(曝气)平衡过程的稳态值及其扰动特征[8] 。

  (4)根据溶解氧(DO)浓度调节曝气量。许多污水处理厂的生物反应池会曝气过度,主要原因是缺乏自动调节系统、过度曝气直接导致了能耗的浪费,并会使污泥的沉降性变差[9],能耗随混合液DO浓度的增大而增大,曝气池中的DO从2mg/L升高到5mg/ L,所需要消耗的能量增加了近一倍[10]。最节能的方法是根据降解污水中有机物和硝化所需的最低需氧量进行供氧曝气,并维持稳定的DO浓度。由于进水有机负荷的不稳定,实际运行中,一般下午和傍晚的需氧量要比夜间和早晨的需氧量大,因此维持稳定DO浓度所需的鼓风量也要实时调整。

  污泥脱水系统主要是将含水率在98%以上的污泥进行减容、减量、稳定以及无害化的处理,污泥处理主要包括浓缩、消化、脱水和干化等过程[11]。目前国内常用的污泥脱水机有带式压滤机、半框压滤机、离心脱水机、螺旋压榨式脱水机,这几种脱水机处理每吨污泥干固体(DS)所需的能耗分别约为5~20、15~40、30~60、3~15kW·h/t DS,所需能耗有很大的差异,因此在设备选择时应尽量选择脱水效率高且能耗较低的污泥脱水机。其次,污泥脱水过程应尽量减少设备运作和缩短处理时间,根据储泥池内泥量、污泥沉降性能确定脱水机器使用数量和脱水时间。

  污水处理厂降低絮凝剂的消耗也是节能降耗的重点。我国现有水处理药剂生产厂家230 家,品种100多个,总产量近20万t,在选择絮凝剂是不仅要考虑其单价,还应考虑药剂的高效性,以使其减量化,应用能最大限度的降低污泥的含水率并提高污泥的脱水性能的絮凝剂,这样既可节省药剂用量又能提高混凝效果,从而使污水处理厂的运行费用大幅降低[12]。

  节约絮凝剂的途径主要有:使用脱水效率更高的、可以生物降解的、不会造成二次污染的天然高分子改性絮凝剂包括淀粉、纤维素、多糖类和蛋白质等类别的衍生物等代替传统的聚丙烯酰胺絮凝剂;精确投加药剂,避免不必要的浪费:通过试验确定高分子絮凝剂以及混凝剂配制药液浓度、投加量,使絮凝剂发挥最佳的絮凝及混凝效果,减少药剂的投加量;要求药液投加设备计量准确,减少误差。

  中水回用是节约自来水耗的主要途径。城市污水处理厂建立中水回用系统,使中水用于厂内污泥脱水的反冲洗用水、清洗车间用水、风机冷却水、绿化用水等,由此大幅度的减少自来水的消耗,实现污水的资源化,降低污水处理成本。

  通过加强管理节能降耗的措施主要有:通过对污水处理各个工段的能耗进行分析,明确不同处理单元的能量需求,挖掘各控制环节的节能降耗潜力,提高能耗管理水平,精确控制城市污水处理厂的运行;加强对设备设施及药剂的管理:建立岗位责任制,设备设施责任制,定期分析设备设施的运行情况,使其达到经济运行的效果。加强对药剂的贮存管理,严防雨淋、暴晒,避免对药剂的浪费;建立激励机制:制定科学的考核、控制指标和激励制度,全体员工积极参与,职责明细,奖罚分明,使员工自觉培养节能降耗的习惯,实现企业与个人的双赢。

  污泥厌氧消化池所产生的沼气能完全燃烧,而且保存运输比较方便,是一种清洁燃料,国内的北京高碑店污水厂和天津市纪庄子污水厂的污泥厌氧消化处理系统产生的沼气就是用于沼气搅拌和发电,沼气发动机的热水作为消化污泥加热的热源。沼气发电在美国、德国、日本等国家也得到了极大的利用,它实现了污泥减量化、稳定化、无害化和资源化的统一,是一种优良的节能技术[13]。

  在城市污水处理过程中会产生大量的剩余污泥,为防止环境受到二次污染,必须科学考虑污泥的处理和处置问题。目前常用的污泥处置方法有填埋、农用、焚烧、制造建材等,但是污泥填埋没有真正解决污泥问题,污泥没有被利用,还可能造成二次污染,不能算是资源化利用的方式。为此,许多研究者尝试把污泥直接用于建材,或利用污泥焚烧后的残渣制造建材。

  城市污水处理厂的节能降耗是一项综合性工作,涉及到工艺、设备、过程控制、管理、人员的操作水平等,从设计、设备选型、运行管理控制、维修、升级改造等每个环节进行分析资源的消耗及节能潜力,以降低污水处理成本,减小用电量及其他原材料的消耗。在污水处理厂实施节能降耗措施,同时加强管理,能节约资源,降低运行成本,从而促进污水处理企业的可持续发展。同时,还应建立能耗能效的管理评价体系,以检验节能降耗的成果,促进各项先进技术的改进、整合和推广。

  [1] 王夙,刘峻.污水处理厂能耗分析与节能技术研究进展[J].四川有色金属,2011(3):59~64.

  [2] 常江,杨岸明,甘一萍,等.城市污水处理厂能耗分析及节能途径[J].中国给水排水,2011,4(27):33~36.

  [4] 杨凌波,曾思育,鞠宇平,等.我国城市污水处理厂能耗规律的统计分析与定量识别[J].给水排水,2008,34(10):42~45.

  [5] 陈宏儒.城市污水处理厂能耗评价及节能途径研究[D].西安:西安建筑科技大学,2009.

  [6] 高旭,龙腾锐,郭劲松.城市污水处理能耗能效研究进展[J].重庆大学学报:自然科学版,2002,25(6):143~147.

  [7] 曹珊,曹秀芹.城市污水处理厂能耗分析及节能降耗途径研究[J].给水排水,2011,3(8):90~ 92.

  [8] 李建勇,王建华,范岳峰,等.曝气流量控制系统用于污水处理厂的节能降耗[J].中国给水排水,2007,2(12):80~84.

  [10] 徐晓宇,李春光.污水处理厂运行的节能降耗技术进展[J].给水排水,2009,12(35):45~50.

  [11] 余杰,田宁宁,王凯军,等.中国城市污水处理厂污泥处理、处置问题探讨分析[J].环境工程学报.2007,1(1):84~85.

  全球气候变暖是当前人类社会所面临的最大挑战之一。根据联合国最新的全球气候变化科学评估报告,气候变化所导致的总代价将引起全球GDP损失约5%;而世界银行前首席经济学家斯特恩指出,在考虑更广泛的风险和影响的情况下,估计损失将上升到GDP的20%或者更多。

  哥本哈根会议使低碳经济的理念再次引起全球关注,低碳经济成为新的经济发展模式,并终将演变成为规制全球经济社会发展格局的新规则。我国政府在2010年2月的哥本哈根气候变化峰会上首次宣布温室气体减排清晰量化目标,到2020年单位GDPCO2排放比2005年下降40%~45%,这标志着中国低碳经济时代已经到来。

  所谓低碳经济,是指在可持续发展理念指导下,通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段,尽可能地减少煤炭石油等高碳能源消耗,减少温室气体排放,达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。

  发展低碳经济,一方面是积极承担环境保护责任,完成国家节能降耗指标的要求;另一方面是调整经济结构,提高能源利用效益,发展新兴工业,建设生态文明。这是摒弃以往先污染后治理、先低端后高端、先粗放后集约的发展模式的现实途径,是实现经济发展与资源环境保护双赢的必然选择。

  低碳经济的核心是能源技术和减排技术创新、产业结构和制度创新以及人类生存发展观念的根本性转变。这种有别于传统经济的新型发展模式以低能耗、低排放、低污染为特征,是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步。

  宪法是国家的根本,是一切法律法规制定的依据,具有最高的权威性。但是我国的宪法只针对环境保护和资源节约做出了原则规定,这并不能直接对节能减排工作的开展起到指导作用。这些条文和原则在实际问题中难以有很强的说服力。现阶段必须要将节能减排提升到立宪的层面,明确的在宪法中作出原则性的指引和规定。

  到目前为止,在立法层面,全国及其会制定了包括《中华人民共和国可再生能源法》、《中华人民共和国节约能源法》等在内的多个能源和节能减排方面的法律制度。但是我国在节能减排和立法执法发面目前还很不完善,我国必须要建立新的法律法规和制度政策以促进节能减排工作的开展,保障社会经济的增长。一方面,我国制定颁布新的法律,扩大涵盖面,完善法律框架。我国要尽早完成涵盖整个国民经济的《石油法》、《能源法》、《天然气法》等重要行业的立法工作,以稳定有效的法律制度来保障节能减排的执行力度和长期性。另外我国要进一步完善《节约能源法》、《循环经济促进法》等法律法规的配套规定和实施细则。

  近些年以来,我国一直都在对产业结构调整积极推进,效果虽然比较明显,但从总体上来看,产业层次较低和产品档次偏低的状况并没有根本改变。产业结构调整和产业升级,既是减少资源浪费,提高资源利用率的关键之举,也是我国促进节能减排的重要途径。我国应按照走新型工业化发展道路的要求,积极优化产业结构,努力促进产业、产品高端化发展,为完善节能减排政策创造良好的市场环境,进一步推进节能减排的工作。

  这主要应从两个方面做起。首先是逐步完善碳交易机制,充分利用节能减排的市场机制。这一方面有利于激励企业积极研发节能减排的新技术,从而可以通过碳交易获取利润,得到节能减排政策的效益;另一方面促进淘汰落后的生产方式,因为这些使用落后技术的生产企业,他们如果要排放超额的CO2,必须购买C02排放权,从而需要支付高额的生产成本。

  第二是要积极推进资源性产品进行市场化定价。资源性产品的市场化定价能真正反映资源的稀缺程度、环境成本以及供求关系,要积极改革对环境保护进行收费的标准,从而使环境保护的收费标准达到能够补偿污染治理成本并合理盈利的水平。煤炭作为目前我国的能源供应和消费的主要部分,它自身的特点决定了它的单位能源供应产生的排放量相对要大。因此,调整我国能源结构,积极大力发展新能源和可再生能源及其相关产业的开发和研究工作,并借此降低煤炭在能源供应中所占的比例,是我国节能减排开展过程中的主要工作之一。

  加大对节能减排政策的宣传,实行节能减排全民动员、人人参与的机制。积极开展全民宣传教育工作,提高全民环保意识,在能源消费这最后一道关上引导民众走向健康科学的消费方式,使民众深刻认识节能减排对于国家长效久治的作用,积极参与节能减排,务求将民众的节能减排落实到与群众密切相关的衣食住行等各个方面的日常生活中去。建立政府、媒体、企业与公众相结合的宣传机制,通过报纸、电视台、电台、网络等途径广泛传播节能减排的科学知识,使媒体宣传成为加强政府引导、推进企业行动、提高公众意识的有效途径。另外,在我国的教育体系中应加入环保的内容,并且建立一套系统的环保教育体系,从低到高,层层加深,将环境保护的概念首先灌输到国民的思想中。

  能源资源短缺是全球性的问题,也是我国在发展进程中面临的严峻问题。我国的石油资源量占世界的3.5%,人口却占世界的22%;我国水资源总量占世界水资源总量的7%,人均水资源拥有量仅为2200立方米,只及世界平均水平的四分之一,被列为全球13个人均水资源贫乏的国家之一;但是我国工业用水浪费十分严重,万元工业增加值取水量达90立方米左右,是世界平均取水量的2.5倍,为发达国家的3~7倍;土地资源占世界的6.8%,却养活了占世界22%的人口,能源短缺不言而喻。我国正处在工业化、城镇化加快的重要阶段,国际经验表明,这一阶段恰恰又是能源资源强消耗阶段。

  同国外企业相比,我国企业的竞争力在很大程度上是依靠物质资源的高消耗和廉价劳动力来实现的,据测算,我国每创造1美元的GDP所消耗的能源是美国的4.3倍,是日本的11.5倍;我国的能源利用率仅为美国的26.9%、日本的11.5%。由此可见,在我国企业的产品成本中能源消耗及其他资源的消耗成本占了相当大的比重,这就使得一些企业以劳动生产者的低工资来弥补能源和其他资源高消耗的产品成本,以取得产品在市场上的价格优势。也可以说,企业通过节能降耗减少产品中资源消耗成本的空间十分巨大,完全可以靠节能降耗来保持产品的竞争力。

  而且,我国企业的竞争力还是以牺牲环境为代价的。相当一部分企业,特别是中小企业,对环境治理和削减污染物排放投入很少,或者根本不进行投入。资源和能源被大量消耗的同时,也带来污染物大量的排放。肆意排放的污染物对空气、植被、水资源、河流、土地的污染日益严重,我们赖以生存的环境正面临严峻的威胁。

  节能是指采取技术上可行,经济上合理及环境和社会可接受的一切措施以更有效的利用能源资源。节能已被称为世界第五大能源,它不仅可以缓解能源供需矛盾,促进经济持续、快速、健康的发展,而且是减少有害气体排放,降低大气污染的最现实最经济的途径。

  作为我国国民经济支柱产业的石油化工行业,集产能大户、耗能大户于一身。据统计,石油石化行业年能耗量达到2.7亿吨标准煤,万元产值能耗高达3.5吨标准煤,是其他行业的两三倍。2006年,为了实现“十一五”节能降耗的总目标,中国石油、中国石化、中国海油纷纷推出能源节约方案,通过节约和替代石油、热电联产等方式初步形成区域经济发展格局。经估算,三大石油公司在2006年节约能源折合350万吨标准煤,节水1亿立方米,相当于减排SO23.5万吨,减排COD9600吨。

  不难看出,通过节能降耗,既能实现节约能源、提高能源的利用效率的目的,同时又减少了污染物的排放,在很大程度上缓解了能源资源不足带来的危机。

  为防止地球温室效应,爱普生公司采取多种节能措施,致力于减少因消耗能源而产生的二氧化碳排放量。其中,最重要的就是对占公司能源消耗总量70%的电子设备生产工序进行改进,使二氧化碳排放量下降了54.9%。2005年,爱普生公司“液体成膜技术”在“高温多晶硅TFT液晶面板”生产过程中的应用,从根本上改变了传统“光刻法”制造电子元器件严重浪费材料和能源、并产生大量废弃物的问题。而且爱普生移动液晶投影仪EMP-740在能源利用率方面的卓越表现更是令人刮目相看,较之以前的产品,EMP-740的亮度提高了4倍,而消耗电量却只有从前的1/4。这些节能环保产品既有利于扩大市场份额,增强社会美誉度,也给企业带来更大的经济效益。

  节能环保已成为戴尔公司重要的经营理念而被贯彻于产品设计、生产和应用的各个过程之中,戴尔推出的OptiPlex商用台式机在电源、主板和机箱等方面均采用了无铅设计,并配备了全新、高效的DellEnergySmart系列设置和戴尔平板液晶显示器,从而使全球客户每年可节约将近10亿美元的能源开支。数据显示,如果将OptiPlex745中采用的节能设置应用于所有戴尔台式机,其节省的电能将减少1250万吨二氧化碳气体的排放,相当于大约250万辆汽车在路上排出的废气。同时,节省的能源可为客户节约16亿美元的运营成本。

  节能降耗在节约能源和创造效益方面的作用是显著的,但是要达到节能降耗的目的,必须要通过发展循环经济和发展高新技术来实现。

  循环经济是以低消耗、低排放、高效率为基本目标的经济,符合可持续发展理念的经济增长方式,也是节能降耗的重要途径。要按照减量化、再利用、资源化的要求进行生产,全面促进节能生产,从源头上降低能源消耗。

  为实现节能降耗和环保,杜邦公司创造了企业内部的循环经济模式,创造性地把循环经济原则发展成为与化学工业相结合的“减量化、再利用、再循环制造法”,从而达到少排放甚至零排放的环境保护目标。通过组织厂内各工艺之间的物料循环,从大量废弃塑料中回收化学物质,开发出用途广泛的乙烯产品,延长生产链条,减少生产过程中原料和能源的使用,减少废弃物和有毒物质的排放。通过放弃使用一些环境有害型的化学物质、减少某些化学物质的使用量和发明回收本公司产品的新工艺,使公司生产造成的废弃塑料物减少25%,空气污染物排放量减少70%。公司设立了2015年循环经济战略目标,通过为客户提供能效高、大幅度减少温室气体排放的产品,年收益将至少增加20亿美元。

  通用电气公司的杰夫·伊梅尔特言简意赅地说:“绿色就是金钱。坚持苛刻的环保标准不仅有利于加强我们的企业地位,还将转化成一项充满商机的业务。”作为一家老牌制造公司,通用电气过去和我国现的在某些企业一样,常把环保法规视作一种成本或负担,但今天,通用电气寻找到了两全其美的结合点,在进行环保投入的同时也获得“绿色产业”的利润。

  “绿色创想”是通用电气公司的一项全球战略举措。通用电气公司将大幅度增加对环保技术的研发投资,帮助全球客户解决日益严峻的环境挑战,同时减少自身在全球生产和经营活动中的温室气体排放,并以环保产品和服务作为新的业务增长点。通用电气公司的“绿色创想”是基于人类社会正在面临的能源消耗增加、环境污染加剧等严峻挑战而提出的循环经济理念。2006年5月29日,国家发改委与通用电气签署了关于环保技术合作的谅解备忘录,双方约定加强在环境可持续发展方面的合作,通用电气将提供包括煤、风能、生物能等领域的先进技术和方案,为中国的能源节约型和环境友好型产业提供帮助。已经或即将在中国投入使用的“绿色创想”产品包括:为中国干线铁路提供Evolution机车,提高燃油效率,污染排放量减少40%;为4家航空公司的42架飞机提供84台通用电气nx发动机,这些发动机较之普通的发动机能够节约燃料的消耗,订单额逾10亿美元;70万千瓦的风力发电机订单,是中国可再生能源市场的领跑者;为东海大桥项目提供电力、照明以及自动化解决方案,为非交通繁忙时段节省了20%以上的能源,等等。据悉,2005年,通用电气公司“绿色创想”产品和服务的销售额已经达到100亿美元,2010年将在这一基础上实现翻番,销售目标为200亿美元。

  能耗问题不只限于生活方式和思想意识,更是个技术问题。节能降耗要靠技术手段和设备改进来实现,高新技术的广泛应用可以大量降低原材料、能源和水的消耗,减少甚至消除废弃物的产生。

  早在2002年,通用电气就已经启动了很多针对增加资源效率,减少废气排放,提高能源效率、水资源供应以及水处理能力的研发。伊梅尔特认为,这些挑战是现代企业共同面临的难题,只有通过技术革新才能应对。通用电气的计划是,到2010年对清洁技术研究的投入将由2004年的7亿美元逐渐增加到15亿美元。同时,通用电气将向客户提供更多的绿色环保产品,减少温室气体的排放,并保持公共信息透明度。通用电气自身在全球生产和经营活动中也将减少温室气体排放,并以环保产品和服务作为新的业务增长点。在中国,通用电气将投入5000万美元用于“绿色创想”产品的研发。

  目前,世界500强企业的经济增长中技术的贡献率已达70%~80%,这为企业节能降耗环保提供了可靠的保障。信息化是实现资源优化配置的基本手段,是提高能源使用效率的有力技术支持。因特网的使用可减少企业对能源和材料的消耗,提高劳动生产率,从而改善经济增长与环境之间的关系。

  沃尔玛拥有美国第二大的车队,年行程达150亿公里。沃尔玛承诺,要在可持续性项目中投资5亿美元,在十年内把公司的能源消耗量减少30%,将产生的固体废物量减少四分之一,将公司车队的燃料效率提高一倍。沃尔玛利用信息网络技术建立起来的供应链体系,可以大幅度降低库存量,提高产品的适销率;运用电脑支持系统随时跟踪、报告每一个品牌、款式、规格的商品的销售情况;采购环节则根据电脑提供的数据进行科学采购。通过卫星和电脑互联,公司总部可随时清点任何一家连锁店内库存、销售和上架的情况,并通知货车司机最新的路况信息,调整车辆送货的最佳线路。这样,沃尔玛运用信息技术等先进手段优化了业务流程,最大限度地提高了能源利用效率,降低了能源的消耗。:

  建筑给水排水节能的主要有途径有给水、排水和雨水、冷却水和消防给排水、自动控制和计量以及给排水管道敷设等几个方面。

  合理确定用水量(包括冷水、热水及其他等用水)的定额。严格执行《建筑给水排水设计规范》中的生活用水量定额标准,并非用水量越高越好。理论设计建筑给水系统。主要可通过下列方法实现:充分利用市政管网的压力,直接供水;合理进行竖向分区,平衡用水点的水压;采用并联给水泵分区,尽量减少减压阀的设置;推荐支管减压作为节能节水的措施,减小用水点的出水压力;合理设置生活水池的位置,尽量减小设置深度,以减少水泵的提升高度;优先考虑水池- 水泵- 水箱的供水方式。推广采用节水的卫生器具,如限制卫生器具的流出水头、红外线感应龙头和便器等,不应采用无控制花管、长流水的小便槽。合理采纳变频调速泵组供水。当采用变频泵供水时,应优先采用变频变压变流量的给水方式,其节能效果要优于变频恒压变流量的给水方式;当采用变频恒压变流量时,工作压力的设定应接近水泵工频运行时高效段扬程的下限;工作水泵应选用2 台或2 台以上,不同级配工作泵的流量宜以1/2 的流量梯变,宜采用大小水泵搭配的形式,并设气压罐小流量给水。当市政条件允许时,宜采用叠压供水设备。具备条件的,应当至少选择一种可再生能源(指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源),用于建筑物的热水供应。热水水源的利用可采用太阳能、水源热泵、地源热泵技术。在采用水源热泵、地源热泵技术时,不得对水体和土壤造成污染和浪费。如利用地下地温地源自动供暖制冷系统,就是通过表层地下水为载体,或将盘管埋在土壤中以盘管内流动的介质为载体,将这些地温热源输送到水源热泵进行能量转换,冬季输出45 ~65 ℃的热水。在太阳能的利用上,太阳能热水器的循环可采用强迫式、自然式循环太阳能热水器和直流式太阳能热水器。太阳能热水器应有温控装置,并应合理控制和设定热水的温度。太阳能热水系统的热能再利用与节水技术还应相互结合。太阳能热水器可作为热水供应的预加热措施,可设在其他热交换器的前端。

  ①排水应尽量采用重力排水的方式。②污废水管道的敷设应就近排放,并应避免压力提升。③利用空调凝结水排水。④蒸汽凝结水的回收利用。⑤雨水的收集和综合利用。

  冷却水宜循环利用,提高水的重复利用率。在水源条件许可的情况下,可采用江水、河水、湖泊水、海水、地下水等作为循环冷却水,合理选择冷却塔。在空气湿球温度较低的干燥地区,可通过设计计算来适当提高冷却水进出水温差,以减少循环水量和循环水泵的能耗,缩小循环管道的管径,合理布置冷却塔,保证冷却塔之间的距离,有良好的气流组织条件,避免影响冷却塔的散热效果。针对不同的循环冷却水水质应采取化学(杀菌、灭藻等)、物理(过滤)的水处理方法,具有缓蚀、阻垢的水处理功能,减少管道和机组内的结垢、腐蚀。在一定的条件下,设置合用消防水箱,以减少消防水箱的清洗用水。利用消防试验排水,将消防排水返回到消防水池。增加消防水池、消防水箱的水处理设备。

  建筑中宜设置建筑给排水自动化的监控系统(温度设定与控制、水池、水箱的报警和监控)。变频泵供水方式宜采用管网末端压力表控制水泵转速的运行方式。针对不同需要场所及使用条件,应加强给水用水量计量。住宅应设分户水表计量用水。居住建筑节能改造应当安设分栋用热计量和供热系统调控装置。公共建筑应当设计并安装用热计量、室内温度调控、多表远程操控系统和供热系统调控装置。冷却水补充水、锅炉补充水、绿化用水、水景补充水、游泳池补充水、蒸汽应分别设置水表计量。其他需要独立计量的管道系统(如道路浇洒用水、汽车冲洗用水、地面冲洗用水等)宜设水表计量。企事业单位、学生宿舍的公共浴室、淋浴间等宜刷卡 ( 或采用红外线、脚踏开关 ) 来用水。

  设计人员应改变上一层的卫生间管道在下一层楼板顶安装的旧做法;倡导本层的管道在本层敷设的原则:1) 卫生间统一做成下沉式卫生间,按过去的老做法把下水管道统一布置在地坑内;2) 卫生间地板面不下沉,而使用后出水式坐便器,地漏采用侧墙式,洗脸盆、浴缸等排水管道在地面以上敷设并与立管相接,厨房取消地漏或用侧墙式地漏,把洗菜池的排水管放在地面以上接入立管,这样做可以使下水管道每层水平分隔开,如有漏水则不影响下层住户,检修时也可以独户进行。

  1.1立管安装在厨房、卫生间的墙角处。在以往的住宅设计中较多采用这种敷设方式,施工方便,但明露管道有碍居室美观,住户在二次装修时大多会用轻质材料将其隐藏起来。管道明装在室内时,应不影响厨房、卫生间各卫生设备功能的使用。

  1.2立管敷设在管道井内。这种方式居室洁净美观,但管道井占用了卫生间的面积,且管道施工、维修较困难。卫生间设立集中管道井,把给水管、排水管等管道都集中在管道井里布置,这是现代住宅厨房卫生间居住文明的重要体现。

  2.1一般住宅给水支管管径de ≤40 mm 或dn ≤32 mm ,小管径的塑料给水管呈弯曲状态,且热稳定性差,故住宅给水支管提倡采用埋墙暗设。

  2.2支管设在砖墙里。施工时在砖墙面开管槽,管槽宽度为管子外径de + 20 mm ,深度为管子外径de ;采用金属管件连接时,需加大管槽尺寸;管道直接嵌入管槽,并用管卡固定在管槽内。

  2.3小管径给水支管de ≤20 mm ,可暗设在楼(地) 面找平层里。施工时在楼(地) 板面上开管槽,槽宽为de + 10 mm ,深为0. 5 de ,管道半嵌入管槽里,并用管卡将管子固定在管槽内。

  2.4墙体内埋水管,要做到合理布局;槽内抹灰圆滑,然后在凹槽内刷防水涂料,提倡水管凹槽做防水;管道施工完毕,应由土建统一抹灰,并在墙体上统一用红油漆或水泥浆把管道走向在墙体上标记清晰。

  住宅室内排水横支管应敷设在本层套内,这样排水横管渗透时可避免污水进入邻户,管道维修时也不会影响到邻户的正常生活。即使管道有安装和使用问题,也可以很轻易地在该层该户内解决,用不着敲楼打洞。

  传统化学工程使用处理工艺对有毒污染物的处理滞后性较强,通常是在污染物产生之后再另外做针对性处理,不仅增加了处理成本,且治标不治本。比如传统工艺烟气除尘,虽然净化了气体,但是污染物直接转化为废渣废水,还需要另一道工序做清洁处理,无疑工序和成本的增加都使得效果不那么理想。绿色化学工艺的介入,可以直接在生产或排放阶段就完成清洁使命,通过化学反应达到预防、控制和消毒污染的目的。

  化学原料是化学工程的源头,原料决定了生产流程和工艺的选择,绿色工艺的介入可以从源头上改变原料生产带来的各类化学污染,同时绿色工艺与化学工程的结合还可高效利用各类自然资源,实现深度开发利用,兼顾无污染、节能、环保的生产方式必然会掀起一轮新的工业。绿色原料的典型开发应用比如甘蔗渣、稻草、麦秆以及木屑、树枝、芦苇等可加工成为酮类、酸类与醇类化学品。

  在化学反应中使用选择性高的试剂也是绿色工艺应用的一个途径。以石油化工为例,生产过程中烃类选择性氧化反应较为普遍,作为一种强方热性反应,具有生成物不稳定、易进一步氧化等特征,所以,催化反应中此反应并非最佳选择,生成物的不稳定也不利于提取最终产物,所以,为改善这种情况,使用选择性高的试剂是最佳途径。如此一来,不仅可以降低成本,节约资源,还能够降低分离产品的难度提升纯度,无疑实现了提升效益和减少污染的双赢,所以,绿色化学工程在这方面的研究实践也非常热门。随着越来越多的化学反应被应用到工业生产中,催化剂对提升反应速率效果显着,所以目前化学工艺领域积极研究无毒无害的高效催化剂成为主流发展方向不一,不仅有利于工业的发展,对于推动化学分子深入研究也有助益,分子筛催化剂和烷基化固相催化剂就是其中较为典型的代表。

  分析绿色化学工艺是实现节能减排的重要途径,对绿色工艺的重视与开发也彰显了当前世界范围内节能减排的重要性。长达两百余年的工业化路程,使得人类活动对自然资源环境的危害越来越大,尤其中国作为当前世界最大的工业国,“三废”问题十分突出,PM2。5问题也成为了悬在人们头上的一把利剑,将资源枯竭、环境污染、生态失衡、人口问题等推到了台前更加显着的位置。大型化工企业作为与人们生存发展息息相关的企业,石油化工与煤炭除去提供能源之外,还提供多种衍生化工产品为人们衣食住行服务,生产过程中产生的废水废渣废气、消耗的大量原材料都警示着当前必须积极发展绿色化工工艺,以达到节能减排、实现可持续发展的目的。就目前而言,节能减排的实现途径主要以下几种:研发新科技、新工艺全过程控制污染;利用先进清洁工艺从源头控制污染;利用技术和工艺创新打造可循环绿色生态产业链;发展循环经济等。绿色化学工程与工艺作为节能减排目标得以实现的重要保障,广泛应用于多个领域,就目前来说,主要以三种表现为主,分别是清洁生产技术、生物技术的应用及生产环境友好型产品。

  绿色化学工程与工艺使用生物技术服务可再生能源的合成,像有机化合物原料的应用经历了从动植物到石油煤炭的发展过程,现如今已经开始广泛应用各类再合成的有机化合物。在绿色化工中,所使用的催化剂多以工业酶和自然界中存在的酶,酶与其他化学催化剂相比,具有反应条件温和、生成物优良、污染少等优势,对于当前化工领域而言,生物酶的利用和研发就成为了绿色化工的重要发展方向。像丙烯酰胺的制备,最早使用丙烯晴,在环城生物酶催化后,不仅能耗与成本大幅度减低,且反应完全无副产物,对工业生产而言有多重积极意义。

  除此之外,绿色化工工艺还广泛应用于生产环境友好型产品领域,生活中有众多具体应用实例。比如空调制冷多使用氟利昂,会造成臭氧层空洞、紫外线增多、温度升高,目前正积极寻求替代品且朝着低能耗方向发展,无磷洗衣粉减少对河流水域污染和健康的危害,可降解塑造制品对土地、水源危害都将进一步减轻,清洁汽油的使用可对大气污染降低,以上种种尝试都说明了在生产环境友好型产品领域,绿色化工工艺所发挥的积极作用。尤其是近年来无污染汽油的研发与应用,像低硫柴油、乙醇、二甲醚等,不仅经济环保,发展前景好,且制备生产对自然资源的消耗、对环境的危害都不断降低,证实了绿色工程化工应用的优越性。

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