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论文关键词:畜禽养殖业;环境污染;污染治理;可持续发展
近年来,我国的畜禽养殖业发展迅猛,从而导致了畜禽粪尿及废水的污染负荷超过工业废水和生活污水的总和,成为城市郊区的污染大户…。养殖小区和养殖场的污染,不仅影响到农村经济,特别是畜牧业经济的健康发展,对农民的身体健康也造成了一定的影响。为了控制畜禽养殖造成的污染,我们必须对其进行调查和评价,并将其纳人环境保护规划中。因此,必须全面认识畜禽养殖污染的性质才能有针对性地采取有效措施加以防治。
l我国畜禽养殖业概况
因其丰富的自然资源和市场需求,我国畜禽养殖规模增大,分布比较集中。国家环保总局最近公布的在全国进行的规模化畜禽养殖业污染情况调查结果表明,规模化养殖主要分布在广东、山东、河南河北和湖南等地。对环境影响较大的大中型畜禽养殖场80%集中在人口比较集中、水系较发达的东部沿海地区和诸多大城市周围。
由于多种原因,我国许多规模化畜禽养殖场分布于居民区内,8%一10%的规模化养殖场距当地居民水源地的距离不超过50m,30%一4o%的规模化养殖场距离居民或水源地最近距离不超过150m。养殖场选址不当不仅构成了对周边地区的环境压力,还在许多地方造成了畜禽养殖场主与周围居民的环境纠纷。
过去一些地方将规模化畜禽养殖作为产业结构调整、增加农民收人的重要途径加以鼓励,环境意识相对薄弱,污染治理严重滞后。我国长期以来又把环境工作重点放在工业污染防治上,对畜禽养殖场的污染治理缺乏相应的管理经验。畜禽场的宏观环境管理水平普遍较低,全国90%的规模化养殖场未经过环境影响评价,60%的养殖场缺乏干湿分离这一最为必要的污染防治措施。另外,养殖场环境污染投资力度明显不足,80%左右的规模化养殖场缺少必要的污染治理投资。
由于上述畜禽养殖点多面广,污染物排放量大,处理水平低下等原因,迅速发展的畜禽养殖业严重影响了城郊环境和居民健康。
2畜禽养殖业引致的环境问题
畜禽养殖业带来的污染物主要有畜禽养殖场有机废水、病原微生物、饲料添加剂中的抗生素、畜禽产品中的药物残留,以及将来可能出现的转基因生物污染。目前,畜禽粪便集中、量大,同时污染治理没有跟上,造成城市郊区环境污染。畜禽养殖业对水资源、土壤和大气环境造成的污染已相当严重。
2.1畜禽排泄物的污染
畜禽排泄污染物包括从畜禽体内排出的有害气体、粪便及其分解产生的臭气以及体表掉落的毛屑、绒毛(羽毛)等。1999年我国畜禽粪便产生量约为l9亿,是我国固体废弃物产生量的2.4倍,河南、湖南和江西等地甚至超过4倍。中国畜禽粪便的总体土地负荷警戒值已经达到0.49(<0.4为宜),北京、上海、山东、河南、湖南和广东等地已经超过0.49,达到较严重的环境压力水平。畜禽场大量的粪便和垫料分解产生的H:S、NH等有害气体不仅影响人畜健康,而且污染大气、水和土壤环境。
2.1.1对大气环境的污染
畜禽排泄物迅速腐烂发酵,产生HS、NH3、胺、硫醇、苯酚、挥发性有机酸以及吲哚、粪臭素、乙醇、乙醛等上百种有毒有害物质。氮沉降是构成当前环境危害的重大因素,它可造成酸雨、水体富营养化,甚至导致同温层臭氧浓度的变化。据测算,在饲养100头母猪的猪场内,一年通过蛋白质给猪饲喂14氮,其中7.5t会随粪便排出而成污染物。1992年英国NH,排放量达630万t/a,其中畜禽养殖业占85%。由此可见,畜禽养殖业排放的氮最多,它已引起了世界的关注。
2.1.2对水环境的污染
畜禽粪便淋溶性极强,若不及时处理,便通过径流污染地表水,进而通过土壤渗滤污染地下水。畜禽粪便和废水中含有大量的有机物、N、P、K、ss及致病菌等污染物并有恶臭。
未经处理的高浓度有机废水的集中排放,大量消耗水体中的溶解氧,使水体变黑发臭。水中N、P等营养物促使水体富营养化,或使地下水中的硝态氮或亚硝氮浓度增高,例如北京市集约化畜禽养殖废水中BOD含量每年为3O万t,为该市工业和生活污水中BOD含量(1O万的3倍;仅有不足3%的粪尿等废弃物在排放前经过无害化处理,绝大部分就近排入水渠汇入河道或渗入地下;一些养殖场距地面100m地下水中的氨、氮含量已超出正常值的2—3倍,严重危及养殖场周围地下水水体的质量和居民的健康,也影响了养殖业自身的可持续发展。
2.1.3对农田环境的污染
当前畜禽粪便主要的消耗途径是作为有机肥料直接还田。畜禽粪便中含有的N、P、K是作物生长必不可少的营养元素,但是如果不加限制地还田,反而起不到肥田的效应,作物会“疯长”,使产品质量下降,产量减少。对上海市郊207个乡和l5个农场关于使用畜禽粪便负荷量的调查表明,约有27.3%的使用地区,其负荷超出了农田环境的消化能力,对环境构成了污染威胁。
2.2畜禽场废物的污染
由于废物管理不科学,畜禽场中的洗刷用具、场地消毒和畜禽饮用后的污水,死的畜禽、孵化残余物(蛋壳、死胚、绒毛、胎粪)以及屠宰场的废物、污水、下水、废气等随意丢弃或排放,造成养殖场周围臭气弥漫,污水四溢,滋生大量蚊蝇和各种有害疾病,直接危及居民的健康,也造成畜禽发病率和死亡率的上升。
2.3畜禽体和畜禽产品中残留的有毒化学物质
我国对于畜禽饲料的质量很难进行控制和检测。南方一些地区,经常用发霉的粮食喂养畜禽;一些农产品生长环境和水源受到严重污染的地区,饲料和饮水中的许多有害物质会残留在肉、奶、蛋中。其次,养殖场为预防某些传染病和疾病的发生,对畜禽进行疫苗的免疫和抗菌素的服用,这些药品的残留物会部分地存在于畜禽体组织内。这样畜产品中有害的和残留有毒化学物质可通过肉、奶、蛋转移到人体内,对人体健康造成危害。
3控制畜禽养殖业污染的对策
要解决养殖业对环境的危害,单纯依靠终端治理方法,无论在经济上、土地上和技术上皆不堪承受。必须针对畜禽粪尿的特性,遵循综合利用优先、资源化、无害化和减量化的原则,充分开发利用废弃物的肥力、能量资源,开拓一条资源开发和废弃物处置相结合的道路。
3.1加强立法与管理。增强养殖户的环保意识
俗话说:“解铃还需系铃人”,因此,最根本的是要提高养殖户的环境意识。同时应广泛宣传,切实做好畜禽养殖污染的整治工作,加强技术指导和服务,帮助养殖户解决实际问题。
另外,建章立制,严格按章办事是解决畜禽污染问题的重要手段。针对禽场建设管理、禽畜粪便和污水的排放等方面规范畜禽养殖,合理布局,控制发展速度和饲养密度,严格执行环境影响评价制度和“三同时”原则。
3.2通过营养调控降低禽畜排泄物的污染
为获得高生产性能而给畜禽提供过量营养是造成环境污染的主要原因之一,通过营养调控来最大限度地提高动物对营养物质地利用率是解决问题的重要手段。饲用酶制剂是一类高效、无毒副作用和环保型的饲料添加剂。在畜禽养殖中应用饲用酶制剂既能提高饲料的消化率和利用率,又能减少畜禽排泄物中氮、磷的排泄量,保护水体和土壤免受污染。
3.3改善畜禽养殖业的饮水方式和粪便收集方式
采取清污分流和粪尿的干湿分离等措施,实现清洁养殖,可减少地下水的开采,改善畜禽养殖场的生产环境,减少畜禽的死淘率。同时可以减少对地表和地下水的污染,提高水资源的重复利用率。养殖场还应给畜禽定下用水额度,如每头猪每天5kg水,尽量节省资源。建立粪便收集池,定点收集垃圾;设置畜禽废渣的储存设施和场所,采取对储存场所地面进行水泥硬化等措施,防止畜禽废渣渗漏、散落、溢流、雨水淋失、恶臭气味等对周围环境造成污染和危害。采用雨污分流、固液分离等污染防治措施,达到减量化的要求,做到达标排放或零排放。
3.4研制畜禽养殖业废弃物资源化技术
畜禽养殖业污染严重,治理工程利润低,风险大,因此不能像工业污水、生活污水防治那样,走单纯治理的路子。粪便绝对是放错了地方的宝贵资源,畜禽粪尿含有丰富的N、P、K成分,经合理处理后,可制成优质、高效的有机肥料,而且还可经厌氧发酵成沼气作为能量来加以利用,因此,资源化利用是治理畜禽污染的首要原则。畜禽养殖场应采取将畜禽废渣还田、生产沼气、制造有机肥料和制造再生饲料等方法进行综合利用。
应用生物技术与生物工程,综合利用畜禽排泄物,通过厌氧发酵,走沼液、沼渣及沼气利用之路。在畜牧业高度发展的英国,畜禽粪便经过处理后,全部作为肥料,既避免了环境污染,又提高了土壤肥力。对于牲畜养殖场,实现废弃物的资源化处理有两种基本工艺方案:一是高温堆肥;二是沼气发酵。
3.4.1高温堆肥。
粪尿厌氧发酵处理后,气体部分可提供能量,固体部分进行高温堆肥。许多有先见之明的养殖场已经走在前面,把畜禽粪便经过处理后卖给农户当肥料,取得了可观的经济效益。当前国内的堆肥发酵技术、粪肥还田实用技术等已经成熟,有的还超过国外。把污染物通过无害化处理,加工生产有机肥,这正是目前我国农业发展的大方向。通过对粪便高温烘干灭菌及高压膨化除臭,添加N、P、K及多种元素,制成适合小麦、玉米、蔬菜、瓜果和花卉等高效有机肥。
3.4.2沼气发酵
防治畜禽养殖废弃物污染的重要手段之一就是沼气综合利用。推广沼气处理技术,利用沼气对畜禽粪便进行厌氧发酵,发酵产生的沼气成为廉价的燃料,用于燃料、仔猪舍保温等;沼渣、沼液则成了优质肥料,不但保护了环境,而且提高了经济效益。进行广泛的国际、国内沼气生产的技术、企业管理、项目开发、工程安装、系统设计及运行维护方面的经验等技术经济信息交流。许多实践与研究证明,猪、鸡粪厌氧发酵能使寄生虫卵灭活,减轻土壤污染与水污染,将沼渣与无机肥制成复合肥,能增加土壤有机质、TN及碱解氮、速效磷及土壤酶活性,使作物病害较少,降低农药使用量77.5%,提高农作物产量和品质。沼液含有17种氨基酸、多种活性酶及微量元素,可作为畜禽饲料添加剂。此外,沼液养鱼,能提高鱼的成活率。超级秘书网
3.5畜禽废水的终端人工处理
当代生物技术完全可以将畜禽养殖废水处理到排放标准,但是,采用生物技术清除相当于数千万人口当量的废水中的有机物及N、P,其所需费用之巨可想而知。但是因地制宜地采用一些净化系统,如稳定塘、养鱼塘、水生生物塘及土地处理系统等进行处理,是非常经济可行的。
关键词:工程施工;环境污染;防治
建筑工程是一个国家城市经济发展的重要组成部分,不管是新建还是扩建或者是改建的工程,只要是建筑施工就会对环境造成一定的影响。妥善处理建筑工程施工中的环境问题,不仅有利于保证工程的顺利进行,同时也能够创造更多的经济效益。
一 建设工程施工中存在的主要的环境污染类型
由于建筑工程的工程量较大,同时其使用的材料也较多,因此在现场的施工过程中往往会产生很多无法控制的污染,对环境造成很大的破坏,在破坏环境的同时也给人民的日常生活带来了很大的影响,同时也影响了建筑工程的进度。建筑工程施工中比较突出的环境污染类型及产生的原因如表一所示。
二 建筑施工过程中环境污染问题的防治措施
(1)噪声污染的具体防治措施?一是从声源处降低噪声,选用低噪声的施工机械设备和施工工艺,如选用低噪声的振捣器、风机、电锯;改变垂直振打式为螺旋、油压、喷注式打桩机;以液压工具代替气压工具等。二是施工现场强噪声机械,如搅拌机、电锯、电刨、砂轮机等要设置封闭的机械棚,以减少强噪声的扩散。三是加强施工现场的管理,特别要杜绝人为敲打、尖叫、野蛮装卸噪声等现象,最大限度地减少噪声扰民。四是合理安排施工作业时间,对噪声进行限制,禁止夜间进行高噪声施工作业。
(2)空气污染的具体防治措施?一是施工现场垃圾要及时清运,适量洒水,减少扬尘。高层或多层施工垃圾,必须搭设封闭临时专用垃圾道或采用容器吊运,严禁随意凌空抛洒造成扬尘。同时,对场地容易起尘的原材料进行遮盖。经过采取措施后,可以有效地减少70%的起尘量,从而大大降低对环境的影响程度。二是施工现场的搅拌设备,必须搭设封闭式围档及安装喷雾除尘装置。三是运输车辆不应装载过满,并尽量采取遮盖、密闭措施,减少沿途抛洒,并及时清扫散落在路面上的泥土和建筑材料,冲洗轮胎,定时洒水压尘,以减少运输过程中的扬尘。四是应首选商品混凝土,必须进行现场搅拌砂浆、混凝土时,应尽量做到不洒、不漏、不剩、不倒;混凝土搅拌应设置在棚内,搅拌时要有喷雾降尘措施;施工现场要设围栏或部分围栏,缩小施工扬尘扩散范围。施工期间产生的粉尘污染主要决定于施工作业方式、材料的堆放及风力等因素,其中受风力因素的影响最大。
(3)水污染的具体防治措施?一是凡需进行混凝土、砂浆等搅拌作业的现场,必须设置沉淀池。排放的废水要排人沉淀池内经两次沉淀后,方可排人市政污水管线或回收用于洒水降尘,未经处理的泥浆水,严禁直接排人城市排水设施和河流。二是施工现场临时食堂的污水排放控制,要设置简易有效的隔油池,产生的污水经下水管道排放要经过隔油池,平时加强管理,定期掏油,防止污染。三是施工现场要设置专用的油漆和油料库,油库地面和墙面要做防渗漏的特殊处理,使用和保管要专人负责,防止油料的跑、冒、滴、漏、污染水体。四是施工现场建造集水池、沉砂池、排水沟等水处理构筑物,对施工期废污水应分类收集,按其不同的性质,作相应的处理后排放。
(4)固体废弃物污染的防治措施?一是尽量采取措施从源头上减少建筑垃圾的产生,例如尽量采用预制构件,减少施工阶段建筑垃圾的产生;尽可能准确地计算材料用量,以减少施工废料产生。二是优化施工组织设计,减少施工阶段建筑材料的浪费,减少建筑垃圾的产生。三是建筑企业应该派遣专门的人员对建筑施工和生活产生的固体废弃物进行管理,对施工现场进行及时的清理,各种建筑垃圾和生活垃圾应该及时的运出施工和生活区域,对有用物品进行回收再利用,减少不必要的浪费,节省了建筑的材料成本。对于生活垃圾还应该进行匪类收集,并运往垃圾处理站进行处理,防治造成白色污染等。
三 结束语
减少建筑施工的污染,是当今建筑行业的一项重大任务,相关建筑单位和部门应该高度重视建筑现场施工的环境管理,制定行之有效的现场施工管理方案,为建筑行业的可持续发展和人民的美好生活作出更多的贡献。
参考文献
关键词:化肥;环境;危害;防治
Abstract: in the agricultural production, excessive and not scientific chemical fertilizers, can make a large fertilizer into the environment, soil, air, and water quality to cause harm, and fertilizer containing harmful material will be in the plants accumulation, threatening the survival of mankind and health. According to these, this paper, from the current agricultural environment pollution basic present situation of agricultural environment pollution caused by the fertilization of the main reasons for fertilizer aspects of environmental pollution, this paper analyzes the aims to control and reduce fertilization pollution to the environment, improve the fertilizer utilization ratio, reducing fertilizer waste, keep the countryside ecological environment, guarantee the quality and safety of agricultural products, and realizing agricultural sustainable development.
Keywords: fertilizer; Environment; Harm; Prevention and control
中图分类号:B82-058文献标识码:A 文章编号:
前言
化学肥料的使用,是农业现代化的重要标志之一,但随之而发生的环境问题,也为世界许多科学家所重视。对世界农业来说,禁止使用化肥是不可能的,问题在于如何认识它,掌握它,扬长避短,充分发挥其增产增效的作用,控制其污染环境危害人类的一面。因此,科学施肥显得更为重要,这也是广大土壤农化工作者、环境科学工作者共同的任务。
一、化肥对环境的污染
1、化肥对大气的污染
一是化肥对大气的污染是因化肥本身易分解挥发及施用方法不合理造成的气态损失。常用的氮肥如尿素、硫酸铵、氯化铵和硫酸氢铵等铵态氮肥,在施用于农田的过程中,会发生氨的气态损失;施用后直接从土壤表面挥发成氨气、氮氧化物气体进入大气中;很大一部分有机、无机氮形态的硝酸盐进入土壤后,在土壤微生物反硝化细菌的作用下被还原为亚硝酸盐,同时转化成二氧化氮进入大气。此外,化肥在贮运过程中的分解和风蚀也会造成污染物进入大气。氨肥分解产生挥发的氨气是一种刺激性气体,会严重刺激人体的眼、鼻、喉及上呼吸道黏膜,可导致气管、支气管发生病变,使人体健康受到严重伤害。高浓度的氨也影响作物的正常生长。
二是破坏大气臭氧层。氮肥施入土中后,有一部分可能经过反硝化作用,形成了氮气和氧化亚氮,从土壤中逸散出来,进入大气。氧化亚氮到达臭氧层后,与臭氧发生作用,生成一氧化氮,使臭氧减少。由于臭氧层遭受破坏而不能阻止紫外线透过大气层,强烈的紫外线照射对生物有极大的危害,如使人类皮肤癌患者增多等。
2、化肥对土壤的污染
一是增加土壤重金属和有毒元素 。重金属是化肥对土壤产生污染的主要污染物质,进入土壤后不仅不能被微生物降解,而且可以通过食物链不断在生物体内富集,甚至可以转化为毒性更大的甲基化合物,最终在人体内积累危害人体健康。土壤环境一旦遭受重金属污染就难以彻底消除。产生污染的重金属主要有 Zn、Ni、Cu、Co 和 Cr。从化肥的原料开采到加工生产,总是给化肥带进一些重金属元素或有毒物质,其中以磷肥为主,我国目前施用的化肥中,磷肥约占 20%,磷肥的生产原料为磷矿石,它含有大量有害元素 F和 As,同时磷矿石加工过程还会带进其他重金属,如 Cd、Hg、As、F,特别是 Cd。另外,利用废酸生产的磷肥中还会带有三氯乙醛,对作物会造成毒害。所以对用重金属含量高的磷矿石制造的磷肥要慎重使用,以免导致重金属在土壤中的积累。
二是导致营养失调,造成土壤硝酸盐累积 。目前我国施用的化肥以氮肥为主,而磷肥、钾肥和复合肥较少,长期这样施用会造成土壤营养失调,加剧土壤 P、K 的耗竭,导致硝态氮累积。硝酸根本身无毒,但若未被作物充分同化可使其含量迅速增加,摄入人体后被微生物还原为亚硝酸根,使血液的载氧能力下降,诱发高铁血红蛋白血症,严重时可使人窒息死亡。同时,硝酸根还可以在体内转变成强致癌物质亚硝胺,诱发各种消化系统癌变,危害人体健康。
三是促进土壤酸化。长期施用化肥还会加速土壤酸化 。这一方面与氮肥在土壤中的硝化作用产生硝酸盐过程相关,当氨态氮肥和许多有机氮肥转变成硝酸盐时,释放出H+,导致土壤酸化;另一方面,一些生理酸性肥料,比如磷酸钙、硫酸铵、氯化铵在植物吸收肥料中的养分离子后土壤中 H+,增多,许多耕地土壤的酸化与生理性肥料长期施用有关。同时,长期施用 KCl 因作物选择吸收所造成的生理酸性的影响,能使缓冲性小的中性土壤逐渐变酸。同样酸性土壤施用KCl 后,K+会将土壤胶体上的 H+、Al3+交换下来,致使土壤溶液中 H+、Al3+浓度迅速升高。此外,氮肥在通气不良的条件下,可进行反硝化作用,以氨气、氮气的形式进入大气,大气中的氨气、氮气可经过氧化与水解作用转化成硝酸,降落到土壤中引起土壤酸化。化肥施用促进土壤酸化现象在酸性土壤中最为严重。土壤酸化后可加速 Ca、Mg 从耕作层淋溶,从而降低盐基饱和度和土壤肥力。
四是降低土壤微生物活性 。土壤微生物是个体小而能量大的活体,它们既是土壤有机质转化的执行者,又是植物营养元素的活性库,具有转化有机质、分解矿物和降解有毒物质的作用。施用不同的肥料对微生物的活性有很大影响,我国施用的化肥中以氮肥为主,而磷肥、钾肥和有机肥的施用量低,这会降低土壤微生物的数量和活性。
关键词:余热利用;节能减排;环境污染
中图分类号:X706 文献标识码:A 文章编号1007-0370(2013)07-0061-02
The Discussion of reducing the coal consumption of the boiler and the environmental pollution
Sun Daihua, Yan Ying, Hu Baojun
(Zibo Linzi Environmental Monitoring Station, Shandong 255400)Abstract: The liquid alkali,which is obtained through the electrolysis of brine and evaporated, usually is sold to small factories for reprocessing into a sheet-like base or a solid base,due to the inconvenience of the transportation, storage and other.Because of the production processes, technology, equipment of small factory is relatively backward, the high temperature flue gas emissions when heated liquid lye did not get the rational use of.These cause the waste of coal resources, and also causes environmental pollution.If we appropriate improved production technology and equipment, for example, by setting a heat exchanger, and corrosion problems, you can take full advantage of this part of the flue gas waste heat, reduce coal consumption, reduce environmental pollution, to achieve energy saving and emission reduction.Key words: Waste heat utilization; Energy conservation; Environmental pollution
我国的固碱、片碱产品,最终是通过高温火焰加热碱锅,经蒸发、浓缩液碱来完成的。目前我国已有烧碱生产企业有210家左右,产能约2480万吨,产量已居世界首位[1],但长期积累的一些问题也逐渐显露出来,如在液碱加工环节,吨产品仅在小碱厂再加工浓缩环节的实物煤耗(其热值约为2.4×104 kJ/kg),因液碱浓度不同(32-48%),就在0.4-0.6吨之间,其有效热利用率很低,约在30%左右。如何合理利用能源,减少环境污染,越来越引起人们的关注,但这一问题在国内探讨的人不多。从山东省淄博市临淄区的小液碱加工企业来看,经20余年的发展、淘汰,境内还有几十家的小碱厂,期间经历了多次的环保治理,现已由原煤散烧全部改为煤气发生炉产生煤气,经燃烧后加热碱锅,冒黑烟的问题基本上得到了解决,但热利用率低、能耗高的问题依然存在。临淄区的现状基本可以代表我国目前部分小规模液碱加工企业的现状,走节能减排,节能降耗之路,势在必行。
1 碱锅热利用率低的原因
碱厂通常采取用火直接加热碱锅的间歇式生产,主要分为三个大的阶段,即蒸发、熔融、澄清。这三个阶段都是在铸铁锅内进行的,燃烧的火焰直接与铸铁锅接触加热,为了有效利用高温烟道气的热量,现在一般在碱锅后设置3-4个预热锅,烟气经预热锅后由烟囱排出。熬碱至锅内温度约500℃时,此时水份已全部蒸发,这时加入少量硝酸钠,冷却至约400℃时,再加入适量的硫磺粉,使之与能使碱产生颜色的铁锰等化合物发生化学反应而除去,以保证碱的质量[2]。由于碱锅与炉火的有效接触面积很小,一个锅通常为几平方米,特别是到熬制的后期,随着液碱温度的升高,其传热温差逐步减少,造成传热推动力减小,导致排烟温度升高,从日常的环境监测情况看,烟气温度高时可达500℃以上,造成了极大的能源浪费。
2 怎样提高热效率
熬碱的过程就是让碱锅尽可能多的吸收热量,让水分蒸发掉,蒸发量符合传热速率方程。
传热速率方程公式为:Q = KΔtm A[3]
式中:K-表示总平均传热系数,简称总传热系数,W/(m2·℃);
A-表示换热器的总传热面积;
Δtm-表示冷热流体的平均传热温差,℃。
从传热速率方程可以看出,增大总传热系数K,总传热面积A和平均传热温差Δtm,都可以提高传热速率Q。一般来说,总传热系数K取决于传热系数和污垢热阻,对碱厂而言,所做的只能是及时清除锅底垢层以减少污垢热阻,应该说K值变化很小,也可以近似认为不变;而平均传热温度差Δtm主要取决于烟气温度与液碱温度之差,差值越大,传热推动力越大,但造成排烟温度升高,由此造成的热损失也就越大,能耗越多,因此生产中不能增加传热温差,只能设法减小;另一个方法就是增加有效总传热面积,根据现有生产工艺,每增加一个预热锅只能增加传热面积几个平方米,且锅壁很厚,传热效果不好,且会增加生产的复杂程度。如果在2个预热锅后增加一个管壁相对较薄、有效面积较大、底部高于预热锅的换热器,先对冷的液碱进行预加热、蒸发,这样就可最大限度的利用烟气余热,也因为该换热器位置较高,加热后的液碱可以方便的回流到预热锅。
3 增加换热器必须要解决的腐蚀问题
要合理利用余热,一个必须考虑的问题是液碱的腐蚀问题。浓而高温的碱液具有强烈的腐蚀作用,特别是熔融状态的碱。一般的钢铁在碱液浓度小于30%时,它会在金属表面产生不容性的腐蚀产物,从而保护金属不再腐蚀;而当碱液浓度大于30%时,则保护膜会溶解,腐蚀速度加快,温度高时尤为显著;另一个问题是应力腐蚀,即所谓的“碱脆”[4],原因就是在焊接时会产生内应力,因而在焊缝处更易产生腐蚀。因此可适当增加换热器换热管、壁的厚度抵抗腐蚀,并对换热器进行热处理,减少焊缝处的内应力[5],可能的情况下也可选用低合金钢。这样在正常情况下,每年的腐蚀量不会超过3mm,完全可以满足工业生产的要求。目前在用铸铁熬碱锅的使用时间只有1个月左右,预热锅的使用寿命相对较长,其原因就是铸造时产生内应力而造成应力腐蚀,若对碱锅先进行热处理而消除应力,可延长碱锅的使用寿命。
4 利用烟气余热的两种有效方法
4.1 利用高温烟气余热生产蒸汽,再用于加热液碱
可以在预热锅之后增加一组受热管,组成一个简易的自然循环的小锅炉,利用烟气余热产生低压蒸汽,例如生产6kg/cm2(温度为158℃)的蒸汽,产生的蒸汽再引入设在高位预热槽内的加热盘管,对冷的液碱进行加热、蒸发、浓缩,这样就可以降低煤耗。临淄天成化工在采用此法后,加工浓度为48%的液碱,吨产品的实物煤耗由多于400kg,降至300kg左右,熬制每锅碱的时间也减少了约5小时,其效益是非常明显的。
4.2 在预热锅后增加换热器
在第二个预热锅后增加一个列管式换热器,管间存放液碱,在管壳的上部开几个孔,用于蒸汽排出和添加物料,烟气直接从管内由下而上排出,用于加热管间的液碱,液碱浓缩到一定程度后,就可以从管壳下部的出口自流到预热锅。由于碱厂已全部改为煤气发生炉,从监测数据看,其烟气中的含尘量基本上在30mg/m3以下,即使烟气中的烟尘较高,它也会在重力的作用下可以沉降下来,不会堵塞换热器。增加的烟气阻力,可采用提高烟囱高度的方法解决。假设加工浓度为48%的液碱,若缩至65%,其对应的沸点温度只不过170℃,造成的腐蚀也不会太大。而换热器面积的大小,在计划利用烟气总热量的基础上,设定好进烟、排烟温度和液碱温度后,就可以根据进口温差和出口温差,计算出平均传热温差,再选取一合适的总传热系数,就可方便的计算出换热器的有效面积[6],其节能效果可达25%以上。应该说此法与前一种方法具有同样的节能效果,在某些方面甚至优于前一种,特别是加工低浓度的液碱,其效果更好。
5 结论
通过增加烟气与液碱之间的有效传热面积,减少传热温差,来合理利用烟气余热,将生产中白白浪费掉的余热有效的利用起来,在生产中是完全可行的、有效的,方法简便,只是增加一个换热器,就可以降低煤耗,减轻环境污染,实现清洁生产,这将会产生巨大的经济效益和环境效益,因此该方法很有必要推广。需要注意的是,在制造换热器时必须保证焊缝的厚度和质量,并进行热处理以减少内应力,这样才可以延长设备的使用时间,满足工业生产的要求。
参考文献
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[2] 姚梓均主编.无机物工艺学下册[M].北京:化学工业出版社,1991年.
[3] 史美中,王中铮. 热交换器原理与设计第二版[M],南京:东南大学出版社,1996.
[4] 余国琮,吴修慈,吴文林等.化工容器及设备[M].天津:天津大学出版社,1988.
[5] 雷宪玲.固碱锅损坏的原因分析[J],中国氯碱,2000,03.
[6] 姚玉英,黄风廉,陈常贵等.化工原理上册 [M].天津:天津科学技术出版社,1993.
关键词:环境保护;种类;环境监测;重要作用
中图分类号:X83 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2010)-09-0159-1
随着经济和科技的不断发展,人类在谋取自身发展的同时,付出的却是整个生存环境的破坏。毫无节制的肆意掠取使自然环境越来越恶劣,各种灾难随之而来,极大的破坏了人类生存和发展的空间。环境保护问题已成为社会焦点问题之一,如何更好的处理、解决和保护环境中出现的各种问题,推出新的环境保护政策,利用先进的科学技术来防治,已成为各国目前亟需解决的问题。
1 环境保护
环境保护,指人类有意识的利用环境科学的各种正确的理论与方法,充分的利用、协调与保护自然资源和环境,解决各种各样的问题,阻止一切污染和破坏自然环境的行为,并对受到污染和破坏的自然环境进行治理,最终起到保护和改善自然环境的目的。
目前我们主要面对的自然环境污染问题主要有:(1)土壤污染问题;(2)空气污染问题;(3)水资源污染问题;(4)自然气候和能源污染问题;(5)森林污染问题;(6)化学污染问题。
这些主要的环境污染问题,如果不能够及时的解决,将会为人类的生存和发展造成巨大的灾难。长久以来,各国通过科学的手段对环境污染问题进行了综合防治,并取得了较大的效果,但是局部的环境好转并不能改变全球环境恶化的事实,环境污染仍在持续,地球的环境依旧在恶化。
2 环境监测的重要作用
2.1 环境监测
环境监测系统的推出,是环境保护领域中一次重大的革命,对改善全球环境做出了重要贡献,使人类可以更好的对被污染的环境进行治理和维护,从而改变人类生存和发展的环境。环境监测是指人类利用物理、化学、生物等现代化的科学技术方法,对引发环境污染的污染源和环境质量的各种要素进行间断地或连续的全方位的监视、测定,从而对环境质量做出正确的评价。
随着社会经济和科学的不断发展,环境监测也在逐步的发展到对整个自然环境的监测,即监测对象不仅是影响环境质量的污染源,还包括对生物和生态变化的监测。只有这样实施全方位、大范围的监测,才能正确、全面的对环境质量做出评价。
环境监测的目的是及时、准确、全面的反映环境质量的现状及其发展趋势,为环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据。按照检测对象分为:污水监测;大气和废气监测;噪声监测;土壤污染监测;固体废物监测;生物污染监测;放射性污染监测。环境监测的类型有三种:一是监视性监测,即对各种环境要素进行定期的监测,用以评估环境质量的标准;二是研究性监测,这是高层次、高水平的监测;三是特定监测,可分为污染事故监测,纠纷仲裁监测,考核验证监测和咨询服务监测。
环境监测有以下两个特点:一是环境检测的综合性,包括手段和对象的综合性。二是环境监测的连续性,因为治理环境污染是一项长期的工作,只有坚持长期的监测,才能得出确切的数据,从而分析环境质量的变化和发展趋势。
2.2 环境监测在环境保护中的重要作用
2.2.1 环境监测在环境污染问题中的作用 环境监测可以对污染问题严重的环境要素进行持续的、稳定的监测,例如可以对土壤、大气、水资源等环境要素进行监测,对发生污染的环境要素进行及时的治理,对将要发生环境污染问题的要素进行维护,对还没有发生环境污染问题的要素进行预防等,在环境监测的监控范围内,利用各种先进的科学方法去治理、维护和预防各种污染问题的发生,从而制止环境污染源的进一步扩散,扼杀引起环境污染问题的源头,将环境污染控制在一定的范围之内,进而一步步的去治理,最终建立一个良好的、和谐的生存和发展的环境。
2.2.2 环境监测在城市环境规划中的作用 在社会发展过程中,经济和环境是一体两面、相互促进的,发展经济和保护环境a是统一的,而不是对立的。国家在坚持经济发展的同时,也提出了将环境保护作为一项基本国策来执行。在发展经济建设和环境建设时要齐头并进,“两手都要硬”,即实现“三同步”与“三同时”。“三同步”即同步规划、同步实施、同步发展;“三同时”即同时设计、同时施工、同时投产。因而,环境监测在城市环境规划中可以起到监督、指导的作用,为城市环境规划提供合理的、正确的发展策略。
2.2.3 环境监测在科学研究中的作用 科学技术是第一生产力,社会的进步离不开科学的发展,环境监测作为高科技的监测手段自然也离不开科技的支持,但是在这背后我们也应该看到环境监测对科学研究的促进作用。环境监测过程中所得到的各种科学数据,可以为譬如自然资源和自然环境等科学考察提供真实、准确的数据;例如对生物资源的监测,可以为微生物研究提供数据;例如对各种污染问题的监测,可以为环境研究中的污染源问题提供数据。总之,我们要做好各种环境监测,为科学的研究和发展提供助力,从而促进社会的发展。
3 结语
环境监测在环境保护中的重要作用,使我们可以避免或减少自然灾害所带来的损失,并可以及时的对环境污染问题进行治理、维护和预防。所以,我们还要不断的加强环境监测的力度和范围,让环境监测在环境保护工作中发挥出更加重要的作用。
参考文献