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第一次全国污染源普查结果表明:我国主要污染我排放量:化学需氧量3028.96万吨,氨氮172.91万吨;二氧化硫2320.00万吨,烟尘1166.64万吨,氮氧化物1797.70万吨,污染物排放的绝对量保持在较高水平。“十二五”期间,我国经济仍将保持快速发展,资源能源消耗量依然上升,污染物排放量必然增加。“十一五”期间,国家通过工程减排、结构减排、管理减排等末端治理方式,实现了全国化学需氧量排放量较2005年下降12%左右,二氧化硫下降14%左右,双双完成超额减排任务。但随着电力行业、钢铁行业等污染物排放大户工程治理基本完成,结构淘汰基本到位,后续减排潜力明显不足。
清洁生产作为满足人们的需要又可合理使用自然资源和能源并保护环境的实用生产方法和措施,其实质是一种物料和能耗最少的人类生产活动的规划和管理,将废物减量化、资源化和无害化,或消灭于生产过程之中。对生产过程而言,清洁生产包括节约原材料与能源,尽可能在生产过程中就减少它们的数量;对产品而言,则是从原材料获取到产品最终处置过程中,尽可能将对环境的影响减少到最低。
一、清洁生产和末端治理在二氧化硫总排放量上的比较
第一次全国污染源普查数据表明:二氧化硫排放量居前几位的行业:电力热力的生产和供应业1068.70万吨、非金属矿物制品业269.44万吨、黑色金属冶炼及压延加工业220.67万吨。上述3个行业二氧化硫排放量合计占工业源二氧化硫排放量的67.19%。可以说,抓好这三个行业的二氧化硫治理,就抓住了问题的主要方面。这三个行业二氧化硫产生量的大小则关键在于使用原材料的含硫率上,其中,电力热力主要表现为煤炭使用情况,钢铁行业主要表现在铁矿石使用情况。
万吨煤炭不同含硫率二氧化硫排放量具体见表一
二、结果
采用清洁能源方式进行生产,显著降低了二氧化硫的总产生量。按某电力企业年用煤量300万吨计算,当采用含硫率为0.4%煤炭资源做燃料时二氧化硫产生量19200吨,当采用含硫率为1.2%煤炭资源做燃料时二氧化硫产生量57600吨相比可直接减少二氧化硫排放量38400、相当于直接消减了67%的二氧化硫产生量。按某钢铁企业年生产300万吨烧结矿计算,当采用含硫率为0.01%铁矿作原料时二氧化硫产生量1950吨,当采用含硫率为0.25%铁矿作原料时时二氧化硫产生量11700吨相比可直接减少二氧化硫排放量9750吨、相当于直接消减了83.3%的二氧化硫产生量。
三、减排途径讨论
1、提高排放标准。部分人认为,提高排放标准将倒逼企业提高治理水平,落实减排目标。事实上,目前企业的污染物排放标准已经制定的较为苛刻,并且排放标准每提高一个标准,意味着我们的治理投入及运行成本要成倍的增加,从经济学角度来看,这种方法更不行不通。
2、加大工程治理、结构减排。“十一五”减排经验表明:加大治理资金投入,促进工程治理,同时加快结构调整,淘汰落后设备、产能是实现节能减排的有力保障。但数据统计显示,全国火电行业的综合脱硫已经达到80%以上,钢铁行业综合脱硫效率已经达到60%以上,工程减排已基本达到极限、减排的潜力已经相当有限。
3、推进清洁生产。清洁生产将是实现“十二五”节能减排的关键途径,清洁生产在减排中的作用主要表现为以下几个方面,以电力行业举例,首先是直接减少了污染物二氧化硫的产生量,从而使排放量直接减少。其次是直接减少了因脱硫而产生的固体废物脱硫石膏的产生量,减少了对环境的二次污染,并且对第固体废物脱硫石膏的处理也很是问题。三是脱硫设施的本身用电量占到发电总量的1-2%,能源消耗巨大,同时,无论采用何种脱硫技术,其脱硫剂消耗量及设备维修将是一笔巨大的费用。清洁生产思考方法与末端治理不同之处在于:末端治理把注意力集中在污染物产生之后如何处理,以减小对环境的危害,而清洁生产则是要求把污染物消除在它产生之前,将废弃物减量化、资源化和无害化,或消灭在生产过程之中,实现生产过程的无污染或不污染,而且生产出来的产品也没有污染。另外从经济上计算,在污染前采取防治对策也比在污染后采取措施治理更为节省。
参考文献
[1]第一次全国污染源普查公报
[2]第一次全国污染源普查工业污染源产排污系数手册
关键词:污水处理厂;节能减排;途径
中图分类号:TE08 文献标识码:A
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。
一、我国城市污水处理情况
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。
二、我国城市污水处理厂能源消耗现状
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。
三、我国城市污水处理厂运行费用
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。
四、实现污水处理厂节能减排的有效途径
(一)污水提升过程中的节能
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。
(二)污水处理过程中的节能
污水处理过程中的节能主要通过对曝气系统的节能来降低整个污水处理厂的整体能耗量。
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。
(三)污泥处理过程中的节能
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。
(四)其他节能措施
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。
结语
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。
参考文献
[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).
全球气候变暖是全人类面临的共同威胁
大气中二氧化碳含量增加致使全球气候变暖而引起的“温室效应”,是导致诸多物种消亡、自然灾害频发、海平面上升等异常自然现象的罪魁祸首。
减缓全球变暖的根本性措施,就是避免过多地燃烧矿物质能源,同时最大限度地减少大气中的二氧化碳。1992年,联合国通过了《联合国气候变暖框架公约》。1997年,为落实公约而制定的《京都议定书》形成,并于2005年生效。《京都议定书》规定,所有发达国家在2008年到2012年间,必须将温室气体的排放量比1990年削减5.2%,同时规定了包括中国和印度在内的发展中国家的相应义务。《京都议定书》提出了实行减排的两种办法,一个是直接减排,即对现有的工业企业加大技术改造,限制、改造高污染、高耗能的企业;另一个是间接减排,这就是在发达国家或者发展中国家实行造林、再造林(2005年以后所造林),增加森林面积,提高森林的吸碳固碳能力。
实现节能减排目标面临巨大压力
煤、石油等矿物质能源具有不可再生性。中国矿物资源相对贫乏,同时又是能源消耗大国。矿物质能源的大量消耗,造成了严重的环境污染。虽然从人均二氧化碳等主要污染物的排放量看,中国目前仍低于世界平均水平,但排放总量已仅次于美国,居世界第二位。而且随着经济规模的不断扩大,我国的温室气体排放将面临来自国际社会的更大压力,同时需要承担更多的减排义务。
与此相矛盾的是,如果在加速实现现代化进程中,单纯依靠减少矿物质能源消耗的手段节能减排,将导致经济增长滞缓的风险。有人测算:如果我国的煤炭使用量降低一个百分点,二氧化碳的排放量将减少0.74%,而GDP将下降0.64%,社会福利将降低0.60%,同时还将减少470多万个就业岗位。
我省作为全国的老工业基地之一,重工业在整个工业结构中占很大比重。同时湖北又是煤炭、石油资源严重不足,能源长期依靠外调的省份。在超排放、高耗能问题一时难以解决之前,重工业一方面支撑着我省经济的高速运行,另一方面又给能源供应和环境保护造成了极大的压力,使节能减排任务变得异常艰巨。
森林对于节能减排作用显著,潜力巨大
面对重重困难,正确的抉择就是在抓好工业降耗减排的同时,充分发挥林业的生态功能,以有效化解工业增长所带来的负面影响。
森林是地球上最大的固碳库。全球森林面积尽管只占全球陆地总面积的1/3,但每年吸收的二氧化碳却占生物固碳总量的4/5;1公顷的阔叶林在生长季节中,每天可以吸收1吨的二氧化碳;森林每生长1立方米木材,就能吸收1.83吨二氧化碳,同时释放1.62吨氧气。
森林还是发展替代能源的重要资源库。节能降耗的重要途径,就是发展替代能源。林业生物质能源完全可以满足这一要求,它是通过各种技术手段,将森林生物质转化为液态(燃料乙醇、生物柴油),固然(成型燃料),气态(沼气等可燃气体)以及直接燃烧的热能和电能。与矿物质能源相比,林业生物质能源具有清洁、安全、可再生、低成本等显著优点。
通过发展林业、增加森林来间接实现节能减排,不仅成本低、可持续、基本无污染,而且还能为社会提供丰富的林产品和多样化的生态、文化产品,可谓一举多得。
多种树、管好林是节能减排的有效途径
长期以来,我省林业建设不仅为国民经济和人民生活生产了大量的木材及林副产品,而且有效地保障了三峡、南水北调等大型水利枢纽工程的安全,极大地改善了工农业生产和人民生活环境,为间接实现降节能排做出了不可替代的贡献。为使我省林业在节能减排中做出更大贡献,当前要切实抓好以下几个方面的工作:
──利用有利的国际环境,推进碳汇造林项目。所谓碳汇,主要是森林汇集二氧化碳的能力。《京都议定书》确立的清洁发展机制(CDM),鼓励各国通过造林绿化来抵消一部分工业源二氧化碳的排放,允许发达国家在发展中国家实施林业碳汇项目,通过造林、再造林获得碳汇来抵减其承诺的温室气体减排量。中国是世界上宜于实施碳汇造林项目的最大发展中国家,我们将立即行动,积极向世界银行和联合国有关机构争取项目,推进湖北的碳汇林建设。
──营造生物质能源林,发展林业生物质能源。湖北气候温暖湿润,黄连木、油桐、乌桕、油茶等高能量的木本油料植物资源丰富,具备发展林业生物质能源的有利条件。我省尚有宜林荒山、荒滩800万亩,可供造林的低山丘陵300万亩,25度以上的陡坡耕地800多万亩,生物质能源林建设有着较大的发展空间。
──大力开展植树造林,加强森林资源管护。要通过实施好退耕还林、天然林保护、生态公益林、长江防护林等林业重点工程建设,以大工程推动营造林,扩大森林面积。同时要持之以恒地开展全民义务植树运动,加快国土绿化进程。要切实加强森林和湿地的保护管理,巩固和增强我省森林与湿地系统的固碳能力。
──加快低产林改造步伐,提高森林质量。湖北的林地产出率在全国排第26位,低产林面积高达2000万亩。我省森林每亩平均蓄积量仅为2.27立方米,如果达到5.65立方米的全国平均水平,全省将增加3亿立方米的森林蓄积量,相应增加5.5亿吨的固碳量,这对节能减排无疑是巨大的贡献。由于资金严重不足,因此迫切需要将低产林改造纳入财政基建投资计划加以扶持。同时必须以集体林权改革为契机,转换林业的经营机制,调动各方面的积极因素投入低产林改造。―