水循环的利用范文

导语：如何才能写好一篇水循环的利用，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公文云整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：自然-人工复合水循环；WACM模型；水资源配置；水循环模型；黄河流域

中图分类号：TV211文献标识码：A文章编号：1672-1683（2013）01-0044-06

1研究背景

变化环境是指由人类活动和自然过程相互交织的系统驱动所引起的一系列陆地、大气与水循环的变化[1]。随着人类活动和气候变化，人工因素对自然水循环系统的干扰愈来愈烈，特别是高强度的水资源开发利用，如人类的取水、用水、耗水、排水、调水等行为，对整个水循环过程产生了巨大的影响[2]。

经过几十年的发展和研究，学者们对于流域水文循环的研究越来越深入和细致，特别是从20世纪90年代开始涌现的分布式流域水文模型，如MIKE-SHE模型[3]、VIC模型等[4]，使得研究者可使其与气候模型（GCM“全球气候模式”）结合，开展气候条件变化下的流域水循环研究[5-6]。但是，这类研究重心放在气候变化对于水循环的影响研究方面，而在重点考虑人类活动影响条件下，特别是高强度水资源开发利用条件下的流域水循环研究方面，仍存在着诸多不足和问题。

（1）取用水总量与耗水总量关系不清楚。取用水总量易于观测和计量，方便管理，但无法反应水的资源消耗本质；而耗水总量能体现水资源的真正资源消耗量，但难以核算和管理。取用水总量与耗水总量关系密切，但缺乏成熟明确的量化表达式，仅凭经验来估算耗排水量，不够科学合理。同时，耗水总量管理方法在管理中缺失，致使取用水管理与耗水管理不相协调，取水许可方法受到限制。

（2）地表、地下用水总量与耗水总量关系不清楚。水循环过程中，地表水和地下水转化频繁，地表水与地下水之间的转化关系还未能清晰定量化。如水管理实践中往往将从河道或湖泊附近的取水井抽取的水量归为地下水统计，而实际中水是从河道渗透来的河水，其水源的归类还存在争议。因而地表地下用水总量与耗水总量的关系难以确定。同时，地下水资源的调控中，仅仅从人工地下水取用量的角度研究，人工取用地下水与地下水位的联系尚无考虑，且潜水和承压水也未能区分，由此更加难以确定其耗水关系。

（3）当地水、外调水用水总量与耗水总量关系不清楚。外调水与当地水往往通过共同的取用水设施向用水户供水，在没有明晰当地用水与耗水之间的关系之前，难以确定当地水、外调水用水总量与耗水总量之间的定量关系和转化规律，给总量控制的管理带来不便。

（4）地表水与地下水、当地水与外调水之间循环转化关系不清楚。外调水在输送及使用的过程中都可能与当地地表、地下水产生水量转化，同时当地地表水和地下水之间也在不断的转化。对于上述转化过程，其转化的具体路径、时空分布、变化特征都很难进行定量的描述，各种水源之间的循环转化关系不清楚。

（5）水循环过程中的供-用-耗-排-补-转化关系不清楚。以往常用“供-用-耗-排”来描述供用水的循环转化过程，这种提法主要是从地表水系统出发总结出来的；如果从整个水资源系统来看该提法则不够全面，应该修改为“供-用-耗-排-补-转化”，考虑水的回补与转化过程才更能够反映供用水之后整个水资源系统的变化过程，或者说水循环的变化过程。目前还很难给出水循环过程中供-用-耗-排-补-转化之间的定量关系。

（6）水资源高效利用条件下水的供-用-耗-排-补-转化关系变化。在水资源高效利用条件下，采用节水措施或者节水工艺，取水量减小，输水过程、用水过程也随之发生变化，则必然引起水资源的耗、排、补及转化过程发生改变，但目前还很难对这一过程展开有效的定量化研究。

本文将以“自然-人工”复合作用下的流域水循环机理和模型为基础，对水资源开发利用条件下的流域水循环过程展开研究，提出一种基于水资源配置的流域水循环研究方法，并以黄河流域为例进行实践应用。

2流域水循环研究的科学方法

流域自然-人工复合水循环理论[7]是解决高强度水资源开发利用条件下水循环问题的基础核心。对于上述存在问题，按照科学认知、现场实验、理论探究、解决方法四个步骤，形成一个从水循环机理认知到水循环观测实验，再到流域区域自然-人工复合水循环理论研究，最后利用水资源分配与循环转化模拟模型[8]（Water Allocation and Cycle Model ，即WACM）进行模拟计算。

篇2

【关键词】中水；循环冷却水；缓蚀；阻垢；杀菌

1.概述

随着城市水资源的紧缺，越来越多的生活污水和工业废水经深度处理后用于循环冷却水的补水[1]。中水特点为：水质复杂，悬浮物含量高，营养物质丰富。废水经深度处理后回用于循环冷却水系统，对系统最大的潜在危害在于中水中有害离子含量较高，随着循环水的不断浓缩，这些有害离子含量将成倍增加，系统腐蚀和结垢的潜在危险增大。在工业循环冷却水处理中，补水水质的要求，直接影响对其设备的腐蚀及结垢，而水质与缓蚀阻垢剂、杀菌剂的选用又密不可分。

目前大量的研究主要侧重于中水深度处理的工艺的探讨研究或集中于废水的深度处理单元的研究，没有中水做为循环冷却水补水的化学处理方法。本文根据目前已使用中水的循环水系统作为研究，调整药剂，优化加药方式，提出全新的解决中水作为工业循环冷却水给设备带来的腐蚀结垢问题。

2.药剂制备与化学处理方法

2.1复合阻垢缓蚀剂的制备

原料以重量份数配制：聚环氧琥珀酸9-11份、2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸18-22份、双1，6亚己基三胺五亚甲基膦酸19-21份、自制阻垢分散剂25-35份、苯骈三氮唑1-3份，去离子水9-28份组成；

（1）自制阻垢分散剂的制备，由马来酸酐480-510份、磷酸二氢钠溶液200-230份、引发剂100-120份，去离子水290-310份、丙烯酸178-185份组成；制备：将去离子水、马来酸酐经泵吸入反应釜中，开启搅拌，至固体全部溶解；将丙烯酸、磷酸二氢钠溶液、引发剂依次滴入反应釜中，滴加时间2.8-3.0小时，温度在60-70℃；全部滴加完毕，温度控制在68-72℃，继续搅拌3-4小时，冷却至室温，得到透明粘稠液体为阻垢分散剂，其固含量为30-50%；

其中磷酸二氢钠溶液是指45份次磷酸二氢钠溶于155份无离子水中制得溶液；引发剂是指10-15份过硫酸钾溶于100份无离子水中制得。

（2）复合阻垢缓蚀剂的制备：按上述的原料和重量分数，先将聚环氧琥珀酸加入2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸中，置于容器内，混合均匀，依次加入双1，6亚己基三胺五亚甲基膦酸、自制阻垢分散剂、去离子水，搅拌25-35分钟，保持温度在20-35℃，然后加入苯骈三氮唑，继续搅拌30-60分钟，保持温度在20-35℃，即得复合阻垢缓蚀剂；

2.2 微生物控制

微生物控制为氧化性杀菌剂、非氧化性杀菌剂、生物分散剂相结合的处理方法。氧化性杀菌剂为二氯异氰尿酸钠或三氯异氰脲酸或溴氯二甲基海因，优选溴氯二甲基海因，每周投加2次，每次投加20mg/L；非氧化性杀菌剂为改性季铵盐类杀菌剂，每2周投加1次，每次投加100mg/L；生物分散剂为非离子型表面活性剂，每周投加1次，每次20mg/L；微生物控制药剂在集水池急流处采用冲击式人工加药，投加量按保有水量计算。

2.3 循环水优化控制

循环水优化采用SYZL ∑sigma 全自动总磷在线监控加药系统，控制加药和补排水。复合阻垢缓蚀剂的投加量10-15mg/L（以补中水为基准），控制循环水总磷在4-7mg/L。浓缩倍率控制在5.0倍左右。循环水进行旁滤处理，并设有青QYC-120监测换热器。

上述的化学处理方法，自制阻垢分散剂固含量大于30%，其余化学制剂均为市售工业产品。

3.复合阻垢缓蚀剂试验结果验证

取表1所述水样，试验方法按照HG/T 2160-2008《冷却水动态模拟试验方法》[2]，实验结果如表1，表2。

由表2所知：本研究的复合缓蚀阻垢剂在中水回用于循环冷却水中，控制系统结垢与腐蚀效果很好，腐蚀速率远控制在GB 50050-2007规定的指标范围内。

4.现场应用情况

本方法用于中试某煤制甲醇厂的循环冷却水系统中，补水为煤化工废水制的中水中，复合阻垢缓蚀剂投加量约为12mg/L；通过氧化性杀菌剂选用溴氯二甲基海因，每周投加2次，每次投加20mg/L；非氧化性杀菌剂为改性季铵盐类杀菌剂，每周投加1次，每次投加80mg/L；生物分散剂为非离子型表面活性剂，每周投加1次，每次15mg/L；三种药剂交替间隔投加，运行半年，有效控制了结垢和腐蚀状况，现场使用情况良好。

本方法循环水处理采用SYZL ∑sigma 全自动总磷在线监控加药系统，控制循环水总磷4-7mg/L，自动补水和排污。氧化性杀菌剂、非氧化性杀菌剂、生物分散剂采用冲击式人工加药，在集水池急流处。以保有水量计算加药量。循环水采用旁滤处理装置和QYC-120监测换热器进行循环水运行效果监控，控制浓缩倍率为5.0左右运行

5.结论

（1）自制的阻垢分散剂，对碳酸钙、硫酸钙特别是磷酸钙垢的形成和沉积有良好的抑制作用，对三氧化二铁、污泥、粘土和油垢也有良好的分散性能，特别适用于中水水质。

（2）中水中含有大量的N、P等营养物质，所以微生物控制尤为重要，鉴于微生物的特性，采取氧化性杀菌剂、非氧化性杀菌剂、生物分散剂相结合的处理方法。以充分发挥三者者的优点，并可以消除细菌对某种杀生剂产生的抗药性，并能完全控制中水微生物滋生严重的问题。

（3）回用于循环水的水质控制浓缩倍率控制在5.0左右，循环水进行旁滤处理，防止污垢在换热器表面沉积。

（4）本方法的控制要点简单易行，自动化程度高，为企业的节能降耗提供了示范作用，彰显技术进步。

参考文献：

篇3

关键词：循环水处理 工业 化学离子

【Abstract】 The cooling system is one of the main application system of industrial cooling system， the main function is carried out on the water cycle， achieve the purpose of saving the water resource effectively， however， industrial water contains many substances， including by suspended matter and sediment， soluble， unsolvable， chemical ion， etc.， of which there are a lot of uncertainty， thus effectively the case for processing， is related to the content of the key research in the field.The article analyze the current status of industrial circulating water in the treatment， to improve the concentration ratio to reduce corrosion， reduce hydrating and position， for the purpose of the way of effective processing mechanism and treatment.

在工业生产过程中，冷热的温度交换是其中十分重要的一道工作程序，在这一环节当中，要考虑到其中含有的物理性能和化学性能。在该项工作程序当中，对生产中使用到的设备以及产品进行及时有效的冷却是十分重要的工作环节，它对设备生产过程中的工作效率有着直接性的影响，工业循环水是主要的冷却方式，因此，工业循环水需要具有一定的工作要求，为了更好的满足工业生产中对工业循环水的要求，对循环水进行有效的处理就是该阶段工作内容的重点。

一、当前工业循环水的处理现状

1.国内外处理现状

早在上个世纪的初期，采用循环水进行冷却的方式已经在国外出现，然而由于诸多条件的限制，采用的处理方式也存在诸多问题，而我国于上世纪的末期才将该项技术引入中国，到目前为止，该项技术已经得到了飞速的发展，近些年，全球对工业循环水的处理整体有效概率提高了5%左右，使用的相关处理剂也增长不少，甚至诸多处理剂已经变成规模化以及国际化的产品，而我国对处理剂的进出口量也在不断的增加。

2.主要处理方式

当前对工业循环水进行处理的主要方式可以分为两种，一种是物理方式处理，另一种是化学方式处理。物理处理方式主要是通过对其中应用到的材料进行有效的分析，并且通过对温度、压强、能量等进行改变，从而提高材料的抗结垢、抗腐蚀能力；化学处理方式主要是通过对化学药物的使用，对工业循环水中存在的诸多不稳定性物质进行直接处理，从而达到阻垢、缓蚀的作用，同时有效的减少正常工作中的补水量和排水量[1]。

二、处理机理与方式

1.工业循环水的处理机理

由于工业循环水中存在诸多不同的不稳定物质，这些物质的性质不同，因此对循环水会造成不同程度的多方面影响，对其开展有效的处理工作，才可以保证工业生产中的正常工作效率以及工作质量，一般情况下，对工业循环水进行处理时，主要针对两个方面：阻垢和缓蚀。

1.1阻垢

水中存在诸多具有微溶性的盐类物质，这些物质在加热之后会不断沉积，最终形成的物质为水垢，水垢是工业循环水中最为常见的一种物质，经常会导致出现严重的结垢情况，因此，有效的阻垢是主要的处理工作之一。对其进行处理的过程中，主要采用的方式为添加阻垢剂，在循环水中添加一定量的阻垢剂，可以有效的维持循环水中的致垢离子浓度，产生水垢就会遭受到抑制作用，提高了浓缩倍数，从而降低循环水系统的补水量和排污量。在水垢当中有大量的结晶，这些结晶中包含有大量的碳酸钙，碳酸钙所结成的结晶十分坚硬，并且致密，对其进行溶解的过程中，需要选择可加大其中钙盐溶解度的试剂，进一步抑制水垢的结成。

1.2缓蚀

缓蚀与阻垢的机理相同，所采用的缓蚀试剂需要具有经济实用以及环保的作用，在缓蚀处理方面，主要采用的缓蚀试剂为有机化学试剂，例如：铬酸缓蚀剂、钥酸盐缓蚀剂、锌盐缓蚀剂、磷酸盐缓蚀剂、聚磷酸盐缓蚀剂等，这些试剂能够在金属表面形成基础性的保护膜，减少具有腐蚀性的物质对金属进行腐蚀，然而这些试剂的价格都较高，需要的成本较高，锌盐缓蚀剂的成本价格较低，却具有毒性，因此，该方面试剂还有待进一步研究[2]。

2.工业循环水的处理方式

有效的物理处理方式和化学处理方式是工业循环水的主要处理方式，两种不同的处理方式都有自身特有的优势和劣势。

2.1物理方式

膜处理法：该种方式主要是通过对特殊性薄膜进行充分的利用，对循环水中指定的成分进行有效的选择性透过，在这种处理方法中还包含了另外两种处理方法，分别为纳滤处理法和反渗透处理法。纳滤处理法是目前发展最迅速的一种处理方式，该项技术的渗透作用更大，选择和过滤的处理技术与处理工艺也更先进；反渗透处理法就是给工业循环水进行一定程度的施压，使得循环水在压力作用之下进入到水的分离阶段，通过对其进行分离来达到最终处理目的，这种方式还可以对循环水起到净化的作用。除此之外，还有对阴极的有效保护，一般采用的方式都是直流电，在直流电的作用下，让离子将其中的介质聚集到金属的四周，并对金属进行有效的保护，金属会在负电荷的作用下进行正负离子的移位，从而起到保护的作用，这种方式大大降低使用学药剂可能出现的问题。

2.2化学方式

化学试剂中主要采用的一种试剂是杀生剂，该试剂主要的作用就是对循环水当中存在的诸多不同种类的微生物进行有效的处理，一般可以采用氧化以及非氧化的方式起到杀菌作用，氧化方式采用的试剂一般有次氯酸盐、氯、臭氧等，其中的氯由于杀菌能力强、使用形式方便以及价格低的特点，一般是工业循环水处理的首选的化学处理方式，O3则是有无污染的优点。而非氧化方式主要就是通过改变液体中的酸碱度来达到最终目的。除此之外，还有的方式就是复合形式处理剂，这种处理试剂将充分发挥出循环水中的缓蚀和阻垢作用，从而整体提高处理时的效果，不仅可以减少微生物的腐蚀和粘连情况，还可以提高循环水当中的锌成分稳定性[3]。

三、结束语

目前，随着我国科学技术的飞速发展，我国的工业循环水处理技术也得到了有效的提升，诸多相关方面的研究中都先后提出不同的有效处理方式，从而提高自身所具有的优势，从根本上提升循环水的重复利用概率，这样不仅可以提高相关方面的工作效率，同时还可以为相关企业节约成本资金。

参考文献

[1] 陈亚鹏，韩，秦晓丹，张惠源，王丽君，张玮.高纯二氧化氯工业循环水处理系统的应用[J]. 工业水处理. 2010，（11）；123-124.

篇4

关键词：矿井水 治理技术 反渗透 循环经济

山东能源新矿集团孙村煤矿是一座百年老矿，1948 年建矿投产，核定生产能力140 万吨，开采垂深达 1400 米，是全国最深的矿井之一。近年来，孙村煤矿作为新汶矿区矿产资源综合利用示范基地的主力矿井，围绕“实现绿色开采、经济高效现代化矿井”发展目标，加强技术创新，积极研发矿井绿色开采新工艺和矿井水综合利用等一批科技创新项目，建成了“黑色煤炭、绿色开采，高碳产业、低碳经济”的发展模式，全面打造矿产资源综合利用示范化矿井。

孙村煤矿矿地处新泰市，新泰市是全国 60个重点产煤县市之一，现已探明的原煤储量16亿吨， 1946平方公里的面积上有10余个矿井。矿井水是矿产资源开采过程中所产生的副产品，煤炭在开采中破坏了地下含水层结构，伴随煤炭的开采流入井下巷道中，形成矿井积水，为保证矿井安全生产，须将矿井水排入地面。新泰地区水资源相对贫乏，降水量不均，冬、春季属枯水期，夏季雨水充足，近几年平均年降水量约400毫米。一方面生产生活水资源贫乏，另一方面多个矿井的矿井水外排，造成水资源污染。2009年，为彻底解决矿井水不达标排放及工业用水紧张问题，利用原华源矿地下矿井水为水源，孙村煤矿分两期投资投资近1800余万元兴建一座占地面积约4000平方米，每小时处理700立方米矿井水的综合治理水厂，处理后的矿井水可作为矿区工业用水、电厂生产用水水源，减少外排水造成的环境污染，实现废水再生循环利用。

一、矿井水处理

1、一期矿井水处理工艺确定

经矿井水水质化验和水文分析报告得悉，该矿井水属于高铁、高锰、高硫酸盐的高矿化度型矿井水，不但不能直接供电厂使用，也不能用于农业灌溉，而且远远超过《煤炭工业污染物排放标准》（GB204026-2006）中矿井水的排放标准。根据矿井水成分研究确定矿井水处理工艺为：曝气氧化、絮凝沉淀处理，然后再经V型锰砂滤池过滤，进一步除铁、锰，使水质符合外排水质要求。

2、一期矿井水处理流程

利用井口抽水泵的余压将矿井水直接打入矿井水处理站曝气池，池内采用曝气头曝气，曝气池出水自流入絮凝沉淀池，同时加入絮凝剂、助凝剂，池内设斜板，提高沉淀效率，经过沉淀后的出水自流入v型锰砂过滤池，达标水进入调节水池，多余水从该池溢流外排。电厂生产用水经提升泵送至华源电厂作为生产补水。

絮凝沉淀池排泥进入污泥池，污泥池溢流进入废液池，v型过滤池反冲洗排水、压滤机滤液自流入废液池，采用潜污泵打回调节池，进行处理，不外排。

本工程产生少量的污泥，约2600kg，利用带式压滤机和离心机对其进行脱水，去除煤泥中的大量水分，从而缩小其体积、减轻其重量。经过脱水、干化处理，污泥含水率从98%左右降到70%左右，有利于运输和后续处理。

华源水处理站经验收合格后投入运行，处理规模为700m3/h，日处理16800 m3/d。其中8800 m3/d经过处理后达标外排；其余8000m3/d经过进二期处理达到电厂的生产用水水源。原矿井水指标参数PH=8；SS=0～100mg/L；铁≤53.5 mg/L；锰≤4.6 mg/L；硫酸盐≤1340 mg/L ；含盐量=3600（以电导率计）uS/cm；解性固体=2510 mg/L ；总硬度=1590 mg/L；矿井水一期处理后指标参数：PH=6.0～9.0 ； SS≤30mg/L； COD ≤50mg/L ； BOD5≤20mg/L 锰≤2.0mg/L；铁≤6.0mg/L，符合山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准》（DB37/599-2006）中一般保护区标准，实现达标排放。

3、二期矿井水处理工艺确定

华源矿井水处理站一期工程处理后的水质实现达标放排，少部分一期处理水可以作为电厂煤泥掺混、脱硫用水，利用量约为800 m3/d。不能直接作为循环冷却水和锅炉补充水使用，以满足与之毗邻的泰安新汶顶峰热电有限公司的生产使用。为更好的充分利用该水源，节约泰安新汶顶峰热电有限公司生产用水费用，需对该水源进行进一步深度除盐处理。2012年9月份，华源矿井水处理二期工程正式开工建设，在电厂原有生产能力为180 m3/h化学除盐设备基础上，增加产水能力120 m3/h的反渗透处理系统，利用国内比较成熟的膜渗透法和离子交换法进一步深度除盐处理。

4、二期矿井水处理流程

全自动过滤器活性碳过滤器反渗透处理装置阳离子交换器阴离子交换器混合离子交换器。

矿井水二期处理后，矿井水指标参数：硬度≤0umol/l；二氧化硅≤20ug/l；电导率（25℃）≤0.2us/cm。符合电厂锅炉补给水主要标准指标：硬度≤0umol/l；溶解氧≤7ug/l；铁≤30ug/l；铜≤5ug/l；二氧化硅≤20ug/l； PH8.8-9.3；电导率≤0.2us/cm。

为满足电厂循环冷却水水质指标，矿井水一期处理后采用3000m/h再进一步经膜渗透处理与2000m/h锰砂过滤的水混合后达到如下指标：PH=6.5～8.5；SS≤5～10mg/L ；COD ≤50mg/L ；锰≤0.1mg/L；Fe2+≤0.3mg/L；SO2-4+CL-≤1000 mg/ L；总硬度（以CaCO3计）≤700mg/L。符合《工业循环冷却水处理设计规范》GB50050-2007及参考《城市污水再生利用工业用水水质指标》GB/T19923-2005水质指标，PH=6.5～8.5；SS≤5～10mg/L ；COD ≤50mg/L ；锰≤0.1mg/L；Fe2+≤0.3mg/L；SO2-4+CL-≤1000 mg/ L；总硬度（以CaCO3计）≤700mg/L。

二、矿井水综合利用

1、矿井水二期处理后，冬季给电厂提供2880 m3/d的锅炉补给水，替代了原用自来水，每年可节约自来水资金60万元。

2、二期处理水约90 m3/h与一级处理水60 m3/h混合后作为电厂循环冷却水，4000 m3/d矿井水被利用。

3、一期处理水可以作为电厂煤泥掺混、脱硫用水，利用量约为800 m3/d。

4、除冬季外，矿井处理水输送至矿本井田内，满足矿洗选厂生产用水及消防、绿化、降尘、冲地等用水需求，减少矿自来水使用量，每年可节约自来水资金150万元。

5、为减少煤泥水污染，加强洗选厂尾矿（煤泥）综合回收利用，优化煤泥水处理系统，巩固一级闭路循环。以工艺改造和洁净生产为中心，实现了洗煤水水煤浆尾矿水型煤废水回收洗煤的再循环。煤泥水处理系统进由原来的浓缩浮选改为直接浮选，对四台压滤机安装了接水盘，滤液水直接进入循环水池，把杂水由原来进入杂水池改为进30米耙浓池，沉淀后作为洗煤用水，提高了洗煤用水的质量，工业用水重复利用率达到98%以上，洗煤补充用水降至每吨原煤补充用水0.05吨，具同行业先进水平。

孙村煤矿建造的矿井水处理站，日处理16800 m3/d，8000 m3/d实现了循环利用，8000 m3/d实现了矿井水达标排放，达到了预期目标，该项技术被中国煤炭协会鉴定为国内领先。矿井水的综合利用，节约了水资源，减少了污染，年创效益700余万元，实现了矿井水水资源的综合治理、合理利用、节能减排、绿色环保、造福社会的目的，对于缓解矿区供水不足、改善矿区生态环境、最大限度地满足生产和生活用水需求具有重要意义。

参考文献：

[1]范传辉，陈颖煤矿矿井水综合利用问题分析与对策研究[J]，《能源技术与管理》 2010年3期

篇5

关键词：空调冷凝水；变频器；PLC；PROFIBUS-DP

中图分类号：TU：文献标识码：A：文章编号：1673-9671-(2012)022-0183-01

在现代化的卷烟生产企业中，动力能源空调系统是重要的生产保障设施，直接关系到企业生产的产品工艺质量和企业的经济效益。新郑卷烟厂原来采用的是以自己设计并在全行业推广的水雾加湿控制方案的一套空调、制冷及空压集中管控系统。原有的设施上虽然能够有效的节能降耗，并且精确的控制生产现场的温湿度要求的工艺标准，但是增加了冷凝水的生成和消耗为有效地克服这些缺陷，提高企业的综合管理水平，通过利用最新的现代工业控制技术和现场总线技术，结合烟厂的实际情况，构建新型的变频技术与监视控制系统对冷凝水的再生利用是非常必要的。

当空调开始工作时，空调总是要产生大量的冷凝水。空气中湿度越大，冷凝水产生的量也就越大，空调器在工作中凉的冷凝器遇到热的空气就在冷凝器上形成冷凝水。为了节能降耗，微雾加湿系统的运用虽然降低了能耗，提高了设备的有效作业率，保证了生产现场的温湿度值工艺指标，但是也造成了大量的水资源的浪费和流失。

全厂一共19台组合式空调，每台空调机组每天都要产生大量的冷凝水，特别是在夏季和冬季，为了保障生产现场的工艺指标，空调器的运行时间就会加长，冷凝水就会产生很多。流入污水处理站，增加了企业的经济负担。

1新的动力能源空调冷凝水集中回收循环再利用监控系统的构成与特点

针对原有构架的缺陷，采用新的空调冷凝水回收系统集中监控网络系统，新系统回收再利用结构由上到下分为三个部分冷凝水的回收，冷凝水的处理，冷凝水的再利用。

1）冷凝水的回收是一个典型的水集中收集系统，把空调器的冷凝水集中回收到一个封闭的大容器之中，采用管道传输。

2）控制层是基于统一的德国西门子S7-300/400 PLC平台，核心是西门子公司的S7-300/400系列PLC，配合全新的支持Profibas-up网络系统和新一代变频控制技术，采用立式单吸离心泵与磁翻板液位计，具有高速的计算能力及强大的网络功能，能够实现现场控制数据的高速流动，并且可以通过现场总线的连接在人机界面上可以得到显示各种数据和参数，完全满足现代工业系统对实时性和可靠性的要求，主要功能实现控制逻辑和获取现场数据并完成数据上传；

3）设备层由现场的控制设备组成，也就是现场执行机构和被控制对象。把回收后的冷凝水进行再次过滤和净化，重新再送到空调的二次计量子系统。

4）变频恒定的供水设备与中央控制器直接联网，可以远程进行监控和控制。并且利用先进的PLC技术与PROFIBUS-DP 现场总线协议进行现场通信来完成系统配置，参数设定，编程，在线检测，数据采集与储存等功能。还可以在人机界面（HMI）上进行操作，使设备状况一目了然。智能化现场设备可以进行诊断和报警处理等功能设施。利用磁翻板水位计进行水位高低的控制与变频电机相互配合控制流量。

2新动力能源空调冷凝水集中回收监控系统具备的基本功能

新的动力能源空调冷凝水集中回收监控系统改造完成后，系统主要具备了以下功能：

1）该系统实时数据采集、处理和历史数据的统计、计算以及数据存储功能；实现对流量系统的远程集中监控。

2）完成生产管理、能源消耗统计、成本核算等功能，并自动生成相关的日、月、年报。

3）完成设备信息查询，故障报警实现空调冷凝水回收再利用能源生产和耗用情况的科学计量和管理。

该系统具有手动和自动功能：

1）自动模式是控制系统的正常运行模式，是在无人干预的情况下自动实现系统所有的监控功能。

2）远程手动模式是在中央监控层的操作站上能对现场设备进行远程手动启停和调节，现场控制器要求提供控制端口，保证所有在现场手控能实现的控制功能（控制模式转换开关除外）均能由远端远程手动

完成。

3）现场手动模式是在设备现场的控制柜或设备本体上完成对设备的单独操作（设备现场的控制柜必须包含设备启停等必备元器件）。在权限划分上，现场手动控制权限最大，一旦现场控制柜的转换开关调至“现场手动”，将屏蔽所有远端指令，包括自控和远程手动，且仅由现场操作面板实施控制。

3项目设计和实施过程中的关键点和难点

针对原空调系统节能运行控制方面的欠缺，此次空调部分的改造新集成了新风节能利用、过渡季节微雾加湿控制策略，实现上述设备的全年多工况分区自动控制，在不影响控制效果的前提下达到节能增效的目的，并引入变频节能策略为下一步实施变频方案打下基础。空调冷凝水回收再利用，充分节省能源，为企业的节能降耗提供保障。

4结束语

通过对空调系统冷凝水集中管控系统改造，弥补了原有系统的不足，实现了空调冷凝水集中回收，集中控制，循环再生利用，最大限度地提高人员效率，节省人力资源；并通过合理调配来有效地减少能源消耗，从而实现提升综合管理水平和节能增效的目的。

参考文献

篇6

电力工业部在“九五”电力规划中也明确提出,到2000年投入运行和在建的脱硫设备对应装机容量将达10000MW。控制火电厂SO2排放已列入电力工业发展的议事日程。在众多SO2控制工艺中,湿法石灰石－石膏脱硫是火电厂应用最为普遍的烟气脱硫主导工艺。但其产生的脱硫废水呈酸性,如向外排入需加入碱性物质来中和污染物。因此脱硫废水也成了废水处理领域一个需要解决的新问题。利用目前电厂渣浆浓缩后澄清水和烟气脱硫所产生的废水的特点,二者相结合,以废治废,达到降低成本的目的。

1电厂浓缩池澄清水再利用现状

目前,火电厂冲灰系统多数采用水力冲灰,其最大缺点是用水量大并含有多种污染物。随着水资源的日益紧缺,环保力度的加大,以及电力改革促使发电成本的降低,电厂的冲灰系统成为了节水节能、降低成本的主要对象。对冲灰系统的节水改造,目前主要是进行冲灰水的循环利用。在电厂中,最普遍的灰水循环利用方式有两种:一种是灰场水经灰坝、回水泵、回水池返回到厂内进行循环冲灰;另一种是稀浆冲灰到浓缩池,其溢流澄清水进行再次冲灰,浓浆输送到灰场。不论哪种循环运行方式,由于灰与冲灰水都有复杂的理化性质,因此,在循环冲灰过程中,经过不断接触,容易造成循环系统的严重结垢。多年来,虽然对回水循环系统研究比较多,但对浓缩池澄清水冲灰系统的研究却比较少。

2浓缩池澄清水的形成

由渣浆泵输送来的含有细粒物体的浆料,经槽架给入浓缩池中心部分某一深度处,料浆做均匀辐射状态向周边缓慢流动,在漫游中料浆的固体颗粒自上而沉降,最初由于浓度较低颗粒基本上做自由沉降,沉速较快的继而沉入浓积带,沉速较慢最后沉到下部一沉积带,也是浓度较高的压缩区,水分以沉降颗粒间隙中不断析出,在耙架连续回转时,沉积物沿池底的锥形坡面逐级推向池底的中心处,最后由该处的排料口排出,在耙架推进沉积物时,也是刮板对沉积物的一个压缩过程,这也大大的促使析水作用的加强,因而排出的沉积物是经过浓缩的料浆,池上部是澄清带,澄清水由池边溢流槽流入回水箱,经回水泵输送至锅炉冲灰使用。

3浓缩池溢流澄清水的冲灰特点

浓缩溢流冲灰系统一般流程为:渣浆池—渣浆泵—浓缩池(溢流水)—回水箱—回水泵—渣浆池。经此流程后,灰水比可从稀浆输送的1∶15～1∶20降至1∶3～1∶5,灰水经浓缩池二级制浆后,浓浆送入灰场,而60％～70％的灰水经浓缩池澄清后循环冲灰。

由于机组运行参数、除尘器型式、除灰工艺流程、燃烧方式、燃煤种类、冲灰原水水质及粉煤灰的理化特性等参数的不同,致使水力冲灰系统的基本状况差异较大,循环利用系统出现的问题也不同,解决方法也不同。如在不同的除尘方式下,浓缩池溢流水的pH值可以从3～12,甚至超过12,波动范围很大,在处理上差别也很大。

4冲灰水的水质特点及对电厂的危害

燃煤电厂炉渣和除尘器收集的飞灰一般都含有活性氧化钙(FCaO)等碱性物质,这是灰渣在水力输送过程中,由于FCaO等碱性物质的溶出,使冲灰水质恶化,pH值升高,Ca2＋浓度增大,同时含有重金属等污染物质,其结果是由灰场排出冲灰水水质超出国家规定的《污水综合排放标准》(GB8978－96)中最高允许排放限值。

冲灰水中的pH、F-超标,使冲灰水废水成为燃煤电厂又一污染源,不但污染水体,而且电厂必须承担巨额排污和超标费用。除此之外,由于冲灰水pH升高和Ca2＋浓度增大,冲灰水中HCO3－转变为CO32－,使冲灰水中的CaCO3过饱和并析出CaCO3沉淀。当这些CaCO3沉淀附着于系统内壁时,即造成系统结垢。它是干灰中游离CaO和冲灰水在水力输送条件下相互作用的产物。干灰中游离CaO溶于水,发生如下反应。

CaO+H2O=Ca(OH)2

Ca(OH)2=Ca2++2OH-

游离氧化钙从煤粉中的碳酸钙转移到管壁的过程。使系统阻力增大,输灰动力消耗增加,严重时危及电厂生产安全,而且电厂每年要支付数十万乃至上百万的除灰系统清洗除垢费用。因此冲灰水必须进行处理。

5浓缩池溢流水再利用途径

根据浓缩池溢流澄清水的特点,为了解决其pH值波动大、回水利用系统易腐蚀、结垢及堵塞等问题,国内外常用方法有以下几种。

(1)溢流水箱进行隔绝大气处理,即无碳水处理。首先,将回水与冲灰补充水在机械搅拌澄清池中进行混合、反应,然后进入无碳水池,通过无碳水泵进行冲灰。此法投资大,对运行的要求比较严格,且占地面积大,运行维护费用高。

(2)加酸中和pH。

加酸方式来中和灰水的碱性是根据酸碱中和的原理。虽然这是一种成熟工艺,处理工艺简单,但由于灰水量大,耗酸量多。加酸地点根据管道除垢地方不同,有的加到去灰场的排放口,有的为了方便起见,加在渣浆泵入口灰浆池中。不管在何地方加都要掌握一个量的问题,避免管道腐蚀洗漏。尤其在渣浆泵入口加酸时,当加酸量大时,一方面易造成渣浆泵的腐蚀,另外稍有不慎还易造成渣浆池中垢块的脱落,堵塞渣浆泵进口,给设备正常运行带来隐患;当加酸量小时灰场出口排水以及浓缩池澄清水又难于控制在排放标准规定的pH值范围内。加酸用量,宜以排水pH＝8．5左右来控制,即加酸中和至灰水中全部OH-碱度和1/2CO32-碱度为宜,以酚酞为指示剂时,中和到无色为止。所用的酸可以是HCl,也可以利用其它废酸来中和灰水碱度,达到以废治废的目的。不过要注意的是,废酸中所含杂质较多,选用前要作详细分析调查,以免一些重金属有毒元素随冲灰水一起排入水体,污染自然水源。加酸处理废水,除耗费大量酸外,还会增加灰水中SO42-和Cl-含量,即增加了水体的含盐量,这无疑对排放水体是不利的。

(3)在回水池前或回水管中加入阻垢剂,即阻垢剂法。该法具有投资少、易操作且效果明显的优势,但在浓缩池溢流水中的应用研究却比较少。这是因为一般的阻垢剂对水质中pH值要求比较苛刻,而浓缩池溢流水的pH值容易波动。为解决这一问题,通常的做法是先絮凝再阻垢,但这样处理的成本就比单纯阻垢高出几倍,而且已建电厂的场地也是一个制约因素。

(4)炉烟处理灰水。

用炉烟处理灰水有两种方式:一是采用炉烟中SO2;二是采用炉器中的CO2,但目的是相同的,都是利用它们吸收水的酸性来中和灰水的碱度,使之冲灰水pH值达到环保排放标准要求。

①炉烟SO2处理。

SO2+H2O=H2SO3=H++HSO3-=2H++SO32-

2H2SO3+O2=2H2SO4=4H++2SO42-

用炉烟中SO2处理冲灰水有一定的条件,燃煤要有一定含硫量,烟气中SO2含量低不行。

②炉烟CO2处理灰水也是利用酸碱中和的原理,影响处理效果的因素很多,它取决于烟气中CO2含量,又取决于CO2与灰水接触时间气水比、搅拦程度、水温和液面上CO2平衡分压。

因此,寻求一种既能适合浓缩池溢流澄清冲灰水特点又能阻止管道设备结垢并具有投资少、成本低的方法就成为一种研究方向。

6经以上分析

随着我国火电厂SO2排放治理工作的深入,大多数燃煤电厂均要上脱硫、脱硝系统,以除去烟气中的SO2、NOX等有害气体。因此可以利用脱硫形成的酸水去中和灰水中的碱性,以达到降低PH值的目的。

脱硫形成的酸水中和灰水的工艺原理为。

在除灰系统中,飞灰中碱性物质是通过冲灰水而造成环境污染和系统结垢的,如果在冲灰水中加入中量的酸性物质中和飞灰溶出的碱性物质,则除灰系统的冲灰废水水质超标和系统结垢问题便解决了。而通过脱硫塔的吸收液含有一定量的H2SO4和H2SO3。若用脱硫塔排出的吸收液作为冲灰水,当吸收液中含有的酸量与飞灰中含有碱量相等时,除灰系统的问题就解决了。另外,经过冲灰过程的吸收液,酸性物质被中和,可送回脱硫塔继续吸收烟气中SO2。这样相当灰中的碱性物质在脱硫系统中得到利用。在工艺流程中为满足除灰系统冲灰水的水质要求,脱硫吸收液的pH值控制较低。通过控制可以保持输灰过程中灰浆pH＜8．5和灰场排水pH＜9．0,达到防止除灰系统结垢和冲灰废水达标排放的目的。

脱硫形成的酸水中和灰水的特点为如下。

在实现烟气脱硫的同时,解决了除灰系统长期无法解决的系统结垢和排水pH超标的问题。这样,既利用了飞灰中的碱性物质,也利用了烟气中的酸性物质,以废治废,降低了运行成本。

目前,我单位在浓缩池澄清水再利用方面虽然达到了利用量,但灰水PH值仍然很高,除灰管道结垢严重,两年结垢有的管段就可达到50mm,必须花费大量资金进行全面酸洗以达到除垢目的,因此也可利用烟气中的酸根离子来中和灰水以达到防垢和水质处理的目的,不但可以脱硫还可节约费用,一举两得。

7结语

燃煤电厂浓缩池澄清水处理虽然有很多种方法,但每种方法都有一定的利弊,如中和法,虽然简单,但耗酸量大,同时增加水质中的含盐量,对水体不利。而利用烟气中的酸根离子来中和灰水的方法,来解决燃煤电厂灰水pH与结垢问题,值得深入研究并推广应用。

参考文献

篇7

关键词：泥水盾构 循环系统设计应用

工程概述

广佛线施工4标地铁土建工程为珠江三角洲城际快速轨道交通线的组成部分，该项目共三个区间，全长2489延长米（双线），施工采用2台海瑞克泥水平衡式盾构机掘进。

根据现场施工工况特有条件及提供的施工现场地质资料: 粉细砂占整个地层约为40.6％，主要分布在③1层。中粗砂，主要分布在③2层。占整个地层约为22.5％，砾砂占整个地层约为13.0％，主要分布在③3层。粉土占整个地层约为6.5％，主要分布在④1层。强风化泥质粉砂岩约为7.0％，主要分布在⑦层。余下为少量的淤泥质土、粉质、全风化泥质粉砂岩和中风化泥质粉砂岩，分别占地层的4.3％、0.5％、4.3％和1.3％，分别分布在④2、⑤2、⑥和⑧层。盾构穿越地层主要粉细砂层、中粗砂层和砾砂层，并有少量的淤泥质土、粉质粘土、全风化泥质粉砂岩和中风化泥质粉砂岩等。

Φ6250泥水平衡盾构掘进机主要技术参数

盾构机外径：Φ6.25m

掘进最大速度v: 5 cm/min

每天最高掘进环数：12环

进浆流量：800 m3/h

出浆流量：1000 m3/h

进浆比重：1.1～1.2

出浆比重：1.3 ～1.45

送排浆管通经：30cm

分离粒径：30μm

泥水分离系统的技术设计

经过多方比较与考察，项目部确定采用台湾伯元公司的泥水分离设备。

规划参考

根据现场的实际情况以及海瑞克盾构设备的技术参数，确定泥水分离系统的规划参数即机械设备的机型参考如下：

泥浆最大处理量为: 1000m3/h

泥浆分离前比重:平均1.3最大1.4

泥浆分离后比重:平均1.1最大1.2

出碴能力150 m3/h

流程规划

第一阶段: 先以层式震动筛选机，将浆液中大于4mm的颗粒筛选出,并以输送机堆置。

第二阶段: 经震动筛筛选后剩余的浆液以高低落差方式,自然送入砂泥分离机,将浆液中4mm~0.074mm颗粒粹取出,并以上倾式震动脱水筛,将颗粒脱水至含水率18~20%左右,再以输送机堆置。

第三阶段: 经砂泥分离机粹取后之浆液,再以高低落差方式送入超细颗粒回收机,将泥浆中之0.074mm~0.020mm颗粒粹取出,并以超高频震动脱水筛加以脱水至含水率为22~25%左右,以输送机堆置。

第四阶段: 经超细颗粒回收机粹取后之浆液,全数排入沉淀槽中沉降后, 再将最后一池上层浆池回收使用。

设备规格设计

单层式震动筛选机(粗筛)

. 型号: VS-1833

. 有效筛选面机: 3.3(l)x1.8(w)=5.94m2

. 使用电力: 5.6KW/6P/ea x 2=11.2KW6P/

. 筛网采用4mm网孔,内衬5mm厚钢板支撑。

高速泥砂分离机(一次旋流分离)

. 型号: SFR-1000X160

. 渣浆泵: 10/8EM型(石家庄泵业集团)

. 泥浆泵最大流量: 1000mt/h/700rpm

. 旋流器型号: HC-900

. 震动脱水筛型号: VDS-1833

. 震动脱水筛有效脱水面积: 3.3(l)x1.8(w)m=5.94m2

. 震动脱水筛最大脱水能力:160mt/h

. 使用电力: 主马达112.5KW6P/,振动马达5.6KW/6P/ea x 2=11.2KW/6P

. 震动脱水筛筛网采30x30cm小面积式,PU内衬钢板制,网孔尺寸为0.2、0.3及0.5mm,分别分布于不同需求点。筛内部两侧及出口处均附有耐磨塑料板,以防止颗粒直接接触两侧钢板造成磨损。

超细颗粒回收机

. 型号: SC-1000/22

. 渣浆泵: 10/8EM型

. 泥浆泵最大流量: 1000mt/h/700rpm

. 旋流器型号: B6-3035

. 震动脱水筛型号: HVDS-1833

. 震动脱水筛有效脱水面积: 3.3(l)x1.8(w)m=5.94m2

. 震动脱水筛最大脱水能力:40mt/h

震动脱水筛筛网采30x30cm小面积式,PU内衬钢板制,网孔尺寸为0.2、0.3及0.5mm,分别分布于不同需求点。筛内部两侧及出口处均附有耐磨塑料板,以防止颗粒直接接触两侧钢板造成磨损。

弹性回收系统:

本机设备有弹性回收系统,取决于用户对于回收粒径的需求,可弹性选择开启或关闭第二次旋流分离。

PLC操作系统:

本机采用PLC程控方式,控制机械的开启或关闭,当主槽内之水位探针感应到水位变化,亦既入水时,机械则会顺序启动.当探针感应到水位下降时,亦会自动控制机械自行运作一段时间,以便清除水槽中可能之沉泥后,自动顺序停止设备。

调制浆系统

调制浆系统在泥水平衡盾构施工中是一个重要的组成部分，盾构排泥水带有原状土的成分，经泥水处理设备的处理后，如未达到送泥水的指标或送泥水的量不够，须由调制浆系统补充调制浆，以达到送泥水的指标和所需用量。

设计依据

遵照广州（广佛线）4标地铁隧道盾构配套施工设备调制浆及其控制系统招标文件提供的盾构掘进参数要求及细则，以盾构通过地层的地质条件为依据，盾构日掘进最高环数12环，折算成2小时一环，其中掘进时间30分钟。

调制浆拌制系统

当盾构在掘进过程中，需要进行新旧泥浆交替补充到盾构刀盘面，形成一定厚度的泥膜便于刀盘切削。当旧浆液量经处理后，送泥水的量不足或泥水性质不能满足要求时，需要及时补充新鲜浆液，对送泥水的指标进行调整，保证盾构顺利掘进施工。

调制送泥水用的调制浆主要材料为膨润土、CMS等。

泥水的调制系统由新浆槽、新浆泵、新浆搅拌器、新浆贮备槽、CMS搅拌槽、CMS搅拌器、CMS泵、分配阀和加水设备组成，CMS储备槽贮存化学浆糊、新浆贮备槽贮存拌制后的调制浆，将搅拌后的CMS化学浆糊送入新浆槽与膨润土进行混合搅拌成调制浆液。见图2

调制浆液能力的确定

根据计算，盾构在主要地层（主要以砂性土为主）掘进过程中，每环需要调制浆的补充量为25～30 m3。采用2只20m3新浆槽拌制调制浆液，

调制浆设备的配置

2个20m³的新浆拌制槽，每个槽的新浆拌制时间约为25分钟左右，25分钟2个槽体共可拌制40m³的调制浆，每小时可拌制80m³调制浆，另配备3个150m³的新浆贮备槽，新浆拌制后可暂时贮存在贮备槽内，可存放450m3调制浆。这样设想的目的在于盾构处于检修时，在盾构停止掘进的时间内继续拌制新浆，减轻新浆拌制的压力。

辅助措施

当盾构处于某些地层如砾砂③3层等地层时，新浆的用量将大增，本调制浆系统增设了一个外加剂槽，目的在于特殊情况下，添加某些特殊材料，保证盾构在类似的地层掘进时能正常施工。由于这些地层错层距离较短的因素，也可采取临时推进一台盾构，而另一台盾构暂时停止推进，此时每环的调制浆供应量可提高一倍。

调制浆种类

由广州（广佛线）4标地铁隧道工程所处的地质条件，确定调制浆拌制采用的新浆分别为

单一粘土结构的新浆浆液

作用为增加了泥浆的动切力，提高泥浆悬浮携带“结核状钙质结构层”钻渣能力防止堵管。

砂土混合结构的新浆浆液

作用为提高泥浆的PH值，加速Q2粉土分散形成自然造浆，HL泥浆复合剂用提高泥膜质量稳定Q41砂层开挖面。

单一砂土结构的新浆浆液

作用为改善泥膜质量、提高堵漏止水效果。

调制浆系统构成

调整槽和剩余槽均有减速搅拌器、液位计、搅拌叶、差压式密度计、密度泵、循环泵以及相应的泵（调整泵、剩余泵）组成一套完整、独立体系结构，槽内的母液来自分离系统结构处理后的浆液，根据浆液的参数要求进行新浆补充由搅拌器搅拌，调整的浆液技术指标由环保型差压式密度计进行检测，如果采用γ密度计，在检测过程中会发出γ射线造成堆人体的伤害。为了防止槽内浆液的满溢造成施工场地环境污染以及因浆液虚空引起泵体空吸运转组成损坏，因此，安置高低液位计来控制浆液液位，为了能够充分搅拌浆液，辅以循环泵加以循环搅拌，并根据需要随时打开循环泵管路上的阀门，进行密度人工检测。

调整槽与剩余槽之间采用溢流管连通，以确保泥水系统由足够的送浆量，当两个槽体内的浆液指标不能满足技术要求时，利用调整泵和剩余泵互相进行补充再次进行调整。调整槽结构与剩余槽结构一致，容积为200m3/只。

泥水监控分系统

泥水处理监控系统在泥水平衡盾构施工时一个十分主要组成部分，它具有系统各运行数据的采集系统的通讯功能盾构施工管理信息系统的泥水处理系统软件界面的分成。泥水调制浆系统的监控系统都由PLC程序实现。通过泥水监控系统的运用，随时为盾构施工中央控制室提供可靠的信息和采集泥水调制浆系统的技术数据。同时通过控制系统中的显示屏和触摸屏及时了解和掌握相关的泥浆处理技术指标。

调制浆系统模式和流程

针对广州（广佛线）4标地铁隧道盾构穿越的地层大多处于粉细砂和中粗砂的特点，采用如下的调制浆系统模式。见图3

调制浆系统由CMS加料、CMS槽、搅拌子系统；膨闰土加料、皮带机、新浆搅拌槽子系统；加水和膨闰土预膨胀及搅拌子系统组成。

参考文献：

1、广佛线施工四标工程实时性施工组织设计，中铁三局集团有限公司

2、广佛线施工四标泥水系统专项方案，中铁三局集团有限公司

3、最新泥水盾构技术，项兆池、楼如岳、傅德明编著，上海隧道股份公司科技情报室

4、泥水分离系统使用说明，台湾伯元机械设备有限公司

篇8

关键词：水处理 循环水 物理 数字化极化水处理

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）11（a）-0044-02

防止循环水结垢和防止金属腐蚀是困扰发电企业的一个十分重要的问题。粗略估计，每年因发电企业为防止循环水结垢和防止金属腐蚀，而造成的因换热效果差、金属腐蚀和增加污水处理设施费用的损失量，大约相当于发电企业成本的3～6%。而在循环水中加入大量的药剂和换热冷却设备不断地排污，对水体产生了严重污染。水处理工作历来是国内外发电企业重大的科研课题之一，人们研究出多种防止和抑制循环水结垢、金属腐蚀的措施，极化水处理系统便是有效地方法之一。

循环水处理在发电企业中起着举足轻重的作用，如按它们的处理方法区分，大致可归纳为两种方法：化学水处理和物理水处理（或数字化极化水处理）。该文通过电厂汽轮机组循环水系统采用数字化极化水处理系统后，对物理水处理进行分析，并比较它的性能，并尝试从它的处理原理上的解释，来分析数字化极化水处理在循环水处理有着广大的发展前景。

1 发电厂循环水处理

1.1 水质情况

某电厂总装机容量为2×300 MW级热电机组和2×300 MW级纯凝汽机组，发电厂循环水系统采用本地彰武水库地表水，正常情况下，pH值：7.7～8.4，总硬：3.9～6.6 mmol/L，碱度：3.1～4.8 mmol/L，氯离子：18～42 mg/L，氨含量：0.6 mg/L左右，因采用明渠输送，沿途受到一定程度的废水排放污染，影响水质。

1.2 电厂循环水处理情况

电厂循环水处理设备采用传统的水质稳定剂加酸调节的化学水处理工艺，添加药剂主要为阻垢剂、高效铜缓蚀剂、杀菌剂等。为了改善水质电厂每年加入大量的药剂，来控制水中碱度、硬度、全磷、悬浮物、氯、钙、镁、硫酸根、（重）碳酸根离子含量以及异氧菌数、粘泥量、pH等，加大设备维护工作量和运行费用。2009年3月在循环水泵出口母管上加装了两套极化水处理装置，完全代替化学加药处理实现物理方式水处理。

1.3 循环水结垢、水质稳定性分析

发电厂循环水中的水垢形成过程是水溶液中难溶盐结晶析出的过程，该过程主要包括：水分蒸发浓缩形成难溶盐的过饱和溶液、晶核的形成、晶核长大为宏观晶体。由于生物作用（产生氧化铁）、化学作用（产生化学结垢、化学腐蚀）、电化学作用（危害性大）、机械作用是循环水工作过程中产生不稳定的主要原因。

2 化学方式水处理效果检查与分析

2.1 凝汽器检查情况

检查汽轮机凝汽器管板部分保护膜脱落表面有1～3 mm的水垢，凝汽器水侧四周死角有堆积形状不一的粘垢，经过化验分析含氧化铁、泥砂、茵藻等（见图1）;抽管检查凝汽器铜管，管壁内有锈垢（见图2）。

2.2 冷却塔检查情况

检查冷却塔淋水装置波形填料，发现填料组流道内结垢严重，填料片上的垢度达1 mm左右，由于填料流道内部结垢造成大量的填料组脱落，从而影响淋水效果使冷却变差。如图3、图4所示。

3 数字化极化水处理

3.1 防垢原理

水分子结构中由于氢氧原子不对称，使水分子具有极性。水分子在通过极化场时其结构发生改变，极性加强，循环水中的阴、阳离子与极性水分子正、负端亲和力加强。当达到足够的强度时，这种亲和力使阴、阳离子较牢固的分布在极性水分子的正、负极两端，并被大量的极性水分子包围，不能自由运动，防止循环水中阴阳离子结合沉积生成水垢。

3.2 除垢及杀菌、灭藻原理

水在极化场的极化作用下产生大量的“自由”电子，这些“自由”电子被循环水中溶解的O2吸收，生成O2-、H2O2等活性氧自由基。活性氧自由基作用如下：

（1）使微生物细胞壁破裂，原生质流出而死亡，达到杀菌灭藻的作用;

（2）对已生成的垢类具有很强的破坏作用。

3.3 缓蚀原理

（1）阴离子被水分子包围，减少阴离子对管壁的化学腐蚀。

（2）菌藻类无法生存，从而避免了微生物对管壁的生物腐蚀。

（3）自由电子被O2吸收生成O2-、H2O2、OH-等活性氧自由基与器壁作用产生一层氧化被膜，防止腐蚀。

3.4 原理逻辑图（见图5）

3.5 数字化极化水处理使用效果检查

在加装两套极化水处理装置运行6个月后，为了直观判断水处理效果，对冷却塔填料和凝汽器铜管进行垢量、腐蚀检查，检查结果如下：

（1）检查冷却塔淋水装置波形填料，填料组流道内基本上无结垢现象，填料片上仅有薄薄一层浮泥垢厚度为0.03 mm左右。

（2）检查汽轮机凝汽器管板效果理想，抽管检查凝汽器铜管，管壁内光滑无锈垢（见图6、图7）。

（3）具有代表性数据集中在2009年6月24日到7月8日，数据见（见表1）。

4 总结及经济效益分析

4.1 每月节约药剂费用

阻垢剂7万元、高效铜缓蚀剂2.16万元、灭菌剂（NaCLO、食盐、非氧化性杀菌剂）1.9万元，每月共节约药剂费约11.06万元。

4.2 每月水费节约费用

浓缩倍率从原来平均2.0提高到平均4.38倍，按夏季300MW机组循环水排污水量，单台机组浓缩倍率在2.0时排污水量约500 m3/h，浓缩至4.3时排污水量约155 m3/h，每小时节约水量约345 m3/h左右。每月节水量：345 m3/h×24（h）×30天=248400 m3，每月节约水费：248400 m3×0.96元=23.8万元。

4.3 每月电费节约费用

杀菌电解系统：电压66 V，电流740 A，约4 kW/h，循环泵、浓盐泵、盐水泵各6 kW/h，每月按运行5次，每次运行12 h计算，节约电费=60×21×0.22=270元，加药泵6×24×30×0.22=950元，合计约0.12万元。

4.4 总结

使用极化水装置在6个月的运行来看，其阻垢效果是非常明显的，并且具有一定的垢剥离功能;可以完全能够代替传统加药处理，并在高浓缩倍率下满足对循环水的处理要求经济效益非常显著;极化水处理系统与加药处理相比排除人为因素造成的对循环水处理不良影响，并且提高安全管理水平，大大减少劳动强度;每月节省总费用约34.98万元。

5 结语

循环水极化处理技术的应用是循环水处理技术的一次革命，它将彻底改变传统的加药处理技术，从技术上分析，它起到了和加药同等的阻垢、防腐、保证真空度的效果，从经济性上分析，它大幅提高了浓缩倍率，节约了水费、药品费用，系统改造后投资回收期很短，设备简单可靠，运行、维护的工作量大幅较少。

参考文献

篇9

杭州市下沙医院精神卫生科 浙江省杭州市 310000

【摘　要】随着精神病专科医院规模的扩大以及综合医院精神病房的开设，精神科专科护士的需求也越来越大，而这个缺口却越来越大，所以加强精神科护理实习生的教育尤为重要，使她们喜爱上精神科护理岗位，做好精神科专科护理的人员储备，我科使用PDCA 模式教育方法，得到了很多护理实习生的肯定，她们表示很乐意从事精神科护理工作。

关键词 PDCA 循环；护理实习生；教育

随着社会经济的快速发展，人们承受的各方面压力与日俱增，坏境污染也日益严重，以及遗传因素等原因，越来越多的人出现了各种心理问题，如焦虑、抑郁等，甚至出现消极厌世的想法，许多人出现幻听，被害妄想等精神病症状，需要到专科精神病房接受正规治疗。精神病专科医院规模不断在扩大，很多综合医院开始了精神科病房，精神科专科护士的需求也越来越大，但由于精神科病房护士承受的压力大，被伤害的风险高，专科技能要求高，很多护士不愿从事精神科护理，因此做好精神科护理人员的储备及培养很重要，所以加强精神科护理实习生的教育尤为关键，使她们喜欢上精神科护理岗位，毕业后自信、安全的从事精神科护理工作。我科使用PDCA 循环进行护理实习生教育，得到了很多护理实习生的肯定，她们表示很乐意从事精神科护理工作。

PDCA 循环最早由美国质量管理专家戴明提出来的，也称戴明环，其含义是：P（Plan）-- 计划；D（Do)-- 执行；C（Check)--检查；A（Action)-- 总结、再优化。对总结检查的结果进行处理，成功的经验加以肯定并适当推广、标准化。失败的教训加以总结，未解决的问题放到下一个PDCA循环里。此方法不仅使用予企业管理，提高产品质量，提高经济效益，同样使用于护理人才的培养，进行精神科病房护理实习生的教育。

PDCA 包括P（Plan）-- 计划、D（Do)--执行、C（Check)-- 检查、A（Action)-- 总结再优化四个阶段，这四个阶段是环环相扣的，这个周期是周而复始的。护理实习生的教育工作也由此展开，具体如下：

1 P：计划阶段

（1）首先评估护理实习生的情况，包括实习生的性格特征，是内向、外向、温和或是急躁等等；实习生的技能掌握情况，是否去过内科、外科、急诊室等等，是否进行过静脉输液、肌肉注射、静脉采血等护理操作；之前与患者的交流沟通能力如何；对精神科的印象或概念是如何的，以及来到精神科实习的需求，如希望学到哪些技能，是否打算从事护理工作等。

（2）选择合适的有经验的护士作为这些护理实习生的带教老师，从实习生的性格、需求等各方面选择合适的护士老师，在实习期间都由同一位老师带教。

（3）制定实习计划，以周为单位，设置周目标教学，第一周以熟悉病房环境、相关人员及科室规则制定为主，使护士有归属感及亲切感；接下来的时间再安排基本操作及交流方法的训练，学习专科疾病知识，逐渐参与病人管理，使护理实习生在实习的过程中遇到问题及时有老师指导，同时获得个人的价值实现的满足感。

2 D：实施阶段

（1）实习生整个实习期间由同一位护士老师负责带教，对于所教学的知识具有连贯性，而且可以培养很好的教学关系，甚至是朋友关系，共同学习进步。首先进入病房时带教老师同实习生一起向患者问好，接着会向患者介绍实习生，一天的工作在愉快的氛围中开展。开展的实习生教育活动根据制定好的实习生每周计划实施，第一周熟悉病房环境，知道病房的设置及床位号的识别，知道安全通道，万一发生火灾时病人的疏散通道及灭火器的位置等，科室的规则制度，如开展安全检查等，患者及家属不得带入刀剪、药品等等。

（2）经过一周的熟悉过程后，实习生在护士老师的指导下进行一些护理操作，确保操作规范及安全，与患者进行交流沟通，了解患者的思想动态及给予合适的指导。通过带教老师的言传身教以及医生查房时的学习，护理实习生会逐渐掌握交流技巧，不再害怕精神病患者，能理解他们的痛苦，乐于给予帮助及安全护理。接着带教老师会选择1-2 个典型的患者交给实习生管理，加强实习生的主动性，带教老师放手不放眼。

（3）前两周带教护士会选择典型案例，临床护士给护理实习生进行讲课，具体讲解患者疾病表现及风险，护理重要关注点及相应护理措施，使实习生将理论真正联系实际；后几周带教护士会选择案例指导实习生进行讲课，使实习生主动去查找资料，认真准备与同学及专科护士分享，锻炼了胆量也真正主动学习，使知识引用到实际工作中，实习生讲课结束后分享感受及点评指导。

3 C：检查阶段

（1）每周将实习生的学习情况与周目标进行对比，查看实习生的完成情况，与实习生一起讨论教学情况，判断周目标制定的是否符合实际学习情况，是否合理。

（2）每周负责教育的护士共同讨论教学经验，及进行周目标落实反馈及意见，目标制定的是否太难，实习生无法完成或是计划太简单，不能满足实习生的需求等。

4 A：总结、再优化阶段

篇10

【关键词】旋流除沙 循环节水 洗车废水

1 洗车废水回用技术的研究背景与意义

随着我国汽车数量迅速增加，洗车业也迅速得到了发展。现在应用较为普遍的是人工高压水枪洗车，洗车行业的污水排放，给城市用水和废水处理带来压力。据统计，清洗一辆小型汽车需用水0.06-0.10吨，1座大中城市1年用于洗车的水量则可供6万人口使用一年，洗车用水的消耗量显而易见。此外，由于对洗车业的管理还不够规范，洗车水的随意排放影响市容和市民的生活环境，排入管网加重水处理负担。针对洗车废水消耗大量水资源及污染环境的现状，虽然一些城市已作出相应的限制也出台了相关政。但是根据走访调查洗车场发现，一些洗车场没有水循环设备，或者有却弃之不用。因此，提倡洗车废水的回用技术，从社会效益角度看，不仅节约现有的水资源，减轻了市政供水的压力。从经济效益角度看，洗车废水回用将减少洗车成本。从生态效益角度看，洗车废水回用，对污染物质进行处理，减轻了洗车废水直接排放对环境的污染。

2 洗车废水处理技术的研究现状及存在问题

泥沙、油类和洗涤剂类等是洗车废水中的主要污染物质，通常可以按洗车废水中主要污染物存在情况将洗车废水分为两大类：第一类含油量、泥沙、洗涤剂类物质均较高的洗车废水，这类废水的处理工艺相对复杂，占地面积大，成本高，除沙效果也不甚理想；第二类是含油量少，含泥沙、洗涤剂较多的洗车废水，这类废水的处理工艺较简单，但运行时受到的制约因素较多，且色度去除效果不甚理想[1]。有的工艺出现需要经常反洗，出现精密过滤中的滤芯也需定期更换等问题。对于洗车废水处理后的污泥处置。这些污泥绝大部分堆放于洗车场附近未作处理。冲洗的污泥长时间堆积，各洗车场将会出现随时间推移而逐步增大的污泥丘，不仅占用了土地，而且恶化了环境。

3 洗车废水的旋流除沙处理技术

一般人工洗车都是两次冲水，第一次用高压水枪直接冲洗泥污，泥沙基本上都产生在这个阶段，然后打上清洁剂进行第二次清洗。大多数循环水利用装置都是完整的一套系统，占地面积大、成本高、使用不方便；并且处理后的水还残留有泡沫和臭味，这主要是在第二次清洗过程中造成的。

针对这个问题，突破传统沉淀除沙的理念，将旋流除沙创造性地运用到洗车废水的处理中。我们只需将第一次洗车产生的废水进行旋流除沙后蓄存起来，便可再用于其他车辆的第一次清洗，其中的油类等其他污染物可以在第二次清洗中去除。第二次清洗可直接用自来水清洗，这也避免了循环水处理后有味和泡沫除不净的问题。

下图为一种新型的旋流除沙器，结构及尺寸如图1-2所示，其进出口均为250×250L的正方形截面，除沙体部分由两个半径分别为100L和200L的同心圆柱构成，两个同心圆柱由筛网分隔，网孔直径为0.12L。该旋流除沙器的工作原理为：含沙流体由除沙器右侧的进口以一定速度进入旋流除沙器，在中间挡板作用下进入除沙体并产生旋转，在离心力作用下含沙流体被甩向圆柱体的四周，沙子在筛网的阻隔过滤作用下被阻挡在小圆柱体内并沉淀到底部，而水流则在通过筛网后经大圆柱体流向左侧流体出口。

旋流除沙器是利用旋转流体产生的离心力及筛网的过滤作用达到除沙目的的固液分离设备，与其他现有的洗车废水处理工艺相比，它有很多突出的优点：首先，它结构简单，质量轻，占地面积小，没有转动部件，不存在经常更换易损构件的问题；其次，该旋流除沙器维护费用低，分离效率高，处理时间短，是一种高效、安装方便且成本低廉的固液分离设备。

4 应用实例

旋流除沙技术在矿物工程、食品加工、医疗卫生等众多领域得到广泛的应用。但是在洗车废水处理中的应用却是创造性的。本地主要以小型洗车场为主，清洗的车辆沾染的灰尘和泥沙较多，而油类物质相对较少，洗车废水多属于第二类，正好适用于旋流除沙装置处理洗车废水。洗车出现高耗能、耗水情况，我们对本地一些洗车店进行了实地调查。保定市区洗车收费标准一般在25-35元，大多数的洗车场主要以高压清洗机和泡沫机两种设备为主，少部分装有：洗车机、吸尘器、气泵等，在清洗过程中，产生的泥较多。

经调查，人工洗车的洗车店洗一辆车用水60-80 L，日洗车数量30两左右，日用水量和排水量为1800-2400L；高压洗车的车店洗一辆车50-70L，日洗车数量40辆左右，日总用水量和排放废水量为2000-2800L；全自动电脑洗车洗一辆车用水150-190 L，日洗车数量为150辆左右，日总用水量和废水排放量为22500-28500L；半自动洗车店洗一辆车用水80-100 L，日洗车数量为100辆左右，日总用水量和废水排放量为8000-10000L。洗车用水属于特殊行业用水，水费为23元/吨，一般的人工洗车店平均每月用水63吨，所需水费平均每月为1500元左右。洗车场所产生的废水一般没有经过处理直接排入城市地下管网，洗车废水含有的泥沙量较多，直接排放给城市水处理带来不便；另外，洗车用水较多，真正实现水循环利用的技术较少，而且成本普遍较高，对城市用水造成很大压力。

在洗车场收集不同类型的洗车废水，采用烘干法对其进行泥沙含量的测定，得到如下试验数据：

第一类：处理前泥沙含量为282.7 mg/L，处理后19.8 mg/L，回用水标准为5 mg/L；第二类：处理前为109.8 mg/L，处理后为7.7 mg/L，回用水标准为5 mg/L。

从数据中可以看出，两类洗车废水中的泥沙含量均较高，虽然经旋流除沙器处理后的泥沙含量不能满足洗车水回用标准，但是与标准非常接近。因为第一类洗车废水中的油类等其他污染物的含量也很高，所以需配合除油等其他工艺才能达到良好效果。而第二类洗车废水中油类等其他污染物含量都很低，除沙后可用于第一次洗车过程中，再配合第二次自来水清洗就可以达到很好的效果。并且可以将这种技术推广到各地的小型洗车场，用于处理泥沙含量多而油类较少的洗车废水处理。

5 结语

洗车废水的处理除了采用传统的处理方法外，本文提出了针对泥沙处理的旋流除沙法，并且根据小型洗车场设计了一种流程简单的便捷洗车废水回用工艺。由于大部分的洗车用水都消耗在第一次清洗过程中，所以对第一次洗车废水的循环利用水量还是很可观的。现行的洗车废水处理工艺回用率低、处理效果不理想，为满足社会对洗车废水回用的需求，高效、简单、实用、经济的洗车废水处理技术是发展的必然趋势。

参考文献：

[1] 王波等.机车车辆制造工业的污水处理[J].机车车辆工艺，2001（5）：14-16.

[2] 李梅波 等.含油废水的膜处理技术[J].过滤与分离，2000（4）：10-14.

[3] 樊栓狮 等.无机膜处理含油废水[J].大连理工大学学报，2000（1）：61-63.