时间：2023-05-29 17:30:10
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇水循环，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
华北地区是我国政治、经济和文化的中心。华北平原2000年人口4.37亿，占全国34.8%；GDP3.13万亿元，占全国32.3%；农业灌溉面积3.46亿亩，占全国42%。但是，它也是我国水资源供需矛盾十分突出的地区[1-4]。海河流域多年平均水资源总量约为419亿m3，人均水资源占有量仅为335m3，不足全国1/6，世界的1/24。
从自然背景看，华北地区十年九旱，尤其1972、1999、2000年华北大旱，出现了严峻的缺水局面，不得不采取“弃农、压工、保生活”的供水措施。从人文背景看，华北地区尤其是海河流域，人类活动强度之大、水资源开发利用程度之高为举世瞩目。20世纪60年代，大力开展水利工程建设，开发利用地表水资源；70年代后尤其1972年大旱，流域地表水不足，开始争夺地下水。90年代，随着社会经济发展人口的增加，水资源严重不足导致超采地下水、争夺雨水。按照国际标准，合理的水资源开发利用程度一般为40%左右。然而，目前海河流域的水资源开发利用程度已经超过了90%。高强度的水资源开发利用导致该地区水资源供需严重失衡。目前，海河流域河川径流衰减十分严重。地下水亏空接近900亿m3。现状年缺水80多亿m3，主要靠超采地下水和利用不合标准的废污水来解决。
水资源的短缺不仅影响国民经济发展，而且还导致华北地区尤其是海河流域严重的生态环境问题[3]。突出表现在：
1.1山区来水大量减少，水资源量衰减严重
以首都北京市供水水源地的密云、官厅水库为例，官厅水库1955-1984年期间平均来水量11.3亿m3，但到1985-1995年期间平均来水量已衰减到2.7亿m3，仅为前者1/4。两个时期的流域平均降水量却相当（407.5mm）。密云水库来水减少的趋势也十分严重，相比1960-1979年段，1980-1997年的平均来水量已减少了4亿m3。山区水源地来水量的大量减少，给城市和中下游地区的生态环境和社会经济发展带来极大的危害。
1.2地下水过量开采，部分地区已经枯竭
到目前，华北城市化地区地下水超采严重，范围已近9万km2，占平原面积的70%。已分别形成了以北京、石家庄、保定、邢台、邯郸、唐山为中心，总面积达4.1万km2的浅层地下水漏斗区，其中1万km2范围的含水层已疏干；形成了以天津、衡水、沧州、廊坊等多个城市为中心、面积达5.6万km2整体连片的深层地下水漏斗区。地下水枯竭直接威胁华北城市平原地区的安全用水储备，同时引起严重的地面沉降、海水入侵，情况十分危急。
1.3河道断流，功能丧失
目前华北地区多数中下游河道枯竭断流，失去了地下水补给、输沙、排盐等作用。土地退化、湿地萎缩等生态问题十分严重。据统计，总长1万km的河长中，有4000km河道干涸。海河流域内194个万亩以上天然湖泊、洼淀现在大多已经干涸。入海水量由20世纪50年代的年均240亿m3锐减为2001年的10多亿m3。海河流域的生态系统已由开放型向封闭型和内陆型方向转化，造成河口泥沙淤积和盐分积累，河口自然生态遭到破坏，河口海洋生物大量灭绝。
1.4水污染严重
目前，水污染已由20年前的局部河段发展到现在的全流域，由下游蔓延到中上游，由城市扩散到农村，由地表侵入地下。据统计，近年来海河流域的废污水排放量每年高达60亿吨。官厅水库因水质恶化，被迫于1997年开始退出生活供水。流域内每年还引用20多亿m3污水进行灌溉，对浅层地下水、土壤和农作物造成污染。
产生华北地区水生态环境变化有多方面原因，但核心问题是“水”，即在自然和人类活动作用下的华北地区水循环系统发生了“不健全”的问题。例如，华北地区持续干旱引起降水（广义水资源量）的减少；土地利用/覆被变化正在改变“陆-气水循环”的响应关系；城市化过程加速了深层地下水的消耗和水污染问题；流域中众多的水库、排洪工程建设改变了河流自然系统水循环的流路，减少了中下游地下水的补水与蓄水功能；社会经济活动的各种用水行为加剧了人工侧支水循环中的“耗水”强度[17]，人类活动大量超采地下水大大降低了区域水资源的可再生性。
为了缓解华北缺水问题，人们通过各种资源转化技术和管理措施节水、通过跨流域调水增加本地的来水。与自然水循环系统相比较，现代水文水资源学科面对的高强度人类活动作用下的“人工”侧支水循环作用也愈来愈突出。因此，开展变化环境中的华北地区水循环机理研究，认识“不健全”的水循环过程导致华北地区缺水、水生态环境退化的成因，提出可持续发展理念下解决华北水资源安全、改善生态环境的科学对策，是21世纪国家资源环境领域急待解决的重大国家需求中的水科学基础问题[4-6]。
3.华北水资源研究的几点反思
尽管华北水资源已经有了相当的工作，但是目前华北缺水问题还没有真正解决，水生态环境问题愈来愈严重。究其原因，除了华北地区社会经济增长、人口压力大和环境发生了新的变化之外，有许多水循环与生态环境交叉的关键性基础科学问题研究不够。国家在解决华北缺水和遏制严重的生态环境退化措施和对策方面，迫切需要深层次的基础研究的科学依据。这些问题不得不引起人们的反思。
目前，华北水资源研究亟待解决的关键问题有[16-32]：
3.1华北山区来水减少的成因问题
近30年华北山区来水及水资源量严重衰减，其变化究竟是气候影响还是人类活动所为？华北山区人类活动用（耗）水究竟是个什么情况？山区土地利用/覆被变化与流域水循环有什么影响关系？山区业已修建大量的水利工程和水保工程，它们究竟在山区来水大量减少的变化过程中起到什么样的角色？如何认识它们的作用和水源地保护的关系？这些问题过去研究较少，其中内在的原因和机制不太清楚。
3.2华北城市化地区水循环与地下水大漏斗问题
以人类活动为主要特征的华北城市化水循环机理研究十分薄弱，严重滞后城市化经济发展、人口流动面临的集中供水、水污染、地下水大漏斗等带来的城市生态环境问题。华北地区的地下水大漏斗主要集中在城市，这无不与城市持续性超采的用水特性有关。但是，浅层地下水与深层地下水的可再生能力有很大的不同。如何认识城市地区浅层与深层地下水的变化机制？如何认识城市集中供水、补水和浅层与深层地下水的水量水质变化以及它们之间的相互作用关系？如何合理修复城市化地区深层地下水漏斗、防止地下水污染?等是急需研究的问题。
3.3平原农业区大埋深条件下“土壤水-地下水”作用机理
相比80年代，目前华北平原农业区处在与过去不同的大埋深地下水条件，土壤层水资源的作用更加突出。但是，大埋深条件下的“土壤水-地下水”作用机理以及地下水参数的变化问题研究还比较欠缺，直接影响农业节水和水资源评价的基础问题。
3.4对华北地区水生态环境演变过程认识不足
人类活动包括60年代在海河流域建设的大型水利工程对华北持续干旱面临的水生态环境退化过程究竟起到什么样的作用？如何看待防洪、缺水和生态环境保护的矛盾与统一的对策措施问题，存在相当大的争议。
3.5缺乏社会经济转型过程中的“生活-生产-生态用水”规律研究，尤其生态需水研究比较薄弱
关键问题是：华北地区现状条件相适宜的节水型“生活-生产-生态用水”应该是什么样的结构与布局？在社会经济转型过程中华北地区的“生活-生产-生态”的用（耗）水会将发生什么的变化？如何估算华北地区的“生活-生产-生态”的用（耗）水，尤其是华北地区生态需水问题？
3.6华北地区生态环境变化的多维调控阈值与修复目标是个新的问题
华北缺水及其联系的生态环境恶化已是现实。如何从可持续发展的高度和与水相关的生态景观过程与格局，确定有利于地下水补给、控制地面沉降、防止海水入侵的地下水位、河道生态需水等多维调控阈值？如何确定适当的生态修复目标？是过去没有研究的问题。
3.7缺乏定量描述人类活动高强度作用下的流域水循环模型及综合集成系统
在考虑人类活动影响的流域水循环方面，陈家琦最先提出“人工侧支水循环”问题（陈家琦，1986），后来王浩提出“自然-人工”水循环二元模式的概念。但是，到目前为止，描述人类活动高强度作用下流域分布式模型研制，仍然是一个空白。在解决区域缺水与修复生态环境的决策支持问题方面，也缺乏将水循环变化和水生态环境演化耦合的综合集成仿真系统。
3.8针对南水北调工程实施后如何合理调配“地表水-地下水-外调水”的问题，其科学基础研究有待进一步加强。
由于供水系统是由当地的地表水、地下水和外调水以及处理的回用污水等多水源组成，在地表水调节水库不足情况下，如何合理调配各种资源，充分发挥多种水源的综合效益，是迫切需要研究的难题。其科学问题的难点是：解决华北缺水以及生态环境修复决策中合理调配的科学依据和准则是什么？如何将自然科学问题与社会科学问题统一到区域可持续发展层面，提出华北地区经济结构调整等重大决策的支持？
4.问题与挑战
从华北地区水资源安全问题的国家需求的水循环基础科学问题看，最为突出的挑战有下列几个方面：
4.1流域水循环及生态环境变化中的人为影响因素的确定与量化方法
华北地区人口密度大，社会经济发达。1980年以来华北地区的流域产流和地下水补给条件发生了明显变化，导致了华北山区径流明显减少、城市化地区地下水大漏斗问题严重、区域水资源评价还原估算等困难。这些变化的原因是什么？如何识别流域水循环中人工侧支水循环的贡献，科学估算水资源量？如何量化华北地区水生态环境变化中的人类活动的贡献，剖析近五十年海河流域生态环境的演变过程？是揭示海河流域生态环境恶化根本原因的关键。
4.2华北地区社会经济转型中的用水规律
由于华北地区特殊的地位和水资源限制矛盾，其用水结构正在不断发生变化。在经济全球化进程中华北地区经济结构将面临重组与优势产业发展模式新的格局挑战。因此，社会经济转型过程中华北地区的“生活-生产-生态”的用水变化规律尤其是生态需水量估算，成为关键的科学问题。这需要借鉴国外发达国家和发展中国家经验，开展经济学、地理学、生态学与水资源的交叉研究。
4.3流域水循环与生态环境变化的耦合机理
华北地区缺水问题与目前生态环境恶化有直接的关系，涉及到地理、水文、社会经济多个方面。如何将高强度人类活动影响的流域水循环变化过程与所制约的水生态环境变化过程实质地联系？它们的耦合机制是什么？如何建立高强度人类活动影响下的流域水文-生态模型，定量复演变化环境中的流域水循环过程以及水文-生态变化过程？是拟解决的关键问题。
4.4可持续发展与地区经济结构调整的“节水-调水-用水”效益配置
南水北调工程实施后，如何合理调配各种资源，充分发挥多种水源的综合效益，是问题的关键。目前，在多水源如何配置的效益评价问题上有相当多的争议。焦点是：如何确定华北地区未来的经济系统在生态系统中的地位？如何协调华北地区缺水背景下，社会经济发展和修复生态环境之间的用水矛盾问题？如何通过华北地区用水大户的农业经济结构的调整提高农业用水的效益？因此，从可持续发展基本准则出发，在前面四个关键问题（流域水循环、生态演化、社会经济用水以及它们综合集成的系统规律）基础上，进一步研究华北地区未来经济结构调整的“节水-调水-用水”配置的综合效益，是解决国家需求应用问题的关键。
5.展望
长期以来，华北地区高强度的人类活动和社会经济发展与生态环境之间总是存在不可避免的冲突和矛盾，尤其是近50年来。有否二者共享的协调途径呢？从宏观的战略方面，可持续发展的理念为解决这对矛盾提供了准则。生态经济学的价值观为构建有利于华北地区自身环境的经济发展，提供了实现可持续发展模式的可能。为了真正解决华北缺水问题，提出有效的环境修复对策，除了要有新的思路之外，重视日趋严重水的问题的科学基础研究和针对国家重大需求的应用研究十分重要。
在未来的十年内，华北水资源已经与水相关的生态环境修复研究，可望在水循环基础研究、水生态环境演变及社会经济用水研究，和综合集成模拟、调控与修复对策研究三个层面上有所进展，系统关系如图1所示意。
水循环基础层面上，将会注重于：
（1）华北地区干旱及生态演变的气候背景研究
（2）华北典型山区径流变化及环境影响的水循环机理研究
（3）华北典型城市地区水环境变化与地下水可再生性研究
（4）华北典型平原农业区环境变化及水循环机理研究
（5）变化环境中的流域水循环及分布式模型研究。
在水生态环境演变及社会经济用水层面上，将会注重于：
（1）华北地区现代生态环境系统的形成过程与演变机理研究
（2）华北地区社会经济转型下用水规律研究和华北地区生态变化的安全阈值与修复目标研究。
在水资源安全和生态环境修复对策层面上，将会针对南水北调重大工程和北方节水问题，注重于：
（1）水-生态-社会经济复合系统综合集成研究
1 告别沙漠肌
整天待在办公室里，除了要忍受难以流通的空气外，头顶的透风口吐出的热气更会明显地带走空气里的水分。
你会发现皮肤变得干燥、紧绷。要改善这种状况，一款油包水的产品就可以，这类产品含有的甘油或玻尿酸成分都是捕捉空气中的水分子在面部形成保护膜的，非常适合办公室环境中的缺水状况。而且，能够防止水分再次流失。
2 摆脱脸部“小雪花”
冬季，天气的转凉会让皮脂的分泌减少，而北风瑟瑟，更会促进皮肤表皮的水分加速流失，因此秋冬季皮肤会变得很干燥，甚至会感觉有明显粉状脱屑的现象。建议针对这样的情况，可以先用热毛巾放在面部敷3分钟左右。皮肤受热后，留存在皮肤上面的皮屑将会自动翘起。然后，可以选择温和不带颗粒的去角质产品以按摩的方式来帮助角质层代谢，这类产品含有的保湿成分，在去角质的同时也可帮助补水。最后，涂抹保湿、补水效果的精华素和面霜：精华素和面霜按2：1比例混合后涂抹于面部。因为刚刚做了按摩，能够快速吸收营养。这样，你的脸部肌肤就不再会“雪花飘飘”了。还有，呵护脸部的时候，也别忘记身体肌肤啊!
3 玩美源于健康肌肤
严寒冬季，频繁上妆，妆面无法长久保持，再精致的底妆都容易掉粉，一定让你很烦恼吧!其实，只要每天使用日常保湿产品，并养成定期做保湿面膜的好习惯就能解决你的困扰。可以根据自己的肤质选择保湿面膜的质地和敷面膜的次数：干性敏感性肤质可以选择霜状，一周四次；油性肤质可选择片状或喱状，一周三次。每周再去一次角质帮助更好地吸收就可以啦。
4 扫除毛孔障碍
受污染环境与快节奏都市生活的伤害，毛孔慢慢变得粗大，变成美丽障碍……但是，没有一种方法能使你撑大的毛孔立即缩小。你所要做的就是首先做好日间防护工作；再选择一款含高保湿成分的吸附性清洁面膜；最后，配合毛孔紧致精华与保湿精华即可。不过，坚持护理才是美丽王道。
5 点亮疲惫肌肤
加班、应酬、快节奏的工作，会使体内堆积越来越多的代谢废物，循环不畅也会使体内水分大量流失，每个细胞都会变得干干瘪瘪的，最明显的表现就是肌肤没有光泽、毛糙，严重的还会出现很多细小的缺水纹。
要给细胞打气咯!选择富含透明质酸的保湿、焕肤产品吧，它是目前已知锁水保湿最好的物质，其改善肌肤营养代谢的效果也是不容小觑的。肌肤充分吸收透明质酸后，每个细胞都会充盈水分，粒粒饱满，肌肤自然水当当啦!
关键词：城市水循环经济
一、城市水循环提出的重要性
水是社会经济建设与发展的基础性、战略性资源。但是，近年由于人们多注重水资源的经济性，忽略其循环的自然规律和健康性，导致水资源短缺、水环境恶化等一系列问题，这些问题的出现严重制约了社会经济的持续健康发展。21世纪是协调人口、资源、环境与发展的世纪，人类社会只有建立起物质循环型的城市才能持续发展。张杰院士认为，社会用水的健康循环是循环型社会的基础，通过实现健康水循环，可以使水的社会小循环与自然大循环相辅相成、协调发展，实现人与自然和谐发展，维系良好的水环境。
城市是人类生存环境给自然系统所加的最重负担。城市水生态环境是一个建立在自然环境之上的高度人工化的环境，既具有自然环境的复杂性、易变性、难于恢复性，还具有人工环境独有的人类活动主导性，易受外界干扰性的开放性，输入输出不均衡性。城市化的进展直接或间接地改变着水环境，影响城市居民的生活质量和社会福利。据预测，到2020年我国城市化水平将达到50%左右。为此，必须深刻地研究城市化对城市水循环要素的影响，采取科学的对策，健全城市水循环系统，提高城市水资源承载能力和水环境容量，促进城市的可持续发展。在加快城市化进程的同时，需处理好城市水循环与城市发展的关系，搞好城市水资源开发及保护以确保城市化进程的顺利进行。
循环经济具有减量化、再利用、再循环三大操作原则，即3r原则。减量化属于输人端方法，旨在减少进入生产和消费过程中物质和能源的流量；再利用属于过程性方法，目的是延长产品和服务的时间强度；再循环属于输出端方法，要求物品完成使用功能后重新变成再生资源。实现水资源可持续利用和城市水循环也要遵循这三个原则。水循环经济是指运用自然生态系统中水循环运动规律重构水经济系统，使水社会循环能和谐地纳入自然生态系统的水循环过程中，形成健康的社会水循环，建立一种新形态的水闭路循环流动性经济。其内涵是要实现水资源的可持续利用，建立水循环经济性的社会。把经济社会建立在水资源循环利用的基础上，改变过去水资源——使用消费——污水排放的单向流动的线性经济；变成水资源——使用消费——污水再生处理——水再循环，形成水资源在经济——社会——环境复合生态系统中的往复循环流动的闭路循环经济。
二、影响城市水循环的因素
（一）人口规模的增大对城市水循环造成影响
人口规模的扩大对用水需求的影响体现在两个方面：一是直接影响。人类饮用、清洁都需要淡水资源，人口增加首先增加的是生活用水，这一用水量的增加基本上与人口同比例增加。而且，伴随人们生活水平的提高，人均生活用水量的增加可能会快于人口增加的速度。二是间接影响。现代社会人口的增加往往还伴随着技术的进步和产业的发展，无论工业、农业还是服务业，其规模的增长都会导致用水量的增加。不过，这种规律只反映了人类发展的一般进程，具体到一个地区，鉴于不同产业对水资源消耗量的差异，地区产业结构调整的方向会对间接用水产生较大的影响。在特定地域、特定阶段，因人口规模扩大导致的产业发展进而造成的用水需求变动的方向是不确定的。
在水资源供给方面，北京市水务局数据显示，北京水资源由两部分构成：一是本地区降雨形成的水量；二是上游入境水量。北京市水资源公报显示，北京多年平均降水总量98亿立方米，蒸发约60亿立方米，形成总量约为37.4亿立方米的水资源；北京多年平均入境水量16.1亿立方米，二者合计53.5亿立方米。实际上，北京平均每年可以利用的地表水总量仅约为14亿立方米，加上25.6亿立方米地下水，共计约40亿立方米。
在水资源需求方面，北京每年生产生活用水总量约为34.5亿立方米（2006年全市总用水量为34.3亿平方米，2007年为34.8亿平方米，2008年为35.1亿平方米），40亿立方米供给，34.5亿立方米需求，北京的水似乎够用。但近年来北京降水量明显减少，入境水量也连续9年减少，从10亿立方米逐年下降到7亿立方米，与常年平均数据16.1亿立方米相差甚远。供给方面，北京可利用水资源往往不足40亿立方米；需求方面，随着大量外来人员涌入北京，用水量也在随着增加，导致北京地表水流出量少于流入量，以及地下水逐年减少。为解决水资源短缺问题，北京市采取了大量行之有效的措施,农业用水、工业用水都有所下降。但就目前情况来看，节水空间已经非常有限。况且，人口扩张，工业、服务业等生产用水也会随之增加。同时，随着公众对生态环境要求提高，生态用水也应当得到足够保证。就目前形势，一旦北京遇上连续干旱，情况就很危急。
（二）城市化的发展对水资源循环利用的影响
具有稳定作用。绿色植物通过蒸腾作用提高大气湿度，增加降水，参与了生物圈的水循环。绿色植物通过根部从土壤中吸收水分，绝大部分水分又通过蒸腾作用散失了，促进了生物圈中水循环的进行。
绿色植物稳定了水循环。如果没有绿色植物，水循环仍然可以进行。海洋、湖泊等蒸发的水蒸气进入大气中，形成云，继而形成雨、雪，再回到海洋或陆地。但是，如果没有绿色植物，生物圈中的水循环会受到一定影响，如陆地的降雨会减少；降雨造成的地表径流会增多、加快等。
水循环的成因：
形成水循环的外因是太阳辐射和重力作用，其为水循环提供了水的物理状态变化和运动能量：形成水循环的内因是水在通常环境条件下气态、液态、固态三种形态容易相互转化的特性。
降水、蒸发和径流是水循环过程的三个最重要环节，这三个环节构成的水循环决定着全球的水量平衡，也决定着一个地区的水资源总量。
（来源：文章屋网 ）
一个国家，一座城市，能举办一届奥运会，那是多么了不起的事啊！当中国北京将要举办2008年奥运会的消息长了翅膀似的传遍中全国，全球各个角落时，我的心情是多么激动呀！我期待着2008——北京奥运会。
我关注奥运，但我更关注奥运会的准备情况，本届奥运会，北京以绿色奥运，取得主办权。伴随着各比馆的落成，奥运村的建成，有一个问题越来越让我担心，那就是用水问题。
奥运会的到来，来自世界各国运动员，观众都居住在北京。这么多人的生活用水，再加上运动场地的清洁，环境绿化……这是一个多么惊人的水量呀！我不禁为北京感到担忧，北京是一个严重缺水的城市，虽然这几年来通过移树，从外地引水等方法使这个问题得到缓解，但面对这么隆重的场面，这么多人居住在这么用水的压力还是很大的。为此，我设想了一个“水循环利用系统”。
2008年在北京，当运动员或观众用完厕所后，他们惊讶的发现厕所里的马桶一格。从外观上看，与大家平时使用完，差别就明显表现出来了。冲马桶先按1号大按纽，在按2号小马桶内的赃物冲洗干净，2号小按纽会流出一些干净的自来水，用量很少，正好将马桶内的二次用水冲入马桶出水口，使马桶有洁白如初。大家可能有凝问吧！马桶的储水器里怎么会有二次用水呢？其实这就是“水循环利用系统”的奥妙所在。
在厕所里装上“水循环利用系统”与普通的厕所是一样的，因为那些材料都隐藏在地板下面的。洗脸，沐浴……的水都从浴房中的入水口流到地下的储水箱里保存。而当马桶的储书箱的水用完时水位上升它下方的抽水机便会自动被启动，从地下的储水齐抽水到上方。当水到一定量时，水位下升，储水箱里的浮标就将抽水机的开关拔动，这下，抽水机便停止了正作。
在地下储水处的顶端有一个“排水口”当地下储水箱的水量太多，它便会自己从排水口中排出去。而当地下储水器已经没有水了，已免干烧，抽动机工作后，若两秒钟抽不到水，由于刚才被抽空的空气，自来水馆的压力遍把自来水压出，让抽水机抽入。
这种“水循环利用系统”，我们在厕所里是看不见的，楼下的住户也不用担心，因为每家厕所上方都安着吊顶，所以你们也是看不见得见的当二次用水从管道流入地下储水器，要经过一个摔洗处，把水中所含的物质通同阻拦住，并简单地给水消一下毒。
使用这套“水循环利用系统”节约水很多，如果一个人一天的浴室用水为50公斤，冲马桶便占%50，利用了这套“水循环利用系统”，一个人一天能节约25公斤，10个人250公斤，100个人、1000、个人10000、个人……这将多大的数目呀！
这种“水循环利用系统”只要改变一下，在其它地方，如，运动场清洁，环境绿化……上都能用得着的。
这就是“水循环利用系统”，祝2008奥运会圆满成功。
关键词：真空；冷凝；过滤；节能减排
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）35-8128-02
Key words： vacuum； condensation； filtration； energy conservation
1 真空回潮机简介
1.1结构
如图1所示，真空回潮机由回潮箱1、真空系统（由4、6、8、9及相关管道、仪表、执行器件组成）、加潮系统Ⅰ、液压系统、冷却水循环系统（由2、5、7、10、11、12、13、14等组成）、气动系统、单机电控系统等组成。
1.2原理
真空回潮机是利用真空泵抽吸回潮箱内的空气，使箱内达到预定的真空度，然后由加潮系统将水蒸气和水混合后以低压湿蒸汽的形式输入箱内，被烟叶吸收而回软。
冷却水循环系统在此过程起的作用是：由位于多个真空泵之间的冷凝器将蒸汽冷凝，得到更高的真空度，且减少蒸汽使用量。
其工作流程如下：
2 设备现状及存在问题
真空回潮机在使用一段时间后，出现
1）真空度不稳定甚至达不到真空度要求；2）物料出口水分偏小；
以上现象存在并有差距逐渐拉大的趋势。这样，不利于真空回潮机工艺任务的实现。
3 原因分析
造成真空度不稳定甚至达不到真空度要求，物料出口水分偏小的原因，推断有以下几点：
1）蒸汽压力偏低及压力波动，蒸汽含水量过多：蒸汽压力偏低及压力波动对真空泵的能力有较大影响，因此蒸汽压力不应低于要求的工作压力；而压力波动会引起真空泵性能不稳定。蒸气含水量过大将导致各流量下真空度的波动，造成泵的工作不稳定。
2）蒸汽喷射泵喷嘴磨损或堵塞：蒸汽喷嘴的磨损或堵塞将影响抽真空效果。
3）真空箱体门密封圈密封不好、气动阀不到位、管路连接处或阀类器件损坏而造成的微小泄漏；
以上因素引起的泄露将直接影响到抽真空过程。
4）冷却水水质较差，影响热交换性能，使蒸汽难于冷凝，从而影响真空度；
5）冷却水供水量不足或温度太高：进入冷凝器的冷却水量不足，会使冷凝器中排气温度上升，从而使未冷凝的蒸汽量增多，使下一级蒸汽喷射泵被抽的混合物量增加，导致其吸入压强上升，真空泵能力下降。并且冷却水水温越高，耗用的蒸汽量越多。
4 现象排查
1）对于原因分析中的1：检查气源压力表示数大于0.8Mpa，且示数稳定，未有压力波动；真空回潮入口蒸汽管路疏水良好，是干度较高的工作蒸汽。
2）对于2：检查喷嘴，未出现磨损或堵塞现象。
3）对于3：结果为箱体密封和管路无泄漏、各阀类器件均正常。
4）对于4：将冷凝水循环系统内的冷凝水放干净，人工清理循环水池，重新注入纯净的软化水。经过试机，真空度仍然上不去。
5）对于5：在对进水管道阀类器件法兰端拆卸后，发现存在锈皮、焊渣等杂物。而清理干净后，真空度达到要求，且物料出口水分正常。
因此，判断出，管道堵塞，冷凝水水量不足是造成真空度不达标、蒸汽量消耗增多的原因。
为防止此类问题再次发生，需对冷却水循环系统进行改造。
5 改进措施及方案优点
5.1改进措施
5.2方案优点
1）进水管道加装过滤器，用来消除冷却水中的杂质，使进入冷凝器中冷却水量充足，降低冷凝器的排气温度，减少未冷凝的蒸汽量，实现真空度要求。并在过滤器下方加装蝶阀，便于拆卸清理滤筒。
2）增加自循环水系统，并附加温度检测仪。自循环水系统即：水池循环水系统。当温度超过32°以上，水池循环水系统的水泵自动开启，进入自循环，便于循环水热量能够排出。
3）水箱底部开排污口。定期打开水箱底部排污阀排除水箱底部污垢，便于水箱水泵的正常工作。同时，对水箱进行清洗，保证水质清洁。
6 效果与总结
经过实地改进，并跟踪检测，此项改造取得了良好效果，具体体现在：
冷却水供量充足，冷凝器不再发热，真空度稳定且达到要求；蒸汽的渗透性和烟叶的吸湿性增强，回潮速度快且效果好，保证了工艺质量；如表1所示。
表1
[＼&改造前（平均）＼&改造后（平均）＼&最低真空度＼&0.67Kpa＼&0.49Kpa＼&冷却水进水最高温度＼&33.7°＼&31.1°＼&出口水分＼&12.24%＼&13.66%＼&]
2）冷却水温度降低，使真空泵负荷降低，减少了抽真空所耗用的蒸汽量，一定程度上降低了能耗，为企业的节能减排做出了贡献。
参考文献：
[1] 徐灏.新编机械设计师手册[M].北京：机械工业出版社，1995：368.
[2] 电机工程手册编委委员会.机械工程手册[M].北京：机械工业出版社，1982.
【关键词】循泵；振动超标；漏油；气囊破损；出力不足；结构设计
0 概述
循泵是循环水系统的主要能动设备，其功能是将冷却介质海水增压后输送到凝汽器中及海水升压系统热交换器中。循环水系统是核电站的最终冷源。
循泵的型号为CVP20-20.8，由混凝土蜗壳泵、6千伏大型三相鼠笼式异步电机、行星式减速齿轮箱、系统、辅助设备管道及阀门仪表组成。泵组的叶轮、主轴、导向滑动轴承、泵盖、齿轮箱等部件设计为可以直接从泵组上方移出的结构[1]。
电机包括定子、转子、上轴承、下轴承、空-水冷却器（左右各一）、总进水管路和出水管路、接线盒（主接线盒、中性点CT接线盒）等主要部件[2]。
齿轮箱采用NGW 结构，功率三分流人字齿行星一级传动，主要由输入花键套、行星包、组合轴承、底座、输出法兰、电动辅助油泵、机带油泵等零部件组成。动力由立式电机通过输入花键套，经过行星级减速后将动力传到输出法兰上，驱动循环冷却水泵工作，实现其抽水功能。该齿轮箱传动系统总体结构紧凑、简单，是满足核电高可靠性要求理想的传动结构形式[3]。
1 调试期间若干缺陷及处理方案
1.1 电机振动超标
电机首次空载试车，驱动端轴承出线盒方向振动值达0.055mm，超出设计要求值0.045mm。对电机轴瓦气隙和油隙进行检查，均在合格范围内，同时轴瓦温度符合设计要求，排除轴瓦间隙不合格导致电机振动超标因素。
通过频谱分析仪的固有频率检测，电机出线盒方向固有频率为20Hz，电机冷却器方向固有频率为24Hz。相较电机转子的1倍频旋转频率16.7Hz，电机出线盒方向固有频率没有超过电机转子的1倍频旋转频率25%，完全可以依据国标GB/T6075.3-2001判断电机出线盒方向为柔性支撑，电机冷却器方向为刚性支撑，所以表现出在相同的激振力的作用下电机出线盒方向、冷却器方向的振动数据有较大的差别（出线盒方向/冷却器方向：0.055mm/0.028mm）。通过频谱分析仪显示电机转子的残余不平衡力较小，不能排除现场支撑系统等外部因素对电机的影响。由于电机水泥基础强度和固有频率测量较困难，无法得到精准的数据。因此，可以通过在线动平衡调整，进一步减少电机转子残余不平衡力，从而降低激振力。
在线动平衡调整，需要吊开电机一侧的水冷却器，对冷却水管的进、出口用盲板进行封堵，保证电机的上机架和另一侧的水冷却器可以正常工作。在电机停止状态，在电机转子部分粘贴反光贴片。启动电机后对电机在空载状态进行频谱参数采集，并记录所测振动数据。运行30min后，让电机停止运行，根据振动数据在电机转子预加300～500g平衡块。重新启动电机，对预加上平衡块的电机进行频谱参数采集。通过原始的频谱参数与预加过平衡块的参数进行计算，算出待加平衡块的重量和角度。根据算出平衡块的重量和角度，重新调整电机转子所加平衡块。重新启动电机，对在电机转子增加经计算后添加的平衡块机组进行频谱参数采集和振动检测，振动数据合格，即完成动平衡调整。若振动数据不合格，再次对比两者参数，调整平衡块重量和角度，直到振动数据合格为止。
通过3次在线动平衡调整，电机出线盒方向振动值降至0.041mm，在合格范围内。
1.2 电机下轴承箱漏油
海水循环泵电机1CRF002MO自首次带载运行以来，一直存在下轴承箱漏油的缺陷，平均一周漏油量约10L，轴承室共含油量约140L。对漏油点进行检查，发现油沿着电机输出轴渗出。通过内窥镜检查下轴承箱挡油筒密封环，发现其存在较大缝隙。循泵电机下轴承箱内部为正压，挡油筒密封环损坏的情况下，内部的油汽会从滑转子与挡油筒间隙溢出，并沿着挡油筒和泵轴的间隙流出。
将电机整体吊出解体，发现挡油筒密封环确实已经损坏，更换新密封环后，将电机回装，重新试车，未再发现漏油情况。
1.3 停机密封气囊破损
停机密封气囊是停泵时，在维护工作期间，用于密封循环水泵。它由三个密封环和两个气囊密封（橡胶材料）组成。在调试期间，经常发生气囊破损，导致停机密封不可用。由于循泵是盘根密封，在停机密封不可用的情况下，海水会一直外溢，严重威胁设备和机组的安全。
经过分析研究，气囊承压试验最大压力为7公斤，但是现场的供气系统压力达到10公斤，解体时，气囊表面存在多处破口。同时，该气囊通过胶水对粘成环抱住泵轴，压力过大时，粘接处容易脱落。
针对以上情况，现场实施技改，在供气系统上游增加减压阀，同时更换气囊型号，采用承插形式，无需胶水，气囊供气后，承插部分由于膨胀自动抱死。现场改进后，气囊再无发生破损，使用情况良好。
1.4 油泵出力不足
当循泵齿轮箱机械供油泵出力不足，供油压力低于0.13MPa，会触发保护信号，当压力继续下降，会引起循泵跳机。循泵调试期间就发生过，油泵出力不足，导致循泵跳机的情况。
通过调查分析，当时启动条件均正常，唯独油水冷却器缺少冷源，导致油温较高，已达到60℃，平时正常运行的油温不超过45℃。油泵为齿轮泵，它的压力最终是要用扬程来体现，理论上只要齿轮油泵的零件强度和驱动设备能量足够，输液就可达到任意高度。但是，由于齿轮和泵体之间具有一定的间隙（泵体内侧面间隙为0.04-0.1mm，径向间隙为0.1-0.15mm）所以扬程提高到一定程度时，就会产生液体倒流现场，扬程就降低了，也就是压力降了。同样，当油温升高，运行粘度降低，流动性增大，液体倒流量增大，压力无法建立。
基于齿轮油泵的特点，现场通过恢复冷源，将油温降至室温34℃后，从新启动，油泵压力正常建立。
2 总结
循泵作为核电厂的最终冷源的能动设备，且没有备用泵，因此它对核电站的安全稳定运行起到至关重要的作用。目前国内大多数核电站的循泵均是采用这种混凝土蜗壳混流泵，因此调试期间暴露出的缺陷，存在一定的共性。
本主就是要结合调试期间的这些缺陷处理情况，为同类型循泵缺陷处理提供相关经验反馈，同时也为设备日后安全可靠运行提供技术保障。
【参考文献】
[1]上海阿波罗机械股份有限公司.海水循环泵水泵主要部件安装手册[S].2012-10-08，A版.
[2]上海阿波罗机械股份有限公司.配套电机安装运行维护手册[S].2012-01-05，A版.
【关键词】水循环处理；园林景观；融合；净化；思路
0、引言
在城市生态系统中，园林景观水体是其重要的组成部分，但是随着当前工业化进程的加快，景观水体的污染也越来越重，如何有效对受污染的水体进行有效处理，显得非常有必要。当前，采用的水体净化处理方法也较多，但是传统处理方法逐渐凸显其弊端，而本文中就提出了将水循环处理与园林景观有效融合的思路，不仅可以对受污染的水体进行有效处理，而且可以增加景观效果，从而最终获得一定的生态环境效益和社会效益，值得在实践应用中进行推广。
1、当前城市园林景观水体的污染现状
随着我国工业发展的迅速，很多城市水体都遭受了不同程度的污染，不仅使其美学价值被降低，而且也削弱了旅游观光的功能，获得不了应有的社会与环境效益。目前，城市中的水体由于流速较缓，使得其逐渐发生了富营养化的严重污染，甚至有些城市水体已经达到了超营养化的程度。而且，这种严重的趋势的已经在我国很多城市中已经发生，甚至有蔓延的趋势。
除了城市中的大型水体存在着富营养化问题以外，其他一些小型的园林景观，由于其水体的流动性更差，兼有水容量小、自净能力差、污染源广以及水域面积小等突出的问题，使得其更容易受到污染和破坏。目前，景观水体除了少数作为生活污水直接排放的收纳水体遭受到严重的污染外，绝大多数景观水体的水质相对于生活污水，农田排放废水等而言污染物浓度低下，属于微污染水体或者轻度污染水体，因此，应该给予充分的关注和重视，并采取有效治理和管理工作。
在对城市园林景观的水体进行处理之前，有必要对城市景观水体中存在的主要污染源进行了解。一般来说，城市水体的污染源主要有点源污染与非点源污染两种。对于点源污染源来说，主要有城市工业废水、生活污水、污水处理厂出水以及垃圾渗滤液等等，而非点源污染主要包括城市径流和城市上游农业区产生的农业径流。目前，对于非点源污染来说，由于污染的负荷很高，控制难度很大，受到越来越多的重视。
2、水循环处理与园林景观的融合思路
本文针对某园林景观传统的撒药、过滤等污水处理方法存在的弊端，利用微生物的降解、植物的化学作用以及填料的物理作用，使污水得到深度净化，实现水资源的循环利用，而且，水处理过程不存在异味，冬季低温不影响水处理效果。其处理的原理示意图如下所示：
图1 水循环处理系统与园林景观的融合思路示意图
对于该人工湿地来说，首先人工湿地中需要进行原水补给，原水补给的来源主要为雨水或者周边建筑的施工降水，在补给之前，需要对原水的水质进行监测，如果发现水体需要进行净化处理，就使用水泵将需要处理的原水抽送至园林景观的水循环处理系统之中。在原水进入到和水循环体系深入融合的园林景观之中，首先会在跌水曝气池进行加氧的处理，之后分别流经一级生物池、一级碎石床、二级生物池、二级碎石床进行过滤、除磷氮，最后经地下管道流回景观湖之中。
经过该水循环处理系统处理的原水，可以有多方面的应用，一方面用于城市园林景观中的水景用水和灌溉，另一方面还可以有效达到改善区域气候、改善局部生态环境的效果，值得在实践中进行推广。
3、该园林景观的水质净化原理
通过上文中本文采用的水循环与园林景观的融合思路可以看出，其对水质的净化主要将生物、物理和化学三重协调作用进行了有效的发挥。在该过程中，有效运用了吸收、过滤、植物吸收、微生物降解以及过滤等多种水处理方式，在其综合作用下，受到污染的水得到了有效的净化，而且水中的污染物也得到了高效分解。水质净化系统不仅能去除有机物，而且能脱氮除磷、去除重金属，能够达到非常好的处理效果。
跌水曝气池、除锈滤池主要用于对污染的水体之中的铁离子的除锈。一般情况下，污水中的污染物主要可以分为三类，第1类污染物为悬浮物、第2类污染物为有机污染物、第3类污染物为无机盐氮和磷。对于第1类污染物中悬浮物的处理主要采用被吸附和沉淀的作用，在该系统中，植物碎石床为主的综合生态处理工艺可以取得良好的效果，其去除率一般情况下可以达到九成以上。而针对第2类污染物之中的有机物污染物，主要采用高等水植物塘植物的根系和植物碎石床中的植物根系、碎石面上的生物膜，通过先吸附、后生物降解的方法进行有效消除。最后，针对第3类污染物为无机盐氮和磷的消除中，前者主要通过植物的吸收、微生物积累以及碎石床等的协调作用进行完成。而对于后者的消除，一部分是被植物根系进行有效吸收，而另一部分则是在厌氧的条件下通过反硝化菌的作用从系统中逸出。
4、水循环处理与园林景观的相辅相成
园林景观本身就是城市中一道亮丽的风景线，将水循环处理与其有效融合可以达到很好的效果，二者相辅相成，缺一不可。一方面水循环处理系统需要满足城市园林景观的水体处理要求，另一方面本文中采用的水循环处理体系还能满足园林自身的景观要求。因此，在实际中，要对二者的因素进行深入考虑。总体来说，以绿化为底，将水循环系统分布其中。
在完善的水循环处理与园林景观深入融合中，必将在满足水处理要求的基础上，创造出美轮美奂的生态和景观效果，比如，种植多种水生园林植物，丰富园林中的景观的多样性，同时还可以对园林的生态平衡起到重要作用。中层沉淀池内主要种植芦苇、香蒲等水生植物，郁郁葱葱、风生水起；外层合理种植各种园林植物，景观效果突出。水系为整个园林景观的贯穿主线，从而制造出优美的园林景观画面，令人流连忘返。
5、结束语
综上所述，水资源关系到我国的国计民生，是人类赖以生存的物质基础，没有水，就没有生命。本文基于当前城市景观水体的严重污染状况，提出了一种基于将水循环处理与园林景观进行深入融合的思路，经过实践应用，取得了良好的生态和环境效益。笔者相信，随着未来我国在水循环处理技术方面的进步，城市景观水体的处理质量一定可以上得新的水平。
参考文献：
[1]李明媚. 微生态滤床在雨水利用暨景观水处理中的应用研究[J]. 工程建设与设计，2015，06：141-143+146.
[2]李建平. 硫酸铁与聚合氯化铝处理城市景观水的比较实验研究[J]. 环境科学与管理，2015，02：84-88.
[3]徐敏. 某高级住宅小区景观水处理分析[J]. 电子制作，2014，07：99-102.
[4]袁煦. 城市大型景观水体补水水质目标与处理工艺选择[J]. 中国给水排水，2014，06：14-16.
[5]郭超. 加载混凝法处理受污染景观水的试验研究[D].河北工业大学，2014.
关键词：超超临界机组；炉水循环泵；机组启动
中图分类号：U664.111文献标识码：A 文章编号：
1．机组概况
广东平海发电厂有限公司一期工程1号、2号机组为国产1000MW超超临界压力燃煤发电机组，主要是带基本负荷运行，同时具有一定的调峰能力，热力系统为单元制系统，循环冷却水取自海水，为开式循环，三大主设备由上海电气集团公司制造,容量及参数相互匹配。
锅炉型号为SG-3093/27.46-M533，型式为∏型布置、单炉膛、一次中间再热、尾部双烟道结构、八角双切圆燃烧方式、平衡通风、机械干式排渣、全钢构架、全悬吊结构露天布置、采用带BCP泵的内置式启动分离系统、三分仓回转式空气预热器、采用正压冷一次风机直吹式制粉系统、超超临界参数变压直流锅炉。
汽轮机型号为N1000-26.25/600/600（TC4F），型式：超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、凝汽式汽轮机、采用八级回热抽汽。机组设置一套55%容量的高压和55%容量低压两级串联汽轮机旁路系统。
2．锅炉启动系统简介
锅炉启动系统采用带BCP泵的内置式启动系统。锅炉炉前沿宽度方向垂直布置4 只外径为Φ711mm 的汽水分离器，其进出口分别与水冷壁和顶棚过热器相连接。每个分离器筒身上切向布置8 根不同径的进出口管接头、顶部布置有2 根径为Φ187.2mm 至顶棚过热器的管接头、中部布置有6 根管接头，与水冷系统出口的管道相连，下部布置有一个径为Φ241.6mm 疏水管接头，与储水箱相连。当机组启动，锅炉负荷低于最低直流负荷30%BMCR 时，蒸发受热面出口的介质流经分离器进行汽水分离，蒸汽通过分离器上部管接头进入顶棚过热器，而水则通过两根外径为Φ356mm 疏水管道引至储水箱并汇合至一个连接球体，连接球体下方设有两根管道分别通至BCP泵的入口和大气扩容器。
在炉水循环中，由分离器分离出来的水往下流到锅炉BCP泵的入口，通过BCP泵提高压力来克服系统的流动阻力和省煤器最小流量控制阀的压降。水冷壁的最小流量是通过省煤器最小流量控制阀来实现控制的。从控制阀出来的水通过省煤器，再进入炉膛水冷壁，在启动时不合格的疏水及汽水膨胀阶段部分疏水被引入大气扩容器中，减压后产生的蒸汽通过管道在炉顶上方排向大气，水进入下部的集水箱。
在启动系统管道进入大气扩容器前布置有2 只液动调节阀，称为高水位调节阀（HWL），当分离器储水箱中的水质不合格或分离器储水箱水位过高时，通过该阀将分离器储水箱中大量的疏水排入大气扩容器。
在启动系统设计中，最低直流负荷的流量是根据炉膛水冷壁足够被冷却所需要的量来确定的。即使当一次通过的蒸汽量小于此数值时，炉膛水冷壁的质量流速也不能低于此数值。炉水再循环提供了锅炉启动和低负荷时所需的最小流量，选用的BCP泵能提供锅炉冷态和热态启动时所需的体积流量。在启动过程中，并不需要像简单疏水系统那样往大气扩容器进行连续的排水，BCP泵提供了足够的压头来建立冷态和热态启动时循环所需的最小流量。
在炉水循环泵未到货的情况下，我们只能尝试无炉水循环泵启机。
3．无炉水循环泵开机可行性分析
本工程配置两个3000t的除盐水箱，单台机一个1000t的凝补水箱，化学制水能力为220t/h,锅炉启动最小安全流量为800t/h，可见不是吹管情况下补水还是足够的。
炉水循环泵最大限度的回收了启动时的工质及其热量，由于它提高了省煤器入口温度而使产汽量大增，从而有效降低汽温缩短启动时间。如果保证水冷壁的最小安全流量并且通过各种手段能控制主再热汽温不超限，那么无炉水循环泵启机是可行的。
4．控制策略
a)点火后通过电泵勺管和上水旁路调阀建立给水流量830t/h，HWL阀投自动设定储水箱水位7m，多余水通过HWL阀排至大气扩容器。为了避免启动初期过多工质和热量浪费，应在热态冲洗合格后尽早回收工质，启动疏水泵将水打至凝汽器，不足的是这部分能量中很大一部分被循环水带走了。由于储水罐的水经过HWL阀降压后进入大气扩容器，大气扩容器与大气相通，压力与大气压几乎相同，如果将这部分95℃左右的疏水打至除氧器，不仅不会汽化给除氧器及给水泵造成危险，而且还能比打到凝汽器回收更多的热量，提高给水温度，产汽更多。
b)在转直流前，尽量维持安全的最低给水流量，提高产汽量。
c)控制燃料增加速率不得过快，防止汽温上涨过快难以控制。
d)不影响辅汽压力的情况下最大可能的增加除氧器进汽量以增加给水温度。e)当蒸汽流量达到300t/h后适当开启减温水配合高低旁调节汽温,注意减温水用量和压力变化，防止过热器进水。
f)调节二次风配风，A磨的周界风和辅助风适当开小点，以使火焰中心不致过高，远离A磨的二次风门，如CCOFA,SOFA可以开大点，可以带走多的热量使过热器高温再热器等管屏冷却。
g)尽量提高磨出口温度，使煤粉尽早燃烧。
h)设定高旁后的蒸汽温度靠近低值280℃（1.5MPa对应的饱和温度仅为198℃），以降低再热器入口温度，防止再热汽超温。
i)可以适当降低冲转压力，规程要求的是8.5MPa,如果温度不好控制选择在5~6MPa左右就冲转也可以。
j)升温升压过程连续进行，不要停留过久，以免温升相对于压升过快。
k)高低旁开度和燃烧率的调整都会导致主汽压力变化，压力上涨的同时，给水流量会因阻力变大自动减少，应注意调节以免触发最小流量保护。
l)注意电泵出力，电泵额定流量1007t/h，电流670A
5．结论
无炉水循环泵开机存在一定安全风险，浪费工质和热量，延长了启机所需时间，无论如何都是不经济的，经过实践证实，本厂1000MW机组无炉水循环泵启机可以实现。相对于炉水循环泵的高成本，如果带基本负荷的机组启停次数少可以考虑建设无炉水循环泵的机组，工质回收方面增加一路从大气扩容器回收至除氧器，总体经济性更高。
参考文献：
[1]SG-3093/27.46-M533锅炉安装说明书编 制：洪斐2009.10.26.
[2]超超临界锅炉调节控制系统的基本技术要求编 制：张文杰2009.11.17.
[3]SG-3093/27.46-M533烟风道说明书 编 制：邹定宏2009.10.21.
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
水资源循环经济的利用尺度
水资源循环经济的利用尺度有3种:小循环、中循环和大循环(或称微观层面、中观层面和宏观层面)［10］。
1小循环
小循环也即微观层面，一是指在企业内部，按照清洁生产的理念，采用新工艺和新技术，将单位产品的水资源消耗量和污水排放量限定在先进标准许可的范围之内，尽可能做到零排放或无害排放，如火电厂冷却用水经过降温后再次循环使用，造纸、煤化工废水经过深度处理后的循环使用;二是在家庭生活用水和洗浴用水等方面，使用节水器具，尽可能做到一水多用，如洗菜之水用于浇花，洗衣之水用于冲厕等，降低耗用水量。
2中循环
中循环也即中观层面，主要是指在同一区域的工业生态园区内，不同企业或产业间的水资源再生循环利用，降低耗用水量和污水排放量。如利用技术手段开展水资源梯级循环利用，把上游企业产生的废水转化为下游企业的用水，或把一种产业的废水变为另一种产业的用水，实现水资源在不同企业之间或不同产业之间的充分利用，建立工业生态园区内以二次水资源的再利用和再循环为重要组成部分的循环经济产业体系。
3大循环
大循环也即宏观层面，是以整个社会的水资源循环利用为着眼点，构筑包括生产、生活领域的整个社会的节约用水、高效用水，尽可能做到水资源利用的低消耗和废水排放的低污染，从而实现水资源经济效益、社会效益和生态效益的最大化。如工业和城镇生活等废水经过处理后可作为灌溉或生态环境用水;采用技术和管理手段节约的灌溉用水可用作工业和生活用水;丰水期的水量可留蓄到枯水期使用;某一区域的多余水资源可以调配到其他水资源匮乏地区使用。中循环包含小循环，大循环包含中循环和小循环。水资源循环经济是3种尺度(3个层面)水资源利用的有机结合和集成，此为水资源可持续利用、生态环境可持续发展的前提和基础。
水资源循环经济的利用模式
1废污水资源化
2010年，全国城镇供水总量为713．9亿m3［11］，废污水排放总量为617．3亿t［12］，废污水排放量约占城市供水量的85%左右，但废污水处理率仅为76．9%［13］，与发达国家(如美国、瑞士、荷兰等)的90%相比，还有一定的差距。这些废污水具有稳定的来源，也有稳定的再利用市场，如按不同标准处理后的中水可代替新水用于道路清洁、生态环境、基建施工、设备冷却、农业灌溉、工业用水及其他可接受其水质标准的用水。因此，废污水是城市潜在的第二大水源，必须循环利用。
2雨水资源化
雨水资源化是人类将大气降水高效利用的一种途径。这种途径在水资源短缺的干旱地区尤为重要，它对解决人畜饮水和农业灌溉以及城市生态环境建设起着重要的作用。在农业利用方面，一般采取就地拦蓄入渗、覆盖抑制蒸发和雨水富集叠加等方式;在城市雨水收集方面，一般采取屋顶雨水集流、地面雨水集流、路面雨水集流和岩石雨水集流等方式［1］。
3海水淡化
海水淡化是利用海水脱盐技术生产淡水，是水资源利用的开源增量技术之一，多用于沿海(岛屿)居民饮用水和工业锅炉补水。目前常用的海水淡化方法有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法和反渗透法。目前，全球海水淡化量约3500万m3/d，其中80%作为饮用水;我国已建海水淡化规模达80万m3/d，其中河北曹妃甸5万m3/d的反渗透海水淡化工程为国内最大。目前，海水淡化成本还比较高，长期饮用对身体健康可能还有一定的影响，且对生态环境也存在不利的影响，故今后应在这些方面作进一步的研究，使其成为我国沿海(岛屿)地区解决缺水问题的重要选择之一。
4节约用水
2010年，全国农业用水消耗量2342.0亿m3，约占全国用水消耗总量3182．2亿m3的73．6%［14］;2011年，全国农业灌溉用水有效利用系数为0．51，与发达国家的0．70～0．80相比，差距很大，可见我国农业灌溉方面节水潜力相当可观。2010年，我国万元工业增加值用水量105m3［13］，是发达国家的2倍多，亦仍具有一定的节水空间。生活用水方面，通过提高人们的节水意识、更换改造老化的给水管网和用水器具等各种软硬件措施，减低生活用水的人为浪费和漏水损失，充分挖掘节水的潜力。
5清洁生产
清洁生产是指将综合预防的生态环境保护策略持续应用于水资源开发和利用中，以期减少对人类、生态和环境的风险。其本质就是废污水减量化，降低污染物排放，减少用水量，其途径就是重复用水、循环用水，提高水资源的利用率。2010年，全国工业用水重复利用率约为60%，与世界先进水平的90%～95%相比，还有不少的差距。据文献［15］，到2015年，全国万元工业增加值用水量比2010年下降30%以上，这意味着传统工业生产必须改进工艺和流程，加强重复用水和循环用水力度，提高工业用水重复利用率和水资源利用效率，做到清洁生产，大力降低废污水排放量。
在循环水养殖系统中，养殖尾水循环渠主要是养殖废水的排放和初步净化部分。本研究通过在蓝藻爆发时，检测室外养殖尾水循环渠的底泥中MCs含量（微囊藻毒素-RR，简称MC-RR;微囊藻毒素-LR，简称MC-LR）的变化，并分析其与关键水化指标间相关关系，为以后采取有效的防控与治理措施提供理论基础。
1 材料和方法
1.1 试验设计
试验于天津市水产研究所淡水实验站开展，选择常年爆发蓝藻的淡水鱼类养殖尾水循环渠，在循环渠中等距离设置3个采样点，每2个采样点之间间隔4 m。检测指标有总氮（TN）、总磷（TP）、有机耗氧量（COD） 3个水化指标，以及底泥中的MC-RR和MC-LR含量，二者之和即为MCs含量。
试验于2018年8月12—22日蓝藻爆发盛期进行，每2 d进行1次采样，每次采样水体和底泥各设3个重复。
1.2 水化指标的测定
水化指标TN采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定[12]，TP采用钼酸铵分光光度法（GB/T 11893-1989）测定，COD的检测采用碱式高锰酸钾法测定。
1.3 微囊藻毒素的测定
1.3.1 试剂与仪器 试验用水为超纯水;甲醇为色谱纯;三氟乙酸为分析纯;MC-RR、MC-LR标准品为白色粉末，纯度≥95%;检测分析仪器为安捷伦1260 Infinity II液相色谱系统。
1.3.2 毒素标准曲线的制作 标准品母液的制备参照国标法水中微囊藻毒素的测定[13]。取适量母液加纯水稀释成浓度梯度为0.5，1.0，2.0，3.0，4.0，5.0 μg·mL-1。使用高效液相色谱仪测定峰面积及确定每种毒素的出峰时间，测定条件为：色谱柱温为40 ℃，紫外可见光检测器波长为238 nm，流动相为0.05%三氟乙酸和60%色谱甲醇。绘制峰面积与毒素标品浓度的标准曲线（图1）。
1.3.3 底泥中毒素的测定 底泥中MCs的测定参照樊洁等[14]对沉积物中检测的方法。取0～10 cm区间的表层底泥混匀，-80 ℃反复冻融后冻干，取冻干底泥1 g于离心管中，用10 mL提取液，重复提取3次，合并3次提取所得的上清液，减压蒸发浓缩至0.5～1.0 mL，分两次加入6 mL水混匀取出。用预先活化好的小柱依次进行富集、淋洗、洗脱，将洗脱液减压浓缩后用甲醇溶液定容至1 mL，过膜存于棕色瓶中待HPLC检测。HPLC检测条件与毒素标曲条件相同。
1.3.4 毒素的回收率计算方法 回收率是评价毒素提取过程中的一个重要指标，其计算方法如下：
1.4 数据处理
数据采用平均值±标准误差的格式表示，用Microsoft Excel 2007制图。运用SPSS19.0中的Pearson 相关系数法进行相关分析。
2 结果与分析
2.1 水化指标的变化
由图2可以看出，蓝藻爆发水体中的TN含量随着采样日期呈短暂下降后逐渐上升的趋势，变化范围为0.26（8月12日）～0.66（8月22日） mg·L-1，平均值为0.53 mg·L-1;养殖水体中TP变化范围为0.23（8月18日）～0.60（8月22日）mg·L-1，平均值为0.47 mg·L-1;COD 含量范围为6.23（8月12日）～7.86（8月22日） mg·L-1，平均值为7.07 mg·L-1;氮磷比值（N/P）变化范围为0.49（8月14日）～2.59（8月18日）。
2.2 底泥中微囊藻毒素含量的变化
由图3可知，随着采样日期的变化，MC-RR含量呈上升趋势，MC-LR含量呈下降趋势，MCs含量呈现先升高后降低的趋势，三者变化范围依次为0.53～0.86，0.01～0.68，0.87～1.34 μg·g-1，平均值依次為0.69，0.39，1.08 μg·g-1;8月12—14日底泥中MC-LR的含量高于MC-RR的含量，8月16—22日则相反，MCs含量最高值出现在8月14日。
2.3 微囊藻毒素与水化指标的相关性分析
将MC-RR、MC-LR以及MCs分别与水化指标TP、TN、COD、N/P进行相关分析（表1）。结果显示，MCs与TN呈显著负相关（P0.05）。
3 结论与讨论
养殖水体中的养殖经济生物对水环境指标变化十分敏感，水环境指标急剧变化会使养殖生物免疫力降低，生长缓慢[15-16]。养殖过程中应及时检测水化指标变化并合理采取措施。据报道，促使蓝藻爆发的主要驱动因子有较高的氮、磷和COD含量[17-18]。Kong等[19]的研究指出水体中TN和TP含量分别超过0.50 mg·L-1和0.02 mg·L-1就有可能发生蓝藻水华。吴阿娜等[20]对淀山湖研究结果表明，蓝藻爆发期淀山湖水体中TP含量的变化范围0.06～1.04 mg·L-1，平均值0.20 mg·L-1;TN含量变化范围0.39～9.33 mg·L-1，平均含量2.42 mg·L-1。本试验与上述研究结果基本一致，蓝藻爆发期TN（0.53 mg·L-1）和TP（0.47 mg·L-1）含量均值亦分别超过了0.50 mg·L-1和0.02 mg·L-1，二者变化范围分别为0.26～0.66 mg·L-1， 0.23～0.60 mg·L-1。潘晓洁等[21]研究指出滇池蓝藻爆发时COD的平均含量为8.89 mg·L-1;杨希存等[22]对洋河水库的研究中指出蓝藻高发期洋河水库水体中COD含量为5.09 mg·L-1。本试验中COD含量范围介于上述两个研究之间，为6.23～7.86 mg·L-1，平均含量为7.07 mg·L-1。