水循环范文1

水的循环过程是地球上的水从地表蒸发，凝结成云，降水到径流，积累到土中或水域，再次蒸发，进行周而复始的循环过程。

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。

水循环还可以分为海陆间循环、陆上内循环和海上内循环三种形式。

（来源：文章屋网 ）

水循环范文2

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

随着城市的快速发展，居民的生活及工作环境在很大程度上得到了改善。但是随之出现的是城市大面积的天然植被和土壤被街道、工厂、住宅等建筑物所代替，使下面的不透水面积增大，从而减少了降水的渗入量。城市化形成了新的人工地貌，改变了自然区域的蒸发条件。在城市化条件下，蒸发的变化相当复杂。城市较大的受热量造成了蒸发能力提高，然而城市水文循环的短路化使城区可供蒸发的水量较少。城市化前，蒸发量占40%，地面径流量占10%，入渗地下水占50%；城市化后，蒸发量占25%，地面径流占30%，屋顶径流占13%，入渗地下水占32%。下垫面的变化已经在很大程度上改变了城市区域水循环途径，对涵养城市水源产生了不利影响。城市化的主要特点之一是城市人口、产业的集中和快速发展，从而城市化水平的提高导致了城市需水量的迅速增长，而水又作为运输媒介搬运工业和生活废物排入水环境，因此在某种程度上讲，如不能辩证地处理城市水资源开发、保护与城市发展的关系，城市化将会出现资源型缺水和污染型缺水并存。

（三）生活污水对城市水循环的影响

城市污水主要来源于工业废水与生活污水。传统的污水管理模式业已导致我国90％以上的城市水域遭到污染。目前，我国城市污水在以每年6.5％的速度增加，预计到2020年城市污水产生量将达到600亿吨以上。因此，必须加速我国城市污水管理模式的转变。工业废水资源化理念是对传统工业废水末端治理的革命，是工业废水治理的新方向；而城市生活污水的处理则可考虑变集中处理为分散处理，分散处理的主要场所可设在居民住宅的屋顶。通过在城市建立中水系统将生活、生产污水处理之后再次使用，从而节约大量的日常用水。经过处理的回用中水，可用于冲厕、浇灌花草树木、清洁道路、清洗车辆或基建施工、设备冷却、工业用水及其他可接受其水质标准的用水。污水资源化应是我国21世纪城市水循环经济发展的着眼点，目前需要大力研究污水处理技术和提高污水资源化的应用水平。所谓污水资源化，即将污水视为一种资源，通过各种处理技术，使其净化达到某种用水标准，从而实现大部分净化水的循环再利用，同时减少污水排放对环境造成的不良影响。在解决水资源短缺的对策中，应当将节水和污水资源化放到首位。通过节水，可以减少不必要的浪费，通过实施污水资源化，实现水资源的重复利用，从而缓解水资源紧张问题。污水资源化是解决我国水资源短缺的必由之路。三、实现城市的良性水循环

（一）改善城市下垫面状况，涵养水源

城市下垫面状况直接影响到降水的入渗及其对地下水的补给，增加城市下垫面的透水性，可以改善城市水自然循环的条件，涵养水源。对于城市来讲，应尽量减少不透水面积，降低污染，如在人行道和停车场等地应采用多孔地面和草皮砖充分利用降水，增加人类可用量来促使水形成良性循环。加强对科技投入的力度，加速科技产业化进程。科技进步对水资源的可持续利用起到关键性作用。政府部门应引导和鼓励企业对科技的投入，推进科技产业化进程。采用新型建筑材料，建设透水型人行道，增加雨水入渗量。采用各种雨水渗透设施间接利用，削减城市雨洪径流、减轻城市热岛效应和污染，主要通过透水地、渗透沟、渗透管、渗透槽、渗透池等加大对雨水的就地下渗量，让雨水回灌地下，减少水涝、海水倒灌和缓减地面沉降等城市问题。

（二）着力发展污水处理行业

水资源是自然界不可替代但可再生的资源，在人类开发利用水资源的同时，只要遵循其自然循环的规律，地球上有限的淡水资源就能够为人类重复地、永续地利用。因此，需对排入自然界的污水进行深度处理，将排污量控制在水环境纳污能力以内，以保证水资源能够持续地健康循环。我国需加大城市污水处理的深度及力度，保护水资源环境，为城市水健康循环创造客观条件。另一方面，经深度处理后的污水可根据用水户对水质的不同要求，进行重复利用。城市污水是城市稳定的淡水资源，污水的再生利用既减少了对新水的需求量，又减少了污水排放对水环境的污染，同时有利于污水处理产业的发展，它是城市水健康循环的有效措施。目前，我国城市污水的回用率还很低，西方发达国家已经有了许多成功的实例。据报道，美国自上世纪50年代起即开始着手这方面的工作，美国357个城市实现了污水回用，其中回用于农业占53%，回用于工业占40.5%。日本早在1962年就开始污水回用的实践，70年代东京、名古屋和大阪等城市就已将城市污水处理后回用于工业。国外在城市污水回用方面发展很快，美国2000年污水回用率高达72%，日本1995年污水回用率为77.2%

积极扶植城市污水处理

行业的发展，在现有的经济技术水平条件下，加大人力、物力在污水处理技术上的投入，控制水污染，这是发展水循环经济的基础。对城市污水处理行业的扶持，包括资金和技术的支持。政府要大力支持污水处理厂继续研发新的污水处理工艺，不断提高污水处理水平。同时，注意降低污水处理成本。政府也要给污水处理行业一些减免税的优惠政策，如较合理的低价格的电价，污水处理费要按照排出废水的水量和水质实行综合指标计费和收费等。

（三）扶持循环再利用水处理技术行业

由于市场对循环再利用水处理新技术的认可度较低，且新兴行业往往投资风险较大，人们是否接受循环再制水，都有一个认识过程。为了尽快实现水资源循环再利用，政府可以筹资建设示范工程，授权经营，在示范工程的运行过程中积累经验，检验新技术并用于宣传教育，提高对水资源的稀缺性、节水必要性、循环再利用等的认识，为培育循环水市场创造条件。同时，制定和完善有效的城市循环水开发和利用的优惠政策。如税收优惠、循环水项目的财政投入和补贴政策等，鼓励城市高层建筑、办公场所、社区内部、娱乐场所、运动场地及绿地浇灌等进行循环水利用以及工厂内部的循环水利用，有关部门还应出台明确的强制性政策推动循环水的利用。

（四）努力拓宽城市再生水的利用渠道

要大力推行城市清洁生产管理。清洁生产是指对产品和生产过程持续运用整体预防的环境保护战略，清洁生产是要引起全社会对工业产品生产及使用全过程对环境影响的关注，使污染物产生量、流失量和治理量达到最小，资源充分利用是一种积极、主动的态度。清洁生产具有巨大的节水潜力，近年来世界各国大力推广清洁生产，广泛循环利用经过处理的工业废水。目前，我国工业废水的重复利用率已经达到70％以上，但与世界先进水平(90％-95％)相比，还有不小的差距。根据我国目前的工业用水效率预计，到2020年我国工业的年用水量将由现在的1100亿m3增加到2000亿m3，用水量增加约1倍。因此，必须重视工业用水过程的研究，多角度地选择清洁生产模式，改进工艺和流程，进一步提高多次重复循环用水，提高用水的效率。

（五）建立健全与市场经济体制相适应的水价体制

依据水资源的价值，合理的水价应该从自然水价值、可供利用的水的价值和已利用过的水的价值等方面来决定。其中，自然水的价值决定水资源费、可供利用的水的价值决定供水成本，已利用过的水的价值决定污水处理费，这三者共同构成了能够反映水资源稀缺性的水价。水资源费体现水资源的稀缺性，它是为防止水资源的滥用而使水资源使用者付出代价的货币表现；供水价格是通过具体的或抽象的物化劳动把资源水变成产品水，进入市场成为商品水所花费的代价，包括建设工程费、管理运行费和其他费用的代价；污水处理费是指经使用水体排出用户范围后污染了他人和公共的水环境，为污染治理和水环境保护所需要的代价，也是为达到某种水质标准而付出的水环境经济补偿。应尽快通过市场机制形成合理水价，同时，根据水资源稀缺的供求情况，尽快制定出反映水资源供给和需求状况的价格政策，发挥价格机制对水资源配置的调节作用。

（六）加大宣传力度，提高节水意识

无论从水量的角度还是从水质的角度来说，水都是任何生态系统不可缺少的一部分，水量的减少和水质的下降都将对生态系统产生严重的负面影响。因此，必须加大宣传力度，使人们认识到水不仅具有经济价值，而且具有社会和环境价值，使广大公民树立正确的用水观念，掌握科学的用水知识，改变落后的用水习惯。在水资源的开发利用过程中必须考虑环境的需要，坚持开源、节流与治污并重，节流优先的原则，提高人们的节水意识。

水资源是社会经济发展不可替代的基础性、战略性资源，城市的发展必须有足够(水量与水质)的水资源作为支撑。在加快城市化进程的过程中，应遵循城市水循环的规律，完善管理体制，合理开发利用水资源，提高水的利用效率及效益，加大污水的深度处理及回用，真正做到城市水务一体化管理，使水资源的可再生性得以体现，建立起城市水健康循环，促进城市水资源的可持续利用，达到人与水的和谐发展，从而促进整个社会的和谐发展。

控制人口过度集聚增长，建设组群式城市结构，既能减少集中开采与需水压力，又能减少生活污水的排放量，从而减轻对水资源环境的过度开发和污染。在控制人口的同时，调整优化经济结构和产业布局，大力压缩耗水量大、污染重的产业，严格限制高耗水型工业项目的开发，强化源头和过程控制，推行清洁生产，提倡发展节水型产业。

参考文献

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水循环范文3

自从上世纪90年代初，滇池由于污染无法取水之后，昆明就一直缺水。治水从此成为每一届地方政府的一号任务。治水要钱，为找钱去发展城镇化和工业化则需要更大的治水投入。20年过去了，钱和水这对冤家相克相生，齐头并进，政府债务越堆越高，水缺口和污染规模也越来越大。

千万吨炼油及石化配套项目既是“钱水逻辑”演化的必然结果，也可能成为彻底压倒昆明治水死循环的“最后一根稻草”。

根据中石油的介绍，炼油项目的用水将主要取自当地政府专为项目修建的王家滩水库，水库设计容量超过年取水量，水库水量不足时则从滇池出水口螳螂川中取水净化使用。其中并没有包括配套炼化项目所需的耗水量，后者将大大超过前者。

轻描淡写的背后是残酷的周边“抢水”现实。王家滩水库的水来自红河上游的扒河，该河是相邻的玉溪市的主要灌溉和取水河流，原建有玉溪第二大水库大谷厂水库和三座水电站。玉溪是云南第三大城市，巨量调水将对扒河流域产生重大影响。

螳螂川近年水量已大幅缩减，从螳螂川大量取水意味着从滇池大量引水。由于干旱和上游河流污染，滇池的补水目前高度依赖城市污水处理的尾水。所以，从螳螂川取水的实质是先从外地调水入滇池。

近期来看，水源来自100多公里外专门兴建的牛栏江德泽水库。该引水工程已持续三年多，耗资超80亿元，今年9月将全线贯通，每年为滇池补水6亿方。牛栏江是金沙江的上游支流，是云南第二大城市曲靖市的重要水源，曲靖是重工业城市，也是重要农产区，自身耗水量巨大，近年因为珠江源头的污染屡次成为全国关注的焦点。根据两地约定，2030年之后，昆明必须把这一水源大部分归还给曲靖。

远期来看，昆明石化基地和未来城市发展的用水则押注在“滇中引水工程”上。该工程去年已通过水利部审批，正等待国家发改委批准。这个工程将从位于金沙江干流上游的德钦县奔子栏调水，经迪庆、丽江、大理、楚雄的崇山峻岭进入昆明，再分水到玉溪和红河。全程近900公里，投资约700亿元。

在生态脆弱的高原修建如此巨型工程是一个巨大的冒险，项目可行性一直存在争议。反对者认为项目将对长江本身造成巨大影响，对云南产生的价值却存在不确定性。由此形象地称之为“古有‘夜郎自大’，今有‘滇中引水’”。

事实上，这种到处找水引水的“类沙漠”生存状态已经持续了20多年。据《瞭望东方周刊》报道，1988年至1995年，昆明扩建加固松华坝。1996年起，昆明开始实施著名的“2258工程”，即用两年时间，2亿元投资，从昆明郊区每年调水5000万立方米，解决城区80万人饮水问题。1999年12月，投资近40亿元人民币的掌鸠河引水供水工程开工，该工程截流7个月后，2007年10月，围绕寻甸县清水海另一个40亿引水工程又开工了。2009年，投资额80亿的牛栏江引水入滇工程也紧急上马。每一次工程立项开工都火烧眉毛，走在城区断水的钢丝绳上。接连不断的大型工程不仅投入巨大，且加剧了周边地区的用水困难，水资源分配不公也让地区矛盾不断加重。

引水是进攻的一面，防守的一面就是滇池治污。引水花钱，治污则要烧钱。自1993年起治理滇池，至今已投入近300亿元，且投入速度不断加快。仅十一五期间，就投入170亿元，其中昆明市财政承担超过90亿。当地有官员表示，“每年昆明市对滇池的投入占其财政支出的30%左右。”2012年，昆明市地方公共财政预算收入完成378.4亿元，公共财政支出525亿。政府负债在2010年就达到725亿，目前远超千亿。

多年来，滇池治理都是举国关注的事件。为了治理滇池，当地使用过“养鱼”、“种水葫芦”等方法，均以失败告终。这种抓小放大的治理模式持续了多年，污染的源头一直未能阻断。至今，昆明的城区污水处理尾水依然主要排入滇池，这一状况要到明年才可能得到改变。前任市长称之为“300万人的潲水池”。由于上游污染、干旱和生态恶化，滇池的水量严重不足也是尾水继续排入滇池的另一个原因。

昆明是云南唯一一个特大型城市，GDP占全省三分之一，全省大型城市也只有曲靖。单中心的城市布局不仅带来了区域间的失衡，且与云南多山少平地的高原地理特征严重背离。曾有中科院专家到昆明考察，结论是昆明不适合作为省会城市。当然，云南也很难再找到另一个建立特大型城市的坝区了。

水循环范文4

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。

水循环范文5

关键词 循环水；污染；不停车清洗

中图分类号TM6 文献标识码A 文章编号 1674—6708（2012）76—0038—01

2012年5月东滩煤矿矿井消防用水玻璃（俗称泡花碱）Na2SiO3发生泄漏事故，进入矿井水水源。因我厂循环水系统采用矿井水水源作为系统补水，因此泄露水玻璃（俗称泡花碱）Na2SiO3进入循环水系统造成循环冷却水受到污染，水玻璃（俗称泡花碱）Na2SiO3在较短时间内与循环水中的钙镁离子生成硅酸钙、硅酸镁垢附着在循环水系统管道、换热设备、凉水塔、储水池壁上形成一层隔热膜，导致机组真空度、负荷迅速下降，由满负荷42MW左右（1#机组12MW、2#机组15MW、3#机组15MW）降至28MW左右（1#机组10.6MW、2#机组10MW、3#机组7.5MW），真空由86左右降至80左右（1#机组—0.080kPa、2#机组—0.081kPa、3#机组—0.083kPa），严重影响了生产的稳定运行。

由于处于用电高峰季节，生产任务繁重，为有效解决此问题，我厂进行了循环水不停车清洗。通过系统的化学清洗，清除附着在循环系统换热设备、输水管线设备表面的污染物质（泡花碱）、污垢、碳酸盐垢及锈蚀等产物，使设备表面洁净活化。再投加预膜剂能迅速在其上形成完整致密的保护膜，抵抗循环水腐蚀介质侵蚀，抑制运行初期金属的高腐蚀速率。

1 基本步骤

本次清洗根据药剂功能和加药顺序，可以分为四步。

1.1 清洗剥离

因循环系统长时间运行管网内污泥堆积、垢类附着、锈蚀产物及运行过程中所带入的油污、浮锈、泥沙等，将危及今后的生产设备的安全运行，因此应对系统进行清洗剥离，去除管网内、冷却塔上及设备表面的附着物。在清洗过程中，清洗剥离剂的投入量较日常的投入量要大，一般为3倍～5倍。另由于污垢被剥离落入水中，水中浊度、悬浮物增多，须配合使用分散剂使被清洗下的污垢不产生二次沉积。该药剂含有表面活性剂，会产生泡沫，运行中如泡沫过多时，可适当加入少量的消泡剂。

1.2 渗透溶融

由于循环系统所渗漏入的物质比较特殊不溶于一般的酸或碱中，因此在清洗剥离结束后，投加渗透浸润剂，使其在药剂组分的作用下深入到物质内部。并利用药剂的渗透溶胀和分散作用达到渗透、疏松和溶介目的。

1.3 有机清洗与预膜

在进一步清除系统设备表面的污染物后，直接在系统水池中投加具有清洗官能团与防腐官能团的药剂，即能达到清除污染物的目的又能在不同金属材质的设备表面形成致密的防腐膜。

预膜结束时取出监测试片观察：

试片表面附着一层彩色钝化膜。铜、碳钢试片都有微量的增重，充分说明试片上预上了一层氧化型的膜。

1.4 置换、排放

先将清洗液排至最低水位（维持安全生产所需的水位），重新注水至正常水位，再排放至最低水位。如此进行补排水置换。直至水质符合正常运行要求。

2 循环水系统结论

2.1 机组运行结果

1）机组发电负荷由28MW（1#机组10.6MW、2#机组10MW、3#机组7.5MW）上升至37 MW～39 MW（1#机组12.1MW、2#机组14.2MW、3#机组14.1MW），平均负荷上升了10MW以上；2）机组真空由—0.080左右（1#机组—0.080 MPa、2#机组—0.081 MPa、3#机组—0.083 MPa）上升至—0.086～—0.087 MPa（1#机组—0.084 MPa、2#机组—0.086 MPa、3#机组—0.085 MPa），平均真空上升了—0.006 MPa～—0.007MPa）；3）机组排汽温度由60℃左右（1#机组60℃、2#机组60℃、3#机组59℃）下降至55℃～56℃（1#机组55℃、2#机组55℃、3#机组56℃），平均排汽温度下降了4℃～5℃；

综上所述：机组生产恢复到理想状态，清洗预膜达到了预期目的。

2.2 污垢清除结果

1）循环水冷却塔填料和水泥柱、水泥墙表面污垢均基本清理完全，露出原来本色，说明凉水塔、循环水管道、换热器等凡水流到之处污垢产物均基本清洗完全，清洗达到了预期目的；2）清洗结束后凝汽器不锈钢管表面光滑干净，达到预期的目的。

3 不停车清洗的特点

1）不须使用大量补充水来进行置换排放，不影响后续效果；2）清洗液不须彻底快速排放干净，不会产生腐蚀隐患；3）在不停产状态下，对整个管网内进行清洗预膜，并可随时根据系统清洗实际情况进行调整，以达到清洗预膜的**效果。

4 效果

在保证了化水系统供水安全的情况下，我厂积极配合不停车清洗，控制好外排水水质，杜绝了二次污染；同时控制好凉水塔水位，保证了安全液位。

水循环范文6

关键词：水泥工业；协同处理；废弃物（垃圾）重组化；系统化技术

引言

在2005年第4期的《关注循环经济》一文中，本人对什么是循环经济、生活垃圾和工业垃圾、节能和冶金、石化行业及系统化技术和自动化技术几点作了初步的分析，回顾了1972年斯德哥尔摩联合国第一次人类环境会议、1987年联合国环境与发展委员会的《我们共同的未来》长篇报告、1992年里约热内卢联合国环境与发展大会、2005年2月“京都议定书”（控制全球温室效应）等国际活动，指出我国把可持续发展观作为基本国策等，并且对我国近年来的经济发展，特别是对资源的需求进行了分析，列出中国资源消耗占全球总消耗的比重，指出我们要节约资源、节约能源、实现资源再利用的迫切性；并列举了中央历届首长都提到要发展循环经济等等。目前循环经济已列入了“十一五”发展规划。

循环经济是一种新的经济增长方式：以资源的高效利用和循环利用为着力点，逐步遏制环境污染和生态恶化的趋势，实现全面建设小康社会的目标，具体有3R原则：Reduce（减量，资源消耗减量化）,Resure（再使用，资源再利用），Recycle（再循环，资源再生化），另外还提出了Remanufacture（再制造）和EPR（生产者责任延伸制度、排放者责任）等。

在机械制造业、发电厂、冶金、石化行业实行循环经济，“一论”中已指出再制造、发电设备大型化、清洁生产等方向，这可以看出要从工艺着手，系统化技术和自动化技术与之配合，才能使循环经济达到更高水平，才能扭转高消耗、高污染、低产出的状况，才能使循环经济集约化。先进工艺和自动化技术是互相依存的关系，但作为自动化的从业人员，应该树立为工艺生产服务的思想，我们要学习工艺、了解工艺，正如Astrom所说，掌握生产过程特性等工艺知识越多，则设计的控制系统就越好。本文将结合建材工业中主要材质水泥的生产工艺的发展与循环经济的关系进行分析。对于自动化的从业人员来说，就算是一种对工艺的学习了解吧！并从而举一反三，了解循环经济与许多行业的关系。

1水泥工业与循环经济

（1）水泥工业的发展现状

在“一论”中表1“中国的资源消耗占全球总消耗的比重”里指出，这些年发展最快的钢铁占全球总消耗的26.7%，而水泥独占鳌头，占全球总消耗的48.3%，这是2003年的情况。我国2005年水泥产量为10.64亿吨，比2004年增长9.7%，占世界水泥产量50%以上。从1986年起，我国一直是世界第一产水泥大国。我国水泥出口也有较大增长，2005年水泥出口比2004年增长89%，同年水泥熟料出口1078.49万吨，比2004年增长949.66%。水泥生产结构调整得到突破性进展，2005年建成投产110条新型干法水泥生产线，新增能力为10，137万吨，累计新型干法水泥生产线615条，其中4000吨以上生产线104条，整个水泥行业结构调整处于**机遇期，2005年新型干法水泥总产量的比重为45%。另外就是产业集中度提高，安徽海螺集团已成为第5位世界水泥企业集团，我国10大水泥企业集团的生产集中度由2000年的4.4%提高到2005年的13.3%；装备水平及装备制造水平已达到国际先进水平，如日产2000吨新型干法水泥生产技术装备已全部国产化，日前10，000吨水泥熟料生产线全球7个中我国占4条。所有这些为我国新型干法水泥生产线的建设和设备出口提供了保证，2005年沙特与我国签订了6条日产5000吨以上水泥生产线总承包合同，其中两条是国际最大规模日产10，000吨水泥生产线，总合同金额达13亿美元，这也证明我国水泥工业正在实施“走出去”的战略。

与电力工业一样，水泥工业也面临以大型化、新工艺取代小水泥及落后工艺的加快产业升级的局面，日产2000吨（欠发达地区）及4000吨新型干法水泥生产将会较快发展。我国水泥工业与国际先进水平相比，差距仍很大，节能、环保、发展循环经济都是当务之急。

我国水泥工业经历了模仿、自主开发研究、创新提升三个阶段，除普通水泥外，还研制了8大类6个体系的特种水泥（包括重交通路面水泥）、绿色高性能生态水泥等，而且以节能、环保、高性能、提高劳动生产率为中心，继续前进。

（2）水泥工业与节能

水泥工业的能耗量约占全国能源产量的7%~8%，又仅就新型干法生产来说，国内一般水平的水泥企业能耗较国际先进水平企业能耗仍有很大差距，约多耗能3成，而国内其它生产工艺则能耗更大，也就是说节能潜力很大，所以我国“十五”中提出的节能十项重点工程中第一项“燃煤工业锅炉（窑炉）工程”即包括水窑。如以窑外分解窑热耗折算系数为1，则湿法窑为1.82，中空窑为2.46，机立窑为1.3，普立窑为1.69，由此可知，湿法窑比窑外分解窑多耗能将近1倍，其余类推，所以工艺设备改造是节能的主要方法。

水泥生产的能耗由三部分组成，即生产水泥中所用熟料在其煅烧（烧成）时所消耗的热能、水泥生产过程所消耗的电能、水泥生产中所用的原料、燃料及矿渣等混合材烘干时需消耗的热能。水泥节能的途径，除上面已说到的加快产业结构调整、促进新型干法生产快速发展以外，尚有如下几点：回收废热进行发电、利用各种工业废渣废料、以质代量、技术装备的改进、水泥窑焚烧垃圾等，我们要按照1998年1月1日起实施的“节约能源法”等，特别是“十一五”规划中节能20%的目标抓紧工作。

关于回收废热进行发电，这是一个非常现实的节能途径。目前国内即使先进的生产线工艺，仍有大量350℃以下的余热不能被利用，浪费热量约占系统总热量的30%。目前正推广利用水泥生产中的废气作为热源的纯低温余热发电（不是补燃型），同时也减少“热污染”，改善了环境，目前新的国产的干法生产线纯低温余热发电设备已接近或达到国际水平，而且投资成本降低，一般投资回收期为3~4年，详见表1（注：500~5000t/d生产规模），天津水泥设计院还自主开发了DCS系统，用于SP余热锅炉或AQC余热锅炉的控制。

表1新型干法生产线（纯低温余热发电）主要技术经济指标比较

名称国产技术和装备国外技术和装备

吨熟料发电量（kw/h）24~2628~38

自用电率（%）

年运行时间（h）7，5007，500

供电成本（元/kwh）约0.5约0.2

单位千瓦投资（元）约7，000约8，000

劳动定员（人）1616

因为节能的各种途径与循环经济或环境保护关系很密切，所以将在以下各小节中阐述。

（3）工业废渣、废料的利用在“一论”中说到我国每年约有8亿吨工业垃圾（或称工业废弃物），实际这是2000年的产生量，2004年的产生量已为12吨亿，其中综合利用量为6.8亿吨，工业危险废弃物产生量963万吨。工业危险废弃物的处置方法以焚烧为主，但缺口很大。我们知道水泥行业是严重的资源依赖型行业，主要原料以天燃原料为主，但对无机固体废弃物具有很好的消纳能力。生产1公斤的水泥制品，大约需要0.75~0.9公斤熟料矿物和0.1~0.25公斤混合材料及其它辅助材料，在磨制水泥过程中已经大量使用矿渣、粉煤灰。生产1公斤熟料，大约需要1.3公斤的石灰石、0.3公斤的黏土质原料、0.15公斤的煤炭，替代原料和替代燃料的工作一直是主要的研究课题。虽然水泥工业自身不能形成主要原材料的循环，但是却可以消纳其它行业形成的废弃物，这就是所谓的大循环或中循环。废旧轮胎、废机油等可燃物质可作为替代燃料，作为替代原料，除去上面所说的矿渣、粉煤灰外，还有高炉废渣、冶炼尾矿、赤泥、电石渣、铸造砂等，平均1吨硅酸、盐水泥可以消纳300千克工业废渣，这样充分利用其中的硅、铝、铁、钙等有用成分，可配成合格的水泥生料，又可节约原料资源。特别是经过煅烧的废渣，可以降低熟料烧成热耗，所以说也节约了能源。为此，水泥窑外，要增加些预处理的设备，特别是作为替代燃料，要对应建设预分解窑或对粉状、液体废料设计出相应的燃烧器或喷射装置、投入装置。

关于工业废弃物中重金属问题将在第5小节中阐述。

（4）在水泥生产过程中的协同处理城市生活垃圾

在“一论”中说到我国每年约有1.4亿吨城市生活垃圾，每年增长量约8~10%，实际历年堆存量有70多亿吨，垃圾堆存侵占的工地面积达5亿平方米，2/3的大中城市陷入垃圾包围中。我国处置生活垃圾主要有填埋法、焚烧法、物理化学法三种。目前焚烧法有纯焚烧炉和垃圾焚烧发电两种。焚烧法的缺点是投资大、成本高，另外就是其技术上的缺陷，即只有当垃圾发热值较高时才合适，另外，就是仍有二恶英和重金属排放等二次污染的难题。

又污水处理中（包括工业污水处理），全国已形成超过1亿吨的年污泥总量，目前污泥处置水平很低。

我国北京水泥厂从90年代以来开始了利用水泥厂回转窑处理城市生活垃圾的研究和实践，取得了良好的效果；近年南京水泥工业设计研究院利用新型干法水泥窑系统处置城市垃圾取得可喜成果；

2005年瑞士豪西盟（Holcim）集团与德国技术合作公司制定了“水泥生产过程协同处理废物指南”，足以证明这是一条保护自然资源、改善环境和实行循环经济的可行之路。由于认识到焚烧炉对人类环境和健康存在着严重的威胁，从1985年起美国就已有超过137座焚烧炉兴建计划被取消，1996年五大湖区52个焚烧炉结束运作，日本于1998年末开始永久或短暂关闭了2000多座工业废物焚烧炉，到2000年7月，全日本已有4600座垃圾焚烧设施被停止使用；欧洲也相继颁布“焚烧炉禁建令”后，所以我国对这方面的技术动向应密切关注。

经研究表明，无论二恶英的产生是哪种机理，其产生过程都具有以下特点：HclO2前体物的存在；生成温度不高，一般情况下在250℃~600℃之间；特定的金属离子（Cu2+、Fe2+）对其形成过程的催化作用；燃烧过程不完全，有一氧化碳存在；烟气的含水量较高，燃烧过程产生蒸汽。而一般生活垃圾焚烧过程具备生成二恶英的条件，因此出烟口气体中的二恶英含量较高。为此，提出“3T+E”控制要求，即燃烧温度（Temperate）、烟气停留时间（Time）、搅动现象（Turbulance）、空气供给量（ExcessAir），另外就是要求在焚烧过程中添加吸收剂或碱性抑制剂，以及从源头上控制进入的垃圾的氯含量。一般情况下要求温度大于800℃、烟气在高温区停留时间在1~2秒以上，垃圾与空气充分混合，保证过剩空气比为1.5~2.0，还要求尽量缩短燃烧烟气在处理和排放过程中处于250~600℃（尤其是300~400℃）之间的时间，而且对焚烧后的灰渣和焚烧过程中的飞灰要进行二次焚烧或水泥固化，防止灰渣中的二恶英的二次污染。如果说上述是对焚烧炉的工艺要求，还不如说水泥窑炉具有诸多优点，可以做到在水泥生产的同时进行生活垃圾的焚烧，替代传统的垃圾焚烧炉。

新型干法水泥回转窑的优越性总结为如下几点：1、窑内温度高，物料温度约1450℃，气体温度约1750℃；2、物料和气体在窑内通过时间长，在大于100℃的通过时间为4秒；3、窑内高温气体湍流强烈，可使废弃物完全燃烧；4、水泥窑全系统在负压下运行，有毒有害气体不会漏出；5、水泥窑内的碱性物质可以中和吸收废弃物中的氯、硫、氟等，变成无毒的化合物；6、焚烧废物的残渣最终又进入水泥熟料，对水泥质量并无不良影响，这也防止了二次污染；7、可燃废弃物可替代部分燃料，可减少水泥工业对燃料的需要量，节约一次能源，同时也可减少CO2等废气的排放；8、最后就是水泥窑可以将废料中的绝大部分重金属固定在熟料中，避免了重金属的再次扩散。

当然对垃圾分拣、除铁、破碎和喂料系统那是必要的，这可以通过技术改造实现，当然也可以单独建立垃圾处理工厂。

（5）重金属的渗滤性上两节末说到的重金属，一般是指比重大于4

或5的金属，约45种。铅、铬、镉、汞等均属于对人体危害较大的重金属，而砷有时也有人把它列入有害“重金属”，现实生活中，垃圾中的确有重金存在，具体如表2所示。由于新型干法水泥生产系统如上节所说的处理温度高、停留时间长，碱性工况、处理量大、不产生强酸性气体和灰渣等优点，而且被固化的重金属在水泥产品使用过程中，不会渗滤到环境中，所以，这成了处理含重金属废弃物的好方法。当然这些是经过实验认证的，如法国、德国、我国台湾和南京水泥工业设计研究院都有研究成果发表，结论是：采用水泥窑炉焚烧和处理城市生活垃圾，不会因为垃圾中所含重金属而在生产过程和水泥产品的使用中给环境带来影响。

同时水泥产品国家标准应增加重金属含量安全指标，这样才能做到使水泥企业协同处理垃圾的事业名正言顺。

表2垃圾灰渣中重金属量（mg/kg）

类别AsCrCuCoCaHg

L1220.0959110.1

M555380.51133113.5

H9020001.03054003070

注：其中L：重金属的低限含量

M：重金属的平均含量

H：重金属的最大含量

2循环经济及系统化技术自动化技术的再认识

（1）本文通过水泥工业的节能及协同处理废弃物进一步加深了对循环经济的认识。循环经济作为物质闭环流动型经济，减量、再利用、再循环的优先排序是：首先是企业内部要考虑减量化，即减少废物产生量、天然资源的消耗量，然后才是对废物的再利用、再循环；在产品的使用和报废上，首先应考虑再利用，减少一次性使用的产品，然后才是再循环。我国不少企业，首先在减量化方面做得很不够，所以我们讨论再利用、再循环时，切莫忽视了减量化，就如低标号水泥的“泛滥”，这不仅是造成工程质量差的问题，还浪费了矿产资源和能源，所以水泥行业提供以质代量的节能途径。为此从系统结构优化的角度看，循环经济还需要增加重组化（Reorganize），即4R，我们应追求生态经济系统最优化，力求生态经济系统在环境与经济综合效益最优化前提下可持续发展。

（2）系统化技术之所以称为一门技术，是为了强调它不只是科学意义上的系统学而是实实在在可以操作的一门技术，可以解决具体问题。如研究循环经济的物质流核算（MFA），要从各行业物质流平衡表做起，再作出全国的物质流平衡，从而得出资源利用评价指标、资源循环利用的评价指标、废弃物排放量指标……，我国在做了这些工作之后，才指出“十一五”规划的两个历史硬指标：2010年人均国内生产总值（GDP）比2000年翻一番；单位国内生产总值能耗在“十五”末期降低20%，从而实现注重经济增长质量的新的经济增长方式，做到资源的高效利用和循环利用，遏制环境污染和生态恶化……

在系统化技术的应用中，应分析出形成循环经济产业的经济动力，如“一论”中所述的模仿人的血液循环系统将废旧家电、废塑料制品等废弃物循环利用各部分为动脉产业和静脉产业，又如环保事业的核算应该确立环境管理会计（EnvironmentalProtectionAccounting）概念等。

所以推行水泥生产过程协同处理废弃物的循环经济，应从系统化技术着手在经济和政策结合上采取措施，形成良好的处置废弃物的市场环境。

（3）自动化技术是节能和节约资源、特别是循环利用废弃物中不可或缺的技术。实践证明水泥行业在粉磨环节上采用自动化技术，节电效果尤为显著，吨水泥耗电量度998年时需要38千瓦时，而2003年国内先进指标已达到25千瓦时，如果按这个指标计算，仅2004年一年我国此项可节电126亿千瓦时，即折标准煤155万吨。除去变频调速以外，电控方面还有多项技术需要推广，智能化的马达控制中心和智能化配电柜等将使水泥厂向数字化、网络化前进了一大步，这也证明，在应用现场总线技术方面，电控比仪控领先一步。

作为仪控中常遇到混料流量调节和水泥窑的大滞后调节两个难题，经过DCS技术多年推广，已经有了很多成熟经验。如横河DCS的“内部仪表”中有混料PI调节器，它可以保持累积的总流量为所需要的数值；又采样PI调节器是专门为长纯滞后时间的系统而设计的，它总结了操作工人的经验，调节器自动地执行如下控制动作：模拟操作人员在手动状态下略为改变控制输出并观察其效果，连续进行这个“逐步改变并观察”的过程，以达到预定的目标性。具体采样周期为PI控制时间与输出保持时间之和，而且PI控制时间仅为采样周期的十分之一。这对于水泥窑的对象，可以把实际操作工人的经验与DCS的控制手段相结合，做到人机和谐友好。当然新的控制算法、数字模型等的研究，对于掌握水泥窑的运行机理并实现对其控制，也是有利的，上述这种简单易行的控制方法，也是在掌握水泥窑的“脾气”基础上得来的，所以并不矛盾。

4结束语

说到这里，看来自动化的从业人员对水泥工业或其它行业更应加强全面的了解，才能获得更多的系统成套工程，才能确立诸如特殊检测和应用软件项目，才能获取更好的商机。

记得上世纪80年代初提倡横向联合时，我所在的公司曾与黄石市经委联合，得知该市有1907年经慈禧太后亲笔御批的水泥厂，如今已成为我国500家重点企业的新华水泥股份有限公司……，现在我国这样的大型水泥企业有10家，现在又提出了“倡导循环经济，推近节约型水泥工业建设”的方针，它将使我国做到由水泥生产大国向水泥生产强国的转变，步子将走得更坚实，我们从事自动化技术的人员将会从中得到更多的发展空间。

参考文献：

[1]卞正岗关注循环经济，国内外机电一体化技术，2005年第4期.