生物質能的優缺點范例6篇

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生物質能的優缺點范文1

關鍵詞:餐廚垃圾;填埋 ; 焚燒 ; 厭氧發酵 ; 飼料和肥料化 ; 生化處理

Abstract: Through the analysis of domestic food waste status quo, compared the five kinds of food waste processing technology: incineration, anaerobic fermentation, feed and fertilizer, chemical and biological treatment. This paper provides advice on turning waste into treasure and really reasonable economic use junk.Key words: food waste; landfill; burning; anaerobic fermentation; feed and fertilizer; biochemical treatment

中圖分類號:R124.3 文獻標識碼: A 文章編號:2095-2104(2012)03-00

1 概述

隨著我國城市建設的飛速發展,生活垃圾處理逐步形成了源頭收集、中間運輸和終端處置“一條龍”的完善體系。但是對于餐廚垃圾處理大規模應用的實例卻不多,每日數量巨大的餐廚垃圾流入社會,一部分被不法商販從餐廚垃圾里提取油脂,煉制地溝油,通過非正常途徑回流到餐桌;另一部分被拉去喂豬,造成泔水豬泛濫市場,嚴重危害人民身體健康,造成公共衛生安全隱患;部分餐廚垃圾未經任何處理直接進入污水管道,在管道內冷凝堵塞,并發酵產生大量甲烷氣體,影響了污水管網的正常功能甚至引發下水道爆炸事故;隨意堆放的餐廚垃圾更會招引蠅蟲,產生異味。采用科學手段收集處理餐廚垃圾,保證收運處理系統正常化運行,是實現餐廚垃圾無害化、減速量化處的前提條件。

2 餐廚垃圾處理工藝的現狀

目前國內餐廚垃圾處理應用的城市主要集中在北京、上海等大城市。北京市餐廚垃圾處理主要采用微生物處理技術;

上海市現有用于處理餐廚垃圾的消化型有機垃圾生化處理機,其基本技術是外加特殊菌種的動態好氧消化,采用間歇或連續方式攪拌,連續進料間歇出料(出料時間間隔長,1~2個月),反應溫度45~500C,其實質是高消化率的堆肥技術,該技術過去主要用于處理污泥和高濃度廢水,而針對餐廚垃圾的有關文獻資料則較少。

3餐廚垃圾處理主要技術簡介

目前餐廚垃圾處理的主要技術包括填埋、焚燒、厭氧發酵、好氧堆肥、直接烘干作飼料和微生物處理技術。下面對以上幾種技術介紹如下:

3.1填埋處理技術

由于餐廚垃圾的高含水率、高有機物等特點,決定了餐廚垃圾直接用于填埋的可行性較低。餐廚垃圾填埋處理技術在國內尚無應用的實例,其主要優缺點如下:

其優點是處理量大,運行費用低;工藝相對較簡單。

其缺點是占用大量土地,耗用大量征地等費用;填埋場占地面積大,處理能力有限,服務期滿后仍需新建填埋場,進一步占用土地資源;餐廚垃圾的滲瀝液會污染地下水及土壤,垃圾堆放產生的臭氣嚴重影響空氣質量,形成不可逆的對周圍大范圍的大氣及水土的二次污染;沒有對垃圾進行資源化處理。

在當前土地資源緊缺、人們對環境影響的關注度越來越高的大前提下,填埋處理技術明顯不適合我國餐廚垃圾的實際情況,因此不做詳細介紹。但作為餐廚垃圾分選處理后不適宜生化處理的物料一種最終處理手段,是餐廚垃圾處理的一個必要環節。

3.2焚燒處理技術

焚燒是垃圾中的可燃物在焚燒爐中與氧進行烯燒過程,焚燒處理量大,減容性好,焚燒過程產生的熱量用來發電可以實現垃圾的能源化。但由于餐廚垃圾70%以上為液體部分,熱值較低,不適合用來焚燒處理。

與填埋技術一樣,餐廚垃圾焚燒處理技術在國內也沒有應用的先例,其主要優缺點如下:優點是焚燒處理量大,減容性好;熱量用來發電可以實現垃圾的能源化。缺點是對垃圾低位熱值有一定要求;餐廚垃圾水分含量高會增加焚燒助燃齊的消耗,增加處理成本。

由于生活習慣不同及餐廚垃圾收集分類程度的不同,我國餐廚垃圾與國外餐廚垃圾差異較大,其特點是熱值低、含水量高,很難進行焚燒處理,另外焚燒處理投資過高,國內外利用餐廚垃圾焚燒的應用經驗極少,不是餐廚垃圾處理的主流技術。

3.3厭氧發酵處理技術

1、厭氧發酵基本原理

厭氧發酵是無氧環境下有機質的自然降解過程。在此過程中微生物分解有機物,最后產生甲烷和二氧化碳。影響反應的環境因素主要有溫度、PH值、厭氧條件、C/N、微量元素以及有毒物質的允許濃度等。

厭氧發酵是在厭氧微生物作用下的一個復雜的生物學過程,在自然界內廣泛存在。厭氧微生物是一個統稱,包括厭氧有機物分解菌(或稱不產甲烷厭氧微生物)和產甲烷菌。在一個厭氧反應器內,有各種厭氧微生物存在,形成一個與環境條件、營養條件相對應的微生物群體。這些微生物通過其生命活動完成有機物厭氧代謝過程。

2、工藝流程

餐廚垃圾厭氧發酵主體工藝流程見下圖。

餐廚垃圾處理系統主要包括以下幾個部分:

(1)進料與預處理單元;(2)厭氧發酵單元;

(3)殘渣脫水單元;(4)生物氣利用單元;

3、厭氧發酵處理技術優缺點

其優點是具有高的有機負荷承擔能力;能回收生物質能;不存在同源性的問題,有機物分解成為甲烷和二氧化碳;產品(甲烷)出路較好。

其缺點是工程投資較大;工藝較為復雜;產生的沼液量較大,處理難度大。

3.4飼料和肥料化技術

干燥制肥料或飼料技術,是經過預處理后,首先進行脫水,得到液體和固體兩部分,液體是高油脂廢水,宜先進行油水分離獲得高附加值的油脂,然后對污水進行處理,其固體部可以采用高溫堆肥的方式制成肥料,也可以烘干制成飼料。

其優點是工藝簡單;資源化程度較高、產品有農用價值,占地面積小。

其缺點是對有害有機物及重金屬等的污染無法很好解決、無害化不徹底,不能從根本上解決餐廚垃圾同源性的問題,對其用作飼料存在一定的顧慮;處理過程不封閉,容易造成二次污染;有機肥料質量受餐廚垃圾成分制約很大,銷路往往不早;堆肥處理品周期較長,占地面積大,衛生條件相對較差。

3.5生化處理技術

微生物生化處理技術是選取自然界生命活力和增殖能力強的高溫復合微生物菌種,在生化處理設備中,對過期食品、餐廚垃圾等有機廢棄物進行高溫高速發酵,使各種有機物得到降解和轉化。

優點是占地面積??;處理時間短,無需繁雜分揀;資源利用率高;產品有市場銷路較好,產品質量較高,產品附加值較高。

缺點是一次性投資略高,設備處理能力較低,更重要的是設備耗能大,而且該技術減量化效果差,在餐廚垃圾中大量摻其他有機物,后端農業生產資料應用產業鏈較長。

4餐廚垃圾處理主要技術比較

由于餐廚垃圾的高含水率、高有機質含量等特點,因此決定了衛生填埋和焚燒處理技術都不適合于餐廚垃圾處理,這里僅對目前應用較多的厭氧發酵、飼料、肥料化技術以及生化處理技術進行比較得出下表:

5分析與結論

生物質能的優缺點范文2

關鍵詞:新能源發電技術;教學內容;教學方法;實驗環節

作者簡介:馬海嘯(1980-),男,回族,江蘇南京人,南京郵電大學自動化學院,副教授。(江蘇 南京 210023)

基金項目:本文系南京郵電大學教改項目(項目編號:JG00512JX59)的研究成果。

中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)30-0106-02

能源危機與環境污染已成為制約人類社會進步和發展的兩大障礙。新能源發電技術因其環保、低碳等諸多優勢,能夠有效應對能源與環境問題,已日漸成為發電技術的主要發展方向。[1]于是為社會輸送掌握新能源相關技術的各種科技人才已成為當今高校的重要任務,不少高校近年來紛紛增設“新能源發電技術”課程,但對于該課程的教學內容和教學方式均處于摸索階段。

“新能源發電技術”是南京郵電大學電氣工程及其自動化和智能電網兩個專業的課程體系中一門重要的專業課。筆者根據四年的教學實踐,發現該課程具有“多”、“新”和“實”的特點。[2]“多”是指課程涵蓋內容多,涉及電氣、動力、材料、機械、控制等多個學科,因此概念多、推導多、計算多?!靶隆笔侵冈撜n程是一門“新”的綜合性課程,一些單一傳統的教學方法并不能滿足課程的教學需求,所以需要用“新”的教學方法和手段來適應課程的教學需求。另外新能源利用的過程也是科技不斷探索的過程,因此教學內容也需要更新,不能一成不變?!皩崱笔侵刚n程與工程實踐密切相關,所學內容大多是實實在在的工程裝置,授課時不能只談原理不談應用,理論和實踐必須做到高度的統一,才能增強學生的學習熱情。這三個特點對學生學習、教師教學和學校的實驗設備都提出了較高的要求,因此摸索出一種適合該課程的教學模式勢在必行。[3-5]

針對上述問題,本文對“新能源發電技術”課程的教學做了較為系統的研究,主要針對教學內容、教學方法、實驗設計等方面進行了革新與優化,其目的在于提高選修課教學質量、促進學生綜合能力的發展。

一、遴選教學內容

“新能源發電技術”課程內容涉及新能源基礎知識、太陽能發電、風能發電、生物質能發電、氫能發電、天然氣、燃氣發電、小水力發電、地熱能發電和海洋能發電等內容,充分體現了“多”的特點。但本校授課學時僅為48學時,內容多課時少,形成了一組矛盾。那么如果想充分利用有限的時間,使學生有效掌握有用的重要的知識,就必須對教學內容進行遴選。

教學內容的選擇應該結合我國新能源產業的實際發展情況。未來我國新能源發電的發展思路是:

第一,積極有序發展風電。風電開發要實現大中小、分散與集中、陸地與海上開發相結合的原則。

第二,促進發展太陽能光伏發電,示范推進太陽能熱發電。光伏發電按照“大規模集中開發、中高壓輸送”與“分散開發、低電壓就地消納”并舉的思路發展。在內蒙古、甘肅、青海、新疆、等地選擇荒漠、戈壁、荒灘等空閑土地,建設太陽能熱發電示范項目。

第三,因地制宜發展生物質能發電。有序發展農林生物質直燃發電,合理發展垃圾發電,積極發展生物質燃氣發電。

第四,試點研究地熱能和海洋能發電。

第五,加快電網骨干網架建設,合理布局建設調峰電源,研究應用儲能技術,提高系統對新能源的消納能力。[6]

可以看到以上5條中,第3條生物質能的利用方式主要是燃燒的方式發電,這與火力發電類似,技術較為成熟。第4條地熱能和海洋能發電受地理條件的約束,發展相對緩慢。第5條主要是針對電網的改造,嚴格意義上講跟新能源發電的核心內容聯系不夠緊密。因此風力發電和太陽能發電就顯然成為新能源發電方式的代表,況且風力發電和太陽發電目前占據新能源發電總裝機容量的91.5%,市場份額較大。[6]于是應將風力發電和太陽能發電作為主要的先進發電形式進行主講,其他發電形式用較少的課時泛講。具體課時安排如下:新能源基礎知識2學時,風力發電18學時,太陽能發電18學時,生物質能發電、氫能發電、天然氣/燃氣發電、小水力發電、地熱能發電和海洋能發電共10學時。其中風力發電中重點講風力發電機組及其工作原理、風力發電機組的控制策略、風力發電機組的并網運行和功率補償,泛講風的特性、葉片空氣動力原理和風力發電經濟技術性評價;太陽能發電重點講太陽能電池及光伏發電原理、最大功率點跟蹤控制技術、蓄電池充電技術和光伏并網逆變器原理與控制策略,泛講太陽輻射特性、太陽能轉換與應用、光伏發電制約因素與經濟技術評價。

二、優化教學方法和手段

為了適應“新能源發電技術”課程“新”的特點,教學中需要積極探索,發掘與課程特點相匹配的“新”的教學方法。注重知識性和趣味性相結合;注意理論與實際相結合;強調知識的系統性、完整性;重視研究興趣的激發、最新科研動態的傳遞及科研方法的引導。

1.列舉事實,激發學生興趣,調動學生學習積極性

“新能源發電技術”課程所講授的一些主要新能源發電方式在目前逐漸得到越來越多的應用,與人們的日常生活也越來越緊密。例如,許多城市的市民廣場已安裝太陽能草坪燈,高速公路兩邊已出現風光互補的交通信號設施,部分城市出現了光伏建筑,部分沿海地區出現了海上風力發電廠,寶馬公司的氫燃料電池概念車已在車展中展出等。通過列舉這些新鮮的事物,比課本上教條的說詞更能吸引學生的眼球,引導學生思索學習新能源發電技術的必要性,也可以讓他們充分認識到所學知識的實際價值,明確學習目標,從而激發學生的興趣,引領學生去深入理解課程內容。

2.多媒體教學為主,網絡資源共享為輔

授課過程全部使用多媒體教學,基本不使用板書形式,這樣可以節省大量時間,增加課程容量。多媒體課件制作避免使用大段的文字,盡量多使用圖片、動畫和視頻來增加課件的渲染力。例如在介紹各種新能源發電形式的時候,可以使用各種新能源電站的外觀圖片,加強學生對不同發電形式的區分能力;在講解光伏發電光電轉換原理時,可以使用光電子生成及移動的動畫,增強學生對轉換原理的理解;在講解風力發電機組結構時,可以使用風力發電機組安裝的視頻,使學生更清晰看到風力發電機組的內部結構。

此外由于新能源發電技術的研究屬于前沿科學,其科技發展日新月異,教學內容可適當增加最新的科研成果。采用有說服力的權威材料,如新能源發電領域的期刊文章、學術專著作為講授內容。告訴學生一些與新能源有關的網站,如中國新能源網、中國新能源發電網,鼓勵有興趣的學生在課余時間通過網絡進一步獲取知識,使本課程的教學不局限于課堂的授課方式,營造自主學習的條件,拓寬學生的視野。

3.啟迪式、比較式和討論式等不同的教學方法相結合

啟迪式教學方法的理念是啟發和引導學生對問題進行思索,從而讓學生掌握知識并對知識進行升華。這種以學生為主體、以教師為導向的啟發式教育,能充分調動學生學習的主動性和積極性,在“新能源發電技術”這門課程中非常適用。例如在講異步發電機發電原理時,教師可以先引導學生回憶“電機學”中講過的異步電動機工作原理,當異步電動機的原理理清以后,鼓勵學生用逆推的方式,推導出異步發電機的工作原理。

比較式教學方法通過歸納總結不同事物的主要特點后進行分析,形成對比圖表,具有形象直觀的特點。例如在講發展新能源的必要性時,就可以將常規能源和新能源的主要指標列成對比表格,使學生輕松直接認識到學習本課程的重要性。

討論式/辯論式教學方法由教師給定題目,學生通過查閱資料,對給定的題目進行學習和理解,并形成自己的觀點,然后在課堂上以討論、辯論等形式對知識形成深刻的認識。這不但鍛煉了學生檢索文獻、查閱資料的能力,同時也鍛煉了學生分析和歸納總結的能力,并加深他們對所學內容的理解和掌握。例如在講太陽能發電時,可將太陽能發電分為太陽能熱發電和太陽能光伏發電,將班上學生分成兩組,一組對太陽能熱發電進行調研,另一組對太陽能光伏發電進行調研,在課堂上各組派出代表總結調研結果,陳述各自發電的原理及所具有的優缺點等,討論完最后由教師進行補充。

三、設計實驗環節

“新能源發電技術”課程具有很強的實用性和實踐性,即“實”的特點。因此在做好理論教學的同時,加強實驗教學非常重要。實驗教學對幫助學生理解和鞏固課堂理論知識,培養學生的操作技能、創新意識和探索精神具有重要的作用。

目前市面上很難買到專門為“新能源發電技術”課程開發的實驗教學平臺,只能買到一些新能源發電裝置,但這些裝置的系統都已集成,基本不具備開放性,不適合學生進行實驗。因此如何設計“新能源發電技術”課程的實驗環節,也是決定課程能否取得良好教學效果的重要因素。

南京郵電大學“新能源發電技術”課程共三個實驗,由于場地、經費和實驗平臺等制約因素,將三個實驗均開成綜合性實驗是不現實的,因此將三個實驗分別設計為光伏系統最大功率點跟蹤仿真、風力發電系統仿真和光伏系統逆變器性能實驗,其中前兩個實驗采用MATLAB仿真做驗證性實驗,學生通過了解實驗指導書介紹的實驗內容、原理、步驟、方法,按照實驗步驟一步步操作就能夠完成實驗,得到仿真數據,達到驗證理論分析結果的目的。而最后一個實驗采用自制實驗板用實物做綜合性實驗。實驗室有針對性地自制了一些實驗板,例如電力電子器件模塊、驅動模塊、控制模塊、電源模塊、保護模塊等。學生根據需要選取適當的模塊進行組合,做到真正自己動手搭建和調試電路,既能激發學生做實驗的興趣,培養學生的創新思維和動手能力,又提高了學生分析問題、解決問題的能力,還改變了傳統的照葫蘆畫瓢式的實驗教學,使實驗變得生動有趣。

四、結論

本文基于“新能源發電技術”課程“多”、“新”和“實”的特點,首先根據新能源產業的發展方向,遴選了授課內容,解決了授課內容“多”與課時少的矛盾;其次通過優化教學方法和手段,用“新”的方法和手段去適應“新”的課程和“新”的內容;最后根據自身的實驗條件,精心設計課程實驗環節,利用驗證性實驗和綜合性實驗相結合的方法滿足課程“實”的需要,為“新能源發電技術”課程的教學摸索出一條可行之路。

參考文獻:

[1]惠晶.新能源轉換與控制技術[M].北京:機械工業出版社,2008.

[2]馬海嘯.“新能源發電技術”課程建設與教學改革[J].中國電力教育,2011,(27).

[3]孫欣,黃永紅.“新能源發電技術”課程教學改革與實踐[J].中國電力教育,2011,(35).

[4]陳春香,李嘯驄,梁志堅,等.“新能源發電技術”課程教學改革與探索[J].中國電力教育,2013,(5).

生物質能的優缺點范文3

關鍵詞:地溝油;脫色;曲面相應

中圖分類號:TE667文獻標識碼:A文章編號:16749944(2013)02022106

1引言

地溝油是在地溝隔油池中撈取來的,嚴重腐敗、變質的油脂,含有大量的有害物質\[1\]。近年來,地溝油被不法商販簡單地提純加工,再次回流餐桌,擾亂了市場秩序,嚴重影響了人民身體健康。目前,可以將地溝油進行加工制取生物柴油,從而達到將地溝油變廢為利的目的。生物柴油是一種生物質能源,有極好的市場前景和利用價值\[2,3\]。地溝油經過簡單預處理后,為紅棕色粘稠油狀液體,且含有大量雜質,雜質主要包括動植物殘體、泥沙等。如果不進行地溝油脫色且去除部分雜質和臭味,將會嚴重影響制取的生物柴油品質,制取出的生物柴油將在色澤、氣味上達不到市售的標準。

目前主要的油脂脫色方法為物理脫色法,其中運用活性白土進行油脂脫色是最常用的方法。該方法主要是利用活性白土巨大的比表面積,利用吸附將油脂中的色素進行去除\[4\]。地溝油是一類品質低劣的油脂,在地溝油的脫色方法中,目前研究的較少,主要還是借鑒傳統的油脂脫色方法。本文嘗試在傳統方法基礎上,研究活性白土紫外-可見區吸收光譜,提出了光譜法表征地溝油脫色效果,同時設計曲面相應實驗,進行脫色條件的最優化選擇。

2實驗材料和試劑

2.1實驗材料

地溝油:由北京環衛集團提供,已進行前期除雜。

2.2試劑、儀器

活性炭(分析純);活性白土,購于市場;95%乙醇(分析純);甲醇(分析純)紫外-可見光掃描儀,AF-1油浴-磁力攪拌器。

2.3實驗方法

油樣與定量的脫色劑加入圓底燒瓶中,運用油浴-磁力攪拌器對燒瓶進行加熱攪拌,一定時間后,待脫色反應結束,將油樣與脫色劑趁熱抽濾。得到的樣品通過紫外-可見掃描儀在指定波長進行掃描,對比原地溝油的吸光度,考察地溝油的脫色率。

3結果與分析

3.1地溝油脫色檢測方法

將約20mL油于圓底燒瓶,恒溫水浴加熱,同時恒定攪拌速率,加入脫色劑進行脫色反應。當達到反應時間時,趁熱對油進行抽濾。

用紫外-可見光掃描儀對樣品從400~800nm范圍內進行掃描,其中不添加脫色劑和添加脫色劑的脫色效果如圖1、圖2。

2脫色前后600~700nm吸光曲線由圖可見,在650~670nm范圍內有峰值,選擇660nm波長處測量脫色前后吸光度的變化,作為脫色效果判定的依據。

同時,按照國標GBT22500-2008 《動植物油脂 紫外吸光度的測定》,將油樣稀釋若干倍,在220~320nm波長范圍內測量其吸光度。結果表明:230nm處和660nm處都有特征吸收峰,本實驗選擇660nm處吸收峰作為脫色效果的表征。其中,脫色率的確定依照下公式:

脫色率(%)=Ai-A01213A0

式中Ai為脫色后油品的吸光度,A0為脫色前油品的吸光度。

3.2脫色劑的選擇

地溝油由于其成分復雜,包含了反復煎炸的深色廢油、油料中蛋白及磷脂反應分解的產物、雜質等,導致地溝油色澤較深,并具有濃烈的惡臭氣味,為了保證生產得出的生物柴油在色澤上能夠滿足綜合利用的需要,使地溝油能夠充分發揮再利用的價值,為生物柴油下一步深度加工提供可能,必須對廢油進行脫色處理。而需要注意的是,對地溝油的脫色,并不是脫去所有的色澤,而是通過去除其中的色素、微量金屬、膠粒等達到國家相關標準。

對于深色油脂,傳統的脫色方法有蒸餾或精餾,但是考慮到操作成本高、操作時間長等一系列不利因素,并不適于用作低品質廢油——地溝油的脫色研究,故考慮使用脫色劑在一定條件下反應使其達到脫色的目的。

選取的脫色劑是活性白土以及活性炭,其中白土又被稱為漂土,經過酸化處理之后其表面積增大,提高了其吸附性能。同時,由于活性白土來源廣泛、具有可回收性,是油脂精煉時常用的脫色劑。

首先比較了活性白土和活性炭的脫色效果:用相同的條件(反應溫度80℃、反應時間60min、攪拌速率250r/min、脫色劑用量8.0wt%),對比兩者對地溝油的脫色效果;同時一組不添加任何脫色劑,作為空白對照樣,結果如表1。

由實驗結果可以看出,活性白土的脫色率比活性炭高出很多,這說明活性白土的脫色效果好于活性炭的脫色效果。一部分原因可能是由于在真空抽濾去除脫色劑的過程中,過濾不夠徹底,導致部分活性炭透過濾膜進入最終體系中,影響了脫色的效果,同時也從另一個層面上說明在徹底去除脫色劑的過程中活性炭耗能較大;對比兩者的市價,單位量活性炭的價格要高出很多,雖然活性炭能夠一定程度上脫臭,但是考慮到脫色效果的巨大差異性,總結兩者的優缺點如表2。

表2兩種脫色劑優缺點比較

樣品名稱1213脫色效果1213脫臭效果1213耗能1213經濟性活性白土1213優1213無1213中耗能1213廉價活性炭1213良1213有1213高耗能1213不廉價

本實驗確定選用活性白土作為脫色劑,并以此脫色劑為主,研究脫色劑主要影響因素對脫色效果的影響,為了最直觀地表征各類因素影響水平,選擇曲面相應法作為實驗設計方法。

3.3曲面相應法

3.3.1響應曲面水平選擇

采用Box-Behnken Design方法,選取4因素(反應溫度、反應時間、攪拌速度、脫色劑用量),運用Design Expert軟件考察脫色過程中,各因素水平對地溝油的脫色效果,從而找出脫色各因素對脫色效果的影響水平以及變化趨勢\[5\]。其中各因素高水平和低水平的取值如表3。

為了保證能有曲面結果的存在,選取的水平比較寬,同時查閱相關文獻及實際應用中可知,反應溫度不會太低(低于油品凝固溫度),也不能太高(高于碳化溫度),故選取如上的水平。同時考慮到攪拌速度過快后,可能會導致整個裝置不穩定,故此處未討論高速攪拌速度。

3.3.2反應測定值及結果分析

按照上述水平進行反應,共進行30次實驗并得出結果。其中地溝油在一定實驗條件下進行無脫色劑的實驗,并進行光譜分析,以此作為地溝油脫色的本底值,運用脫色效率公式計算其他條件下的脫色效率。實驗過程中,觀察到當脫色劑用量達到或超過14%時,脫色劑含量過多,與油樣不能很好的混合,同時會有部分粘附在瓶壁上,影響了脫色效果;而當溫度低于60℃以下時,油脂可能會出現沒有液化的情況,不利于均相體系的形成。通過活性白土的脫色,也脫去了地溝油的臭味,達到了脫色和脫色的目的(表4)。

3.4曲面擬合二維及三維趨勢圖

3.4.1時間-溫度對透光率的影響趨勢

圖3時間-溫度對透光率的影響趨勢二維圖4時間-溫度對透光率的影響趨勢三維由圖3、圖4可見,當反應時間和反應溫度同時向中心升高時,脫色率也隨之升高,并在中心點附近達到最大值。從等高線圖上可以看出,當反應溫度一定,反應時間逐步升高的過程中,脫色率先升高后降低。

反應時間一定的情況下,脫色率也隨著反應溫度的升高,先升高后降低,在中心點附近達到最高,這是由于在低溫情況下,油的粘度較大,影響了活性土對雜質的吸附,同時地溝油中的極性化合物,特別是磷脂等物質吸附在活性土表面,形成了一個吸附層,進一步降低了吸附的效果。而隨著溫度的升高,加快了體系中磷脂等物質的氧化降解,可以一定程度上降低油脂的粘度;另外溫度的升高會提高體系的傳質速率,加快色素分子的運動,色素分子可以更迅速的附著在吸附劑上,從而達到脫色的效果。當溫度繼續升高,油脂的氧化速率加快,造成體系顏色加深。

3.4.2脫色劑用量與時間對透光率的影響

從圖中5可以看出,當脫色劑用量一定,反應時間由低到高變化時,脫色率也隨之由低到高變化,在55min處附近達到最大值,而后開始隨著的增大開始減?。划敺磻獣r間一定,脫色劑用量由低到高變化時,脫色率也隨之由低到高變化,并且相對變化較小。等值線平面圖呈現橢圓形,從圖6中可以看出,脫色率對反應時間的變化更為敏感。當反應時間為55min,催化劑用量為13%附近時,脫色率達到最高。

圖5脫色劑用量與時間對透光率的影響趨勢二維圖6脫色劑用量與時間對透光率的影響趨勢三維3.4.3溫度和攪拌速度對透光率的影響

從圖7中可以看出,當反應溫度一定,攪拌速率由低到高變化時,脫色率也隨之由低到高變化,在275r/min處附近達到最大值,而后開始隨著反應溫度的增大開始減?。划敂嚢杷俾室欢?,反應溫度由低到高變化時,脫色率也隨之由低到高變化,在110℃處附近達到最大值,而后開始隨著攪拌速率的增大開始減小。等值線平面圖呈現橢圓形,從圖8中可以看出,脫色率對反應溫度的變化更為敏感。當反應溫度為110℃,攪拌速率為275r/min附近時,脫色率達到最高。

圖7溫度和攪拌速度對透光率的影響趨勢二維 圖8溫度和攪拌速度對透光率的影響趨勢三維3.4.4溫度和脫色劑用量對透光率的影響

從圖9中可以看出,當催化劑用量一定,反應溫度由低到高變化時,脫色率也隨之由低到高變化,在115℃處附近達到最大值,而后開始隨著反應溫度的增大開始減??;當反應溫度一定,脫色劑用量由低到高變化時,脫色率也隨之由低到高變化,在13%處附近達到最大值,并逐步趨于穩定。等值線平面圖呈現橢圓形,從圖10中可以看出,脫色率對反應溫度的變化更為敏感。當反應溫度為115℃,催化劑用量為13% 附近時,脫色率達到最高。

圖9溫度和脫色劑用量對透光率的影響趨勢二維圖10溫度和脫色劑用量對透光率的影響趨勢三維3.4.5反應時間和攪拌速度對脫色效果的影響

從圖11中可以看出,當攪拌速率一定,反應時間由低到高變化時,脫色率也隨之由低到高變化,在40min處附近達到最大值,而后開始隨著反應時間的增大開始減?。划敺磻獣r間一定,由攪拌速率低到高變化時,脫色率也隨之由低到高變化,在325r/min處附近達到最大值,而后開始隨著攪拌速率的增大趨于穩定。等值線平面圖呈現橢圓形,從圖12中可以看出,當反應時間為40min,攪拌速率為325r/min附近時,脫色率達到最高。

圖11反應時間和攪拌速度對脫色效果

的影響趨勢二維圖12反應時間和攪拌速度對脫色效果

的影響趨勢三維3.4.6攪拌速率和脫色劑用量對脫色效果的影響

從圖13中可以看出,當攪拌速率一定,脫色劑用量由低到高變化時,脫色率也隨之由低到高變化,在14%處附近達到最大值,而后開始隨著脫色劑用量的增大趨于穩定;當脫色劑用量一定,攪拌速率由低到高變化時,脫色率也隨之由低到高變化,在350r/min處附近達到最大值,而后開始隨著攪拌速率的增大開始減小。等值線平面圖呈現橢圓形,從圖14中可以看出, 攪拌速率為350r/min附近時,脫色率達到最高。

重復實驗:在上述條件下,平行3組實驗,得到脫色率分別為74.9%、76.1%、75.6%,可以說明在此條件下為最佳反應條件。

4結語

研究表明:紫外-可見光譜檢測法能夠作為表征地溝油脫色效果的檢測方法;活性白土比活性炭的脫色效果和脫臭效果更好;對反應條件進行曲面相應實驗設計,得到反應顯著相為:D、BC、A2、B2、C2、D2(A-D分別為反應溫度、反應速度、攪拌速率、脫色劑用量),經擬合后預測方程為:R=70.22+8.55×D-6.78×BC-10.47A2-6.82B2-5.18C2-4.93D2,且擬合程度較好。當反應時間為43min、反應溫度為111℃、轉速為350r/min、催化劑用量為13.8wt%,達到最優反應條件,能達到75.4%的脫色效率。處理后的地溝油,色澤變淺,沒有惡臭氣味,可以作為下一步生物柴油的原料,且能保證生物柴油的色澤和氣味達到要求,解決了地溝油回流餐桌的問題同時,具有顯著的社會價值和工業價值。

參考文獻:

[1]潘劍宇,尹平河,趙玲,等.薄層色譜法快速鑒別潲水油和煎炸老油的研究\[J\].中國油脂, 2004, 29(4):47~49.

[2]劉貞先.我國生物柴油發展狀況綜合分析\[J\].現代化工,2007,27(1):10~12.

[3]劉延偉.我國生物柴油產業鏈發展前景\[J\].化學工業,2007, 25(8):15~21.

生物質能的優缺點范文4

關鍵詞:微網技術;分布式發電;分布式電源;燃料電池

0 引言

過去幾十年里,電力系統已發展成為集中發電、遠距離輸電的大型互聯網系統,通過復雜的功率潮流等控制器對其進行調節,并對大多數干擾具有魯棒性。

但是近年來用電負荷不斷增加,而電網建設卻沒有得到同步發展,遠距離輸電線路的輸送容量不斷增大,以及受端電網對外來電力的依賴程度也不斷提高,使得電網運行的穩定性和安全性下降。我國08年年初南方的雪災對電網破壞后帶來的災難給我們帶來深刻的教訓。

上述問題的出現,使人們深刻反思,除了單一擴大電網規模,建設超高壓輸電網外,利用新能源以及可再生能源在負荷處就近供電,降低負荷對大電網的依賴無疑對提高供電安全性和可靠性起到至關重要的作用,分布式發電/分布式電源(Distributed Generation/Distributed Source)近年來引起了人們的廣泛重視。

分布式發電(Distributed Generation,DG)及其應用是本世紀最受重視的高科技領域之一,是電力系統一個新的發展方向。然而處于電力系統管理邊緣的大量分布式電源并網卻極有可能造成電力系統不可控制、不安全和不穩定,從而影響電網運行和電力市場交易,所以分布式發電面臨著許多技術障礙和質疑。為了協調主電網與分布式電源間的矛盾,充分發掘分布式能源為電網和用戶所帶來的價值和效益,進一步提高電力系統運行的靈活性、可控性和經濟性,以及更好地滿足電力用戶對電能質量和供電可靠性的更高要求,微網(Microgrid)概念應運而生,并且迅速成為了國內外電力系統研究領域的最新前沿課題之一。

1 微網的概念與結構

威斯康星大學Robert H. Lasseter教授提出這樣的觀點:“理解新興分布式發電的一個好辦法就是采用系統的方法,將發電和相應的負荷看作一個子系統或‘微網’?!?/p>

2001年美國威斯康星大學-麥迪遜校區的R.H.Lasseter教授首先提出了微網的概念[4],隨后美國電氣可靠性技術解決方案聯合會(CERTS)和歐盟微網項目組(European Commission Project Micro-grids)也相繼給出了微網定義。

微網是一種由負荷和分布式電源(光伏發電、風力發電等)共同組成的系統,它可以同時提供電能和熱量;微網內部的電源主要由電力電子器件負責能量的轉換,并提供必需的控制。對于大電網,微網可以被看成是系統中的一個可控單元,它在短時間內反應以滿足其外部輸配電網絡的需要;對于用戶端來說,微網可以滿足他們的特定電能質量要求,并且增加供電的可靠性,降低線損[5-6]。

2 燃料電池發電系統簡介

以清潔能源為主的分布式發電主要包括以下技術[5]:

太陽能光伏發電技術、風力發電技術、燃料電池技術、微型燃氣輪機技術、生物質能發電技術、海洋能發電技術、地熱發電技術等等,這些發電技術各有各的優缺點,在實際應用中應采取兩種及兩種以上的發電技術相結合,并與就地負荷組成微網,從而實現優勢互補,提高能源利用效率。

通常采取的組合方式有風光互補(風-光-蓄[8],風-光-柴-蓄[9]等),燃料電池和微型燃氣輪機互補發電[10],燃料電池和光伏發電互補[11]等方式。

2.1 燃料電池簡介

燃料電池是一種將燃料和氧化劑的化學能通過電化學反應直接轉變為電能的發電裝置。

燃料電池的分類:

1. 低溫的包括100℃以下 :堿性燃料電池(AFC),固體聚合物燃料電池(SPFC),質子交換膜燃料電池(PEMFC)。

2. 中溫的包括100℃-200℃ :磷酸燃料電池(PAFC)。

3. 高溫的包括:熔融碳酸鹽燃料電(MCFC,660℃)、高溫氧化物燃料電池(SOFC,800℃-1000℃)。

2.2 燃料電池與光伏混合發電系統

目前,通過蓄電池儲能來調整光伏發電系統的發電與供電之間的時間差,是減少自然條件影響的主要手段。根據獨立運行的光伏發電系統設計原則,用戶對供電質量、供電保證率提出的要求愈高,系統對蓄電池的需求量也愈大。長期以來,對蓄電池(主要是鉛酸電池)的依賴性是影響獨立運行的光伏發電系統大量推廣應用的重要原因。

隨著燃料電池的不斷商業化,它的價格會不斷下降,同時基于燃料電池的諸多優點,用燃料電池替代蓄電池與太陽能光伏構成混合發電系統,可以減少蓄電池儲能帶來的弊端,從而提高太陽能光伏發電的操作靈活性和供電可靠性,促進太陽能光伏發電的進一步發展。

3 展望

隨著相關技術的不斷成熟,燃料電池發電系統必將得到全面的應用,并且燃料電池與太陽能光伏等可再生能源互補發電的形式將會得到進一步的發展。我國近期提出發展智能電網的戰略,其中就包括大力發展分布式發電技術,借此機遇,更要大力推廣微網概念。在我國,應盡快開展微網在民用和國防應用中的研究,開發相應的微網可靠性評估和規劃建設軟件,制定相關的微網并網標準,這將對我國進行電網的智能化建設具有重要的意義。

參考文獻

[1] 裴瑋,盛d,孔力,齊智平.分布式電源對配網供電電壓質量的影響與改善[J].中國電機工程學報,2008,28(13):152-157.

[2] 韋鋼,吳偉力,胡丹云,李智華.分布式電源及其并網時對電網的影響[J].高電壓技術,2007,33(1):36-40.

[3] Lasseter R H, MicroGrids [C]. Proceedings of the IEEE Power Engineering Society Winter Meeting ,New York,USA,2002:305-308.

[4] 魯宗相,王彩霞,閔勇等.微電網研究綜述[J] .電力系統自動化,2007,31(19):100-107.

[5] 鄭漳華,艾芊.微電網的研究現狀及在我國的應用前景[J] .電網技術,2008,32(16):27-31+58.

[6] 潘文霞,徐才華.孤島風光柴蓄系統配置仿真及分析[J].江蘇電機工程,2008,27(6):34-37.

生物質能的優缺點范文5

(一)生命周期法生命周期評價方法

(lifecycleassessment,LCA)是評價和估算產品和服務從原材料、制造、分銷和零售、消費者使用、最終廢棄或回收處理的整個周期內產生的CO2及其當量對環境造成的影響,是從搖籃到墳墓的計算方法。碳基金(carbontrust)最早系統使用LCA方法進行核算,并與Defra和英國標準協會(BritishStandardsInstitution)在2008年了《產品和服務生命周期溫室氣體評估規范》(PAS2050),這是第一部通過統一的方法評價產品生命周期內溫室氣體排放的規范性文件,成為產品和服務碳排放評估和比較可以參考的標準化的方法。PAS2050是建立在生命周期評價方法(由ISO1404014044確立)之上的評價產品和服務生命周期內溫室氣體排放的規范,針對某個企業的具體產品,從搖籃(原材料)到墳墓(產品報廢進入垃圾場)整個生命周期所排放的CO2總量。PAS2050規定了兩種評價方法:企業到企業BtoB(business-to-business)和企業到消費者BtoC(busi-ness-to-consumer)。前者指碳排放從產品運到另一個制造商時截止,即所謂的“從搖籃到大門”(fromcra-dletogate);后者產品的碳排放需要包含產品的整個生命周期(“從搖籃到墳墓”)。PAS針對溫室氣體評估的原則和技術手段主要包括:a)整個商品和服務GHG排放評價中,部分GHG排放評價數據的企業到企業(BtoB)以及企業到客戶(BtoC)的使用。b)溫室氣體的范圍。c)全球增溫潛勢數據的標準。d)處理因土地利用變化、源于生物的以及化石碳源產生的各種排放的處理方法。e)產品中碳儲存的影響的處理方法和抵消。f)特定工藝中產生的GHG排放的各項處置要求。g)可再生能源產生排放的數據要求和對這類排放的解釋。h)符合性聲明。

(二)環境投入產出分析方法

(EIO)美國經濟學家瓦西里里昂惕夫創立的投入產出分析方法被廣泛應用于各領域,該方法也可用于估算企業、部門或城市和國家的碳排放數據。Matthews(2008)將碳排放分為三個層次,并分別計算。第一層次為來自部門或組織本身的直接排放,如生產或運輸;第二層次將邊界擴大到組織使用的能源產生的碳排放;第三層次邊界繼續擴大,包含了其他間接活動的碳,及產業整個生命周期中的所有溫室氣體的排放。他將投入產出法應用于整個產品生命周期中,形成了EIO-LCA方法。這種估算方法涵蓋了產業供應鏈中從采購開始的所有過程,邊界廣泛,包括了經濟中的所有活動。EIO方法是自上而下的估算方法,并可以應用二手數據,將I-O表中的經濟活動與環境指標結合,將整個經濟系統作為邊界,可以提供一種比較綜合和穩健的碳排放估算數值。

(三)IPCC測度方法該方法是

2006年聯合國氣候變化專門委員會編寫的國家溫室氣體清單指南,目前已經成為國際公認和通用的碳排放估算方法。指南中將碳排放的范圍分為能源部門、工業過程和產品使用部門、農林和土地利用部門以及廢棄物四個部門。其中,能源部門包含了能源產業、制造業和建筑業、運輸業等燃料燃燒活動;工業過程和產品使用包含采礦工業、化學工業、金屬工業、電子工業排放以及源于燃料和溶劑使用的非能源產品和臭氧損耗物質氟化替代物排放等;農林和土地利用部門包括林地、草地、農地、濕地、聚居地及其他土地的排放、牲畜和糞便管理過程排放和石灰尿素使用中的CO2排放等;廢棄物處理主要計算廢棄物排放、生物處理焚化和燃燒以及廢水處理與排放過程中產生的各種溫室氣體。IPCC的測度方法是:碳排放量=活動數據×排放因子。

(四)碳足跡計算器

就個人或家庭的碳足跡而言,英國環境、食品和農村事務部(departmentforenvironment,foodandruralaffairs,defra)曾了CO2計算器,可以根據個人或家庭戶使用的能耗設備、家電以及出行工具計算CO2的排放量;美國加州以及我國的一些網站也設計了一些碳足跡計算器,這些都是自下而上的方法。以上幾種計算方法各有優缺點,如采用生命周期評價法時需要考慮目標和范圍、清單分析、影響評價和結果解釋,要確保數據的質量(數據來源、準確性、一致性、可再現性等)達到ISO14044及PAS2050的標準,為數據的獲得付出的成本較大。

二、我國碳排放測度方法及低碳經濟發展選擇

(一)以產品供應鏈為依據

確定碳排放的測度計算碳排放是能夠量化減排的第一步。根據產品的生命周期,通過對供應鏈的研究,計算產品從原材料到生產過程再到最終產品的溫室氣體排放量。一般包含如下步驟。第一步,分析內部產品數據,了解產品過程,包括原材料、將原材料轉化成最終產品的生產過程、廢棄物和產出的副產品、存儲過程中涉及的運輸環節。第二步,建立供應鏈流程圖,明確所有投入產出和過程,同時構成數據收集和計算的依據。流程圖應包括每一個具體的步驟和原材料,每一種原材料也許是另外一個供應鏈的成品。因此,每種原材料加工需要詳細的追溯,直到確認初級的原材料沒有溫室氣體排放。第三步,確定系統邊界和數據要求,應包括原材料、生產轉化,到使用和處理的所有過程中的直接和間接的以CO2為主的溫室氣體排放。第四步,收集數據。構建的產品供應鏈流程圖有助于確定數據,涵蓋了從投入到最終處理的所有排放數據,為計算打下基礎。第五步,通過供應鏈流程步驟計算碳排放。在上面的基礎上,構建質量平衡,即在整個從原材料到最終產品的流程中滿足:輸入=累積+輸出。此過程中,使用能源或直接排放氣體的排放系數,待每個步驟的CO2當量計算完畢,匯總的結果即為整個供應鏈中以CO2當量表示的產品的碳排放量。為了使計算結果具有科學性,需要與ISO14004生命周期評價、ISO14041生命周期清單系列標準進行比較分析,同時需要結合公司溫室氣體清單標準ISO14064、III型生態產品的環境標志的ISO14025以及WBCSD和WRI共同頒布的企業溫室氣體議定書(greenhousegasprotocolforcorporatereporting),核查結果的標準化程度。

(二)考慮國際經濟的環境利益問題

此外,在碳排放測度過程中,不可忽視的是國際貿易部分。隨著國際貿易、投資和運輸的增長,越來越多的生產過程被置于發展中國家和地區。相對于科學技術和環境標準高的發達國家,發展中國家的環境規制相對寬松,通過貿易和投資的方式,發展中國家成為高碳產業集中、碳排放密集的地區。因此生命周期的過程核算框架應該跨境延伸,在確定邊界層次時,需要考慮到擴展的碳排放。評估與核算產品和服務的制造(建立)、改變、運輸、儲存、使用、提供、再利用或處置等過程中的任一部分的溫室氣體排放,有助于激勵企業最大限度地減少整個產品系統的碳排放。

(三)采用具有成本效率的激勵措施

降低二氧化碳排放與其他環境措施相同,降低CO2的措施和方法,有以限制為主導的命令控制方式和激勵型的措施。命令控制方式通常由政府來決定企業實體的排放量或者應該采用的技術類型,而激勵型措施由于對如何達到減排標準和減排數量更具有靈活性,可以作為減少碳排放的有效方式。激勵性的政策包括排放稅(ataxonemission)、固定的年度排放總量及總量限制和交易安排(cap-and-tradeprogram)等。無論采取哪種措施降低CO2排放,最有成本效率的政策是可以最好地控制減排的邊際成本。采取排放稅措施,政策制定者為企業或組織排放的CO2或化石燃料中所含的每噸CO2制定一個費率。研究表明將CO2排放稅的稅率確定在估算的減排邊際收益的水平,可以激勵企業在減排成本相對較低時采取更多的措施減少排放量。與固定總量限制相比,排放稅的凈收益為后者的5倍。雖然從長期角度看,排放稅達到減排目標的成本小于固定的總量限制和交易安排,但是我國的經濟發展水平和能源使用狀況與發達國家不同,而且北歐、荷蘭、英國、德國等國家征收碳排放稅的實施效果也不盡相同,因此,鑒于我國經濟發展速度和結構不平衡的現狀,全面實行碳排放稅需十分謹慎。在總量限制和交易安排計劃下,可就一段時間內規定總排放的上限,要求企業實體擁有限制量下的排放權利或者額度。在給定期限內額度或權利分配完畢,企業可自由買賣排放權。與排放稅不同,總量限制和交易安排會對排放上限有規定,但由于每個市場的能源、氣候和減排技術不同,減排成本也有差異。自2008年以來,我國多個省市設立了環境權益交易所,以北京環境交易所、上海能源交易所和天津排放權交易所為龍頭,廣州、大連、河北、武漢、昆明等幾個省市均成立環境權交易所。與歐盟和美國相比,目前我國碳交易市場面臨著一些問題,主要表現在缺少規范性的碳排放交易所、初始分配權存在制度缺失、缺少排放權的定價機制、配套機制不完善以及法律體系不健全等方面。因此,除了法律規范和加強政府監督指導外,合理地設計總量和交易安排的結構,對達到碳排放減排目的有促進作用。首先,設定排放的上限,政府通過維持上限,出售給企業額度。其次,允許企業跨期轉讓減排需求,即存儲額度。當減排成本低于預期的將來成本時,企業將存儲額度;反之,企業可以借出額度。最后,基于額度的價格逐年修訂總量限制。

(四)改善能源結構

生物質能的優缺點范文6

關鍵詞:綠色建筑;給排水;節水;節能

中圖分類號:TE08文獻標識碼: A

一、引言

綠色建筑是指在建筑的全壽命周期內,最大限度地節約資源(節能、節地、節水、節材)、保護環境和減少污染,為人們提供健康、適用和高效的使用空間,與自然和諧共生的建筑。綠色建筑的目的是實現建筑全生命期的節約、環保、高效,并為人們提供健康舒適的工作和生活環境。目前我國關于綠色建筑設計運營的現行規范是《綠色建筑評價標準》(GB50378-2006)。在綠色建筑的給排水專業設計中主要包括節水和節能及再生能源利用方面的要求。

二、節水

1、優化供水系統設計

從建筑節能的角度我們應該充分利用市政管網的供水壓力進行供水,這樣的設計是既可以節能,同時可以做到節水,也避免了水源的二次污染;合理的進行系統分區,避免系統分區的不合理造成系統超壓出流,超壓出流造成了不被人們注意的隱形的水資源浪費。

2、采用較為先進的供水設備

為避免水資源的二次污染事故的發生,在設計中應采用較為先進的供水設備。在城市二次供水系統中,水資源二次污染是市場發生的事件,此類事故的發生使得居民生活受到較大影響,且會造成水資源的極大浪費,因此必須采取適當的措施防止此類事故的發生。

3、使用節水材料與器具

一套好的設備能夠對水資源的節約產生很大的效果,我們要推廣新的節水配水器材及衛生器具,達到建筑節水的好的成效。對衛生器具和配水器材進行選擇時,要適當參考價格因素、用戶的需求、節能與環保等各種條件,場所不同,選用不同類型的節水型衛生器具和配水器材。

1)推廣優質管材。在我國新建建筑中,冷鍍鋅鋼管作為生活給水管道被禁止使用,建議使用新型管材。新型管材可以很好的解決好水質污染、銹蝕、漏水與滲水等浪費現象。

2)推廣節水型衛生器具和配水器材。在選擇衛生器具和配水器具時,要優先考慮節水節能因素,采用小容積水箱大便器、節水水龍頭、合理使用洗衣機節水、安裝水溫自動控制閥、推廣洗碗機節水。

4、非傳統水源利用

“非傳統水源”是指不同于傳統地表水供水和地下水供水的水源,包括再生水、雨水、海水等。非傳統水源可用于景觀用水、綠化用水、汽車沖洗用水、路面地面沖洗用水、沖廁用水、消防用水等。我國水資源嚴重匱乏,用水形式相當嚴峻,利用雨水、中水等非傳統水源代替自來水等傳統水源,已成為最重要的節水措施之一。

1)中水回用

采用優質生活廢水和糞便污水分流的排水體制,回用的中水是優質生活廢水,所謂優質生活廢水是指不含廚房排水的雜排水,它主要包括冷卻排水、洗衣排水等。這些生活優質雜排水經過凈化處理后,可以達到《生活雜用水水質標準》,還可以用在生活、市政、環境等使用的非飲用水,從而增加城市的供水量。在中水回用技術上,我們要解決調節水量平衡、滿足回用水水質標準的問題。達到水量平衡是控制資源和能源浪費的關鍵所在;回用水水質標準包括制定回用水水質標準?,F在,在建筑行業中,我國執行的事生活雜用水的水質標準,此標準對大腸桿菌達標的控制要求較高,而中水工程不易達到標準,導致中水工程的推廣緩慢。因此我們要制定新的評價體系,開發與應用中水回用技術,利用好水資源,很好的解決水資源的緊張難題。

2)雨水利用

雨水利用指的是收集下雨時落到建筑物屋面和小區地面等空地上的雨水,然后經專門的凈化處理,出水的水質指標滿足要求,然后再使用的過程。我們要根據徑流雨水的水質、水量和處理水質標準來選擇雨水凈化處理工藝。雨水的利用有以下幾個方面的功能:實現雨水資源化,用于景觀綠化、道路澆灑等雜用水,節省自來水;修復水環境及生態環境,強化雨水的入滲增加土壤的含水量和雨水回灌來提升地下水位;雨洪調節功能,土壤的入滲量的增加和雨水徑流的存儲都會減少進入雨水排除系統的流量,從而減輕城市洪澇危害。建筑小區的雨水利用為城市節水開辟了一個新的領域,實現了我國給水排水領域的一個重要轉變,把快速排出城市的雨洪水量轉變為入滲、存儲調節,保護環境,促進綠色建筑、生態建筑區的發展。

3)海水淡化

海水是地球上最大的水資源儲備,現在,隨著海水淡化技術的日趨成熟,海水淡化技術被投入商業化運作與生產過程,只是淡化海水的費用很高,導致淡化海水得到限制,同時,也要受到地域限制。我國在環渤海灣地區淡化海水使用比較集中。這些沿海地區的淡水資源缺少,若挖掘地下水資源,會帶來地面沉降,從而導致地下水位的降低,引起海水倒灌,因此,采用海水淡化是解決當地淡水資源緊缺的有利措施。所以,我們要具體問題具體分析,尋求海水,以此為城市水資源的儲備。

三、節能及再生能源利用

長久以來,能源一直是影響我國國民經濟發展的重要因素,作為一個能源相對貧乏的發展中國家,能源供給問題一直關系到我們的國家安全和社會穩定。我們現有的主要能源是:煤炭、石油和天然氣等不可再生的石化能源。隨著開發量的增加,這些不可再生的能源儲量在急劇減少。在傳統能源能源匱乏大背景下,建筑節能尤為重要,可再生能源應用將成為建筑節能的重要發展方向之一。可再生能源包括太陽能、地熱能、風能、生物質能、水能和海洋能等非化石能源,其資源潛力大,可在人類活動歷史時期內永續利用,是有利于人與自然和諧發展的重要能源形式。這其中人類利用太陽能而又以太陽能熱水系統的應用最為廣泛。

應用太陽能熱水系統的民用建筑及建筑群體,均應與太陽能熱水系統統一規劃、同步設計、同步施工、同步驗收,與建筑物同時投入使用,以保證所選用的太陽能熱水系統各個部分及其輔助設施與建筑規劃布局、建筑設計有機結合,成為建筑規劃設計中合理的不可分割的部分。太陽能與建筑相結合設計至少有以下幾方面的要求:

規劃設計中,除像一般規劃設計要考慮的建筑功能、場地條件、周邊環境等制約規劃設計的因素外,確定建筑布局、群體組合和空間環境時還特別需結合場地的地理條件、當地地域的氣候條件、日照條件等因素來確定和設計建筑的朝向,建筑之間的間距及建筑形體組合,最大限度地滿足太陽能熱水系統設計和安裝的技術要求。

設計要結合建筑功能及其對熱水供應方式的需求,綜合考慮環境、氣候、太陽能資源,常規輔助能源類型和可供給的條件、施工條件等因素,比較不同類型太陽能熱水系統的性能、優缺點、造價,進行經濟技術分析。在充分綜合比較后,酌情選擇適用的、性價比高的太陽能熱水系統類型。

在建筑上合理設計太陽能集熱器的安裝位置尤為重要。建筑設計需將太陽能集熱器作為建筑的組成元素,與建筑相結合,保持建筑統一和諧的外觀,并與周圍環境相協調。在建筑設計中不僅需考慮地震、風暴、積雪、冰雹等自然破壞因素,還應為太陽能熱水系統的日常維護提供必要的安全便利條件。在管路布置上,建筑物中都要事先預留出所有管路的通口,合理布置太陽能循環管路以及冷熱水供應管路。

四、結語

節水與水資源的利用、節能與清潔能源的利用不僅是綠色建筑的的基本要求之一,更是我國的基本國策,需要在工程建設中大力發展開源節流、利用可再生能源,促進經濟社會的可持續發展。

【參考文獻】

1、劉名貴,建筑給排水中節水節能技術研究,科技創新導報,2008(2)

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