污水低碳處理技術范文
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篇1
中圖分類號: [TU992.3] 文獻標識碼: A
1 中國污水處理現狀
隨著科學技術的不斷進步和環境保護要求的逐漸提高,污水處理廠的建設進度明顯加快,截至2010 年,中國污水處理廠的數量已經達到2 000座,城鎮污水處理廠COD 的實際削減量已經占到中國全部水污染COD 削減總量的60% ~ 70%,污水處理設施利用效率不斷提高。隨著污水排放量的逐年劇增和污水處理力度不斷加大,每年用于污水處理的投資經費不斷增加。2003 年中國投入廢水處理費用僅為87. 4 億元,到2008 年該投資項已增加近3倍。一方面是由于污水排放量的增大超出原處理廠負荷,新建了數批污水處理廠; 另一方面是由于傳統的污水處理噸水能耗過大。按目前發展趨勢看,許多污水處理工藝在設計時便先天不足,幾乎沒有從機理上把握和運用具有潛在節能效果的工藝和運行環節,存在著投資大、能耗高、" 以能消能"、" 轉嫁污染" 等諸多問題,這就需要研發與應用具有" 低碳"節能功能的污水處理工藝和處理技術。
2 污水處理與碳排放的關系
中國城鎮污水處理設施經過多年的高速建設,已經形成規模化的處理能力。據相關學者調查顯示,到2010 年9 月底,建成并投入運營的污水處理廠2 639座,日總處理能力達到1.23 億m3。2010 年實際污水處理量達到330 億m3,按污水BOD248 mg /L,生化處理直接二氧化碳排放量為19 423萬t??偤碾娏繉⑼黄?0 億kW·h,PAM 消耗量將超過2.5萬t。電耗與PAM 的消耗是污水處理廠兩個主要間接排放源。按平均0. 764 kg二氧化碳 / KW·h,PAM 消耗的碳排放系數采用30 kg二氧化碳 /kg 計算,間接二氧化碳排放合計為6187萬t,占總碳排放量的24. 2%,若能降低10%電耗,就將減少620 萬t 間接二氧化碳的排放。
在污水處理過程中,運行耗能也是造成能源行業二氧化碳直接排放的原因。傳統意義上的污水處理主要對象——有機物( COD) ,它是一種潛在的含能物質。通過曝氣、利用微生物代謝作用去除COD,這種以耗能供氧來消耗有機物無異是" 以能消能"。傳統( 好氧) 污水生物處理工藝,以耗能供氧來消耗有機物,直接或間接地向大氣釋放大量的二氧化碳。從能量利用與溫室氣體排放控制的角度綜合衡量,這種方式與可持續發展的戰略是相悖的。因此對污水和污泥中潛在的有機能源進行利用有著重要的現實意義,對污水處理工藝低碳運行有著舉足輕重的作用。作為污水中的主要有機污染物COD 最終穩定至二氧化碳是其自然歸宿,然而從COD 終止至二氧化碳卻存在著兩種不同的技術途徑: 第一種是傳統方式,即依靠消耗外部能源供氧使COD 直接生物氧化穩定至二氧化碳; 第二種是可持續的處理方式,首先令污水中主要有機物COD 形成含有能量的物質,如甲烷或氫氣等,同時利用物質中的化學能量生成二氧化碳氣體??偠灾疅o論用哪一種污水處理原理及方式,其中的有機物均會最終生成二氧化碳,但第二種方式優于第一種方式,關鍵點在于可連續的污水處理降低了其對外部能源的需求量,甚至不需要外部能源的支持,這樣就有效地降低了外部能源在發電環節產生的二氧化碳排放量。也就是說,第一種方式在犧牲大量外部能源進行污水處理的過程中,實際上是將污染的方式從水污染轉化為空氣污染,同時還消耗了大量的外部能源,顯然體現了傳統污水處理方式有違節能、低碳的管理理念,因此是不可取的。
3 污水處理低碳運行途徑
針對上述污水處理現狀以及與碳排放的關系,確立發掘污水污泥中能源(COD) 并將其合理利用,而產生二氧化碳綜合減排的效果。在此前提下研發污水處理低碳運行途徑。
3.1 實施水質、水量動態變化下的優化運行
污水處理工藝運行能耗主要是指在污水處理過程中直接能耗的電能,主要用于污水/污泥提升、生物處理單元的曝氣/混合/推進、污泥濃縮/脫水、污泥/混合液的回流等環節。其中,污水生物處理和污泥處理單元能耗約占污水處理廠直接能耗的60%~ 90%。因此,污水處理工藝要想實現低碳運行,確實需要在污水生物處理和污泥處理這兩個單元進行優化改進。一般的污水處理工藝設計在曝氣、回流等運行環節往往采用定值運行,而實際污水無論水量還是水質均在時刻變化著,恒定的曝氣與回流運行控制與其不相匹配,從而造成能量浪費并且出水水質難以達標。為了避免使節能降耗大多也只停留在經驗層面,就需要一種能應對動態水量、水質變化的運行控制技術,使曝氣量、回流量與水量、水質實時匹配。在此方面,已經開始廣泛應用的在線檢測技術與數學模擬技術相結合可發揮巨大的潛力。在線檢測儀表不僅能解讀水質水量信息,更重要的是可以與數學模擬技術相結合,優化工藝運行,從而實現提供變化水量水質情況下對應的曝氣量、回流量,通過對變頻調速儀器提供準確的調控指令,可實現精準曝氣與合理回流量控制。
3.2研發并利用剩余污泥細菌細胞裂解工藝
剩余污泥作為一種潛在的綠色能源已無爭議,在國外,將污泥中的有機物轉化為可利用能源的策略已經或正在實施。然而,在中國這一策略的推廣卻困難重重。這主要是我們在政策層面存在認識上的不足,以至于污水處理行業" 重水輕泥" 把污泥轉化能源看作是虧本買賣,阻礙了相關技術的研發與應用。我們應該向歐洲一些國家學習,政府部門應制定從污泥能源發電予以政府補貼的經濟政策。在技術層面污泥轉化能源有傳統產甲烷途徑與當今生物產氫途徑。無論是產甲烷還是產氫途徑,剩余污泥細菌細胞裂解問題是制約能源轉化效率的瓶頸。如果細胞不能有效裂解,胞內有機物便不能完全釋放,必然導致厭氧消化效率較低。因此,污泥轉化能源的技術關鍵是解決剩余污泥細菌“細胞裂解”的技術瓶頸。故對污泥厭氧消化的預處理研究將是污泥能源轉化的技術所在。
3.3減少外加碳源與化學藥劑造成間接能耗
污水處理過程中外加碳源與化學藥劑也會造成一種間接能耗。為此,應該盡量避免在污水處理過程中投加碳源和使用化學藥劑。這對于強調脫氮除磷的污水處理工藝來說尤為重要,應盡量利用生物作用進行脫氮除磷,而非主動采取化學方式; 低碳源污水中針對或C/N 值偏低的問題采用節碳的生物營養物去除( BNR) 工藝的C/P 值偏低采用厭氧上清液側流磷回收的方式加以解決。
4低碳處理工藝的舉例
4.1剩余污泥細菌細胞裂解工藝
目前對于污泥消化預處理技術研究較多,主要歸納為物理/機械、化學、生物以及聯合處理等幾大類。物理方法有超聲波、微波、聚焦脈沖、熱解和凍融等技術; 機械方法包括旋轉球磨預處理、高壓均質機預處理、文丘里管系統預處理、溶胞離心預處理等; 化學方法中研究較多的是堿和臭氧處理方法,還有氯氣、過氧化氫、過硫酸鹽和二甲基過氧化酮等方法; 生物方法主要是生物酶和生物強化預處理技術;聯合處理主要是指物理/機械與化學方法的聯合使用,包括微波與H2O2或堿聯合處理、熱與H2O2或堿聯合處理技術等。
4.2反硝化除磷工藝
傳統觀念認為,生物脫氮與除磷是彼此獨立、互不相關的兩個過程,即脫氮與除磷是在兩類完全不同細菌作用下完成的生物過程。然而,工程實踐中卻發現自然界存在一類可以在缺氧環境下過量攝磷的細菌,在攝磷的同時將NO 2-/NO 3-還原為N2( 反硝化) ,這類細菌被稱為反硝化除磷菌( DPB) 。實際上,是將傳統反硝化脫氮與生物除磷有機結合在一起,可以節省約50% 的COD 和30% 的氧氣。DPB 細菌在低碳運行方面有著舉足輕重的作用。較早時的南非UCT 工藝及目前盛行的A2 /O 工藝雖然在研發時并沒有意識到DPB 細菌的存在,但是這種厭氧--缺氧--好氧動態循環的工藝流程恰恰是DPB 細菌繁殖、生長的必要動態環境,DPB 細菌的發現與認識便是源于UCT 與A2 /O 工藝。
目前,反硝化除磷工藝(BCFS)的成熟,使得UCT 的工藝性能得到了很大的改進,將DPB 細菌的生存環境與運行控制做到了極致。一種演示反硝化除磷能力的雙污泥工藝———A2N,已向人們充分展示了DPB 細菌在同步脫氮除磷中的巨大潛能。然而,這種工藝需要設置高效中間沉淀池,且在實際應用中很難保證充足的NO 3-電子受體。所以,A2N 難以成為工程應用的實際工藝。
4.3 自養脫氮工藝
20 世紀80 年代末發現的一種氨氮轉化新途徑——厭氧氨氧化( ANAMMOX),即在缺氧的條件下以亞硝酸鹽作為電子接受體將氨氮轉化為氮氣。厭氧氨氧化過程實現的前提是需有足夠的亞硝酸鹽NO2-。這一過程是自養的,無須投加碳源。這種自養脫氮技術的關鍵是實現穩定的亞硝化反應。厭氧氨化工藝與傳統的硝化/反硝化相比,更具明顯的優勢: 減少需氧量50% ~ 60%;并不涉及碳源消耗問題,污泥產量很低; 高氮轉化率( 6kg/m3·d)。將生物脫氮過程提升為可持續方式,這是一個典型的氨氮低碳轉化途徑。
結語
在污水生物處理工藝設計時無論是升級改造還是新的污水處理工藝,優先考慮在具有節省碳源的BNR 工藝;在污水處理過程中盡量減少外部碳源、化學藥劑、氧氣的投加量,從運行耗能層面,污水處理階段中消耗的電能主要是提升回流等環節。這樣以減少外部碳源和氧氣投加為目的、以發掘剩余污泥中的有機能源為核心、以優化工藝運行方式為手段,實現污水處理低碳運行,直至最后達到或接近“碳中和”的終極目標。
參考文獻:
[1]王洪臣.鎮污水處理領域的碳減排[J]給水排水,2010,6( 12) : 1-3
[2]謝淘,汪誠文. 污水處理廠溫室氣體排放評估[J].清華大學學報( 自然科學版) ,2012,52(4): 473-477.
[3]徐峰.污水處理低碳控制策略與技術運行分析[J].城市建設,2012: 219-220.
篇2
關鍵詞:污水土地處理 ; 土壤 ; 植物; 污水投配
1.污水土地處理系統
污水土地處理系統也稱土地灌溉系統和草地灌溉系統。此系統是將污水經過一定程度的預處理,然后有控制地投配到土地上,利用土壤-微生物-植物生態系統的自凈功能和自我調控機制,通過一系列物理、化學和生物化學等過程,使污水達到預定處理效果的一種污水處理技術。
污水土地處理系統是通過合理利用自然生態系統的凈化功能,低成本,低能耗的城市污水處理技術。利用一二級處理后的改良污水灌溉土壤-植物系統,不僅充分利用了水肥資源,而且起到了“代三級處理”的作用,甚至在一定條件下,配合氧化塘、沉淀池等措施,它本身就是二級處理的重要組成部分。經過預處理的污水由專用的引水溝引入到處理場地,固體物被植物截留,去除率能達到60%~80%,同時也降低了出水中的氮、磷和細菌的濃度。
2.污水土地處理系統的發展
污水土地處理系統作為一種新的現代處理技術,其發展可追溯到公元前雅典的污水灌溉習慣;16世紀德國出現了污水灌溉農業;19世紀70年代這種方法傳到了美國。
在早期的污灌實踐中,人們的主要目的是把土地作為污水的受納體,而不是主動的、科學的利用和凈化污水,使其達到預定的處理標準。由于當時人口稀少,可利用的土地多,加之土地處理的便利,污灌得到了廣泛的應用。隨著社會經濟的發展,人口激增,土地資源緊張,而且污水中病原體對人體健康威脅增加,機械處理污水逐步代替了土地處理,污灌隨之蕭條。
近年來,由于水資源的短缺,迫使人們重新考慮利用土地處理凈化污水。污水土地處理系統作為一種投資少、能耗低、成本低的現代廢水處理新技術在許多國家得到了運用和發展。美國、澳大利亞、加拿大、墨西哥等國家在土地處理方面的研究和運用均取得了良好的效果。
我國污水土地處理方面的研究起步較晚,但也取得了一定進展和成果。近年來,污水土地處理的觀念也發生了很大變化。之前較少考慮土地對污水的凈化能力和充分利用其中的水肥資源,主要把土地作為污水的受納體。目前污水土地處理系統工作不再盲目、被動,和污水的機械處理一樣,經過合理設計達到預定的處理標準【2】。
3.污水土地處理的優缺點
3.1土地處理系統的優點:
污水土地處理成本低廉,基建投資省,運行費用低;運行簡便,易于操作管理,節省能源;污水處理與農業利用相結合,能夠充分利用水肥資源;能綠化大地,促進生態系統的良性循環。
采用污水土地處理系統,通過利用環境和自然條件,強化人工調控措施,不僅可取得滿意的污水處理效果,而且可以充分回收再用水和營養物資源,大幅度的降低投資、運行費用和能耗。因地制宜的土地處理系統對于改善區域生態環境質量,也可以起到重要的作用。污水土地處理系統特有的工藝流程決定了它特有的這些技術經濟特征,也決定了它適合北方干旱和半干旱地區的顯著特點。
更重要的一點是,污水土地處理的整個凈化過程屬自然過程,不會像其他處理工藝一樣在凈化污水的過程中還會產生新的污染物質。
3.2土地處理系統的缺點:
系統需要占用一定土地資源;設計和處理不當會惡化公共衛生狀況;系統的副作用使公眾不愿接受。
城市污水的土地處理如果場地選址和設計不合理可能導致環境衛生狀況的惡化,傳播許多以水為媒體的疾病,公眾對此極為關注。
產生上述副作用的主要根源是病原體、重金屬和有機毒物。病原體包括細菌、病毒、寄生蟲等。對于病原體,人們關心的是它們在空氣、土壤、作物和地下水中的作用的歸宿。病原體傳播的主要途徑是:與污水的直接接觸,病原體附著在氣溶膠微粒上四處飛濺,借助食物鏈和飲用污染的水源。
因此污水土地處理系統對公共衛生狀況影響的研究必須優先進行,這也是推廣污水土地處理技術面臨和必須解決的問題。
4.污水土地處理系統的工藝類型及其特性
現有比較成熟和被廣泛應用的污水土地處理工藝有:
4.1污水慢速滲濾土地處理系統
污水慢速滲濾(SR)土地處理技術是土地處理技術中經濟效益最大、水和營養成分利用率最高的一種類型。慢速滲濾系統是將污水投配到種有作物的土壤表面,污水在流經地表土壤-植物系統時,得到充分凈化的一種土地處理工藝類型。
在慢速滲濾系統中,土壤-植物系統的凈化功能是其物理化學及生物學過程綜合作用的結果,具體為:植物的吸收利用;土壤微生物及土壤酶的降解、轉化和生物固定;土壤中有機物質膠體的吸收、絡合、沉淀、離子交換、機械截留等物理化學固定作用;另外為土壤中氣體的擴散作用及淋溶作用.
4.2污水快速滲濾土地處理系統
污水快速滲濾(RI)土地處理系統是污水土地處理系統的一種基本類型,它主要是將污水有控制的投配到具有良好滲濾性的土壤表面,污水在向下滲濾過程中由于物理、化學和生物化學等一系列作用而得到凈化。
快速滲濾系統的運轉周期是一段時間投配污水,稱之為淹水期,隨之是數天或數周的干化期。該運行處理周期模式可以使滲濾土壤表面好氧條件周期性的再生,同時使截留在土壤表層的懸浮固體充分有效地分解。
4.3污水地表漫流土地處理系統
污水土地漫流(OF)工藝是將污水有控制的投配在生長著茂密植物,具有和緩坡度且土壤滲透性較低的土地表面上,污水呈薄層緩慢而均勻地在土表上流經一段距離后得到凈化地一種污水處理方式。
土地漫流系統的凈化機理是利用“土壤-植物-水”體系對污染物地巨大容納、緩沖和降解能力。其中土表的生物膜對污染物有吸附、降解和再生的作用;植物起了均勻步水的作用;陽光既可以提高系統活力,又可以殺滅病原體及促進污染物的分解;大氣給了微生物良好的呼吸條件。在以上各方面的良好條件下,土地漫流系統構成了一個“活”的生物反應器,是一個高效低能耗的污水處理系統
4.4污水人工濕地處理系統
人工濕地(CW)處理的反應機理是土壤中與植物共生的細菌利用空氣分解污水中的有機質。當污水流過種有適當植物的濕地時,土壤于植物環境中富含的細菌生長,污水中有機質好氧分解。該系統不僅可以去除污水中的固體和溶解性有機質,也能去除部分氨氮。
5.污水土地處理系統的應用前景
土地處理系統作為我國污水處理技術政策的重要組成部分,已經成為城市污水處理的革新/替代技術,尤其是對于中小城鎮污水的處理,該技術具有一定的優勢。地下滲濾系統、慢速滲濾系統、人工濕地系統以及其它類型土地處理系統在我國的不同地區有著廣闊的應用前景。
在遵循整體優化、循環再生與區域分異等生態學基本原理的前提下,加強土地處理系統的基礎理論與工藝技術的研究開發,加快其產業化進程,必將促進我國的環境保護與生態建設工作,從而帶來巨大的環境、經濟與社會效益。
參考文獻:
篇3
【關鍵詞】污泥處理;低碳化處理;低碳化策略研究
引 言
近年來,隨著社會經濟的快速發展,全國各地都在發展循環經濟,加速資源節約型和環境友好型社會的建設。隨著污水污泥處理設施的普及,處理率的提高和處理程度的深化,污水污泥處理的產量將有較大的增加,由此,引起的二次污染問題也不容忽視。
目前,如何合理地進行污泥處理處置已成為當務之急。現就污泥處理處置與同行共同探討。
1、污泥處理方法概述
我國的污泥處理與處置還剛剛起步,在全國現有污水處理設施中有污泥穩定處理設施的還不到一半之多,處理工藝和配套設備較為完善度更是不夠,能夠正常運行的就更少,污泥直接排放造成的二次污染已經嚴重影響生態文明建設,必須予以充分重視。
就筆者所知,我國現今應用最為廣泛的污泥處理處置技術主要有:污泥填埋、污泥堆肥、污泥熱處理(污泥干化)等方法。污泥干化技術因運行成本高,發展比較緩慢,僅局限在小范圍內及生產性研究方面。
清潔發展機制的低碳排放核算機制是基于長期的全球碳平衡,因此其不計入污泥污水等生物降解火燃燒而產生的二氧化碳中。生物焚燒所產生的二氧化碳需要經過十年或上百年的時間才能重新匯集到生物體內,而堆肥處理卻使得大量碳元素仍然保留在原來的堆肥產品中,經過試用后大部分仍人保存著生物質談狀態,因此,污水污泥焚燒和堆肥的實際碳排放效果并不相同。
為了便于與對不同的污水污泥處理過程的碳排放量進行比較,在核算碳排放量的基礎上,參考資源化處理率等指標,定義處理過程的低碳化程度D為:
D=(EM-E)/EM,其間E=EC-ER
式中:EM為最大碳排放量,取厭氧填埋情況下的碳排放值,作為比較基準;E為某項處理過程的總碳排放量,EC為處理過程的碳排放量,ER為處理過程的碳排放效應。
2、污泥處理技術的低碳化排放研究
采用聯合國政府間氣候變化專門委員會的質量平衡方法,算碳排放。污泥厭氧的填埋過程中的CH4和CO2的產生量分別為:
ECH4=W*DOC*DOCf*MCF*F*16/12 (1)
ECO2=W*DOC*DOCf*(1-MCF*F)*44/12 (2)
(16/12是CH4/C分子量比率;44/12是CO2/C分子量比率。)
式中:W――污泥的質量;
DOC――可降解的有機碳,污水污泥中DOC取決于產生該污泥的廢水來、處理工藝;
DOCf――實際降解的可降解有機碳比率;
MCF――甲烷修正因子,對于在厭氧填埋中,可以選擇是100%;
F――填埋氣體中的CH4體積比率,可按50%計算;
將(1)和(2)相加,可得到1噸CH4的全球變暖趨勢按21噸CO2計算,所以厭氧填埋的碳排放:
ECH4=0.033W,ECO2=0.092W
EM~0.792W
根據CJT―249―2007城鎮污水處理廠污泥處理含水率要降至60%一下才能進入填埋場。因此需要進一步干化,假如采用熱干化法,將進一步增加處理過程中的碳排放量。
污泥干化焚燒發電:污泥中有機燃燒最終形成的碳排放量:
ECO2=W*CF*OF*44/12=0.312W (3)
式中:CF――污泥碳含量,取濕污泥的10%;
OF――氧化因子,取85%。
污泥焚燒前一般需干化不同的干化方法消耗的能源也不同。1千克的標準大氣壓下的汽化潛熱是2512千焦/千克,1千克80%汗水污泥干化至30%最少需要1793千焦/千克。統一用無煙煤供熱,燃煤及干化機綜合熱效率按50%算,干化系統耗電按35千瓦時/噸濕污泥計。污泥的焚燒發電效率與污泥熱值有關,污泥的熱值差異也較大,也是6000~24000千焦/千克干污泥之間??紤]熱損失,燃燒效率和發電效率按30%熱量進行發電,則1136千焦用于發電,發電量為0.315千瓦時,焚燒廠本身耗電占發電量的20%~30%。
2.1污泥好氧堆肥
污泥好氧堆肥過程中的大部分DOC轉換化為CO2和微生物有機質,和少量CH4產生于堆體的厭氧部分,但是其很大程度上在堆體的有氧部分產生氧化。釋放到大氣的CH4大概是干材料中的碳含量低于1%至幾。以此,堆肥處理過程中產生的碳排量:
ECO2=W*DOC*DOCf*44/12=0.238W (4)
其中,DOCf――好氧堆肥條件下分解的可降解有機碳的百分比,考慮到堆肥完全腐化后DOC轉化率超過99.5%,碳在堆肥過程中有大約2/3轉化為CO2其余1/3用于細胞合成,以此該值可取0.65。
2.2污泥混燒處理
污泥混燒處理是應用工業窯爐比如水泥窯,用電廠的燃燒器混燒污泥,可以節約污泥焚燒設施的建設,介于投資費用和用地,于是在近年來發展很快。以下就簡單介紹幾種電廠混燒方法,如濕污泥直接混燒法,污泥干化后混燒法等。根據不同的技術要求使用不同的混燒方法,也可以起到減少碳排放的效果。
3、污泥的低碳化處理策略
筆者對污泥處理技術進行了適當的評估(具體評估方法不在此贅述),評估結果表明,要實現低碳化處理,首先要調查研究生物質能利用的可能性,然后根據結果充分利用各種污泥處理技術。
從以上分析可知,污水污泥的低碳化處理策略原則基本為以下幾點:1通過脫水,消化和利用余熱的干化達到污泥量減的效果;2應用厭氧消化產沼回收生物能;3用余熱干化后在電廠混燒;4余熱干化后焚燒發電;5好氧堆肥;6應用穩定化熱處理減少填埋過程中的甲烷排放;7降低處理過程的能耗。
4、結語
污泥的低碳化處理不僅僅是利國利民的大計,更是一種順應時代潮流。在污泥處理過程中,由于污泥中組成復雜,一定要因地制宜,根據實際情況對污泥的處理選擇合理的處理方法,要實現低碳化處理,一定要調查研究生物質能利用的可能性,然后根據結果充分利用各種污泥處理技術。
參考文獻
篇4
論文關鍵詞:安置區,環保節能,低碳社區
近年來,隨著國家經濟的不斷發展,大量工業規劃區和大型廠礦企業相繼增多,因規劃和項目建設涉及環保搬遷的村鎮需要集中安置,在具體的搬遷工作中不僅需要解決經濟適用、功能完備等問題,如何做到環保節能與低碳減排也是集中安置區設計目前面臨的一個突出的問題。
1建設低碳安置區的必要性
低碳經濟的實質是經濟發展方式、能源消費方式、人類生活方式的一次新變革。據統計,國外低碳城市能源消費38%來源于居住用能,33%是各種商用建筑和公共建筑用能,交通用能占到22%,而即便是在倫敦這樣的大都市,工業用能也僅僅占到城市能源消耗的7%…。因此可以看出,居住社區用能在城市的能源消耗占到了比較大的比重,而搬遷安置區的建設往往在當地特色、環境良好、功能完備、經濟適用方面考慮較多,將低碳理念注入到安置區的社區規劃、建筑設計、社區管理中。
2安置區設計的環保節能
安置區的設計要提倡節能、節地、節材,并建立起資源和能源可持續再利用的住宅體系。安置區的生活污水要采取經濟適宜的生化處理方式,處理后的出水可考慮盡量循環使用,盡量少排放,綠化、道路清洗及其他沖洗用水采用二次處理后的污水,以節約水資源和減少對環境的污染。大型的安置區可形成區域內的小社區,該社區應具備生活、交通、環保等綜合功能。
3國內外低碳社區案例
3.1弗班——德國可持續社區的標桿
德國弗萊堡市郊的弗班區被譽為德國可持續社區的標桿,弗萊堡享有“歐洲太陽能之都”及“歐洲環境之都”的美譽,也是全球率先實現可持續發展理念的城市之一。
弗班社區在節能減排、減少交通、社會整治及創造可持續鄰里方面都取得了相當的成功經驗,例如:1)使用80%木屑及20%天然氣的高效熱電聯產再生能源裝置提供弗班區的供暖系統,通過好的隔熱及有效的暖氣供應大約可減少60%的CO,排放;2)提倡“生活不須有車”的交通概念,減少了35%的車輛。與此同時,社區提供各種替代的運輸方式(例如共乘、便利的大眾運輸);3)通過弗班論壇負責的社會工作,居民可參與更多的社區活動,例如創造合作社商店、農民市場及鄰里中心等。
3.2上海崇明東灘生態社區
上海崇明東灘生態社區項目涵蓋社區總體規劃、生態發展、可持續能源、廢棄物管理、綠色建筑、交通規劃設計和建筑等方面的內容,主要的規劃理念包括:
1)碳中和(CO零排放):熱能和電力通過風能、生物能、垃圾和城市建筑物上的太陽能光伏板直接獲得,建立全國第一個氫能電網;2)綠色建筑:最高建筑僅有8層,采用環保技術,屋頂草坪和植物為天然隔熱層,可儲存雨水用于灌溉;3)綠色交通:人們的主要出行方式為步行、自行車、清潔能源公交車(燃料電池)、水上出租車,市內建有不受機動車干擾的獨立的人行步道和自行車道網絡,任何地方到附近公交車站步行不超過7min;4)綠色基礎設施:社區建立了集水、水處理與再利用系統,社區內80%的固體廢棄物實現了循環使用。
4低碳社區的發展探索
2010年上海世博會,北京的城市最佳案例選擇了國奧村,這充分體現了首都對建設低碳社區的勇氣和決心,游客參觀完之后,都能強烈地感受到“低碳生活離我們并不遙遠”。
國奧村這個中國首個成熟的綠色環保社區匯集了30多項環保技術,北京的城市最佳案例選擇了國奧村,原因是:1)再生水熱泵冷熱源系統,可以從污水處理廠排人河道的再生水中提取溫度能量,為建筑提供冬季供暖和夏季制冷的能源;2)景觀花房生態污水處理系統,可以將生活污水集中至景觀綠化花房,利用動植物的食物鏈建立起一個水體生態平衡系統,使生活污水得到再次利用,成為小區景觀用水;3)這里的窗戶中問都是中空的夾層,里面充著惰性氣體,惰性氣體能降低傳熱效果,同時窗戶外層還有能夠隔熱防紫外線的膜,從而提高窗戶的隔熱效果;4)國奧村衛浴設備采用了“復用水”技術的洗手盆和坐廁一體化的產品。洗手盆內有特殊陶瓷閥芯,采用雙檔節水,防燙傷設計,有效節能減碳,并將洗手盆的污水經過過濾處理儲存在坐廁水箱當中,內置自動清潔系統去除細菌和異味,坐廁比傳統3/6坐廁節水25%。上海世博會國奧村的入口采用北京古建筑特色的門樓設計,而事實上,誰也想象不到,如此漂亮的展區競多是建筑廢料制成。國奧村用實際的案例,向世博游客展示了一個可以實現、并且很快就能跨人尋常百姓生活中的低碳社區案例。
“不久的將來,可能在上海也會有國奧村的項目?!眹鴬W村負責人表示,奧運會留下來的并非只有精彩的賽事,更多的是奧運精神倡導的人、社會、城市及自然和諧相處,以及新的生活方式的推廣與共享。
5結語
篇5
關鍵詞:低碳經濟 新農村建設 可持續發展
中圖分類號:F320.3文獻標志碼:A文章編號:1673-291X(2011)24-0035-02
一、低碳經濟
低碳經濟一詞,最早出現在《能源白皮書――構建一個低碳經濟》報告中,低碳經濟是指以低能耗、低污染、低排放為基礎的經濟模式,是指人類社會繼農業文明、工業文明之后的又一次重大進步,它指的是提高能源利用效率和清潔能源結構、追求綠色GDP的問題,核心是能源技術創新、制度創新和人類生存發展觀念的根本性轉變[1]。低碳經濟的發展模式為節能減排、發展循環經濟、構建和諧社會提供了操作性措施,是落實科學發展觀、建設節約型社會的綜合創新與實踐,完全符合黨的十七大報告提出的發展思路,是實現中國經濟可持續發展的必由之路,是一場涉及生產方式、生活方式和價值觀念的全球性革命[2]。
二、新農村建設中的發展低碳經濟的必要性
改革開放以來,中國農業集約化的快速發展,農村生活方式的不斷改變以及城鎮化和工業化對農村地區日益深刻的影響,明顯加劇了中國農村生態和環境的總體惡化,成為中國實現新農村建設目標的重要瓶頸問題[3]。
1.農村生活垃圾問題。隨著農村生活水平的提高,農村生活垃圾的產生量日益增大。中國農村每年產生約1.8億噸的生活垃圾,絕大部分露天堆放,不可降解的無機物長期堆積,易腐有機部分在腐敗菌作用下降解,產生滲濾液,是蚊蠅、細菌、病毒的滋生繁衍場所,也是水體直接或間接的重要污染源 [4]。目前,中國大部分地區沒有農村生活垃圾的專門收運和處理處置系統,很多地區的田頭、路旁、水邊以及干涸的河道均成了天然垃圾箱[5]。
2.農村污水問題。隨著農村改廁工作的推廣,中國農村的生活污水問題也日趨嚴峻。抽水馬桶等用水器具日漸普及,各種洗滌劑的使用也日漸增加,農村居民的用水量、污水排放量和污水中的污染物含量均大大增加。由于農村地區缺少污水處理設施,生活污水基本上未經過任何處理便直接排放。目前,中國對農村雨/污水的收集和排放也缺乏系統規劃,農村大多沒有排水系統。
3.種植養殖廢物問題。中國農業日漸集約化的發展,打破了種養、農牧之間的緊密聯系,大量種植養殖廢物得不到有效利用,在廣大農村隨意丟棄、堆放或無控焚燒,不僅造成了資源浪費,環境污染,而且會導致火災和交通事故的頻發,對生態環境和城鄉居民的身心健康造成了危害。
中國各類種植業廢物產生量約為每年7.8億噸,種類達20多種。作物秸稈有機質含量高,具有很大的開發利用價值[6]。從能源利用的角度考慮,秸稈資源中可利用量為2.8億~3.5億噸,如產氣率按0.48標準立方米/公斤估算,每年可產生850億標準立方米甲烷。中國人均資源量低,對種植業廢物加以充分開發、綜合利用,提高生物質能利用效率和效益,既可緩解農村飼料、肥料、燃料和工業原料的緊張狀況,又能保護農村生態環境、促進農業可持續協調發展。目前中國農村生活用能源仍有57%依靠薪材和秸稈,由于以直接燃燒為主,熱效率低,大量煙塵和余灰排放使人們居住和生活環境日益惡化。采伐和燒火破壞了生態、污染了環境,導致有機質不能還田,土壤質量下降,也造成了能源浪費。另外,農業廢棄物資源化的創新技術少,導致農業廢棄物轉化產品品種單一、質量差、利用率低、商品價值低,難以產業化,在市場上沒有競爭力。
近二十年來,中國禽畜養殖業年均增長9.9%,帶來大量的養殖廢物。養殖糞便是養殖業主要污染物,養殖糞便及其分解產物主要包括固形有機物和惡臭氣體物質兩部分,嚴重污染了中國農村水環境、土壤和地下水環境,破壞農村環境衛生。目前中國養殖廢水的COD已遠超過工業廢水和生活污水排放COD的總和。全國規?;B殖場中80%廢水直接排入水體,而分散養殖場大部分廢水和糞便未經任何無害化處理直接排放。
4.水體和土壤環境惡化問題中國農村水土面臨來自城市和農村自身污染的雙重壓力,污染日益嚴重,水系淤塞、耕地退化、水土流失、生物多樣性減少、生態系統退化,各種污染問題和生態問題交織在一起。(1)水環境惡化問題。目前,中國農村水環境面臨三個方面的污染威脅。首先,農業生產產生的大量農業廢物和污水無序排放,殘留化肥、農藥及養殖糞便、剩余餌料和水產品排泄物等進入水體,降低了水體自凈能力,加劇了水體污染[7]。其次,農村水體也是城市和工業污水的重要受納體。由于城市環境污染控制的日益嚴格,許多污染嚴重的企業轉移到小城鎮和鄉村,對當地水環境造成了十分不利的影響。最后,布局分散、經營粗放的鄉鎮企業任意排放非達標廢水,嚴重污染了農村地區的水環境。(2) 耕地數量和質量下降及土壤污染問題。中國耕地資源十分有限,人均耕地僅0.1008公頃,只有世界平均水平的32%。隨著城市化進程的逐步加快,中國的耕地面積正在逐漸減少,嚴重影響了國家的糧食安全。數量下降的同時,質量也在下降。中國耕地土壤的有機質含量不及歐洲同類土壤的一半。長期施用化肥造成的土壤板結、土壤礦化,秸稈還田率很低,植物吸收的土壤養分不能還田,也嚴重影響了中國農業戰略安全。農藥、化肥的過度使用,污水灌溉,重金屬污染,非降解性農膜的大面積使用等嚴重污染著中國的土壤,農戶將使用后的農膜就地丟棄或將其作為生活垃圾扔進垃圾堆。
三、農村推行低碳經濟的對策
在新農村建設中積極推行低碳模式,確保新農村建設快速進行,不重復先污染后治理,先低端后高端、先放后集約的舊發展模式,實現農村經濟社會可持續發展。
1.倡導低碳生活方式和價值觀。大量生產、大量消費、大量廢棄的生活方式,正在走向人類文明的反面,嚴重制約了可持續發展戰略的實施,不但污染了生態環境,而且污染了人們的心靈。正是這種無形膨脹的消費欲望造成了世界能源、資源的緊缺。低碳經濟絕對不是政府官員、學者的事情,而與每個普通人的生活息息相關。對于農民來講,低碳生活就在身邊,注意在生產與生活中節水、節肥、節藥、節種、節電、節油、節煤、節糧,并不是困難的事情[8]。
2.建設低碳農村社區。在造房子建新村時,應注重建設低碳綠色的住房,在充分考慮居民健康、人與人和諧的前提下,合理利用節能技術和節能材料。低碳綠色建筑應該盡可能采用適用技術和降低能源消耗的構造。低碳綠色建筑,應該能充分利用可再生資源。在新農村建設過程中,各地應保持良好的建筑風格和節能方式。農村社區的建立要科學規劃,例如沼氣池的規模、位置要科學、合理的確定,也應該注重商品房的結構,預留各層太陽能的擱置空間[9]。
3.調整農業結構,發展高效生態農業。實踐證明,粗放型、掠奪性的農業生產與增長方式,已成為消耗資源與能源、環境污染和破壞生態的重要源頭,而高效生態農業既吸收了傳統農業的精華,又吸取了促進生態農業發展的生態技術和新方法,如提高太陽能的利用率,生物能的轉化率和廢棄物的再循環率等,通過現代管理協調農業生產與環境、能源利用的關心,實現生態與經濟的良好循環 [8~11]。
4.加快農村能源建設步伐。在能源與環境的壓力下,農村能源的可持續利用將成為制約中國能源問題的瓶頸,加速開發利用可再生資源和大力推進節能工作都是重要的戰略選擇。在適宜地區積極推廣沼氣、秸稈氣化、小水電、太陽能、風力發電等清潔能源技術。經過總結以往工作中的經驗教訓,沼氣利用技術逐步成熟,目前在農村地區最適宜推廣。大幅度增加農村沼氣建設投資規模,有條件的地方,要加快普及戶用沼氣,支持養殖場建設大中型沼氣。
5.適時開發與利用生物質能源。生物質能源是指由植物的光合作用固定于地球上的太陽能,通過生物鏈轉化為地球生物物質形態,經過加工為社會生活提供原料的能源。它有許多優點,最重要的是在燃燒過程中對環境的污染小,屬于清潔能源,對減少大氣中的二氧化碳含量及降低“溫室效應”有利;另外,蘊涵量巨大,屬于可再生資源,只要有陽光存在,綠色植物的光合作用就不會停止,生物質能源就不會枯竭。
6.繼續推進生態建設,減少碳足跡。按照建設環境友好型社會的要求,要通過多種途徑維護農業生態環境的相對穩定,以實現農業系統總體上的高產、穩產、優質、節能和降低生產成本的綜合效益。堅決落實最嚴格的耕地保護制度,切實搞好退耕還林、天然林保護等重點生態工程,大力鞏固退耕還林、還草、還湖的成果,加強對林地、草地荒地的依法保護。穩定完善政策,培育后續產業,鞏固生態建設成果,建立和完善生態補償機制[12]。
總之,在社會主義新農村建設中大力推行低碳經濟,可以使人們少走一些彎路,真正實現農村經濟的可持續發展。
參考文獻:
[1]任力.國外發展低碳經濟的政策及啟示[J].發展研究,2009,(2).
[2]饒艷.低碳經濟國內研究進展述評[J].企業家天地,2010,(10).
[3]申昌元,趙華偉.淺談新農村建設中的環境污染問題[J].江西能源,2006,(4).
[4]新農村建設中環境污染問題的調查與思考[J].法學與實踐,2006,(6).
[5]于一凡,李繼軍,岳宜寶.新農村建設中的環境問題與規劃對策[J].上海環境科學,2008,(6).
[6]姜文,汪小勇,駱東奇.社會主義新農村建設中的環境問題與對策[J].安徽農業科學,2009,(14).
[7]劉興,王啟云.新時期中國生態農業模式發展研究[J].經濟地理,2009,(8).
[8]季昆森.“低碳經濟”在農業上大有作為[J].東方城鄉報,2009,(25):195-298.
[9]姚洋.低碳農村之路:城市化與新農村社會文化運動[J].綠葉,2009,(11).
[10]楊新榮.現代高效生態農業發展的經濟學解析[J].生態經濟,2009,(2):252-254.
篇6
(南京林業大學土木工程學院,南京 210037)
摘要:為了減輕外加商業碳源給生物反硝化帶來的經濟負擔,降低生物反硝化法的處理成本,需要尋找無毒且更為廉價的碳源以及探尋具有可持續發展前景的強化生物脫氮技術,以取消或減少外部碳源的添加。闡述了目前已投入使用的幾種新型碳源以及無外加碳源的序批式生物膜反應器(SBBR)脫氮工藝、兩級序批式反應器(SBR)脫氮工藝和其他改進工藝。通過新型廉價碳源的合理利用及組合生物脫氮工藝技術的開發,可以在自有碳源有限的條件下提高生物脫氮效率。
關鍵詞 :生物反硝化;新型碳源;無外加碳源;生物脫氮工藝
中圖分類號:X703 文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2015)03-0517-03
近年來,由于大量含氮生活污水和工業廢水排入水體以及農用化肥的過度使用等原因,加速了河流、湖泊的富營養化。因此,開發有效的脫氮技術成為研究的熱點。在眾多的脫氮技術中,生物法是運用最為廣泛的一種。傳統的生物脫氮由硝化過程和反硝化過程兩部分組成,而生物反硝化過程中往往存在缺少碳源的問題,為保證反硝化反應的順利進行必須有充足的碳源提供,而依靠投加甲醇、乙醇等傳統碳源,處理成本較高[1]。為了降低水體脫氮成本,一方面可以尋找無毒、廉價的新型碳源來代替傳統碳源;另一方面需要研究無需外加碳源的脫氮工藝。
1 新型碳源
低碳氮比污水因自身有機質不足導致脫氮效率較低。目前解決該問題的主要方法之一是外加部分碳源,如甲醇等,但由于添加的物質往往成本較高,有些還有毒性,在實際生產中難以廣泛運用。所以如何以最低的代價提高脫氮率是低碳氮比污水生物脫氮面臨的主要問題[2],而尋找合適的新型外加碳源也成為目前關注的熱點[3,4]。
新型碳源主要以一些價格低廉的天然固體有機物為主[5]。早在1988年,Boussaid等[6]就首次將纖維素作為碳源運用到地下水修復當中,而近年來,富含纖維素類物質的天然固體有機物正逐漸用作外加碳源,至今已有研究的纖維素類天然固體有機物有甘草、蘆葦、棉花等植物,植物秸稈和紙等。
1.1 甘草、蘆葦、棉花等植物
甘草、蘆葦、棉花等植物的主要成分為纖維素,它們還擁有較大的比表面積能讓更多的細菌附著,加快反硝化過程,這些特點使得甘草、蘆葦、棉花等植物可作為菌群的生物載體和反硝化碳源。
Ovez[7]利用序批式厭氧生物膜反應器,比較了Gracilaria verrucosa(一種在太平洋西北岸地區普遍生長的灌木)、萃取的甘草根、大型蘆葦分別作為碳源的情況。結果表明,Gracilaria verrucosa因其營養物質蛋白質含量高,比表面積大,具有最好的反硝化脫氮效果。在Gracilaria verrucosa脫氮系統中,可溶性有機碳的含量最高,可生化性最好;硝酸鹽氮在14 d完全被去除。
Volokita等[8]在實驗室條件下,以原棉為碳源去除飲用水中的硝酸氮。在該研究中,棉花同時作為碳源和微生物生長的基質。試驗結果表明,以棉花為碳源脫氮效果明顯,進水中的硝酸鹽能在較短時間內完全脫除,出水有機物含量低,無氮氣堵塞問題和亞硝酸鹽積累情況。金贊芳等[9]同樣以棉花為外加碳源和細菌生長的載體,利用生物反應器去除了地下水中的硝酸鹽。試驗結果表明,在室溫(25±1) ℃,停留時間9.8 h,進水22.6 mg/L的NO3--N完全被去除。棉花在反硝化過程中可以逐漸完全被利用,而且對環境無害,處置方便。
1.2 植物秸稈
目前國內外已有利用植物秸稈作為反硝化碳源的試驗研究報道,Ingersoll等[10]和Gibert等[11]研究了以香蒲莖葉等枯落物為有機碳源處理氮污染嚴重的地下水,結果表明反硝化脫氮效率明顯提高。
魏星等[12]將玉米、蘆葦稈、樹枝、稻殼4種植物秸稈材料添加在人工濕地系統中,結果表明,補充植物秸稈后,人工濕地系統的脫氮效果得到了顯著強化,TN去除率從44%左右提高到53%~66%,而植物秸稈的種類對濕地脫氮效果無顯著影響,但是碳源補充在中層的脫氮效果好于碳源補充在表層的脫氮效果。
金贊芳[13]采用裝了麥稈的反應器來進行脫氮處理。反應器用麥稈、沙子和灰泥土的混合物填滿,沙子和麥稈提供了一個穩定的反硝化環境。水力停留時間為2 h,在30 d的工作時間中,硝酸鹽的去除率達到100%。
徐鎖洪等[14]進行了以稻殼為載體培養固定反硝化菌去除水中NO3--N的試驗。結果表明,以稻殼為載體培養的反硝化菌在NO3--N初始濃度為0~100 mg/L范圍內,NO3--N去除速率隨著其濃度的升高而加快,NO3--N平均去除速率為5.9 mg/(L·h),去除率達91.6%。邵留等[15]進行了以稻草為碳源和生物膜載體去除水中的硝酸鹽的試驗,其去除率可達90%以上。
1.3 紙
紙的主要成分為纖維素、半纖維素、木質素等。Volokita等[16]在實驗室條件下,以報紙為碳源去除飲用水的硝酸氮,在該工藝中,報紙既是碳源,又是微生物生長的基質。試驗結果表明,該工藝的脫氮效果明顯,進水中質量濃度為100 mg/L的硝酸鹽能在較短時間內完全脫除,且出水有機物含量低,沒有檢測出色度和氣味,且無亞硝酸鹽積累情況。
金贊芳等[17]對以紙為碳源和反應介質的生物反應器對水中硝酸鹽的去除展開了研究。試驗結果表明,以紙為碳源和反應介質的生物反應器能成功地去除地下水中的硝酸鹽。反應器啟動快,耐沖擊,即使在較短的停留時間內也能保持很高的去除效率。
2 無外加碳源的脫氮工藝
2.1 無外加碳源SBBR脫氮工藝
序批式生物膜反應器SBBR(Sequencing batch biofilm reactor)是通過向序批式反應器(SBR)中添加載體而形成的一種新型污水處理工藝,采用其進行脫氮具有兩個重要特點:微生物附著生長,易生成世代期長的硝化菌;在好氧階段,SBBR中的生物膜能創造缺氧微環境并吸收、儲存碳,降低了硝態氮的濃度。有利于在好氧情況下實現同步硝化反硝化[18]。另外在缺氧階段,可利用內碳源實現剩余硝態氮的反硝化,無需外加碳源[19]。
2.2 兩級SBR無外加碳源除磷脫氮工藝
龍北生等[20]采用兩個SBR反應器串聯運行,通過控制泥齡,成功地實現了將聚磷菌與硝化菌分別控制在兩級反應器中優勢生長。工藝運行模式如圖1所示,在SBR2中完成硝化反應后,再將其上清液一次性回流到SBR1中,利用其富磷污泥中剩余的有機物[包括胞內的聚β-羥基丁酸鹽(PHB)]為電子供體進行反硝化脫氮,以達到最大限度地利用進水中的有機物,實現在無外加碳源的條件下完成除磷與脫氮功能。
曾薇等[21]采用兩級SBR工藝處理化學需氧量(COD)與氮濃度較高的工業廢水,并與傳統SBR法比較,發現兩級SBR工藝在無需外加碳源條件下,COD降解速率和硝化反應速率明顯高于傳統SBR法,脫氮除磷效果較好。
羅固源等[22]采用新型雙泥生物反硝化除磷脫氮工藝(由兩個不同功能的SBR反應器組成)解決了硝化菌與聚磷菌的泥齡之爭、反硝化與聚磷菌厭氧釋磷的矛盾,使其硝化段、反硝化脫氮吸磷段和好氧吸磷段都處于較理想的反應條件下,改善了脫氮除磷效果。
2.3 其他改進工藝
在城市污水處理中,應用反硝化除磷[23]、短程硝化反硝化、同步硝化反硝化等技術研究結果表明,通過工藝技術優化和運行參數控制,城市污水中的有機物可同時滿足生物除磷與脫氮過程的要求,取得良好的除磷脫氮效果。
胡學斌等[24]采用SBR工藝輔以污泥外循環厭氧釋磷后排放富磷上清液的方法,對低碳源城市污水的脫氮除磷效果進行了研究,結果表明,在處理低C/N、C/P污水的過程中,對氨氮、總氮、總磷的平均去除率可分別達到82%、61%、95%。王少坡等[25]利用城市污水廠二沉池回流污泥的內碳源進行反硝化試驗,發現采用短程內源反硝化,在去除亞硝酸鹽的同時,不僅可以節省外加碳源,還可以減少剩余污泥的產量和污泥處置費用。劉智曉等[26]進行了低碳源條件下利用側流活性污泥水解技術強化生物脫氮除磷研究,在進水均值COD為165 mg/L、TP為3.3 mg/L、TN為37.5 mg/L、COD/TN為4.4且無外加碳源的情況下,出水TN可穩定低于15 mg/L。張波等[27]采用倒置A2/O的工藝處理城市污水,結果表明,倒置A2/O工藝的反硝化速率可比常規A2/O工藝高40%~50%,其氮磷脫除功能明顯優于常規A2/O工藝。
3 結論
我國城市污水和水體脫氮面臨的主要問題是進水碳源不足,直接影響了生物脫氮效果,為了滿足達標要求往往不得不考慮采用外加商業碳源強化脫氮過程,但是外加碳源將導致運行成本提高和污泥產量的大幅增加,對于污水廠和水體治理設施的長期運行很不經濟。本文介紹了幾種無毒且更為廉價的新型碳源,如甘草、蘆葦、棉花等植物,植物秸稈和紙等,并對幾種無需外加碳源的強化生物脫氮除磷工藝,如SBBR脫氮工藝、兩級SBR除磷脫氮工藝和其他改進工藝進行了探討。通過新型廉價碳源的合理利用,組合工藝中自有碳源的合理調配,可以使生物脫氮過程更加經濟和有效。
參考文獻:
[1] 周海紅,王建龍.利用可生物降解聚合物同時作為反硝化微生物的碳源和附著載體研究[J].中國生物工程雜志,2006,26(2):95-98.
[2] 高景峰,彭永臻,王淑瑩.有機碳源對低碳氮比生活污水好氧脫氮的影響[J].安全與環境學報,2005,5(6):11-15.
[3] 湯 兵,王五洲,石太宏.低碳源條件下反硝化同步除磷脫氮的研究[J].工業水處理,2007,27(12):49-51.
[4] A S, KARAHAN ?魻, ORHON D. Effect of high nitrate concentration on PHB storage in sequencing batch reactor under anoxic conditions[J]. Bioresource Technology, 2009,100(3):1376-1382.
[5] 邵 留,徐祖信,尹海龍.污染水體脫氮工藝中外加碳源的研究進展[J].工業水處理,2007,27(12):10-14.
[6] BOUSSAID F, MARTIN G, MORVAN J. Denitrification in-situ of groundwater with solid carbon matter[J]. Environmental Technology Lett, 1988,9:803-816.
[7] OVEZ B. Batch biological denitrification using Arundo donax, Glycyrrhiza glabra, and Gracilaria verrucosa as carbon source[J]. Process Biochemistry, 2006,41(6):1289-1295.
[8] VOLOKITA M, ABELIOVICH A, SOARES M I M. Denitrification of groundwater using cotton as energy source[J]. Water Science and Technology, 1996,34(1):379-385.
[9] 金贊芳,陳英旭,小倉紀雄.以棉花為碳源去除地下水硝酸鹽的研究[J].農業環境科學學報,2004,23(3):512-515.
[10] INGERSOLL T L, BAKER L A. Nitrate removal in wetland microcosms[J]. Water Research, 1998,32(3):677-684.
[11] GIBERT O, POMIERNY S, ROWE I, et al. Selection of organic substrates as potential reactive materials for use in a denitrification permeable reactive barrier (PRB)[J]. Bioresource Technology, 2008,99(16):7587-7596.
[12] 魏 星,朱 偉,趙聯芳,等.植物秸稈作補充碳源對人工濕地脫氮效果的影響[J].湖泊科學,2010,22(6):916-922.
[13] 金贊芳.城市(杭州)地下水污染源解析與修復技術研究[D].杭州:浙江大學,2004.
[14] 徐鎖洪,施 ?。缘練檩d體培養反硝化菌及硝酸鹽氮的去除[J].大連鐵道學院學報,2001,22(4):98-101.
[15] 邵 留,徐祖信,金 偉,等.以稻草為碳源和生物膜載體去除水中的硝酸鹽[J].環境科學,2009,30(5):1414-1419.
[16] VOLOKITA M, BELKIN S, ABELIOVICH A, et al. Biological denitrification of drinking water using newspaper[J]. Water Research, 1996,30(4):965-971.
[17] 金贊芳,陳英旭,小倉紀雄.以紙為碳源去除地下水硝酸鹽的研究[J].應用生態學報,2004,15(12):2359-2363.
[18] WILDERER P A, IRVINE L R, GORONSZY M C. Sequencing Batch Reactor Technology[M]. London: I WA Pubishing, 2001.
[19] 李 軍,彭永臻,顧國維,等.無外加碳源SBBR脫氮工藝及其控制方法研究[J].中國給水排水,2006,22(7):17-21.
[20] 龍北生,吳富平,陳麗麗,等.兩級SBR無外加碳源除磷脫氮的運行模式[J].長春工程學院學報(自然科學版),2007,8(3):50-53.
[21] 曾 薇,黃文春,朱衛方,等.兩級SBR與傳統SBR工藝的對比研究[J].環境污染治理技術與設備,2005,6(11):1-4.
[22] 羅固源,羅 寧,吉芳英,等.新型雙泥生物反硝化除磷脫氮工藝[J].中國給水排水,2002,18(9):4-7.
[23] 王亞宜,彭永臻,甘一萍,等.A2N反硝化除磷脫氮系統處理生活污水研究[J].高技術通訊,2004(1):83-88.
[24] 胡學斌,楊 柳,吉芳英,等.低碳源城市污水的低氧同步脫氮除磷研究[J].中國給水排水,2009,25(13):16-19,23.
[25] 王少坡,彭永臻,于德爽,等.常溫短程內源反硝化生物脫氮[J].北京工業大學學報,2005,31(3):298-302.
篇7
關鍵詞:低碳生活;綠色建筑;給排水;節能節水措施
低碳生活,是在可持續發展理念指導下,通過技術創新、制度創新、產業轉型、新能源開發等多種手段,盡可能地減少煤炭石油等高碳能源消耗,減少溫室氣體排放,達到經濟社會發展與生態環境保護雙贏的一種經濟發展形態。
低碳建筑是指在建筑材料與設備制造、施工建造和建筑物使用的整個生命周期內,減少化石能源的使用,提高能效,降低二氧化碳排放量。目前低碳建筑已逐漸成為國際建筑界的主流趨勢。在低碳建筑的趨勢中,綠色建筑成了一個熱門的名詞。
1節能減排的低碳建筑
1.1綠色建筑概念
綠色建筑是指建筑物全生命周期內最大限度地保護環境,節約能耗,減少污染,為人民提供健康適用和高效的使用空間,最終實現人與自然共有的建筑物。
綠色建筑包括三要素:①保護環境,減少污染;②節約資源;③提供舒適空間。節約資源包括節能、節水、節地、節材。一般來說,綠色建筑與既有建筑相比能耗可以降低70%~75%。我國目前確定的綠色建筑與既有建筑相比能耗降低80%以上。
1.2國際上綠色建筑的認證體系
包括:美國的LEED標準;英國的EID.homes標準;澳大利亞的NABERS+2標準。
LEED美國建筑環保認證是時美國綠色建筑委員會U.Sgreen BuildingCouncil建立并推行的“綠色建筑評估體系”,該體系遵循美國綠色建筑協會政策和方針,目前在世界各國的各類建筑環保評估、綠色建筑評估以及可持續性評估標準中,其被認為是最完善、最具影響力的評估標準。
1.3 LEED標準對給排水的要求
對給排水而言,LEED是指水資源評定,主要涉及提高用水效率、雨污水處理與排放、節水指標三個方面。
(1)提高用水效率。采用分質供水:飲用水、生活用水、景觀用水和綠化用水按用水水質要求分別提供。采用節水系統、節水器具和設備,如空調冷卻水和泳池用水采用循環水處理系統,公共衛生間采用感應出水龍頭或緩閉沖洗閥等。采用節水和綠化澆灌設計,如采用雨水收集回用系統和滴灌系統等。
(2)雨污水處理與排放。采用雨水、污水、廢水分流系統,有利于污水處理和雨水、廢水的回收再利用。采用雨水和中水回用系統,減少污水和雨水的排放。提高基地的保水性能,合理規劃地表與屋頂雨水徑流途徑,最大限度降低地表徑流,采用多種滲透措施增加雨水的自然滲透量。
2給排水工程的結構形式
我國的給水排水工程構筑物主要采用混凝土結構。所謂混凝土結構,包括素混凝土結構、鋼筋土結構和預應力混凝土結構,但主要是鋼筋混凝土結構和預應力混凝土結構。不配置鋼筋的素混凝土結構由于抗拉能力很差,通常只用于以受壓為主的基礎、支墩及必須依靠自身的重量來保持穩定性的重力式文檔結構等。
3給水系統的節水問題
3.1用水定額的選擇
按規范選取,缺水地區應選低值。
3.2采用合理的供水系統
充分利用市政供水壓力,收集和掌握準確的市政水壓、水量資料。高層建筑給水系統合理分區,各分區最低衛生器具配水點處的靜水壓不宜大于0.45Mpa,特殊情況下不宜大于0.55Mpa;水壓大于0.35Mpa的入戶管(或配水橫管),應設減壓或調壓設施。
3.3減壓閥的選用
(1)不宜采用供水立管串聯減壓分區供水的方式(見圖1)。
(2)推薦支管減壓作為節能節水的重要措施(見圖2)。
(3)減壓閥的選型。給水豎向分區可采用比例式減壓閥(宜垂直安裝),或可調式減壓閥(宜水平安裝)。入戶管或配水支管減壓時,宜采用可調式減壓閥。比例式減壓閥的減壓比宜小于4:1;可調式減壓閥的閥前后壓不應大于0.4Mpa,要求安靜的場所不應大于0.3Mpa;用于支管減壓的減壓閥,宜選用閥前閥后壓差要求小的可調式減壓閥。
4居住小區的供水系統
當居住小區采用小區集中供水系統時,宜根據小區的規模、建筑物布置等情況集中或相對集中布置供水泵站。供水泵站宜在供水范圍內居中或靠近用水量大的用戶布置,應避免室外供水管線過長,造成水泵揚程增大,離水泵近的建筑供水壓力大,壓力波動大等耗能、耗材、噪聲大、使用效果差等弊病。
4.1雨洪設計:水質控制(處理90%雨水,去除80%固體懸浮物)
這樣設計的目的是,通過管理雨水沖刷物限制對自然水流的破壞和污染??赡艿募夹g和對策:采用替代表層(如種植屋面、通透性人行道賀柵格人物道,透水鋪裝)和非結構技術(如雨水花園、植被洼地、隔離非透水部分、雨水回用)減少不透水性和促進透水性,從而減少污染物對自然水流的破壞和污染。
4.2節水綠化景觀
要求:在仲夏計算基數下減少50%用于灌溉的飲用水水量。減量可由下列情況綜合而得:植物種類因素、利用高效澆灌技術、使用收集的雨水、使用再生水、采用公共機構提供的處理水,專門替代自來水。
4.3節水綠化景觀:非自來水或不澆灌
對場址中或鄰近綠化景觀的澆灌,取消采用自來水、或其它自然地表、地層水資源。只使用收集的雨水、循環利用的廢水或公共機構提供的處理水和轉換水
5其他節水措施
5.1創新治理廢水技術
減少廢水的產生和對飲用水的需求,同時增加對地下水含水層的補充。通過水儲存設備儲存廢水沖洗廁所、小便池或者采用非飲用水(收集雨水,循環利用廢水,現場或市政處理水)等措施。
5.2采用節能型衛生器具
建筑中最大化節水,以減輕市政供水和排水負擔。在滿足《能源政策方案》(1992)設備性能要求的基礎上,采取措施使建筑總的用水量比計算用水量基準減少20%(不包括澆灌用水)。(如表1)采用高節水潔具、干式器具,如堆肥式廁所、無水小便器、人體感應器以降低自來水用量??紤]非自來水部分利用再生雨水和廢水,如便器、小便器沖洗、及一般沖洗。
6 結束語
追求生態效益,實現經濟與環境的雙贏是未來城市發展所必需的,而給排水節能設計無疑是城市建設與生態環境建設的結合,如果能將二者協調好,將是城市建設之福,將有利地促進我國城市和社會經濟的繁榮,早日實現社會主義和諧社會的理想。
參考文獻:
篇8
關鍵詞:再生水 低碳經濟 作用
中圖分類號:TU991.11文獻標識碼: A 文章編號:
低碳經濟簡單說就是以最小的資源消耗,最低的廢物排放,生產出最多的有用的產品。它的生產循環過程就是循環經濟的流程,即:資源—產品—廢物—再生資源—產品。而再生水就是純凈達標的談水資源經過一次利用后,變成了污水,也就是廢物,這些污水經過污水處理廠深度二次處理后,達到一定的水質標準,再進行有益的利用。從而達到水資源和能源消耗最小化,產出最大化,而排放最低,非常符合低碳循環經濟發展的要求。然而,目前廣大民眾對再生水回用的認知度還較低,政府對再生水推廣應用的支持力度、資金投入、監督管理力度還不夠,從而使再生水的利用量、回用率偏低,應用面也不夠廣泛,推廣應用的進展也較慢。
一、再生水的含義及特點
再生水是指污水通過污水處理廠適度的處理后,使水質達到一定的標準,以滿足某種使用的要求,可以進行有益在利用的水。我們習慣把通往用水戶的來水叫上水,從用水戶排出的污水叫下水,因為污水經過二次深度處理后變為再生水的水質介于上下水之間,可排入地面水域使水體不受任何污染,所以我們通常又把再生水叫做“中水”。再生水除不能做飲用水外,完全可滿足綠化、消防、道路降塵噴灑、農業灌溉用水,工業冷卻用水,生態景觀用水、洗車、建筑物清洗、地下水回灌等用水水質標準的要求。它的應用范圍非常廣泛,可以說它是城市的第二水源。再生水較其他水資源具有顯著的特點和優勢。一是供水保證率高。它不爭水,可就地取水,因為每一座城市的供水總量的80%都要轉化為污水,這些污水經二次處理后有70%的中水是可以回用的。二是供水成本低,有競爭力。按目前的技術水平。再生水的供水成本約在1-3元/噸,海水淡化的供水成本約在5-7元/噸,跨流域引水的供水成本約在5-20元/噸。顯而易見,從經濟的角度而言,再生水回用是最劃算、最經濟的。三是具有明顯的環保價值。污水的再生利用非常有利于改善生態環境,有利于實現水生態環境的良性循環。
二、唐山市再生水回用的基本情況
唐山市市區目前有東郊污水處理廠、西郊污水處理廠和北郊污水處理廠,年處理能力達7000萬噸。2009年唐山市區再生水工業回用利用率達25%,年市區工業再生水利用量達2338萬噸,中水回用量較上一年增加54%,一年推廣應用再生水的成效非常顯著。隨著城市的發展和擴容,計劃在鳳凰新城西北部還要規劃建設一座污水處理廠。目前全市工業和城鎮居民生活污水年排放量達2.866億噸,其達標排放量達2.478億噸,而回用量不足0.5億噸,而就全市而言,再生水回用率還是較低的水平,在10%以下。目前北京再生水回用率已達65%,中水回用量已占全市總用水量的20%。國家建設部也頒布了今后城鎮污水再生水利用的指標和政策,到2015年,我市總體再生水回用率達到20-25%,較國家規定的指標還有很大的差距,較北京的差距就更大。
三、再生水回用是解決水資源緊缺的有效舉措也是發展低碳經濟的需要
如上所述,再生水的充分利用,可使一座城市在供水總量不變的情況下增加供水能力50-70%,而且成本較低,經濟效益和生態效益顯著。而且再生水的回用適應范圍廣泛,能大大提高水資源的綜合利用率,即可減輕對地表水體的污染,又可緩解水資源的供需矛盾。目前再生水的處理技術是成熟的,城市再生水回用的基礎設施建設也正越來越受到重視,隨著水資源的日益緊缺,供需矛盾的凸顯,公眾對再生水的認知度也在不斷提高,所以大力推廣應用再生水是可行的,戰略性的意義重大。我們應該以科學的發展觀對待自然資源的開發和利用,既要滿足我們當代人經濟發展的需求,但決不能危及和損害后幾代人的利益。我國是一個貧水的國家,我市更是一個缺水的城市,我們應該時刻具有居安思危的水危機意識,未雨綢繆,節約先行、治污為本,多渠道開源。再生水回用保證率高、成本低、節約能源、減少排污,經濟效益和生態效益顯著,有利于實現水資源綜合利用的良性循環??梢哉f大力推廣應用再生水是可持續發展的重要舉措,也是發展低碳經濟的需要。
四、幾點建議
(一)、完善關于再生水回用的政策法規
政府應出臺再生水回用的硬性指標和鼓勵、懲罰制度,以逐步擴大再生水使用的范圍。比如:新建項目和整體更新改造的項目建設再生水回用的配套管網等設施可免交污水處理費,對不回用的單位征收新建或改建項目再生水供水管網設施配套費,對用水大戶應規定必用的再生水所占總用水量的比例指標,達不到的有處罰規定,超指標的有獎勵制度等等,以加大對再生水回用的政府監管和督導力度。為大面積的再生水回用建立完善制度保障體系。
(二)、加大對再生水回用基礎配套設施建設的投入
政府應積極引導拓寬投融資渠道,加大對再生水回用基礎配套設施建設的投入,以擴大再生水的使用范圍和利用水平。比如:城鎮新建項目和整體改造的項目供水都應該實施“分質供水”,應增加中水回用的供水管道和配水管網。洗車、道路噴灑、消防用水、沖廁、綠化、景觀等用水都應改用中水。對于唐山市來說,在這里需要強調兩項中水回用的工程設施。一是地下水回灌工程配套設施,因為唐山市是地下水嚴重超采區,每年地下水用量都占總用水量的70%左右。全市已形成以市區、古冶、唐海為中心的六大漏斗區,超采面積已達3322平方公里。特別是市區和沿海一帶,地面沉降、海水入侵等地質災害已經顯現,應該通過調查論證科學選定中水回灌地下水的井點、井群,實施地下水回灌工程。二是我市投巨資、歷時數年的建設,南湖生態公園和總長57公里的環城水系已見雛形,后續配套建設正加快進行,水系和南湖一次蓄水量達2000立方米,每年蒸發滲漏消耗水需2000立方米,如果每年補充兩次水的話,大約需要5000-6000立方米的淡水資源。東郊污水廠和北郊污水廠近臨陡河、西郊污水廠近臨青龍河、所以利用再生水給環城水系和南湖補水是必然的選擇。不到迫不得已決不取用陡河水庫的淡水資源。
(三)、加大宣傳力度提高公眾對再生水的認知度
再生水回用,對于廣大公眾來說畢竟還算是一種新生事物,所以政府要通過報紙、電臺、電視臺等多種宣傳媒體和形式多樣的宣傳普及手段,叫廣大公眾了解再生水,認知再生水,接受再生水,以推進廣大民眾的參與意識。為使再生水得到廣泛的應用奠定群眾基礎。
(四)、按市場經營機制促進再生水產業大發展
再生水原來屬于公益事業,完全由政府投入,政府管理,現在應通過深化機構改革,轉換經營機制,由公益事業逐步向產業化轉變,但政府的宏觀管理、監督、支持是不能完全放手的。供排水公司可按市場化經營管理,促進其向產業化發展,逐步做大、做強再生水回用事業。
(五)、科學合理地整合城市水資源
篇9
關鍵詞:城市規劃;低碳城市;設想
一、前言
低碳經濟是通過更少的自然資源消耗和更少的環境污染,獲得更多的經濟產出,創造更高的生活標準和更好的生活質量的途徑和機會,并為發展、應用和輸出先進技術創造新的商機和更多的就業機會。目前,我國正處于城市化快速發展的重要階段,由于城市規劃對城市低碳發展有著長期的、結構性的影響,因此如何在城市規劃中充分融入低碳經濟理念顯得尤為重要。下面,本文就低碳經濟下的城市規劃進行簡要闡述,以供參考。
二、低碳城市規劃的基本特征
(一)可操作性
低碳城市建設,為人類改善城市生態環境質量的行為指明了方向,其為城市規劃建設提供了技術體系,即:一是低碳城市發展指標體系;二是低碳經濟技術和低碳能源技術;三是生態技術。
(二)高效性
主要表現在:一是城市的生產、運行和維護成本的低能耗趨于最小化,物質與能量得到了最高效的利用;二是城市能源系統的高效率;三是城市轉換系統的高效益;四是城市流轉系統的高效率。
(三)循環性
低碳城市規劃的循環性特征體現城市各個系統和各個層面的良性循環,即:一是通過自身生態系統的完善,對改善整個自然生態系統循環起積極的作用;二是城市各個系統以及整體的城市系統的循環速率比較合理、且保持整個城市循環系統平衡;三是能識別、能解決阻礙城市系統良性循環中出現的問題。
(四)和諧性
一方面表現在人和自然的關系上,人貼近自然,自然融于城市,城市結合自然發展;另一方面表現在人與人的關系上,低碳城市不僅用自然綠色點綴人居環境,且是關心人、陶冶人、人與人關系和諧的社會。
三、低碳經濟下城市規劃的幾點設想
(一)能源規劃
節能優能、開發新能源是能源規劃的重點。當前,我國能源規劃中應把眼光瞄準綠色能源和清潔技術。首先,應提高太陽能、生物質能源、風電、水電、地熱、海洋能、燃料電池、氫能等綠色生態能源的利用率和產業化,減少對石油、煤炭等能源的依賴,以最大限度地減少能源的消耗和污染物的產生,從而可大幅度的減輕環境壓力。其次,應大量采用循環經濟和清潔生產技術,積極推進清潔能源產業化,構建低碳產業支撐體系,實現低排放或零排放,并從資源的開采、生產、使用和廢棄處置中最大限度的提高資源和能源的利用率,最大限度的減少他們的消耗和污染物的產生。
(二)交通規劃
構建綠色交通體系,是實現“低碳”目標的方式。因此,在城市規劃中,應改造傳統的交通模式,開發多層次、一體化的公共交通系統,例如規劃高效的地鐵、輕軌和brt公交系統的規劃,并應配套建設相應的停車換乘設施,以實現地鐵、輕軌、brt方便、快捷的無縫換乘;或是規劃安全、方便的自行車道和人行道,建立步行(自行車)優先、公交為主、限制小汽車使用的交通組織方式,同時做到使用清潔的低碳燃料及新型環保車輛,以期能降低交通能耗,減少城市二氧化碳的排放量,做到節能減排。以北京為例,如果小汽車出行比例每降低一個百分點,轉向公共交通,每年可減排氧化碳42萬t。
(三)建筑規劃
建筑設計與施工,嚴格遵從建筑節能標準,推行低碳建筑設計理念,推進建筑節能設計。一是建筑要盡可能實現自然采光、自然通風、自然排水等設計理念,以為人類提供健康宜人的溫度、濕度、清潔的空氣、好的光環境和聲環境等;在屋面、墻體、門窗等建筑外的圍護結構上使用具有隔熱和保溫性能的材料,在空調等建筑暖通設備上盡量使用能耗低的產品,同時充分開發利用太陽能、風能和地熱資源,強力推進太陽能利用與建筑一體化設計,設計和建造富有景觀美的太陽能屋頂和光能利用建筑,推廣住宅小區太陽能路燈和景觀照明。二是建筑的規劃應盡量減少對自然資源的利用,主要指節約土地.在能源與材料的選擇上貫徹減少使用、重復使用、循環使用以及用可再生資源替代不可再生資源的原則。三是應加強城市垃圾廢棄物處理設施、大氣凈化設施、污水處理設施和噪音弱化設施的維護與升級,以減少排放和妥善處理有害棄物以及減少光污染和聲污染。四是大力推廣可再生能源等新能源和低能耗、超低能耗技術與產品在住宅建筑中的應用。
(四)產業規劃
產業結構影響能源消耗總量和經濟能耗強度,可見產業規劃也在很大程度上決定了低碳城市的建設。在城市發展規劃中,要降低高碳產業的發展速度,加大淘汰污染工藝、高耗能、高排放的落后產能的力度,提高各類企業的排放標準,提高鋼鐵、有色金屬、建材、化工、電力和輕工等行業的準入條件。同時,應進一步完善以旅游文化產業、光伏產業、低碳裝備制造業、服務外包和低碳現代服務業等為主導的低碳產業體系,大力發展綠色經濟、低碳經濟和循環經濟,以確保城市產業結構符合城市總體規劃的可持續發展原則。
在產業布局上,要將同類產業和相似產業集中布置,形成產業園區。對于一些有著一定污染的產業,在減污減排的同時,應盡量將其布置在城市的郊區,并設置綠化防護帶以進行控制。
(五)水循環規劃
規劃“低碳生態”城市時,在生態用水節水方面,對于嚴重缺水和嚴重水污染的規劃防治,需要建立更為長遠和實效的目標。國家在對“低碳生態”城市的硬性規定中明確指出:開發建設不得對地表和地下水造成危害和沖擊,不得惡化水源質量。因此,在水環境規劃這塊,可做到:
(1)在水循環利用方面,應考慮水量和水質問題,保證有足夠的水量和潔凈度。
(2)修建水庫,運用雨水收集技術,將所收集的雨水經過簡單的過濾處理,可用來澆灌城市內綠地、沖刷路面等,以大大減少城市自來水。
(3)加強污水處理廠及配套管網工程、中水回用工程、垃圾綜合處理場等環境基礎設施建設,提高“三廢”處理能力。如運用中水回用技術,將城市污水和生活污水處理后,使其達到一定的水質標準后,用于廁所沖洗、園林和農田灌溉、道路保潔、洗車、城市噴泉、冷卻設備補充用水等,以實現水資源的多次重復利用。
(4)在城市道路的建設上,應用透水性良好的地面,可很好地補充土壤水和地下水;可吸收水分與熱量,調節地表局部空間的溫濕度;可減輕城市排水和防洪壓力;可防止路面反光,吸收車輛行使時產生的噪音,可提高車輛通行的舒適度和安全性。
(六)用地布局和空間形態
(1)構建功能混合的城市土地利用模式
目前,城市規劃建設中過分的強調城市的功能分區,造成城市商業和居住區彼此分離,商業區、居住區成為“孤島”。而基于低碳經濟理念下,則須改變過去僵化的功能分區的做法,強調多種功能的混合,即:
1.城市建設堅持混合使用土地,避免建設大面積單一功能區域。
2.增強城市內部各相關產業和服務機構的聯系,促進多樣性的成長,促進居住與就業崗位的均衡分布,減少長距離交通路程所帶來的能耗和污染。
3.合理安排開發時序,強調開發計劃最大限度地利用已經開發的土地和基礎設施,避免在城市建設中貪大求全,減低建設效率。
4.城市分期開發中,首先要建立并保持一個初期的混合使用意向,然后應建立詳盡的分期開發計劃,明確每一個階段的開發目標。
5.提倡城市空間立體化建設,鼓勵發展城市地下空間,以減少對新環境的大氣、噪音、景觀的影響程度,并提高新區土地集約利用,降低能源損耗。
如上海的城市布局一直強調土地的混合使用,爭取達到就業與居住平衡,以減少居民出行距離和時間。以上海的盧灣區為例,位于中心區的盧灣街區的2000m范圍內土地使用形態呈現明顯的混合用地形態。用地的主體是居住用地和公共設施用地,居住用地所占比例達到50.4%,在公共設施中,辦公、零售商業、醫療、文教、娛樂等用地都占有較高的比例。
(2)構建適度緊湊的內外部城市空間形態
緊湊城市理念是現代城市空間形態結構理念之一,其強調緊湊、功能混合和網絡形街道,有良好的公共交通設施、高質量的環境控制和城市管理。
1.城市外部空間形態
在規劃方面。應調整新區臨近周邊地域的用地功能,發揮新區經濟實力強、區位條件好等優勢,在基礎設施網絡、交通設施網絡的規劃上與周邊區域有機銜接,以服務新區輻射周邊地區為原則,統籌安排。
2.新區內部空間形態
緊湊城市理論在新區內部空間這一層面的空間控制主要集中在新區的分區、鄰里和走廊上。分區是圍繞一個主導的活動而組織的城市功能組團;鄰里是具有一個平衡活動系列的微觀城市地區;廊道是用以分割和連接分區和鄰里的線通運輸或者綠地系統,即分為交通廊道和綠地廊道。
鄰里空間應該是緊湊的、步行友好的和土地混合利用的。鄰里設計需要做到工作購物、上學、娛樂的混合平衡,增強各功能空間的有機聯系,努力減少人們長距離出行的動機,并且應該提供一系列不同類型和價位的房屋以促使不同年齡、種族和收入的人們互相交往。
公園、農田和開敞空間應該在分區和鄰里內有機分布,并用以定義和連接不同的鄰里和分區,通過創造優化組合的交通與用地景觀格局模式充分發揮綠地廊道的景觀生態效應。
交通廊道是區域范圍內分區和鄰里之間的主要分隔和連接渠道,包括主要道路、軌道線和河流航道。在新區規劃中,要使新區發展軸線與交通廊道布局有機契合,大力發展交通廊道上的公共交通,沿線采用土地混合利用的策略,創造交通、土地經濟、以及社會生態最佳整合的發展模式。
四、結束語
總之,低碳城市作為一個在國內和國際上都比較新的概念,低碳城市建設也將成為今后各國城市發展的主流。在今后30至50年中,低碳城市規劃應該是城市規劃的重點。因此,當前的城市規劃應融入低碳理念,積極推進“低碳城市”的規劃建設,以形成城市可循環持續發展的模式。
參考文獻:
[1]王韶輝,牛驚雷.緊湊城市理念新區規劃對策研究[J].中國新技術新產品,2009,(18).
篇10
(1.淄博市建筑設計研究院山東淄博255000;
2.上海砼森建筑規劃設計有限公司上海楊浦區200438)
【摘要】改善城市低收入居民的居住條件,是重要的民生問題,加快建設保障性安居工程,對于改善民生、促進社會和諧穩定具有重要意義。加快建設保障性住房,大力推進廉租房建設、棚戶區改造、農村危房改造和實施游牧民定居工程,都是改善城鄉居民消費環境和條件的有效舉措,都將有利于城鄉居民特別是低收入居民擴大消費。
關鍵詞 保障性住房;低碳建設
On the construction of affordable housing in low-carbon urban planning
Liu Qian1,Zhang Ke-yi1,Wang Yong-hua2
(1.Zibo City Institute of Architectural DesignZiboShandong255000;
2.Shanghai concrete Mori ArchitectsYangpuShanghai200438)
【Abstract】Improve the living conditions of low-income urban residents, is an important livelihood issues, accelerate the construction of affordable housing projects, to improve people´s livelihood and promote social harmony and stability is important. Accelerate the construction of affordable housing, and vigorously promote the construction of affordable housing in shantytowns, rural reconstruction and implementation of the nomadic population, urban and rural residents are effective measures to improve the consumption environment and conditions, will be beneficial to the urban and rural residents, especially low-income residents expand consumption.
【Key words】Low-carbon construction;Affordable housing
1. 前言
(1)社會保障性住房是我國城鎮住宅建設中較具特殊性的一種類型住宅,它通常是指根據國家政策以及法律法規的規定,由政府統一規劃、統籌,提供給特定的人群使用,并且對該類住房的建造標準和銷售價格或租金標準給予限定,起社會保障作用的住房。
(2)低碳城市Low-carbon City,指以低碳經濟為發展模式及方向、市民以低碳生活為理念和行為特征、政府公務管理層以低碳社會為建設標本和藍圖的城市。低碳城市目前已成為世界各地的共同追求,很多國際大都市以建設發展低碳城市為榮,關注和重視在經濟發展過程中的代價最小化以及人與自然和諧相處、人性的舒緩包容。
(3)保障性住房與商品房相比,保障性住房制度還很不完善,在項目實施過程中出現不利現象。 保障性住房如何科學的城市規劃是低碳建設的第一步。由于中國的城市規劃帶有剛性的性質,一旦形成和實施就很難改變,因而低碳城市規劃設計應該使城市經濟具有蓬勃發展的活力、清潔的環境質量和生態保護、便捷舒適的交通系統、適合居住的綠色建筑、清潔高效的低碳能源、健康理性的生活方式。
2. 保障性住房出現的背景
2.1改善城市低收入居民的居住條件,是重要的民生問題,加快建設保障性安居工程,對于改善民生、促進社會和諧穩定具有重要意義。因此下大力氣加快建設保障性安居工程,是促進我國經濟社會發展的順時應勢之舉。
2.2加快建設保障性安居工程,還為今后擴大消費創造了有利條件。加快建設保障性住房,大力推進廉租房建設、棚戶區改造、農村危房改造和實施游牧民定居工程,都是改善城鄉居民消費環境和條件的有效舉措,都將有利于城鄉居民特別是低收入居民擴大消費。
3. 現狀
3.1保障性住房成為“雞肋”的現象,主要是由于保障性住房無法像商品房那樣有高額的“賣地”款可得,反而要政府倒貼配套資金。因此,一些地方政府在建設保障性住房的過程中,將保障性住房建在了位置偏遠房源不好的地方。要從根本上解決保障性住房的建設問題,一是要從財政層面解決多年以來地方政府依賴的“賣地財政”,同時還要看保障性住房的供應是否落到實處,將那些依然是畫在墻上的“大餅”,真正轉化為老百姓嘴里的食物。
3.2設計滯后,地方保障性住房規劃布局有待改善,交通等外部配套設施的建設相對滯后。少數地方保障性住房項目選在離城市中心較遠的地方,配套設施沒能同步建設,建成后遲遲不能入住,或是入住了但生活不方便。有的保障性住房內部空間結構不合理,影響了使用功能。選址偏遠,保障房所在地的交通等配套設施常常不健全,醫院、學校等公共服務也多有缺失,很多申請人“寧要城里一張床,不要城郊一套房”。一些地方的保障房項目,周邊一兩公里范圍內都找不到超市、菜市、藥店和公交車站。城市郊區多建有城市垃圾處理廠、廢水處理廠、工業園區,以及高壓輸變電站等城市配套服務設施,而不少保障房項目恰好處于這些設施周邊。
3.3資金短板,建設資金籌措和征地拆遷壓力比較大,有些地方的保障性住房用地未能及時完成征地拆遷,拉長了建設周期。建設標準不合理,也使保障房失去競爭力。例如,淄博的部分新建經濟適用房面積大多設定在60平方米,套內面積約45平方米,而當地的住房困難標準是人均居住面積在15平方米及以下。如果三口之家搬入經濟適用房,等于多花了銀子還是沒有解困。保障房從竣工到消防、園林等驗收合格,需要一定周期;從驗收合格到分配入住還需要經過申請、審核、搖號、公示、簽訂入住合同等一系列程序,也需要時間,因此客觀上講,保障房也確實存在一定的空置周期。
4. 問題分析、解決辦法
4.1通過完善配套設施來降低保障房空置率并不現實。
由于用地性質不同,且公共服務與商業服務項目都依靠規模效應,客觀上具有滯后性,因此無論是商品房,還是保障房,配套設施都不可能一步到位。要降低保障房的空置率,還是要擴大保障人群范圍,并嚴格監管體系?!翱罩寐矢叩蛷牧硪粋€側面反映了保障房規劃是否合理。城市的本質是市民的生活,城市規劃實際上是規劃城市社會,而不是單純地規劃房子、道路。我們的規劃在做經濟論證、環境論證之前,其實更應該做社會論證,去保障房對象中調研,讓他們告訴決策者應該規劃什么樣的社區?!钡谝?,便于人們出行。人是要走動的,不能老是生活在自己的街區,城市應創造條件給人走動的方便;第二,步行者在城里行走感受到安逸,獲得享受;第三,人車關系平衡。
4.2在住宅問題上避免貧富分化,有助于促進社會和諧。
建設標準:全面實施太陽能綜合利用,路燈、小功耗電器、熱水、采暖、烘烤、做飯;
廁所下水單獨處理采集沼氣,發電、燒熱水、做飯;廚房、浴室下水處理后綠化;過道燈聲控,房屋墻體保暖性加強,門窗嚴密保溫,樓間距符合規范,樓頂架設風力發電,房間設計合理利用率高。
4.3優化社區用地在設計低碳社區的過程中應充分了解當地的氣候、水文、地形和地貌,注重經濟、人文、歷史、習俗等條件,結合當地的建筑材料和施工技術等各種實際情況,形成科學合理、切實可行的方案。應建立正確的人與自然的關系,尊重自然、保護自然,盡量小的對原始自然環境進行變動。同時,建設低碳社區應充分利用社區綠化,以實現增加碳匯、吸附污染物、減少熱島效應、達到節能減排等效果。
4.4加強節能建筑建設:低碳建筑需要既能最大限度地節約資源、減少溫室氣體的排放,又能為人們提供健康、適用、高效的工作和生活空間。應鼓勵節能環保型新技術、新材料、新工藝、新設備在生態城的應用。擴大低碳建筑理念的普及推廣,加強對社區居民的宣傳教育。
在具體的操作中,推進建筑節能設計,盡可能實現自然采光、自然通風、自然漏排水等設計理念;推行建筑能耗標識制度,推廣低碳建筑的分級認證制度,新建建筑嚴格執行節能標準以達到建筑節能的效果。
4.5合理開發新能源積極開發利用可再生能源和生物質能,使能源供應更多地脫離傳統化石燃料。社區中應廣泛宣傳節約能源和鼓勵使用清潔、高效的新型能源,使社區居民了解節能和利用新能源和可再生能源的意義,加大新型清潔能源在社區的推廣和應用,盡可能的使用可重復利用和可再生的材料。
4.6培養節約習慣,充分利用資源
居民在日常生活中,應養成良好的習慣,充分利用資源并節約資源。例如社區應制定相應的節水、污水處理和回用、雨水收集和回用方案,努力提高水循環利用率,減少污水排放量。采用雨水、污水分流網管系統,并設置污水處理站。污水處理后,水質應符合國家有關污水排放標準。在節水方面,小區應建立完善的雨水收集系統及中水回用系統,倡議使用節水器具,如節水型馬桶,節水龍頭等。
4.7鼓勵低碳出行汽車使用的能源及排放的尾氣是產生環境問題的重要渠道,是二氧化碳排放的主要來源之一。為此,要大力宣傳低碳出行理念,積極倡導綠色交通出行。鼓勵社區居民采用地鐵、公共車、自行車和步行等綠色交通出行方式,是確保城市交通可持續發展的有效途徑,對改善城市交通、提高空氣質量具有十分重要的意義。
4.8提高公眾參與居民參與低碳社區設計是建設可持續社區的重要環節。居民節能減排參與意識的提高,是落實低碳社區建設的群眾基礎,把參與觀念貫徹到居民的日常行為中,號召社區居民加入到低碳社區規劃、決策、管理中來,做社區建設的主人,這樣可提高居民的責任感,并將低碳社區理念、制度、方法等向周圍的社區推廣,逐步構建低碳城市。
5. 結語