葫芦岛市建城区面积约40km2，主要由连山区、龙港区、南票区组成。城市人口约40万人。属于中小城市，2011年经济总量实现531.4亿元。人均收入较低，居民消费价格总指数和工业品出厂价格指数高位运行。全年居民消费价格总指数比2010年上升2.7%，物价上涨压力增大，给居民生活和社会生产经营带来不利影响［1］。
2000年前城区共有茶水炉和洗浴锅炉195台，吨位均在0.35MW以下，属小型手烧锅炉，大都直接燃烧原煤，没有脱硫除尘器，烟气直接排放，黑烟滚滚，烟尘、飞灰、SO2均超标排放，严重污染了城市大气质量，居民不断，纷纷要求解决城市洗浴锅炉冒黑烟的城市顽症。2001年葫芦岛市人民政府决定取缔小型茶水锅炉，并对小型洗浴锅炉进行改造，改用燃烧型煤或燃烧焦炭的锅炉。由于型煤有固硫剂，焦炭是经煤炭高温干馏转化而形成的，灰分含量较低，一般为11%~14%，含硫量低，二级焦炭含硫量在0.7以下，因此在初期基本解决了烟气污染环境问题。但由于此种锅炉结构既能燃烧型煤、焦炭，也能燃烧原煤，业主为了降低成本，经常偷烧原煤，造成管理难度较大。致使城区洗浴锅炉冒黑烟现象日益突出，市民投诉案件比例居高不下，占上访比例的40%以上，不仅影响了百姓的生存环境，造成了城市大气环境质量下降，也损害了环境保护部门在百姓中的形象。
2生物质能现状及发展趋势
2.1生物质能源［2-3］
生物质能源是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。生物质能源包括木材、农作物（主要有秸秆、稻草、麦秆、豆秆、棉花秆、谷壳、花生壳）、杂草、藻类等有机废弃物。生物质能源丰富，地球上每年经光合作用产生的物质有1730亿t，其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10.2倍，但目前利用率不到3%。
2.2生物质能源的特点
2.2.1生物质能源分布广泛且总量十分丰富
地球上通过光合作用生成的生物质总量达到1440亿—1800亿t。太阳能以化学能形式存在于植物、动物和微生物的有机物中，是人们最早利用的廉价能源。
2.2.2生物质能源是可再生能源
生物质能属于可再生资源，太阳能永恒，生物质能源永续，取之不尽，用之不竭。
2.2.3生物质能低污染性
生物质的硫含量、氮含量较低，燃烧过程中SOx，NOx较少，由于它在燃烧时释放出CO2和H2O，正是生物质生长时需要的CO2，因而对大气的CO2净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应。
2.2.4生物质能源缺点
生物质种类的多样性也造成了生物质能源的复杂性，生物质密度小，体积大，能量密度低，收集运输成本相对较高，生物质直接燃烧易产生飞灰，造成环境污染。
2.2.5生物质能源利用的前景
传统能源煤炭、石油、天然气面临枯竭，开发新能源已成为人类发展中的紧迫课题。随着环境污染日益严重，传统高能耗严重制约了经济发展和社会进步，而可再生的生物质能源可代替煤炭、石油、天然气等化石燃料，减少温室效应和酸性气体的排放，对生态系统具有保护作用。通过大规模开发利用生物质能源，提高生物质能源利用率，减少对石油依附程度，对保护国家能源安全具有十分重要的战略意义。
2.2.6生物质能源利用形式
根据《中国统计年鉴2008》公布，我国各种能源比例为：煤29.2%，石油34.8%，天然气24.1%，其他能源11.9%。生物质能的利用主要是直接燃烧、热化学转换和生物化学转换等3种途径。生物质的直接燃烧在我国仍然是生物质能利用的主要方式。生物质的热化学转换是在一定条件下，使生物质气化、炭化、热解和催化液化，以生产气态燃料、液态燃料和化学物质的技术。生物质的生物转化包括生物质—沼气转换、生物质—乙醇转换等。沼气转化是有机物质在厌氧环境中，通过微生物发酵产生的一种以甲烷为主要成分的可燃性混合气体，即沼气。乙醇转换是利用糖、淀粉和纤维素等原料经发酵制成乙醇。
3生物质能锅炉在葫芦岛市应用的现状
3.1葫芦岛市生物质能燃料的生产状况
3.2生物质燃料与煤炭在组分上的比较
生物质燃料和煤炭在组分上的比较见表1。从组成上看C的含量，生物质燃料低于煤炭，燃烧值相当于劣质煤的燃烧值，是优质煤50%左右，其燃烧值为15~25MJ/kg，灰分比优质煤灰分低，所以生物质燃烧要比煤炭燃烧友好。生物质能源是洁净能源，产生的灰渣还可还原农田，作为肥料，其燃烧几乎不产生任何有害气体［4-5］。
3.3生物质能燃烧设备及用途
3.4生物质能锅炉燃煤污染物排放
葫芦岛市从2010年开始正式推广使用生物质能锅炉，主要取代市区洗浴中心燃煤锅炉，到2010年1月末共安装生物质能锅炉188台，主要分布在连山区、龙港区和兴城市城区。2011年葫芦岛市环境监测中心站对安装的生物质锅炉随机抽取监测结果表明：烟气平均温度在60~110℃之间，标态烟气流量在110~431m3/h之间，烟尘平均排放浓度为84.6~105mg/m3，烟尘排放量为0.01~0.04kg/h，SO2平均排放浓度为116~208mg/m3，SO2排放量在0.02~0.05kg/h，黑度均小于林格曼黑度一级，检测结果见表2。2011年葫芦岛市环保局又对安装生物质能锅炉进行了后评价，葫芦岛市环境监测中心站对3台锅炉进行了随机抽样监测。监测结果表明，烟尘平均排放浓度为85~97.07mg/Nm3，林格曼黑度均小于1级。监测结果见表3。综观二次监测结果，烟尘平均排放浓度为75.22mg/Nm3，低于《锅炉大气污染物排放标准》200mg/Nm3的标准限值，SO2平均排放浓度为117.0mg/Nm3，低于《锅炉大气污染物排放标准》500mg/Nm3的标准限值，烟尘林格曼黑度小于1级。
3.5已安装生物质能锅炉环境效益分析
生物质能锅炉生产使用属于国家产业政策鼓励的项目，利用生物质能锅炉替代燃煤锅炉具有显著的社会效益和环境效益，并具有一定的经济效益。葫芦岛市现已推广生物质能锅炉188台，可替代标煤1.83万t/a。每年减少SO2排放426t，烟尘排放1321t，推动了新兴环保产业的发展，带动了农作物“三剩物及次小薪柴”的产业深加工的发展，推动了全市部分环保产业发展，燃烧副产物可作为肥料还田，实现了资源利用最大化。
关键词：煤矿废水；净化处理；深度处理
1矿井水的分类
成煤地质条件与煤系地层成分等因素直接决定了矿井水的属性，而且煤矿水文地质等基本条件还会对矿井水水质、水量等带来本质的影响。根据废水的物理和化学性质，并积极考虑资源化方面的需求，通常可以矿井水分为以下几种类型，即为：洁净水、悬浮水、高矿化度水、酸性水、含少量有机污染物水等[1]。
2矿井水回收处理再利用方法
我国当前针对矿井水的处理主要运用传统的方式方法，具有代表性的有混凝-沉淀等，在实际工作中需要根据排放的去向以及水质方面的具体要求妥善选取处理方法，也可对多种处理方法进行结合[2]。对于需要直接排放的废水，一般运用“沉淀-混凝沉淀-过滤”的方法进行处理；对于处理后用作生活饮用的废水，在处理完成后还需进行消毒除菌；此外，有一部分矿井水中含有一定量的金属离子，为满足处理后使用需求，还要再净化以后实施除盐。从煤矿企业的角度讲，开展废水处理工作时，应通过比选确定最为适宜的工艺方法，选取与企业自身发展相符的废水处理方案，从而达到为企业创造更多经济效益的目的。
3案例分析
3.1水质水量
该企业煤矿矿井废水的平均产出量为750m3/h，通过水质试验得知，废水中含有的污染物主要有：煤粉等不溶悬浮颗粒、细菌微生物、氯离子以及硫酸根离子等，除污染物外的其他指标均可满足卫生标准，具体的水质情况如表1所示。
根据该企业的实际情况，废水经有效处理后需用于项目生产，但由于原水中含有大量的离子污染物，无法满足生产用水提出的水质需求，因此在对废水实施净化以后，还要进行脱盐等细化处理，废水出水要求如表2所示。
3.2工艺流程
结合该企业废水处理后的主要用途，废水处理工艺流程如图1所示。
3.3工艺方法与参数
3.3.1净化处理系统
处理过程中，废水先进行初步沉淀，将废水引入初沉池，单个初沉池的容积大致为4000m3，池中分隔成两个区域，均设有桁架刮泥机。废水中含有的大颗粒物质经初沉可有效去除，初沉完成后使用提升泵将废水引入高效澄清池。
高效澄清池实质上是一个具有混合、絮凝与沉淀功能的集成处理构造物，反应时会产生一定量的污泥回流，间接提升颗粒浓度，促进悬浮物与絮凝体之间的接触，从而加快沉降，具有相对较好的混凝效果。此废水处理系统共设三座高效澄清池，其有效容积1060m3，设计的标准流量240m3/h。
废水经高效澄清池处理后直接引入多介质过滤池，过滤池含有双层滤料，分别为石英砂与无烟煤，可以有效清除废水当中的细小颗粒，出水浊度可以达到3度以内，并兼有自动反冲洗功能[3]。此废水处理系统共设三座多介质过滤池，单台过滤池的标准处理量为240m3/h。
煤泥水浓缩池的主要作用在于煤泥贮存和浓缩调节，内部设有一台搅拌机，容积为350m3，池顶部需加盖。经过浓缩处理后的煤泥会被引入压滤车间进行过滤，其有效过滤面积约100m2。通过压滤得到的煤泥饼可用于生产或直接贩卖，上清液可引送至集水池。
3.3.2深度处理系统
超滤用于拦截废水有机物、细菌、胶体等，确保出水的SDI值（SiltingDensityIndex，污染指标）小于1，为以后实施的反渗透处理提供必要的安全保障，也可降低系统的清洗频率，起到延长设备寿命的作用。对于超滤装置，需每天定时定量添加杀菌剂，以此预防细菌滋生影响设备性能。
经过超滤的废水在引入反渗透装置以前需添加适量的还原剂，以防止过量的余氯对装置中的透膜造成损害。如果余氯未得到还原处理，会对透膜产生氧化作用，使其逐渐降解失去功能，还原剂的添加可阻碍氧化反应的产生，减少水中余氯的含量。除此之外，还需添加盐酸与阻垢剂，以防浓水端生成碳酸钙等物对膜元件造成破坏。
本系统共设五套反渗透装置，单台装置出力为100m3/h。反渗透膜选用具有较高脱盐率的PROC10（海德能公司生产）。此膜的脱盐率相对较高，其单根脱盐率高达99.5%，而且还具有良好的透水性，满足废水深度处理要求[4]。淡水侧设有超压爆破膜，在背压达到极限后自动进行爆破，以免压力对膜元件造成损害。泵机使用由GRUNDFOS研制生产的CR高压泵，由不锈钢材质组成，是一种立式、单吸、多吸分段式离心泵。为保证泵机安全，泵机进水口需设有保护开关，若进水的实际压力未达到设计值，泵机自动停止运转，确保泵机安全。
4结束语
统计表明，当前国内有近70%的煤矿处于缺水状态，且其中的40%为严重缺水。由于煤矿缺水严重，对煤炭事业的持续发展造成了直接的影响。煤矿废水回收处理再利用工艺的使用不仅实现了废水的资源化目标，节省大量水资源，降低污染排放，还为企业节约了一定的成本，具有很高的经济效益和环境效益。煤矿废水回收再利用不仅是实行行业绿色生产的重要内容，也是促进煤炭事业走上可持续发展道路的需要。通过以上工艺处理的废水，无论是在水质还是水量上都满足设计需求，工艺合理，可行性高，具有很好的推广和使用价值。
参考文献
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摘要：污水处理、水污染、污水处理工艺、发展趋势
一、我国污水处理事业发展的基本情况
中国的污水处理事业的历史开始于一九二零年，在改革开放的近20年时太阳能得了飞速的发展，根据二零零八年的有关统计，截至到二零零八年的六月份，我们国家已建成约有一千四百座的污水处理厂，建设这些污水处理厂大大提高了城市污水的处理水平，但是，处理量的增加远不及污水排放量的增长，根据我国污水处理项目统计可以看出，我们国家目前城市污水处理厂的排放达到了一级A的标准，数量只占城市污水处理厂的百分之六，由于污水处理厂排放标准在提高，所以，多数污水处理厂必须改造设备，《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》被称为“全国最严格”的环保标准，从今年一月一日起开始实施，其中明确规定，所有新建污水处理厂的排放标准都要提高，从以前的一级B提到一级A，我们国家二十世纪八十年代以及以前建设的污水处理厂，因为当时没有严格要求出水氮磷的含量，生物处理工艺采用传统的活性污泥及改良工艺，主要功能是大量去除污不中呈胶体态及溶解态的有机污染物，从而使经处理的污水达到排放标准，但是对于污水中氮磷的去除量非常小，为符合国家为氮磷的排放要求，使水环境得到保护，我们国家大部分城市的污水处理厂都必须进行改造。
二、当前我国水污染问题依然十分严峻
我国环境状况公开显示，二零零八年全国依然存在严重的地表水污染，全国7大水系四百零柒个国家监控断面中，一类到三类、四类到五类水质的断面比例分别达到百分之四十九点九，百分之二十六点五，七大水系总体可以用中度污染来概括，其中浙法一带河流水质为轻度污染，只有西北诸河水质为优，西南水质良好，近崖海域水质总体也是轻度污染，在十一五期间，海河、淮河、辽河、滇池、巢湖、三峡库区及黄河中上游等流域的水污染防治规划，共有两千七百多个污染治理项目得到安排，共计投资一千六百个亿，截至到二零零八年九月份，已建成的共有八百八十一个，在建的有九点六十个，完成投资共计五百一十个亿，二零零八年工业废水治理投资共计一百九十多个亿，根据政府对再生水的规划测算，二零一零年我国城市污水再生设施将达到680万t/d，再生水工程新增投资约一百亿元。
三、现阶段我国常用的污水处理工艺
第一、生活中的污水
截止目前，我们国家的生活污水处理主要采用的是生物活性污泥法，目前，形成比较典型的二级处理的工艺包括：AB法、传统活性污泥法、A2/O工艺、氧化沟工艺、A/O工艺、ICEAS工艺、CASS工艺、BIOLAK工艺、SBBR工艺等。其中应用较多的为CASS工艺与氧化沟工艺。
CASS工艺是一种循环式活性污泥法，是在SBR工艺的基础上改进的一种形式，主要是通过曝气和不曝气阶段的交替运行，实现反应器以厌氧—缺氧—好氧—缺氧—厌氧的方式运行。
第二、工业废水的处理
膜技术
膜分离技术经常用的有纳滤、微滤、超滤与反渗透等，因为膜技术在处理过程中不引入其他杂质，能够分离大小分子物质，所以常被用于大分子原料的回收，比如利用超滤技术回收印染废水的聚乙烯醇浆料等。目前，限制膜技术工程应用推广也有很多难点，如造价高、寿命短、结垢堵塞与易受污染等，随着膜生产技术的不断发展，在废水处理领域膜技术将会得到更多的应用。
磁分离技术
磁分离技术是近些年来发展的一种新型的技术，技术原理是利用废水中杂质颗粒的磁性进行分离的水处理。对于水中的许多弱磁性或是非磁性的颗粒，要想使它们具有磁性就得利用磁性接种技术，磁分离技术主要应用于废水处理，对于废水处理的方法有以下三种：间接磁分离法、直接磁分离法以及微生物一磁分离法。目前研究的磁性化技术主要有以下几种：包括铁盐共沉技术、磁性团聚技术、铁氧体法、铁粉法等，其中圆盘磁分离器和高梯度磁过滤器是最具有代表性的磁分离设备。
臭氧氧化
四、我国污水处理事业今后的发展趋势
水环境污染和经济发展是成正比的，意思就是水环境污染会随着经济发展的速度而越来越严重，人离开水是无法生存的，离开水工农业生产更无法发展，无论是排出的生活污水还是工业废水都会带来不同程度的污染，有资金投入才会有经济的发展，同样，保护环境不会受到污染也需要资金，当资金不充足的时候，那么就得将保护环境与经济发展两项指标有机的协调起来，绝不能造成厚此薄彼或是顾此失彼的局面，如果只顾及经济发展而不顾环境保护，就会导致严重污染环境，此时再投入资金也不会达到原有的清洁，我们受到国外的反面教训警示，日本的伊势湾的水产品之所以受到严重的损失，就是因为沿海石化生产废水污染了日本的伊势湾所致，虽然治理了很多年但无法恢复以前的环境状况，这充分证明了环境保护与经济发展的密切关系。
保护环境这项任务任重而道远，并非一朝一夕的事情，也不是一代人的责任，它是一项持续发展的战备工程，而且是世世代代的责任，经济的发展导致环境污染的问题出现，消除环境污染促进经济的迅速发展，这是一个相互矛盾而且又统一的问题，这个问题客观存在于人类生活中，水是生命之源泉，是经济腾飞的先决条件，水环境坚决不能污染，水资源是有限的，不是取之不尽用之不完的，因此，要让孩子们明白，从他们进学校的第一天起，通过各种资料与学习了解水资源的宝贵，从小培养成节约用水的好习惯，要有保护环境的意识，了解每个人都有责任和义务保护水资源，无论是家庭还是单位，无论是普通职工还是各级领导，都要引起大家对水资源的重视，唤起对水的忧患，让每一个人都参予到节约用水，保护水资源环境，消除水污染，这是一场战争，为了使二十一世纪可持续发展的战略思想得以落实，为了环境与经济的协调发展，为了我们人类能够健康的生存，同时，为了把宝贵的水资源及优质的生活环境留给我们的子孙后代，让我们大家齐心协力，共同努力奉献我们的爱心吧！
1、张富春，对黑河引水工程的回顾与思考，西安市人大情况通报，2001.5。
2、芦猛虎、吴健、张理、魏敬业、李金芬等，西安市排水工程规划(1995年至2010年)。
（西南科技大学土木工程与建筑学院，四川绵阳621010）
【摘要】农作物废料秸秆是一种韧性材料，工业废料粉煤灰是一种刚性材料，考虑将这两种废弃物结合起来，能够开发出低成本高性能的板材，并且墙体源材料绿色无污染，是一种新型的环保材料。分析了秸秆粉煤灰条板材料的应用现状，发展前景，存在的缺陷以及改进措施。
关键词秸秆粉煤灰；条板材料；废物利用
0引言
我国自古以来便是一个农业大国，主要的粮食作物为稻谷、小麦和玉米，每年我国产出秸秆7亿吨，折合成标煤约为3.5亿吨，相当于7个神东煤田，全部利用可以减排8.5亿吨二氧化碳，相当于2007年全国二氧化碳排放量的1/8。另一方面，随着人们生活水平的改善，秸秆不再是农民能源消费的唯一选择，大量剩余的秸秆被遗弃在田间地头，全国各地露天焚烧秸秆的现象十分普遍，造成了严重的环境污染。目前我国秸秆的主要用途是除少量用于还田、饲料、工业原料、薪柴以及造纸外，大多的秸秆都被露天焚烧，不仅造成了严重的资源浪费，而且造成了生态环境的破坏。
同时，我国近些年工业大力发展，产生了大量的工业废渣，其中粉煤灰的比例很大，对环境造成了极其恶劣的影响。粉煤灰是从煤粉炉排出的烟气中收集到的细颗粒粉末，是工业“三废”之一，目前我国年排放粉煤灰约为11000万吨，利用率却仅为42%，随着工业的发展，粉煤灰排放量还将逐年大幅增加。目前，粉煤灰在我国建材工业中的应用主要有：路基填充材料、墙体材料、粉煤灰水泥和混凝土掺和料等，虽然这些措施能够处理部分粉煤灰，但利用率低，没有充分发挥粉煤灰的作用。
因此，如何充分利用秸秆和粉煤灰的问题具有重大的意义。秸秆粉煤灰建筑材料的出现为解决这个问题提供了可能，而且有利于环境保护和可持续发展，对国家“节能减排”，“循环经济”，“环境和谐”，“利废经济”等重大国策的实现起到实效的促进作用。
1秸秆纤维建筑材料
1.1秸秆纤维基环保节能墙体材料
秸秆纤维基环保墙体材料主要是利用农作物秸秆为主要原料配以加强材料和黏合材料在反应池里经物理反应和化学反应脱模后自然凝固形成的。主要分为秸秆纤维水泥基复合墙体材料以及不含传统水泥的秸秆纤维基复合墙体材料。
1.2秸秆纤维泡沫混凝土材料
秸秆纤维泡沐混凝土材料主要是将植物秸秆纤维自重轻、保温性能好、减少噪音污染的特点与泡沫混凝土密度小、保温性能好、隔音效果好、调节室内湿度等优点相结合，优劣互补，形成的建筑材料。孙令鹏等[8]研制的秸秆纤维水泥基泡沫保温材料，在试验中研究了水泥掺量、水胶比、纤维率和气泡掺量对掺入大量秸秆纤维的泡沫混凝土的干表观密度、抗压强度、吸水率和导热系数的影响，确定了掺入大量秸秆纤维的泡沫混凝土的最佳配合比，并研究了水泥种类和不同养护条件下对其抗压强度的影响。王立久等[9]人对植物纤维生产水泥基泡沫保温墙体材料的研究，以发泡混凝土为基础，在其中加入大掺量农作物秸秆纤维，作为轻集料芯材，两面加上磷酸镁水泥或者碱矿渣水泥面板，形成三明治结构的外墙体材料，使产品轻质保温，植物纤维的掺入关键是起到稳泡增韧作用。该试验用明胶乳液对纤维表面进行了防水处理，显著降低了纤维的吸水率，提高了其在水泥基材料中的耐碱侵蚀性和抵抗微生物对其解聚的能力。这是与传统的水泥基植物秸秆填料相比的不同点。
1.3内填充农作物秸秆保温墙体材料
2大掺量粉煤灰混凝土
3秸秆粉煤灰条板利用的可能性
秸秆或者是粉煤灰分别制备板材和建材的方法．国内外已经报道了许多专利与非专利技术、通用的方法是经过不同材料比例的物理共婚，模压而成．这类板材共同的缺点是防水性很差。秸秆是一种韧性材料，粉煤灰是一种刚性材料，考虑将这两种废弃物结合起来，能够开发出低成本高性能的板材，粘合压板技术工艺制备板材，防水性差是实施的瓶颈问题，秸秆的主要成分是粗纤维和无氮浸出物，粉煤灰的主要组分为硅铝酸盐，这两种材料的表面均含有自由羟基，如果采用传统的制得的板材，从物质结构理论上分析，是靠物理吸附与部分氢键的集合形成，在水的存在下，物质组分很容易离散，难以防水。针对物质结构分析，采用材料界面接枝技术与半互穿聚合物网络工艺来解决材料涨缩现象，使其具有优越的防水、耐腐蚀、抗冲击性、隔音与防虫等效果。另一方面，墙体材料完全不含有甲醛，是一种新型环保材料，乡村秸秆资源丰富，为墙体生产提供了丰富的原材料。通过秸秆、粉煤灰与粘合剂的比例，调节板材厚度与强度，用于制备农房轻质墙体是名副其实的纯天然绿色材料。
4结语
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