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熱污染的防治措施范文1

1地熱資源的開發利用過程

淺層地溫能和深層地熱能的開發利用過程包括勘查與評價、開采利用和運營管理等階段，其環境影響伴隨整個過程［9］。勘查與評價階段主要通過采用航衛片圖像解譯、地質調查、地球物理、地球化學、地熱鉆井、產能測試和動態監測等技術方法進行綜合性勘查，查明地熱地質背景，確定地熱資源可開發利用的地區及合理的開發利用深度［10］；開采利用階段主要包括地下熱水的開采、傳輸、供熱和回灌等過程；運行管理階段主要包括動態監測、設備維護和人員管理。

1．1淺層地溫能的開發利用過程淺層地溫能開發利用主要有地下水源熱泵和土壤源熱泵兩種方式。熱泵機組主要由壓縮機、冷凝器、蒸發器、膨脹閥、調節閥控制系統和換熱器組成，在能量轉換時需要消耗一定的輔助能量（一般為電能），在壓縮機和機組內部制冷劑共同作用下，從環境（地下水、土壤）中吸取低品位熱能，然后轉換為高品位熱能釋放至循環介質中加以利用。地下水源熱泵系統的熱源為地下熱水，冬季熱泵機組從生產井提供的地熱水中吸收熱量，提高熱能品位后，對建筑物供暖，取熱后的地熱水回灌地下；夏季則生產井與回灌井交換，將室內余熱轉移到低位熱源中，實現降溫或制冷。土壤源熱泵系統的原理與地下水源熱泵系統大體相同，區別在于前者的熱源為土壤。由于土壤源熱泵系統和大部分地下水源熱泵系統都為能量循環利用模式，即只取熱不取水，所以淺層地溫能整個開發過程中對環境的影響相對較小，主要是熱泵機組運行過程中產生的噪聲，以及勘查、鉆井過程中占用場地造成的生態破壞和土壤擾動等環境問題。

1．2深層地熱能的開發利用過程深層地熱能開發利用可分為直接利用和間接利用兩種方式。間接利用主要指發電，用于發電的地熱流體一般要求在180℃甚至200℃以上才比較經濟［11］。直接利用對水溫要求相對較低，包括供暖、洗浴和養殖等。地熱供暖工程包括地上部分和地下部分，地上部分主要為地熱站，其中安裝除砂器、除鐵罐、換熱板、循環泵和補水箱等配套裝置，通過運輸管道將熱能輸送給用戶；地下部分包括水泵抽水和地熱尾水回灌，受地質條件限制，有些地區難以回灌，尾水直接或進行多級利用后排放到城市污水管道。地熱發電工程需要安裝發電機組、凝氣器和工質泵等。地熱水洗浴工程比較簡單，直接將地熱水通過運輸管道送往用戶，從經濟角度考慮往往與地熱供暖工程共用一套生產井和部分運輸管道，或者將地熱尾水用于洗浴。對深層地熱能若開發利用過程中能實現完全回灌，則對環境的影響較小，主要是產生噪聲和對大氣環境的影響；若不能實現回灌，則對環境的影響較大，尤其是對生態環境的影響較大（見圖2）。此外，在地熱工程結束時，還須對地熱廢井和廢棄裝置進行妥善處理。

2地熱資源開發利用過程中產生的環境問題

2．1地下水環境問題地熱資源開發利用對地下水環境的影響主要體現在水質、水位（資源問題）和水溫（熱污染）三個方面。（1）水質問題。深層地熱水水質因地而異，其成因決定了地熱水礦化度較高，往往富含微量元素和重金屬元素。如圖1和圖2所示，隨尾水排放、異層回灌或鉆井階段井壁套管破裂，高礦化地熱水會進入淺部地下水并與之混合，導致淺部地下水水質改變。已有水質監測數據表明，我國北方某些地熱開發區淺部地下水中礦化度和含氟量較高［12］。（2）資源問題。深層地熱能資源往往埋藏深，地下熱水補給緩慢且補給量小，若長期無回灌的持續開采必將造成地下水位持續下降，不但會造成地熱能源浪費，而且會導致地熱資源枯竭，并產生地面沉降或塌陷等一系列次生地質災害。（3）熱污染問題。地熱水經過一級或多級次利用后溫度降低，但相對于地下水而言其尾水溫度仍較高，如我國羊八井熱田尾水溫度為70～80℃，華北地區的天津、河北雄縣地熱尾水達40℃以上［13］，當地熱尾水滲入地下后，由于其溫度較高會打破地下水原有的溫度場平衡，導致局部地下水水溫升高。

2．2大氣環境問題地熱水中往往含H2S、CO2等氣體，排放到大氣中會影響周圍的大氣環境。H2S氣體對人體危害較大，濃度低時能麻痹人的嗅覺神經，濃度高時可致人窒息而死。CO2是地熱氣體中的主要成分，含量可高達80％～95％［13］，若任意排放，會加劇溫室效應。此外，熱泵機組中冷凝器和蒸發器所用的工作介質（如R22、二氟一氯甲烷）排放到大氣中也會影響臭氧層。地熱工程施工過程中的揚塵也會影響大氣環境，揚塵主要來自平場土地、打樁、挖土填方、建造建筑物、材料運輸和攪拌等過程，尤其在干燥無雨的有風天氣，揚塵對大氣污染較嚴重，主要表現為增加大氣中的總懸浮顆粒物（TSP）的含量。

2．3地表水生態環境問題地熱資源利用過程中對地表水的污染主要體現在水質和水溫兩個方面，而受水水體水質和水溫的改變將會引發一系列生態環境問題（見圖3）。一方面，地熱水利用后仍含有大量余熱，尾水溫度甚至可達40℃以上［13］，地熱尾水排入地表水體后，受水水體的溫度升高，這會加速水中含氮有機物分解，導致地表水體富營養化；同時有機物分解會消耗水中大量的溶解氧，導致水體缺氧，影響水生生物正常生長；此外，地表水體水溫升高還將使水分子熱運動加劇，水汽在垂直方向上的對流運動加速，水體周圍土體中水分蒸發加速而造成土體失水，導致陸生動植物因生活環境改變而大量死亡或遷移，破壞了原有的生態平衡。另一方面，地熱水含有氟、重金屬和其他有害元素，地熱尾水與受水水體混合后會影響受水水體水質，但影響程度在我國南北方有所差異，如福州郊縣永泰鰻魚場地熱水養魚后尾水排入附近的小溪，經監測表明溪水中氟化物的含量僅為0．56mg／L，遠小于地熱水中氟化物的含量15～15．7mg／L，而北京小湯山地區的地熱尾水直接排放入附近的葫蘆河，河水中氟的含量由0．84mg／L增加到2．43mg／L［14］。這主要是因為我國南方雨水充沛且河水流量大，有限的地熱水排入水體后由于降雨和流動水的稀釋作用，氟和其他溶解性有害元素的含量明顯降低，其影響不顯著；在我國北方利用地熱水供暖主要集中在冬季，該季節尾水排放量大且河水量較少，這會導致有些地方的地熱水排放量與河水量幾乎相當，此種情況下地表水體受污染的程度相對較大。而受水水體水質的改變則會影響到魚類及微生物等的生存。另外，在地熱資源開發勘查與評價階段，以及鉆井過程和地熱站建設過程等都會占用場地，破壞周圍的植被，從而影響所在地棲息動物的生活環境。

2．4土壤環境問題地熱水中礦化度較高，隨著尾水或農業灌溉用水而進入土壤，使土壤溶液濃度增高，其濃度達到一定程度后，會導致植物根系吸水困難，甚至會出現植物體內水分反滲現象。此外，土壤中鹽分增加，會影響微生物活動，如硝化細菌、根瘤菌等，致使土壤中養分不能有效轉化為植物可直接利用的成分，這均會造成農作物減產。從長遠角度來看，高礦化度地熱尾水長期排放，使鹽分在土壤中日漸積累，尤其在蒸發強烈的干旱地區，會造成土壤鹽漬化。地熱資源開發利用也會引起地溫變化從而導致一系列環境問題（見圖4）。淺層地表范圍內地溫受地下水影響較大，當地下熱水在近地表運動時，由于其熱導率和熱容量均很大，很容易影響和控制巖土層溫度，使地溫保持在較低的溫度水平上，并處于平衡狀態。當地下熱水超采引起水位大幅度下降時，淺層土體因失去了水的動態控制與調節作用而使得原有的地溫動態平衡被打破，地溫升高［15］。而地溫升高將會導致土壤熱污染，進一步導致農作物減產、土壤農藥污染加劇等環境問題。另外，淺層地溫能開采階段地埋管的鋪設和深層地熱能開采階段的鉆井過程均會造成土壤擾動，在地埋管附近，土壤與外界長期的熱量交換過程會引起局部土壤溫度發生改變，而土壤溫度的改變會進一步影響到微生物及動植物的生存。

2．5地質災害問題長時間大量抽取地下熱水而無回灌，必將導致地下水位持續下降，孔隙水壓力減小，有效應力增加，致使土層壓密或蓋層破裂，引起地面沉降，在巖溶地區還可能會導致地面塌陷。如新西蘭懷拉基地熱田，在1964—1974年內地面沉降量為4．5m，影響范圍達65km2，并且還發生了水平位移［10］。地熱資源往往位于現代火山和近代巖漿活動區域或近代地殼構造運動活躍地區，地熱資源開發利用大部分是在區域地震活動性強的地帶進行的，大量開采地下熱水改變了地下應力場，可能誘發地震。世界上許多地熱田附近已經觀測到低于里氏4級的輕微地震，而我國地熱田多年觀測結果顯示開發利用地熱資源對地震影響微乎其微，因為開采地熱資源而引發的明顯地震非常少，即使有也十分輕微，不會對地面造成很大影響［11，16］，但考慮到開發時間尺度問題，在未來更長時間內是否會引發較大震級的地震活動尚不確定。另外，在高溫水熱區，對淺層熱儲進行地熱鉆探過程中由于壓力的突然降低將會誘發水熱爆炸，如1997年12月羊八井地熱田ZK316井發生強烈水熱爆炸［17］。

2．6其他環境問題地熱開發利用過程中的噪聲污染主要來自各種施工機械和車輛運輸產生的噪聲。施工過程中不同階段會使用不同的機械設備，使施工現場具有強度較高、無規則、不連續等特點的噪聲。噪聲強度與施工機械的功率、工作狀態等因素有關，而采取一定的防治措施，如基礎減振、隔聲窗等，可將噪聲污染降低甚至避免。我國地熱水中氟含量普遍較高，此外還含有砷、鉻、鉛等元素，這些元素會在魚體和農作物中富集，并通過食物鏈進入人體進而影響人類健康。另外，地熱尾水排放后在下水道處常年保持較高溫度，使蚊子、蒼蠅和臭蟲終年不斷，不僅影響附近居民生活，還可能增加傳染病傳播的機會，增加發病率［18］。地熱田內分布有大面積的熱水沼澤、噴氣口和溫泉等地熱地質景觀，大量開采地熱水會對其產生影響，甚至會使這些地熱地質景觀消失。

3防治措施

為了避免地熱資源開發利用過程中的環境問題，需要以地熱系統理論為指導，將資源—環境—經濟作為一個整體系統，采取以防為主，進行統一部署、統一規劃和綜合管理。具體防治措施如下：（1）政府相關部門應加強監控與管理，嚴格地熱工程的審批制度，強調地熱資源開發過程中的監測網絡和回灌系統建設以及綜合開發利用，使地熱資源能夠合理有序地開發利用，減少盲目開采對地熱資源造成的浪費以及過量開采所導致的潛在地質災害影響的積累。（2）加強地熱資源勘查、開發和保護中的關鍵技術研究，如加強地熱尾水回灌技術和地熱尾水處理研究；強化熱能利用效率和傳熱管道保溫措施，降低地熱消耗和尾水溫度；改進地熱鉆井、綜合開發利用和地熱防腐等方面的技術，提高地熱資源的綜合利用效率和經濟環境效益。（3）針對不同的環境問題，以“預防為主，防治結合”為原則，逐個擊破，將問題最小化，并針對具體環境問題采取適宜的解決方案：①針對熱污染，采用梯級多次利用，如利用地熱尾水養殖、洗浴或溫室種植和尾水回灌，但是值得注意的是，回灌對地層條件有一定要求，同時由于地熱尾水溫度的改變使某些礦物質發生沉淀，會對熱儲層或回灌井造成破壞；②針對生態環境問題，鉆井完成后要及時恢復當地植被及加強尾水回灌，不能回灌的地區則采取必要的地熱尾水處理措施，如可在廣大農村地熱區利用水生植物系統（如三棱草、蘆葦和香蒲等）凈化地熱尾水，而凈化后達到農田灌溉標準的尾水用于農業灌溉；③針對大氣環境問題，地熱蒸汽中對環境影響較大的為H2S、CO2氣體，可采用物理或化學的方法將其去除，如用蒸汽轉化法、燃燒法、生產商業性硫等方法去除H2S，通過地熱井蒸汽分離生產商業性的CO2用于溫室蔬菜栽培［13］，此外為了減少施工過程中大氣中的揚塵應及時清理堆放在場地上的棄土、棄渣，不能及時清運的要適時采取灑水等措施進行滅塵；④針對噪聲環境問題，井場選址應盡量避開學校教學樓區和居民區，施工單位應優先選用低噪聲機械設備或自帶隔聲和消聲設備。

4結論

熱污染的防治措施范文2

關鍵詞：熱能動力工程；特點；利用；發展

引 言：經濟社會的快速發展對能源的需求量也在逐漸增大，因此，能源問題成為了人們不得不關注的問題之一，只有保證了能源的充分供應才能對經濟社會發展進行保障，保證人們的工作生活不受到影響。我國經濟社會在不斷發展過程中，節能減排已經成為了發展中必須要關注的問題，節能減排的實施就是為了對能源進行優化配置，因此，文章對熱能與動力工程的相關問題進行了分析，希望找到更好的解決措施，促進經濟社會發展，更好的提高熱能與動力工程的經濟效益。

1 熱能與動力工程的相關研究

人們在日常工業生產中對熱能與動力工程之間的關系進行分析就是熱能與動力工程的研究，同時，也是一種熱能研發的創新和發展，在對熱能與動力工程進行研究時，不僅僅要對日常工作狀況進行分析，同時，對熱能與動力工程的裝置概念和熱能特點都要進行分析。

1.1 熱能動力裝置的概念

熱能動力裝置主要分為兩個類型：（1）利用燃燒過程中產生的燃氣進入到發動機中，然后進行能量之間的轉換，進而加以利用，在這種類型中內燃機是比較典型的代表。（2）使燃料進行燃燒，在這個過程中將產生的熱能利用技術手段傳遞到相關的液體中，使液體液化，然后將氣化之后產生的蒸汽再導入到發動機中，這樣實現了熱能的傳遞和轉化，在這種類型中蒸汽機是典型代表。熱能動力裝置無論是何種類型，在工業生產中都得到了很好的發展，對經濟社會發展意義重大。

1.2 熱能的特點研究

1.2.1 太陽能及其能量的轉換

太陽能是非常常見的一種能源，也是一種可再生能源，但是太陽能的轉化通常情況下比較復雜，而且，太陽能的利用并不是十分的廣泛，在生物科學中主要是對太陽能的光合作用進行了利用，并沒有將太陽能直接的分離出來。在熱能研究方面，太陽能發電的成本比較高，最重要的問題是能量的轉換率比較低，因此，也成為了熱能與動力工程研究方面非常重要的內容。

1.2.2 燃料化學能及其轉換過程

燃料化學能的轉換主要是利用燃燒的方式將燃料中的化學能轉化為熱能，這其中對化學反應過程進行了利用，因此，熱能生產者要想實現燃料化學能的轉換要對相關的科學知識進行更好的掌握，這樣在實際中才能更好的實現工業生產。

1.2.3 熱能的轉換

熱能的轉換還有很多其他的辦法，在生產中可以對各種動能和勢能的轉換來獲取熱能。動能和勢能的轉換主要有兩種形式，分別是電能和機械能。電能主要的來源是發電機，機械能的來源則是汽輪機和內燃機，在對能源進行轉換時可以根據能量守恒定律，實現電能和動能之間的相互轉換，更好的滿足社會生產的需求。

2 熱能的利用

2.1 電力工業

熱能動力工程在其中有著非常重要的應用，在核發電、火力發電等裝置設備的使用之中，熱能動力工程及相關的技術，是其工作的基礎。

2.2 鋼鐵工業

尤其在高爐煉鐵、煉鋼以及軋鋼等工藝當中，應用極為廣泛。

2.3 相關的有色金屬工業

其中包括有鋁、銅等有色金屬，其冶煉，均使用的是熱能。

2.4 化學工業

在化學工業的相關應用之中，合成氮、酸堿等的相關生產工藝程序，主要使用到的是熱能動力工程之中的技術手段，以其基本的原理來作為理論依據。

2.5 石油工業

其中包括有石油的采集、冶煉、運輸等多個環節，都運用到了熱能動力工程當中的相關技術理論。

3 熱能動力工程對于環境的影響

熱能動力工程的發展對環境產生了很大的影響，主要有熱污染、空氣污染、噪聲污染以及放射性危害等。熱污染帶來的主要危害就是溫室效應，例如水利發電站在運行過程中，在很大程度上會導致水源或者是空氣質量變化受到影響；空氣污染是指發電廠、工業設備等排放出來的廢氣，這樣也會導致溫室效應的出現。熱能動力工程的發展對環境產生的影響可以在相關的方面進行改進，這樣能夠為環境可持續發展做出貢獻。

4 熱能與動力工程問題的解決措施

4.1 加快相關產業結構的調整

熱能與動力工程的發展需要對相關產業結構進行相應的調整和改進，并且在能源的使用效率方面也要進行提升，針對生產更好的發展，對人們的需求進行滿足，并且，在生產質量方面也要進行改善，以此來提升生產質量方面的核心內容。對熱能與動力工程的相關產業結構進行調整，可以實現產業的合理發展和分配，也是未來產業發展中將要面臨的一個重大問題。

4.2 強化技術創新

對熱能動力工程和相關產業中，需要不斷對相關的技術手段進行更新，技術方面實現創新是企業在發展過程中能夠很好的應對外界競爭的最有效方法。因此，要想獲得更好的發展對相關的技術要進行不斷的提高，只有這樣生產才能獲得更好的發展。競爭力得到提高也能在技術方面得到更好的應用，熱能與動力工程的研究也才能獲得更大的成就。

4.3 從根本、基礎性的建設做起，逐步的控制增量

在對熱能與動力工程進行研究時，不能只是對一些理論進行高談闊論，而是要針對一些出現的問題找到具體的解決方案，將理論應用在實際中，這樣能夠對出現的不足進行解決，同時，對產業結構調整以及結構優化都非常有利。在熱能與動力工程發展過程中對出現的污染問題要采取防治措施，實施重點工程建設，對熱能的需求量也要進行控制，這樣能夠在資源承受范圍內有合理的解決方案，同時也是對社會資源的一種保護方法。

4.4 發展創新型模式，加快經濟循環

發展創新型模式過程中并不是要對原有的發展模式進行全面的否定，而是要尋找新的解決方法，熱能與動力工程的研究是專業而且具有高技術的產業，因為其是現代社會工業發展的重要支持，因此，在發展過程中并不能一味的對經濟增長進行追求，這樣才能找到新的現代化技術手段和發展模式。熱能與動力工程在相關問題解決方面，要保證資源得到利用和開采，并且，創造良好的工業生產環境。

5 結束語

科學技術水平的提高對經濟社會發展有很大的促進作用，在經濟社會發展中，能源的需求量越來越大，尤其是工業生產中，為此，越來越多的人對熱能與動力工程的研究產生了很大的興趣，因為只有更好的發展熱能與動力工程，才能更好的促進工業產業發展。在熱能與動力工程研究中存在著很多的問題，這些問題的出現一定要找到解決的方法，這樣才能更好的實現能源建設。熱能與動力工程的發展最終要實現能源轉換的環保性以及高效性，并且，使能源利用能夠實現最大化，這樣才能促進熱能與動力工程研究取得更好的成績。

參考文獻：

[1]程清.淺議工業的節能減排[J].機械工業，2011.