水化学
周立平水产1801班2018308210108
题目：分析天然水体中氮磷的循环特征及其在水生态系统中的重要意义。
分析结果：
第一部分：天然水体中氮的循环特征及其在水生态系统中的重要意义。
1、天然水体中氮的来源
2、天然水体中氮的存在形式
3、天然水体中无机氮的分布变化
4、天然水中氮的循环
5、天然水体中氮的消耗
6、天然水体中氮在生态系统中的意义
第二部分：天然水体中磷的循环特征及其在水生态系统中的重要意义。
1、天然水体中磷的来源
2、天然水体中磷的存在形式
3、天然水体中无机磷的分布变化
4、天然水中磷的循环
5、天然水体中磷的消耗
6、天然水体中磷在生态系统中的意义
第一部分：天然水体中氮的循环特征及其在水生态系统中的重要意义。
1、天然水体中氮的来源
天然水体中化合态氮的来源很广，包括大气降水下落过程中从大气中的淋溶、地下径流从岩石土壤的溶解、水体中水生生物的代谢、水中生物的固氮作用、以及沉积物中氮元素的释放等。另外，近年来随着工农业生产的发展、人口的增加、工业和生活污水的排放、农业的退水造成对环境的污染日益严重，污染成了天然水化合态氮的重要来源。根据文献报道,如我国滇池、东湖等城郊湖泊,由于受生活污水的影响，氨氮含量高达0. 09~2.8 mg/L。但是对于水产养殖水体,施肥投饵及养殖生物的代谢是水中氮的主要来源。
天然水和沉积物中的一些藻类(蓝.绿藻)及细菌,它们具有特殊的酶系统,能把一般生物不能利用的单质N2,转变为生物能够利用的化合物形态,这一过程称为固氮作用。湖泊沉积物中存在大量的固氮细菌,如巴氏固氮梭菌,大部分集中于上层2 cm内；海洋中的固氮藻类有束毛藻项圈藻属、念珠蓝藻属等,它们既有营自由生活的,也有与其他初级生产者共生、或与动物(如海胆、船蛆)共生的。在固氮作用进行时,固氮酶系统需要外界供给Fe、Mg、Mo,有时还需B、Ca、Co等,水中这些微生物的含量对固氮作用有着决定性作用。
2、天然水体中氮的存在形式
天然水域中,氮的存在形态可粗略分为5种:溶解游离态氮气、氨(铵)态氮、硝酸态氮、亚硝酸态氮和有机氮化物。有机氮化物包括尿素、氨基酸、蛋白质腐殖酸等及其分解产物,这类物质的含量相对少,性质比较复杂,至今还不十分清楚。
（1）溶解游离态氮气：天然水中氮的最丰富形态是溶解游离态氮气,它主要来自空气的溶解。地表水中的游离氮的含量为近饱和值。由于脱氮作用以及固氮作用可能改变其含量,但其影响不大,在天然水域中,游离态氮的行为基本上是保守的。
（2）硝酸态氮(NO5-N)：在通气良好的天然水域,NO5是含氮化合物的稳定形态,在各种无机化合态氮中占优势。它是含氮物质氧化的最终产物,但在缺氧水体中可受反硝化菌的作用而被还原。
（3）亚硝酸态氮(NO2 -N)：天然水中NO2通常比其他形态的无机氮的含量要低很多,NO2 -N是NHt -N和NO5 - N之间的一种中间氧化状态,它可以作为NHt-N的氧化和NO;-N的还原的一种过渡形态,而且在自然条件下,这两种过程受微生物的作用而活化,因此它是一种不稳定的形态。
（4）氨(铵)态氦(TNH -N)：天然水的氨(铵)态氦是指在水中以NH和NH;形态存在
的氮的含量之和,水化学分析测定的铵氮(或氨氮)都是两者之和。未加以区别。
3、天然水体中无机氮的分布变化
含氮无机化合物主要来自大气降水、耕地施肥和生活污水。河水中硝酸盐NO5 - N 的含量差异很大,每升水从数微克到数十毫克。未被污染的河水,TNH -N含量比NO5 -N 少。大多数河水中所含的无机化合态氮都要比海水高得多。夏季由于水生植物的吸收利用,无机态氮含量大大降低以至达到检测不出的程度。秋季生物繁茂期过后,含量渐渐增多,到冬季达最大值。春季水温渐增,植物光合作用增强,无机化合态氮又逐渐降低。
湖泊中无机化合态氮的年变化规律与河水相似,但在夏季由于水温的明显分层,水体的垂直稳定性增强,在底层由于有机物的分解,无机氮含量明显高于表层。
水库中营养元素的变化也同河水、湖泊相似。但水库主要用于灌溉、发电,水体不断更新,尤其是雨季更是如此,这不仅流失溶存的营养物质,也流失了浮游生物,使水质肥力降低,鱼类的天然饵料大量减少而影响鱼类的生长。
池塘水体中无机态氮的变化同其他天然水体相似,但不同池塘因地区、水文、底质以及人工施肥的不同而有很大差别。例如在夏秋季节,精养池塘的含氮无机盐有明显的昼夜变化和垂直变化。一般随浮游植物生长繁殖作用的消长而相应地变化。真光层的中下层以夜间和清晨为低。底层水由于有底泥中有机物矿化作用的补充，无机氨含量高于表层水，特别是TNH - N,在同一测点上、下水层的含量可有很大的差异。
4、天然水中氮的循环
天然水中各种形态的氮在生物及非生物因素的共同作用下不断地迁移、转化,构成一个复杂的动态循环(图5- 4)。藻类的同化作用微生物的氨化作用、硝化作用和脱氮作用在各种形态氮的相互转化过程中起着极其重要的作用。
（1）氨化作用：含氮有机物在微生物作用下分解释放氨态氮的过程即为氨化作用。氨化作用在好气及厌气条件下都可进行,效率相差不多,但最终的产物有所不同:
氨化的速度受PH影响，以中性、弱碱性环境的效率较高。天然水中各类生物的代谢废物及其残骸经过氨化作用把含氮有机物中的氨释放到水中,是重要的有效氮源之一。沉积于底质中的含氮有机物在适当的条件下，会被异养微生物分解矿化,转变为NH4(NH3),积存于底质的间隙水中,然后通过扩散回到水体中,搅动水一底界面可加速释放过程。
（2）同化作用：水生植物通过吸收利用天然水中的NH (NH3 )、NO2、NO5等合
成自身的物质,这一过程称为同化作用。
天然水中的NHt (NH)、NO2、NO3等无机氮化合物是藻类能直接吸收利用的氮的形态,其中NH* (NH)、NO3来源广，含量较高,是水生植物氮营养元素的主要形态。某些特殊藻类甚至可以直接以游离氮作为氮源固氮作用)。不同种类的水生植物其有效氮的形态可能有所不同,但对一般藻类而言,有效氮指的主要是无机氮化合物。有机氮如果不经脱氨基作用分解,所含氮元素-般不能为植物直接吸收,只能在附着于植物表面的细菌的作用下被间接利用。
实验表明,当NHt (NH)、NO2、NO5共存,其含量又处于同样有效量的范围内,绝大多数藻类总是优先吸收利用NH (NH),仅在NH (NH3 )几乎耗尽以后,才开始利用NO,介质pH较低时处于指数生长期的藻类细胞,此特点尤为显著。
实验证明,在不同类型的生物体内,糖类、脂肪和蛋白质的比例可以有相当大的差别,但就平均状况而言,生物有机体都具有相对固定的元素组成。构成藻类原生质的碳、氮、磷3种元素的平均组成,按其原子个数之比为C:N:P= 106:16:1。一般认为,浮游植物对营养要素的吸收也是按照这样的比例进行的。
（3）硝化作用：在通气良好的天然水中,经硝化细菌的作用,氨可进一步被氧化为NO; ,这一过程称为硝化。硝化分两个阶段进行,即:
2NH4+ +302--→4H* + 2NO2 + 2H2O+能量
2NO2 +O2-→2NO5 +能量
第一阶段主要由亚硝化单胞菌属引起,第二阶段主要由硝化杆菌属引起。这些细菌分别从氧化氨至亚硝酸盐和氧化业硝酸盐至硝酸盐过程中取得能量,.均是以二氧化碳为碳源进行生活的化能自养型细菌,但在自然环境中需在有机物存在的条件下才能活动。
硝化作用释放的H+可与水中的HCO5结合。NH氧化时对溶氧和碱度消耗的总计量关系式为:NH4+ + 1.83O2 + 1.99HCO3-→0.021 C5H7NO2+ 1. 041H2O+ 1. 88H2CO3 + 0.98NO3-
式中C5H7NO2为硝化菌及亚硝化菌生物量的平均元素组成。硝化过程对水中溶解氧和碱度有较大的影响。所以,在使用硝化法处理城市污水时,需要考虑给体系补充氧气碳源和碱度。
（4）脱氮作用：脱氮作用是在微生物的作用下,硝酸盐或亚硝酸盐被还原为一氧化二氮(N2O)或氮气(N2 )的过程。参与这一过程的微生物常称为脱氮菌或反硝化菌。
研究表明,有普通细菌存在的地方,一般都有脱氮菌存在。在水体中,脱氮菌约占细菌总数的5%左右。在土壤中,多时可达30%左右。脱氮菌绝大部分都是条件性厌氧细菌。在缺氧条件下,通过厌氧细菌的活动,NO5被还原为N2。脱氮作用的详细生化机理尚不清楚,-般认为可能按下述途径进行:
还原产物随具体还原条件而不同。据调查，在30 C时,脱氮菌还原NO;所得的气体产物中,N2与N20大体各占一半。
脱氮作用受许多水质条件的影响,例如pH以7~8为最适范围,而pH<5时,脱氮作用停止;在一定的浓度范围内,脱氮反应速率随着NO5、NO2含量的增大而增高;溶解氧含量低于0.15~0.5 mg/L脱氮作用才顺利进行。此外,脱氮作用还与作为电子接受体的基质(如溶解有机物等)含量有关。据估计,每年进人生物圈的固定态氮(包括工业固氮与生物固氮)有90%以上都经脱氮作用而离开生物圈,以气态氮形态回到大气。
（5）固氮作用：固氮作用是分子态氮被还原成氨和其他含氮化合物的过程。需要固氮蓝藻和固氮菌的参与完成。也是天然条件下单质氮转化为化合氮的唯一方式。
包括细菌、放线菌和蓝细菌（即蓝藻），它们的生活方式、固氮作用类型有较大区别，但细胞内都具有固氮酶。不同固氮微生物的固氮酶均由钼铁蛋白和铁蛋白组成。固氮酶必须在厌氧条件下，即在低的氧化还原条件下才能催化反应。
（6）增氮作用：增氮作用主要分为四大类,分别是生物固氮，水中生物的代谢废物，含氮有机物的分解矿化以及随水源的补给。
固氮蓝藻在生长过程中将固定的总氮的20~60%释放到水中，死亡后7~15天可分解矿化并释放出有效氮。
水中生物的代谢活动：受温度、动物种类、食物水平、个体大小、发育阶段等影响是水体内氮元素的一种“再利用”
含氮有机物的分解矿化依分解矿化难易程度分为两类：可溶、易分解，如尿素、氨基酸、肽其次是难溶、不易分解，如蛋白质、腐殖质中的N。
随水源的补给包括雨水，地表径流以及大量生活污水和某些“轻工业”污水
5、天然水体中氮的消耗
水体中氮的消耗有4个途径:经水流输出;沉积于库底;由于水体中存在反硝化作用而逸出;水生动植物以水产品的形式被人类或动物捕捞而脱离水体。
6、天然水体中氮在生态系统中的意义
在自然界，氮元素以分子态（氮气）、无机结合氮和有机结合氮三种形式存在。
大气中含有大量的分子态氮。但是绝大多数生物都不能够利用分子态的氮，只有象豆科植物的根瘤菌一类的细菌和某些蓝绿藻能够将大气中的氮气转变为硝态氮（硝酸盐）加以利用。
植物只能从土壤中吸收无机态的铵态氮（铵盐）和硝态氮（硝酸盐），用来合成氨基酸，再进一步合成各种蛋白质。
动物则只能直接或间接利用植物合成的有机氮（蛋白质），经分解为氨基酸后再合成自身的蛋白质。在动物的代谢过程中，一部分蛋白质被分解为氨、尿酸和尿素等排出体外，最终进入土壤。
动植物的残体中的有机氮则被微生物转化为无机氮（氨态氮和硝态氮），从而完成生态系统的氮循环。
第二部分：天然水体中磷的循环特征及其在水生态系统中的重要意义。
1、天然水体中磷的来源
(1)农业面源污染
农业面源污染主要是由于大量使用化肥，经过雨水或农业灌溉造成化肥中的磷流
入水体。通常情况下能够被植物利用的化肥仅占10%-25%，其余的75%-90%均留在土壤中。根据以往研究成果，水体中的磷24%-71%来源于农业施肥，因此水体的磷污染主
要是由于土壤中的磷向水中的迁移。据统计[4]磷肥的当季利用率一般只有10%-20%，
过量使用磷肥不仅造成资源浪费，还使多余的磷肥通过地表径流污染了水源。
(2)生活污水
生活污水包括公共建筑污水、居民生活污水、排入下水道的工业污水。生活污水
中磷的主要来源是含磷洗涤产品的使用、人类排泄物、生活垃圾，洗涤产品主要采用
磷酸钠和聚合磷酸钠，洗涤剂中的磷随污水流入水体。
(3)工业废水
工业废水是造成水体中磷超标的主要因素之一，工业废水具有污染物浓度高、污染物种类多、难降解、成分复杂等特点，如果工业废水未经处理直接排放会对水体造成巨大冲击，对环境和居民健康造成不良影响。
2、天然水体中磷的存在形式
天然水中的含磷化合物的价态变化很少,一般都是+ V价。磷在水中的变化--般只是在不同的化合状态、溶解沉积状态间的变化及生物的吸收利用。磷在水中的存在形态常常按照磷的这种性质来划分。
(1)溶解态无机磷
1.1无机正磷酸盐：水溶液中正磷酸盐的存在形态可能有POA~、HPO4~、H2PO,以及H3PO4 ,各部分的相对比例(分布系数)随pH的不同而异。在pH为6.5~8.5的正常天然淡水中以HPO2~和H2PO2为主。由于离子强度的影响和离子对的作用，在纯水、NaCl溶液和人工海水中各种形态的磷酸根离子的相对比例与pH的关系有显著的差异(图5-8)。20C、S=33的海水中的磷酸的第一、二、三级表观电离常数K1=
2.35X10-2,K2=8.8x10-7 ,K3=1.37X 10-10 ;而淡水中三级电离常数则分别为K1=7.53X 10-3,K2=6.23X10-8 ,K3=4.8x10-1。
1.2.无机缩聚磷酸盐.受工业废水或生活污水污染的天然水含有无机缩聚磷酸盐,如P205等,它们是某些洗涤剂、去污粉的主要添加成分。随着多聚磷酸盐分子的增大,溶解度变小。通常认为它们是导致一些水体富营养化的重要因素。
无机多聚磷酸盐很容易水解成正磷酸盐:
在某些生物及酶的作用下,上述反应速度加快。据试验,在酸性磷钼蓝法中有1% ~ 10%的多聚磷酸盐水解而被测定。
(2)溶解态有机磷
溶于天然水中的有机结合态磷的性质还不完全清楚。可溶性有机磷如果是来自有机体的分解,其成分似应包括磷蛋白、核蛋白磷脂和糖类磷酸盐(酯)。由单胞藻释放出的某些(不是全部)有机磷，能被碱性磷酸酶所水解,因此这些分泌物中似含有单磷酸酯。此外,许多研究者认为天然水中可溶性有机磷包括有生物体中存在的氨基磷酸与磷核苷酸类化合物(Quin, 1965;illredge ,et al., 1967 、1969)。
(3)颗粒磷
天然水中悬浮颗粒物一般指可以被0. 45pum微孔滤膜阻留的物质。这些颗粒物内部或表面常常含有无机磷酸盐和有机磷,这两部分一般很难加以分离。颗粒状无机磷主要为Ca1o (PO4 )。(OH)2、Ca3(PO4 )2、FePO。等溶度积极小的难溶性磷酸盐,某些悬浮黏土矿物和有机体表面上可能吸附无机磷。悬浮颗粒有机磷包括存在于生物体组织中的各种磷化合物。
天然水的总磷含量中各部分所占的比例因不同水域而有显著的差异,贫营养水体通常以可溶性无机磷酸盐所占比例较高。例如,根据Maine海湾研究结果,在各种形态磷的化合物中,可溶性无机磷含量很高,占总磷量的70% ~ 90%(随季节变化)。而可溶性有机磷仅占2% ~ 20% ,颗粒状磷占6%以下。湖泊中,可溶性无机磷的含量--般变化较大,但占总磷的比例较小,而可溶性的有机磷可能占总磷的30% ~60% (刘建康,2000)。
天然水中的含磷量通常是以酸性钼酸盐形成磷钼蓝进行测定。根据能否与酸性钼酸盐反应,也可以把水中磷的化合物分为两类:活性磷化合物和非活性磷化合物。凡能与酸性钼酸盐反应的,包括磷酸盐、部分溶解态的有机磷、吸附在悬浮物表面的磷酸盐以及一部分在酸性中可以溶解的颗粒无机磷等,统称为活性磷化合物;其他不与酸性钼酸盐反应的统称为非活性磷化合物。由于活性磷化合物主要以可溶性磷酸盐的形态存在,所以通常称为活性磷(酸盐),并以PO4-P表示。
以上各种形态的磷化合物中，能被水生植物直接吸收利用的部分称为有效磷。溶解无机正磷酸盐是对各种藻类普遍有效的形态。但实验也表明，很多单细胞藻类可以利用有机磷酸盐(特别是磷酸甘油)。其原因是很多浮游植物细胞表面能产生磷酸酯酶,这种酶作用于有机磷酸盐,就生成能被浮游植物吸收的溶解无机正磷酸盐。但目前-般把活性磷酸盐视作有效磷。
3、天然水体中活性磷酸盐的分布
（1）水平分布
海洋中磷的含量通常也表现为沿岸、河口水域高于大洋;太平洋、印度洋高于大西洋;开阔大洋中高纬度海域高于低纬度海域;但有时因生物活动和水文条件的变化，在同- -纬度上，也会出现较大的差异。在海洋浮游植物繁盛季节，沿岸、河口水域表层海水中活性磷含量可降到很低水平(O.1μmol/L)。而在某些受人为活动影响显著的海区，含磷污水等的大量排入，则可能造成水体污染，出现富营养化，甚至诱发赤潮。
（2）垂直分布
在真光层，由于浮游生物大量吸收磷，致使有效磷含量很低，有时甚至被消耗殆尽。
因而随深度的增大，其含量逐渐增大，并在某一深度达到最大值，此后不再随深度而变化。在河口、近岸地区，磷的垂直分布明显受生物活动、底质条件与水文状况的影响。
停滞分层时，表水层的有效磷可接近0；低水层相对较高（有机物矿化，沉积物补给）
（3）季节变化
冬季磷元素含量达到最大值，从冬季到夏季磷元素含量持续下降，夏季磷元素含量最小值，然后磷元素又持续上升直到冬季磷元素含量达到最大值。
综上所述，磷元素的实际含量时增磷和耗磷相互作用的结果，两个作用在不同季节相差很大，即使在同一季节，同一水体的不同水层，两者也有差异。
4、天然水中磷的循环
天然水体中的磷含量不高,因此它往往是限制水体生产者发展的因素之一。
元素磷是所有生物细胞都必不可少的。磷存在于一切核苷酸结构中,三磷酸腺苷(ATP)与生物体内能量转化密切相关。在生物圈内,磷主要以3种状态存在,即以可溶解状态存在于水溶液中;在生物体内与大分子结合;不溶解的磷酸盐大部分存在于沉积物内。微生
物对磷的转化起着重要作用。天然水体中可溶性磷酸盐浓度过大会造成水体富营养化。磷循环包括可溶性无机磷的同化、有机磷的矿化及不溶性磷的溶解等。
①有机磷同化作用。可溶性的无机磷化物被微生物同化为有机磷,成为活细胞的组分。在水体中,磷的同化作用主要是由藻类进行的,并在食物链中传递。水生高等植物能从沉积物中大量吸收无机磷,经代谢转变为有机磷化合物。
②矿化作用。有机磷的矿化作用是伴随着有机硫和有机氮的矿化作用同时进行的。在天然水体中,大部分磷存在于沉积物中。水体中的某些生理类群微生物在代谢过程中产生硝酸、硫酸和一些有机酸,使盐基中的磷释出;微生物和植物在生命活动中释出的CO2,溶于水生成H2CO3,也有同样的作用。
③不溶性磷转化为可溶性磷过程。沉积物中的不溶性磷不能成为水中生产者所利用。如果水中pH值呈酸性时,可使沉积物中的磷成为可溶性的。如果加入酸性物质或水中某些自养性的细菌所生成酸类,可使磷的溶解过程加快。
影响循环交换速率和循环达平衡所需时间的因素：生物量大小、粘土粒子的多少、温度、营养条件、pH、O2等。由于始终以PO43-基团在生物与非生物间交换，循环中不发生机理较复杂、速度较慢的氧化还原反应，循环所需时间较短循环形式与途径简单。其次水体和沉积物中，不同形式磷的含量差异大，其中以沉积物中的无机磷和有机磷含量最高
5、天然水体中磷的消耗
（1）水生植物的吸收利用：大量的有效磷在水生植物生长繁殖过程中被吸收利用,构成天然水中磷循环的重要环节之一。如前所述,生物有机体残骸在分解矿化再生营养盐时按一定的比例进行,而藻类在吸收利用有效氮和有效磷时一般也按P/N= 1 :16(或15)的比例进行。当然,不同水域、季节和不同种的水生植物可能有所不同,但大洋表层水中P/N比相当恒定。
大多缺磷饥饿的藻类细胞,一且接触到有效磷含量较高的水质环境,其吸收利用的速度极快,此时,多吸收的磷-般以多聚磷酸盐形态储存于细胞中。在细胞缺磷的情况下,多聚磷酸盐分解释放能量和PO, - P,用来支持种群的大量生长。
（2）粘土粒子的吸附固定
（3）有机物质的螯合
（4）水中钙、镁、铁、铝生成难溶于水的磷酸盐
6、天然水体中磷循环在生态系统中的意义
磷循环起始于岩石的风化，终止于水中的沉积。植物可以直接从土壤或水中吸收PO43-,合成自身原生质，然后通过植食动物、肉食动物在生态系统中循环，并借助于排泄物和动植物残体再分解成无机离子形式，又重新回到环境中，再被植物吸收。
磷是有机体不可缺少的元素。生物的细胞内发生的一切生物化学反应中的能量转移都是通过高能磷酸键在二磷酸腺苷（ADP）和三磷酸腺苷（ATP）之间的可逆转化实现的。
磷还是构成核酸的重要元素。磷在生物圈中的循环过程不同于碳和氮，属于典型的沉积型循环。生态系统中的磷的来源是磷酸盐岩石和沉积物以及鸟粪层和动物化石。这些磷酸盐矿床经过天然侵蚀或人工开采，磷酸盐进入水体和土壤，供植物吸收利用，然后进入食物链。经短期循环后，这些磷的大部分随水流失到海洋的沉积层中。
在淡水和海洋生态系统中，磷酸盐能够迅速地被浮游植物所吸收，而后又转移到浮游动物和其他动物体内，浮游动物每天排出的磷与其生物量所含有的磷相等，所以使磷循环得以继续进行。
浮游动物所排出的磷又有一部分是无机磷酸盐，可以为植物所利用，水体中其他的有机磷酸盐可被细菌利用，细菌又被其他的一些小动物所食用。一部分磷沉积在海洋中，沉积的磷随着海水的上涌被带到光合作用带，并被植物所吸收。因动植物残体的下沉，常使得水表层的磷被耗尽而深水中的磷积累过多。
磷是可溶性的，但由于磷没有挥发性，所以，除了鸟粪对海鱼的捕捞，磷没有再次回到陆地的有效途径。
参考文献
[1]雷衍之主编,养殖水环境化学,中国农业出版社,2004
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水化学 周立平水产1801班2018308210108 题目：分析天然水体中氮磷的循环特征及其在水生态系统中的重要意义。 分析结果： 第一部分：天然水体中氮的循环特征及其在水生态系统中的重要意义。 1、天然水体中氮的来源 2、天然水体中氮的存在形式 3、天然水体中无机氮的分布变化 4、天然水中氮的循环 5、天然水体中氮的消耗 6、天然水体中氮在生态系统中的意义 第二部分：天然水体中磷的循环特征及其在水生态系统中的重要意义。 1、天然水体中磷的来源 2、天然水体中磷的存在形式 3、天然水体中无机磷的分布变化 4、天然水中磷的循环 5、天然水体中磷的消耗 6、天然水体中磷在生态系统中的意义
第一部分：天然水体中氮的循环特征及其在水生态系统中的重要意义。 1、天然水体中氮的来源 天然水体中化合态氮的来源很广，包括大气降水下落过程中从大气中的淋溶、地下径流从岩石土壤的溶解、水体中水生生物的代谢、水中生物的固氮作用、以及沉积物中氮元素的释放等。另外，近年来随着工农业生产的发展、人口的增加、工业和生活污水的排放、农业的退水造成对环境的污染日益严重，污染成了天然水化合态氮的重要来源。根据文献报道,如我国滇池、东湖等城郊湖泊,由于受生活污水的影响，氨氮含量高达0. 09~2.8 mg/L。但是对于水产养殖水体,施肥投饵及养殖生物的代谢是水中氮的主要来源。 天然水和沉积物中的一些藻类(蓝.绿藻)及细菌,它们具有特殊的酶系统,能把一般生物不能利用的单质N2,转变为生物能够利用的化合物形态,这一过程称为固氮作用。湖泊沉积物中存在大量的固氮细菌,如巴氏固氮梭菌,大部分集中于上层2 cm内；海洋中的固氮藻类有束毛藻项圈藻属、念珠蓝藻属等,它们既有营自由生活的,也有与其他初级生产者共生、或与动物(如海胆、船蛆)共生的。在固氮作用进行时,固氮酶系统需要外界供给Fe、Mg、Mo,有时还需B、Ca、Co等,水中这些微生物的含量对固氮作用有着决定性作用。 2、天然水体中氮的存在形式 天然水域中,氮的存在形态可粗略分为5种:溶解游离态氮气、氨(铵)态氮、硝酸态氮、亚硝酸态氮和有机氮化物。有机氮化物包括尿素、氨基酸、蛋白质腐殖酸等及其分解产物,这类物质的含量相对少,性质比较复杂,至今还不十分清楚。 （1）溶解游离态氮气：天然水中氮的最丰富形态是溶解游离态氮气,它主要来自空气的溶解。地表水中的游离氮的含量为近饱和值。由于脱氮作用以及固氮作用可能改变其含量,但其影响不大,在天然水域中,游离态氮的行为基本上是保守的。 （2）硝酸态氮(NO5-N)：在通气良好的天然水域,NO5是含氮化合物的稳定形态,在各种无机化合态氮中占优势。它是含氮物质氧化的最终产物,但在缺氧水体中可受反硝化菌的作用而被还原。 （3）亚硝酸态氮(NO2 -N)：天然水中NO2通常比其他形态的无机氮的含量要低很多,NO2 -N是NHt -N和NO5 - N之间的一种中间氧化状态,它可以作为NHt-N的氧化和NO;-N的还原的一种过渡形态,而且在自然条件下,这两种过程受微生物的作用而活化,因此它是一种不稳定的形态。 （4）氨(铵)态氦(TNH -N)：天然水的氨(铵)态氦是指在水中以NH和NH;形态存在
如何建立鱼缸生态循环系统养鱼先养水 那么怎样才能养好水呢？下面就用最简单的语言来说明两件事：什么是“好”水以及怎样养出“好”水？为了避免把养水的过程变成化学实验，我们尽量不使用专业名词或专业方法。 一、什么是“好”水？直观判断法：水清澈透明、无色、无味，有晶莹睇透的感觉，水中基本无悬浮微粒或有极少量的悬浮微粒，鱼儿健康、安详、自在、无病无痛。 二、怎样养出“好”水？ 1、养水的基本原理是什么？ 养水的核心思想是建造一个微生物系统，把主要有害物质（鱼的粪便和食物残渣）分解成无害物质； 2、主要的微生物系统是什么？ l *喜欢氧气的好氧细菌： 繁殖速度非常快，它们负责把粪便和食物残渣等有机物分解成氨； l *喜欢氧气的硝化菌（不是消化菌哦）： 繁殖速度很慢，它们负责把氨分解成硝酸盐；这个过程比较复杂，大家可以看文章后面的资料连接；l *不大喜欢氧气的厌氧细菌： 繁殖速度也很快，它们负责把硝酸盐分解为气体挥发掉或者再还原成氨。 ****由于硝化菌繁殖的慢，常常被有害菌打的没有还手之力，因此我们给它找了两个帮手来抢地盘，一个是繁殖速度非常快的、好氧的酵母菌，负责抢地盘给硝化菌居住；另外一个是厌氧的乳酸菌，繁殖速度也非常快，负责消灭低氧区对硝化菌有害的菌种。这三个菌并肩子上，几乎无坚不摧，成功率非常高。大伙可以参考《酵母菌、乳酸菌和硝化菌三菌演义》完成上面的几个步骤后，鱼的粪便和食物残渣在24小时内被分解干净，水中的有毒物质（主要是氨和铵，来自鱼的排泄物）含量能够长期保持极低的水平，比每天一换的水的平均水平要低！ 4、怎样操作呢？ ***居住的地方： 细菌要有家才能大规模繁殖，过滤器是它们最主要的家，房子越多越好，性价比最好的房子是玻璃环和沙子。 假如养鱼的水总共有100升的话，那么你需要有10升以上的直径3毫米的沙子作滤材或至少1升的玻璃环。多点更好，虽然浪费了，但是有个储备能够应急。房子要提早建好，
●冷冻水循环系统 该部分由冷冻泵、室内风机及冷冻水管道等组成。从主机蒸发器流出的低温冷冻水由冷冻泵加压送入冷冻水管道（出水），进入室内进行热交换，带走房间内的热量，最后回到主机蒸发器（回水）。室内风机用于将空气吹过冷冻水管道，降低空气温度，加速室内热交换。 冷却水循环部分 该部分由冷却泵、冷却水管道、冷却水塔及冷凝器等组成。冷冻水循环系统进行室内热交换的同时，必将带走室内大量的热能。该热能通过主机内的冷媒传递给冷却水，使冷却水温度升高。冷却泵将升温后的冷却水压入冷却水塔（出水），使之与大气进行热交换，降低温度后再送回主机冷凝器（回水） 主机 主机部分由压缩机、蒸发器、冷凝器及冷媒（制冷剂）等组成，其工作循环过程如下： 首先低压气态冷媒被压缩机加压进入冷凝器并逐渐冷凝成高压液体。在冷凝过程中冷媒会释放出大量热能，这部分热能被冷凝器中的冷却水吸收并送到室外的冷却塔上，最终释放到大气中去。随后冷凝器中的高压液态冷媒在流经蒸发器前的节流降压装置时，因为压力的突变而气化，形成气液混合物进入蒸发器。冷媒在蒸发器中不断气化，同时会吸收冷冻水中的热量使其达到较低温度。最后，蒸发器中气化后的冷媒又变成了低压气体，重新进入了压缩机，如此循环往复。 中央空调原理简介：中央空调原理包括：一、中央空调制冷原理：有压缩式、吸收式等，这里不再细述；二、中央空调系统原理：有风系统工作原理、水系统工作原理、盘管系统工作原理等，简单介绍如下：1、中央空调原理的新风系统工作：室外的新鲜空气受到风处理机的吸引进入风柜，并经过过滤降温除湿后由风道送入每个房间，这时的新风不能满足室内的热湿负荷，仅能满足室内所需的新风量，随着室内风机盘管处理室内空气热湿负荷的同时，多余出来的空气通过回风机按阀门的开启比例一部分排出室外，一部分返回到进风口处以便再次循
湖泊氮磷赋存形态和分布研究进展 许萌萌1，2张毅敏2高月香2彭福全2汪龙眠2吴晗2，3 (1.河海大学环境学院，南京210098，2.环境保护部南京环境科学研究所，南京210042，3. 常州大学环境与安全工程学院213164） 摘要：湖泊水体和沉积物中氮磷等营养盐的生物地球化学循环直接影响着湖泊的富营养化。所以全面了解氮磷等营养盐的含量分布特征及其来源，为湖泊富营养化的成因及氮磷迁移转化提供了科学的依据。目前，很多研究学者采用了野外采样、实验室分析和收集文献资料相结合的方法，研究了氮磷营养盐的形态含量及分布差异。 关键词：湖泊氮磷赋存形态分布特征 Advances in chemical speciation and distribution of nitrogen and phosphorus in lakes Xumeng Meng1,2Zhang Yimin2,Gao Yue Xiang2,Peng Fu Quan2,Wang Long Mian2,Wu Han2,3 Environment Department of Hohai University,Nanjing210098,2.Nanjing Institute of Environmental Sciences of,Ministry of Environmental Protection,Nanjing210042,3.Environmental and Safety Engineering Department of Changzhou University213164) Abstract:The biogeochemical cycles of nitrogen and phosphorus in the lake water and sediment directly affect the eutrophication of the lake.Therefore,a comprehensive understanding of the content distribution and source of nitrogen and phosphorus can provide a scientific basis for the cause of eutrophication and the migration and transformation of nitrogen and phosphorus.Currently,many researchers using a field sampling, laboratory analysis and the collection method of combining literature studied the content and distribution differences of morphology of nitrogen and phosphorus. Keywords:Lakes Nitrogen and phosphorus Chemical speciation Distribution characteristics 随着社会和经济发展，人为活动导致的湖泊污染已经成为当今世界面临的一个严重的环境问题，尤其是浅水湖泊的富营养化日益成为各国的主要环境问题。工农业废水大量排放，湖泊流域的水体及沉积物的污染问题日益突出，养殖水体尤为严重。水体氮磷营养盐含量过高易引发自身及外部水域的富营养化，严重时导致赤潮或水华频发。 沉积物承载着湖泊营养物质循环的中心环节，一方面对上覆水体起到净化水质的作用，另一方面又不断向上覆水释放营养盐发挥着营养源作用。沉积物氮磷主要来源于水体中颗粒有机物的沉降积累。水体中的氮磷进入沉积物都是要经过“沉降-降解-堆积”的3个阶段，自上而下呈现逐渐变小的趋势。但是由于各个地方物质来源组成、水动力环境、生物化学条件及生物种群等不同，使其含量在垂直分布变化上产生波动，从而反映出不同区环境的不同变化。上覆水的氮磷进入到沉积物中后，会发生明显的形态转化和再迁移作用，其“活性”取决于氮磷在沉积物中的形态[1]。当外源负荷受到控制后，沉积物作为内源污染源，其氮磷还可通过间隙水和上覆水进行物理、生物化学交换[2]。因此了解沉积物中的氮磷赋存和分布对防治富营养化，控制内负荷具有重要意义。养殖水域氮磷的赋存形态分布比较复杂，相关的研究很少。由于过量的污染物的排放，在低水位时期会超过洞庭湖湖自身净化的能力而对栖息于湖内的生物造成严重影响并危害到其生存[3]。 根据国内外调查研究的相关文献资料，湖泊流域的氮磷形态研究不仅仅局限在湖泊中，湖泊
普通高中课程标准实验教科书地理（必修一）人民教育出版社 3.1.2《自然界的水循环——水循环的过程》教案 一、课标与教材分析 本节课所涉及到的课程标准是“运用示意图，说出水循环的过程和主要环节。”为了达到课标的要求，教材通过图文和活动设计，详细介绍了三种水循环，其中以海陆间循环为主，接着，以活动形式说明人类活动对水循环过程所产生的影响。根据“标准”要求，学生对于“水循环示意图”不但要能“读”，而且还要会“说”、会运用水循环的有关原理解决地理实际问题。 二、学情分析 1、学生对上一部分“相互联系的水体”这一小节内容已有学习，了解并掌握了水圈的构成以及陆地上的水体及其相互关系。 2、学生对自然界中的水循环已具有一定的生活体验和知识基础，主要问题是学生还未上升到理性的层面上进行分析，而且自然界的水循环属于全球尺度和大尺度的地理现象，学生难以理解，需要教师创设适当的情境引导学生进行新知的建构。 三、教学目标 1、知识与技能：通过对自然界的水循环示意图的分析，了解水循环的类型，理解并说出自然界水循环的过程和环节。 2、过程与方法：通过讲解水循环的类型，培养学生归纳总结的能力；通过分析水循环示意图，培养学生从地理图表、地理现象中获取分析信息，并运用有关原理解决地理实际问题的能力。 3、情感态度与价值观：通过本内容的学习，使学生认识到生活处处有地理，做学习上和生活中的有心人。 四、教学重点与难点 水循环的过程和环节 五、教学方法 读图分析法启发式教学法情境创设法 六、课时安排 15分钟 七、教学过程
八、作业布置 1、补充完善课堂上的水循环图，边绘制边解释说明。 2、水循环对我们的生活有何影响？ 九、板书设计 3.1.2 水循环的过程 一、环节 蒸发蒸腾、水汽输送、凝结降水、径流、下渗 二、类型海陆间循环 海上内循环 陆地内循环 三、圈层：水圈、大气圈、岩石圈、生物圈 十、教学反思（略）
目录 摘要 (2) 前言 (2) 1.设计准备 (3) 1.1设计内容与要求 (3) 1.2设计思路 (4) 1.3 具体设计及实现功能 (4) 2.系统报警记录与参数设置 (4) 2.1 报警定义设置 (4) 2.1.1 冷却塔储水容量的报警定义设置 (4) 2.1.2 冷却塔出水温度报警定义的设置 (5) 2.2报警显示的设置 (6) 2.3报警数据的设置 (7) 2.4报警参数设置 (9) 3.历史数据报表和历史曲线的设置 (10) 3.1历史数据报表的设置 (10) 3.2 历史曲线的设置 (11) 4.运行与调试 (14) 4.1 系统运行 (14) 4.2 系统调试 (14) 4.2.1调试中出现的问题 (14) 4.2.2 解决方案 (14) 5.设计总结 (15) 参考文献 (16) 答谢 (17) 附录 (18)
基于MCGS中央空调冷却水循环系统演示 摘要冷却水循环系统是中央空调系统中的重要组成部件，它直接影响到中央空调供冷、供热功能的实现效果，所以对它准确的测试与处理要求很高。 本设计研究了基于MCGS组态环境在中央空调冷却水循环系统中得应用。利用组态软件MCGS设计了冷却水循环系统监控界面，提供了直观、清晰、准确的冷却水循环系统的运行状态，进而为控制运行、维修和故障诊断提供了多方面的可能性，充分提高了系统的工作效率。 关键词中央空调、冷却水循环、MCGS Abstract The cooling water circulation system is a key component in the central air conditioning system, it directly affects the central air-conditioning cooling and heating function to achieve the effect, so it is accurate testing and demanding. This design study Based on MCGS environment have central air-conditioning cooling water circulation system applications. Configuration software MCGS design of the cooling water circulation system monitoring interface provides an intuitive, clear, accurate operational status of the cooling water circulation system, and thus provide a wide range of possibilities for the control of the operation, maintenance and troubleshooting to fully enhance the system efficiency. Key words central air conditioning, cooling water circulation, MCGS 前言
如何建设鱼池生态循环过滤系统 】过滤池在整个鱼池系统中就像人体的肝脏、肾脏那样重要，所以对它的设计与建设尤为重要。 过滤系统分为：物理过滤、生物过滤和化学过滤 现附上鱼池建造的基本常识： 锦鲤池设置的场所必須考虑日照、风向、雨水、安全、落尘等多种因素，池的表面积最少要有几平方米以上，鱼池深度，饲养大型锦鲤需要1.5米--2米，小型鲤仅需50--80公分，鱼池水量在1吨到30吨之间，鱼池的形状及构造，则可依个人喜爱修成中式或西洋式造型。 1、鱼池最好设在有树荫遮档处，避免长时间西晒。 2、水池深度应为鱼身长的两倍， 3、如果水池太浅，不但鱼无法游动，而且因水浅、水少，水池温度变化太大，鱼体难以承受，容易产生疾病。 ◎沉淀槽 一般而言，沉淀槽的作用是将水中大颗粒的脏东西先沉淀排除，以減轻过滤槽的负担。沉淀槽底部一定要高于池底一公尺左右，如此，万一沉淀槽水流光了，鱼池中还有一公尺的水，不会立即危及鱼的生命。沉淀槽內出水口要高于底部三十公分，且最好设置在能照射到紫外线及通风良好的地方。 ◎过滤 饲养锦鲤，水质要求非常高，因此有沉淀过滤等设施。但目前较为先进的观点认为沉淀槽底部仍会积存有毒化学物及有毒气体，对鱼体有害，因此日本最先进的设计已不设沉淀槽，完全用生化学方法，把所有的杂质分解。 常见的鱼池净化过滤有下列四种过滤工作方式： 一、物理过滤：滤材有：过滤网、过滤棉、砂、碎石； 二、化学过滤：滤材有：离子交换树脂等； 三、生物过滤：滤材有：生化毡、毛刷等、麦饭石、牡蛎壳等； 四、植物过滤：各种水草、水生植物等。 ◎土建生化过滤槽 过滤槽的池水量宜保持在总水量的20％～30％。
水循环的过程 老师、同学们，大家下午好。首先我们来回顾一下上节课所学习的内容：一个是水循环的概念。水循环是指自然界的水在水圈、大气圈、岩石圈、生物圈四大圈层中通过各个环节连续运动的过程。另一个知识点是水循环的五个基本环节，分别是水汽蒸发、水汽输送、凝结降水、水分下渗、径流，而径流又可以分为地表径流和地下径流。 【径流】是指经土壤或地被物吸收及在空气中蒸发后余下的在地表流动的那部分天然降水 今天我们学习的内容还是水循环。由于水循环发生的领域不同，所以水循环也有不同的类型。水循环发生的领域有：海洋与陆地之间、陆地与陆地上空之间、海洋与海洋上空之间，发生在海洋与陆地之间的水循环是海陆间循环、发生在陆地与陆地之间的水循环是陆地内循环、发生在海洋与海洋上空之间的水循环是海上内循环。 首先来看海陆间循环的过程。海陆间循环是指海洋水与陆地水之间通过一系列过程所进行的相互转换运动，也称大循环。我们来看看海陆间循环的具体过程。不知道大家是否有这种经历，放一杯水在室外，一天后你会发现水杯中的水变少了。当然啦，排除有人把它喝了倒了这些人为因素。那是因为什么呢？是因为水被蒸发掉了。在海洋中，海洋表面的水也会蒸发，海水经过蒸发变成水汽，水汽上升到空中随着空中的气流运行，被输送到大陆上空，水汽从海洋上空到大陆上空这一环节是水汽输送。水汽到达大陆上空后，部分的水汽遇冷会释放出热量而液化成小水滴或凝华成小冰晶，当小水滴越聚越多凝结成大水滴降落到地面，这一环节我们称它为凝结降水。降落到地面上的水一部分沿地面流动，形成地表径流；一部分渗入地下，形成地下径流。而水透过地面下渗到地下的这一环节，我们称之为水分下渗。地表径流与地下径流通过江河最终回归到海洋。这一整个过程就是海陆间循环的全部过程。 这是海陆间循环的示意图，大家参照这个示意图思考一下：海上内循环和陆地内循环的过程是具体是怎样的？给大家五分钟时间思考，并在纸上画出海上内循环、陆地内循环的示意图。好，现在我们请两位同学在黑板上分别画出海上内循环、陆地内循环的示意图。有自告奋勇的同学吗？大家画完了的可以对比一下慧萍和康潮在黑板上画的示意图和自己画的示意图有什么不一样的地方。 我们一起来看看这两位同学画的是否正确。首先来看慧萍画的海上内循环的示意图。海水经过蒸发变成水汽上升到空中，部分水汽在海洋上空遇冷凝结，形成降水，降落到海面。这对了没？慧萍画的是正确的。 再来看看康潮画的陆地内循环的示意图。陆地上的水经过蒸发和植物蒸腾形成水汽，随着气流上升到上空，上空的气流比陆地表面的温度要低，所以上升到上空的气流会放热、冷却凝结形成降水，降落回到陆地上。陆地内循环大家不要忽略植物蒸腾这一点。 这节课我们主要学习了水循环的三种类型以及各类型的水循环过程，留个问题给大家课后讨论：“水资源是可以更新的，所以它是取之不尽，用之不竭的”，你是否同意这样的观点。 好，下课！
● 冷冻水循环系统 该部分由冷冻泵、室内风机及冷冻水管道等组成。从主机蒸发器流出的低温冷冻水由冷冻泵加压送入冷冻水管道（出水），进入室内进行热交换，带走房间内的热量，最后回到主机蒸发器（回水）。室内风机用于将空气吹过冷冻水管道，降低空气温度，加速室内热交换。 ● 冷却水循环部分 该部分由冷却泵、冷却水管道、冷却水塔及冷凝器等组成。冷冻水循环系统进行室内热交换的同时，必将带走室内大量的热能。该热能通过主机内的冷媒传递给冷却水，使冷却水温度升高。冷却泵将升温后的冷却水压入冷却水塔（出水），使之与大气进行热交换，降低温度后再送回主机冷凝器（回水）。 ● 主机 主机部分由压缩机、蒸发器、冷凝器及冷媒（制冷剂）等组成，其工作循环过程如下： 首先低压气态冷媒被压缩机加压进入冷凝器并逐渐冷凝成高压液体。在冷凝过程中冷媒会释放出大量热能，这部分热能被冷凝器中的冷却水吸收并送到室外的冷却塔上，最终释放到大气中去。随后冷凝器中的高压液态冷媒在流经蒸发器前的节流降压装置时，因为压力的突变而气化，形成气液混合物进入蒸发器。冷媒在蒸发器中不断气化，同时会吸收冷冻水中的热量使其达到较低温度。最后，蒸发器中气化后的冷媒又变成了低压气体，重新
进入了压缩机，如此循环往复。 中央空调原理简介：中央空调原理包括： 一、中央空调制冷原理：有压缩式、吸收 式等，这里不再细述；二、中央空调系统 原理：有风系统工作原理、水系统工作原 理、盘管系统工作原理等，简单介绍如下： 1、中央空调原理的新风系统工作：室外 的新鲜空气受到风处理机的吸引进入风 柜，并经过过滤降温除湿后由风道送入每 个房间，这时的新风不能满足室内的热湿 负荷，仅能满足室内所需的新风量，随着 室内风机盘管处理室内空气热湿负荷的 同时，多余出来的空气通过回风机按阀门 的开启比例一部分排出室外，一部分返回 到进风口处以便再次循环利用。如图：2、 中央空调原理的盘管系统工作：室内的 风机盘管工作时吸入一部分由风柜处理 后的新风，再吸入一部分室内未处理的空 气经过工艺处理后，由风口送出能够吸收 室内余热余湿的冷空气，使室内温度湿度 达到所需要的标准，如此循环工作。如图： 3、中央空调原理的风管积尘原因：室外 空气经中央空调处理时，由于大多数粗精 效过滤网仅能过滤3um以上的悬浮颗粒 物，其微细颗粒物则随风直接进入风管， 而风管内表面实际粗糙度远远高于微细 颗粒物的大小，因此，这些微细的颗粒物 随着空气与风管内壁相互碰撞摩擦产生 静电吸附越积越多，从而导致风管内壁的 粗糙度越来越大，灰尘粘附加速进行，如 此长年累月形成较厚积尘。 顶 21
空调冷却循环水系统设计 民用建筑空调冷却循环水系统相对于工业冷却循环水系统，设计具有一些特点：循环水量较小，设备为定型产品，水质要求较低，季节性运转等。加上民用建筑设计周期短，设计人员往往根据以往的经验，形成定式思维，对一些具体的细节问题，关注不够，造成冷却水系统水温降不下来，系统能耗过大，运转操作不便等问题。该文针对冷却循环水系统经常出现的问题，谈谈自己的设计体会，旨在引起大家的进一步讨论，达到共同认识共同提高的目的。 一、冷却循环水系统设备的合理选型 1．设计基础资料 为保证冷却塔的冷却效果，必须注重气象参数的收集，气象参数应包括空气干球温度θ（℃），空气湿球温度τ（℃），大气压力P(104Pa)，夏季主导风向，风速或风压，冬季最低气温等。 根据《采暖通风与空气调节设计规范》和《建筑给水排水设计规范》，冷却塔设计计算所选用的空气干球温度和湿球温度，应与所服务的空调等系统的设计空气干球温度和湿球温度相吻合，应采用历年平均不保证50小时的干球温度和湿球温度。 2、冷却循环水量确定 确定冷却循环水量时，首先要清楚准确地了解空调负荷及空调设备要求的冷却循环水量，同时还要关注空调机的选型，一般可根据制冷量（美RT），估算冷却循环水量Q(m3/h)，对于机械式制冷：离心式、螺杆式、往复式制冷机，Q= 0.8RT。对于热力式制冷：单、双效溴化锂吸收式制冷机，Q=(1.0~1.1)RT ；设计时，冷却循环水量一般是由空调专业根据制冷机样本中给出的冷却水量提出
的。需用指出的是，制冷机样本中给出的冷却水量往往比用负荷法计算值小，尤其是进口机，这主要是由于目前冷却塔本身的热工性能达不到进口设备的要求。
印尼南加海螺水泥2×18MW燃煤自备电厂项目#1汽轮机循环水系统调试方案编制： 审核： 批准： 中电 2014年8月18日
目录
1 目的 (4) 2 依据 (4) 3 系统说明及设备规： (4) 4 .循环泵启动前应具备的条件 (5) 5 组织分工 (6) 6 使用仪器设备 (6) 7 .循环水泵启动 (6) 8 联锁保护试验 (7) 9 安全注意事项 (7) 10. 停泵操作 (7) 11. 空冷器、冷油器的冲洗 (8) 12. 冷水塔风机试转： (8)
循环冷却水系统调试方案 1 目的 1.1 检验循环水系统设备运行可靠性，保证系统试运顺利进行； 1.2 为凝汽器和辅机设备正常运行提供符合要求的冷却水。 2 依据 2.1 《火电机组达标投产考核标准》 2.2 《火力发电厂基本建设工程启动及竣工验收规程》 2.3 《火电工程调整试运质量检验及评定标准》 2.4 《电力建设施工及验收技术规》 2.5 《火电工程启动调试工作规定》。 2.6 《电力基本建设工程质量监督规定》。 2.7 《电力建设安全健康与环境管理工作规定》 2.8 《电业建设安全工作规程》（热力机械部分） 2.9 设备厂家、设计单位提供的有关图纸资料。 3 系统说明及设备规： 循环水系统的作用是冷却汽轮机的排汽，维持凝结器的真空，并向闭式循环冷却系统提供水源。 3.1 系统说明 循环水系统基本流程：
3.2 设备规 3.2.1循环水泵 型号：HS600-500-550-A 转速：980r/min 流量：3000m3/h 扬程：23m 3.2.2泵电机 型号：YKK450-6TH 转速：990r/min 功率：250KW 额定电压：10000V 标称电流：19.5A 4 .循环泵启动前应具备的条件 4.1 循环水系统的所有设备均已安装完毕； 4.2 系统的阀门挂牌、标注名称正确，阀门动作灵活、无卡涩、开关指示正确； 4.3 热工仪表安装校验完毕，具备投入条件； 4.4 有关热工、电气回路的调试工作已结束； 4.5 现场已清扫，道路通畅，试运区照明充足，通讯施工完善可靠；
工业循环冷却水系统处理的重要性 循环水的使用及水处理的重要性 用水来冷却工艺介质的系统，我们称作冷却水系统，通常可分为以下两种类型：直流冷却水系统和循环冷却水系统。其中，循环冷却水系统目前已被广泛地应用于各行各业之中，比如，石油化工、电力、冶金、医药、纺织、机械、电子等等传统工业企业中的工艺用循环冷却水系统，及各楼宇的中央空调用循环冷却水系统。 最早使用的是直流冷却水系统，冷却水仅仅通过换热设备一次，用过后水就被排放掉。这种系统虽然投资少、操作简便，但它的用水量却很大，冷却水的操作费用也大，不符合节约使用水资源的要求，目前基本都改成了循环冷却水系统（除了海水中还在使用的直流冷却水系统），即冷却水用过后不立即排放掉，而是收回循环再用。从直流水系统到循环水系统，水资源的节约非常可观，例如：一个年产30万吨的合成氨工厂，如采用直流水系统，每小时用水量约25000T，而改成循环水系统，并以3倍的浓缩倍数运行，则每小时耗水量只需约550T。 冷却水循环后遇到什么问题？ 腐蚀：冷却水在循环使用中，水在冷却塔内和空气充分接触，使水中的溶解氧得到补充,所以循环水中溶解氧总是饱和的,水中溶解氧是造成金属电化学腐蚀的主要原因,这是冷却水循 环后易带来的问题之一。 结垢:水在运行中蒸发（尤其是在冷却塔的环境中），使循环水中含盐量逐渐增加，加上水中二氧化碳在塔中解析逸散，使水中碳酸钙或其它盐类在传热面上结垢析出的倾向增加，这是问题之二。 生物污垢：冷却水和空气接触，吸收了空气中大量的灰尘、泥沙、微生物及其孢子，使系统的污泥增加；冷却塔内的光照、适宜的温度、充足的氧和养分都有利于细菌和藻类的生长，从而使系统粘泥增加，在换热器内沉积下来，造成了粘泥的危害，这是水循环使用后易带来的问题之三。 冷却水循环后，冷却水补充水量可大幅度降低，节约了用水，这是我们所希望的。但水循环后突出的腐蚀、结垢和生物污垢等问题如不解决，生产装置的长周期、满负荷、安全稳定运行是难以保证的，那么采用循环水后所期望的经济、技术效益不仅不能充分发挥，而且将给企业带来许多危害——严重的沉积物的附着、设备腐蚀和微生物的大量滋生，由此形成的黏泥污垢堵塞管道或各种材料及设备严重受损等问题，会威胁和破坏工厂的安全生产；而由于各种沉积物使换热设备的水流阻力加大，水泵及相关设备的能耗大幅增加，传热效率降低，从而降低产品品质或生产效率，这一切都可能造成极大的经济损失，例如：电厂出现此类问题，必然使凝汽器凝结水的温度升高、真空度下降，严重影响汽轮机的出力和电厂的发电量，并且大幅增加能耗（有一个经验数值：发电机组真空度每下降1%，多耗燃料原油0.8%）。 所以，必须要选择一种科学合理、全面有效且经济实用的循环冷却水处理方案，使上述问题得到妥善解决或改善，水处理就是通过水质处理的办法来解决以上问题。如能真正做好水处理，不但能保证保质保量、安全生产，而且还能通过大幅降低能耗、节约材料、节约用水来降低生产成本，直接创造可观的经济效益，例如在电厂，就可以提高汽轮机凝汽器的真空度，一般可提高7～8％，提高汽轮机的功率，提高电负荷5～6％，增加发电能力；如应用在低压锅炉炉内处理，不但可将水处理运行费用从仅使用炉外处理方式时的0.5元/吨降到0.3元/吨左右，而且据统计，可使每台2t?h-1的锅炉节煤约5%；现代工业一般水冷换热器在未进行水处理时的寿命为2年左右，经水处理后的寿命可达7~8年，检修费和检修工作量可降低90%，一个小型化工厂由此节约的检修费即可达50万元。 科学合理且全面完整的化学水处理方案
1系统原理 2系统分类 01冷却水循环系统 冷却水循环系统是一种以水作为冷却介质，并循环使用的一种冷却设备或系统。 冷却水循环系统主要由冷却设备、水泵和管道组成。冷水流过需要降温的生产设备（一般被称作换热设备，如换热器、冷凝器、反应器）后，温度上升，加入通过管路即行排放，则冷水只用一次（称直流冷却水系统），如果使升温冷水流过冷却设备则水温回降，可用泵送回生产设备再次使用，冷水的用量大大降低，常可节约95%以上。冷却水占工业用水量的70%左右，因此，冷却水循环系统起了节约大量工业用水的作用。 冷却水循环系统基本上可分为敞开式和封闭式两种，下面分别对敞开式和封闭式冷却水循环系统进行介绍。 敞开式冷却水循环系统 敞开式冷却水循环系统的冷却设备有冷却池和冷却塔两类，都主要依靠水的蒸发降低水温。再者，冷却塔常用风机促进蒸发，冷却水常被吹失。故敞开式冷却水循环系统必须补给新鲜水。由于蒸发，循环水浓缩，浓缩过程将促进盐分结垢。补充水有稀释作用，其流量常根据循环水浓度限值确定。通常补充水量超过蒸发与风吹的损失水量，因此必须排放一些循环水（称排污水）以维持水量的平衡。冷却水循环系统在敞开式系统中，因水流与大气接触，灰尘、微生物等进入循环水；此外，二氧化碳的逸散和换热设备中物料的泄漏，也会改变循环水的水质。为此，循环冷却水常需处理，包括沉积物控制、腐蚀控制和微生物控制。处理方法的确定常与补给水的水量和水质相关，与生产设备的 性能也有关。当采用多种药剂时，要避免药剂间可能存在的化学反应。
023 系统关键技术参数 封闭式冷却水循环系统 封闭式冷却水循环系统采用封闭式冷却设备，循环水在管中流动，管外通常用风散热。除换热设备的物料泄漏外，没有其他因素改变循环水的水质。为了防止在换热设备中造成盐垢，有时冷却水需要软化（采用纯水）。为了防止换热设备被腐蚀，常加缓蚀剂；采用高浓度、剧毒性缓蚀剂时要注意安全，检修时排放的冷却水应妥善处置，采取一定的金华处理措施。 循环量——是指在循环冷却水系统中，每小时用水泵输送的总水量。 蒸发量——是指在循环冷却水系统中，每小时因蒸发损失的水量。 补充水量——是指系统内总水量保持一定的状态下运行，每小时补充给冷却水系统中的水量。 排污量——是指每小时因控制冷却水的浓缩倍数而强制排放的水量。 保有水量——又称系统容积，是指管线和冷却水池等整个冷却水系统中所保存的水量。 浓缩倍数——在敞开式循环冷却水系统中，由于蒸发使循环水中的盐类不断累积浓缩，水的含盐量大大高于补充水的含盐量，两者的比值称为浓缩倍数，主要由强制排污来控制。
生态系统与生态循环 (1) 生态系统的概念 生态系统是生态学的一个概念。生态学是一门研究生物和其生活环境的相互关系的科学，是生物学的主要分支。 一个物种在一定空间范围内的所有个体的总和在生态学里称为种群（population），所有不同种的生物的总和为群落（community），生物群落连同其所在的物理环境共同构成生态系统（ecosystem）。生态系统就是生命系统和环境系统在特定空间的组合，其特征是系统内部以及系统与系统外部之间存在着能量的流动和由此推动的物质的循环。例如，森林、草原、河流、湖泊、山脉或其一部分都是生态系统；农田、水库、城市则是人工生态系统。生态系统具有等级结构，即较小的生态系统组成较大的生态系统，简单的生态系统组成复杂的生态系统，最大的生态系统是生物圈。 (2) 生态系统的结构 任何一个生态系统都由生物群落和物理环境两大部分组成。阳光、氧气、二氧化碳、水、植物营养素（无机盐）是物理环境的最主要要素，生物残体（如落叶、秸杆、动物和微生物尸体）及其分解产生的
有机质也物理环境的重要要素。物理环境除了给活的生物提供能量和养分之外，还为生物提供其生命活动需要的媒质，如水、空气和土壤。而活的生物群落是构成生态系统精密有序结构和使其充满活力的关键因素，各种生物在生态系统的生命舞台上各有角色。 生态系统的生命角色有三种，即生产者、消费者和分解者，分别由不同种类的生物充当。生产者吸收太阳能并利用无机营养元素（C、H、O、N等）合成有机物，将吸收的一部分太阳能以化学能的形式储存在有机物中。生产者的主体是绿色植物，以及一些能够进行光合作用的菌类。由于这些生物能够直接吸收太阳能和利用无机营养成分合成构成自身有机体的各种有机物，我们称它们是自养生物。消费者是直接或间接地利用生产者所制造的有机物作为食物和能源，而不能直接利用太阳能和无机态的营养元素的生物，并最终还原为植物可以利用的营养物。消费者和分解者都不能够直接利用太阳能和物理环境中的无机营养元素，我们称它们为异养生物。值得特别指出的是，物理环境（太阳能、水、空气、无机营养元素）、生产者和分解者是生态系统缺一不可的组成部分，而消费者是可有可无的。这一点可以在图2-2 中得到直观的反映。 (3) 生态系统的物质循环 在生态系统中，物质从物理环境开始，经生产者、消费者和分解者，
第三章地球上的水 第一节自然界的水循环 水循环的过程 一、教学目标 1.知识与技能 （1）记住水循环的重要环节，记住水循环的类型，通过水循环示意图得出水循环的定义（2）学会从地理图表、地理现象中获取有用信息。 （1）通过水循环等知识的学习，使学生学会使用地理基本概念、原理分析评价地理问题。 （2）播放水循环PPT动画，让学生自主构建水循环的知识。 3.情感态度与价值观 （1）培养学生学习地理兴趣和学习乐趣。 （2）协助学生树立准确理解和利用水循环的自然规律，实现人类与环境的和谐发展。二、教学重点和难点 （1）教学重点：水循环的类型、形成过程和环节。 （2）教学难点：水循环的过程。 三、教学方法 启发讲解法、讨论法、分析综合法、多媒体演示法等等。 四、教具：PPT课件、黑板、教科书 五、教学过程： 【新课导入】 展示黄河的图片，引出李白的诗《将进酒》其中有一句“黄河之水天上来，奔流到海不复回……”，指出诗中的错误，请学生跟着我一起学习第三章第一节自然界的水循环，一起来找出错误的原因。 【新课讲授】 【板书】第一节自然界的水循环 水循环的过程 【自学探究】阅读课本P59的内容，思考下列问题： 1、水循环联系了哪些圈层？ 2、水循环发生的空间领域有哪些？ 3、水循环的类型有哪些？ 展示水循环示意图讲解：
请学生阅读后讨论…… 师：请同学们帮忙老师回答第一个问题。 生：水圈、大气圈、岩石圈、生物圈 师：对了，水循环就是联系了水圈、大气圈、岩石圈以及生物圈。那么我们就能够知道了水循环的定义。 生：水循环是指自然界的水在水圈、大气圈、岩石圈、生物圈四大圈层中通过各个环节连续运动的过程。 【板书】一、水循环的定义 师：我们继续看水循环示意图回答第二个问题：水循环发生的空间领域有哪些？ 生：海洋与陆地之间、陆地与陆地上空之间、海洋与海洋上空之间。 师：对了，水循环就是分别在这些领域发生的，那么我们就能够将水循环分为三种类型，那么同学们知道是哪三种吗？ 生：海陆间大循环、陆地内循环、海上内循环。 【板书】二、水循环的类型 1、海陆间大循环 2、陆地内循环 3、海上内循环 师：对了，看来同学们都非常认真地预习了，现在老师将给大家演示这三种循环分别是怎么实行的。 【综合分析】通过三组动画分别演示各种水循环的演变过程。 第一组：海陆间大循环 师：海陆间大循环是最重要的一种循环运动，这运动的具体过程是：海洋表面的水在太阳辐射的作用下经过蒸发变成水汽，水汽上升到空中随着气流运行，被输送到大陆上空，其中一部分水汽在适当条件下凝结，形成降水。降落到地面的水，一部分沿地面流动，形成地表径流；一部分渗入地下，形成地下径流。二者经过江河汇集，最后又回到海洋。通过这种循环运动，陆地上的水就持续地得到补充，水资源得以再生。 第二组：陆地内循环 师：陆地内循环就是在陆地和陆地上空之间发生的一种循环运动。降落到大路上的水，其中一部分或全部通过陆面、水面蒸发和植物蒸腾形成水汽，被气流带到上空，冷却凝结形成降水，仍降落到大路上，这就是陆地内循环。由陆地内循环运动而补给陆地水体的水量为数很少。第三组：海上内循环 师：海上内循环就是在海洋和海洋上空之间发生的一种循环运动。海面上的水蒸发形成水汽，
中央空调系统简介 随着我国国民经济的快速增长，中央空调被广泛使用，尤其是城市的宾馆、饭店、大型商场、娱乐场所、大型写字楼、办公楼、现代化生产车间都相继安装了中央空调设备，它不仅给人们带来舒适的环境，同时也被用来调节工业生产所需环境的温度和湿度。中央空调循环水系统包括冷却水系统、冷冻水系统和采暖水系统。冷却水系统是由热交换器、冷却水泵、管道、冷却塔、贮水池组成。冷却水在冷冻机里冷却受热受压的制冷剂，温度上升至37C 左右, 经水泵送至冷却塔，冷却后返回至冷冻机中循环使用。冷冻水系统是由热交换器、冷冻水泵、管道、风机盘管、膨胀水箱组成。冷冻水在冷冻机中被制冷剂冷却至7C左右后送往风机盘 管，与空气进行热交换升温至 12C左右后，再返回到冷冻机中被冷却。热媒水在热水锅炉中被加热至60C左右后送往风机盘管，与空气进行热交换降至55C左右后，再返回到锅炉 中加热。热水和冷冻水共用一套管道系统。1．中央空调系统特点 中央空调一般承担着夏季供冷、冬季供热的任务，春季和秋季停机检修或保养，即使在正常运行期间也根据气温的变化和工作环境的需要停机。大多数企事业单位由于编制上的限制不设专门水处理技术管理人员，实行粗放式管理，因此，水处理技术和方案对这一情况应有较强的适应性，既要有良好的处理效果，又要管理简单方便，水处理成本低廉。 2．冷冻水系统特点 冷冻水系统是以水做冷媒介质和空气进行能量交换的密闭式体系，虽然与外界接触较少，但在整个体系的最高处设有膨胀水箱，这样冷冻水介质还是和空气有所接触，使溶解氧和一些营养物进入冷冻水系统，导致粘泥沉积，不仅影响传热，还可能形成氧浓差引起设备的腐蚀，经常出现黄褐色水质或黑灰色水质。因此，对于冷冻水系统水处理的重点是控制设备的腐蚀及粘泥的产生。 3．冷却水系统特点冷却水在循环使用过程中不断蒸发浓缩，含盐量不断上升，为了不使含盐量无限制的升高，必须排放掉一部分冷却水，同时补入新鲜水，前者称之为排污，后者称之为补水。含盐量上升后极易在热交换器的水侧形成水垢，垢的形成不仅使传热效率下降、制冷负荷增大，还会形成垢下腐蚀，造成水电浪费和缩短机组使用寿命。冷却水系统的另一特点是保有水量小，极易浓缩，如掌握不好排污量和补水量，浓缩倍数波动较大，难以保证水处理效果。因此，对于冷却水系统水处理的重点是控制结垢兼顾缓蚀。中央空调系统为什么会有上面所讲的问题呢，主要是由于其媒介——水所造成的。 自然界中的水是怎样的？水在自然界中大量的存在，比较容易取得，价格便宜。水的物理化学性质稳定，水的潜热大，这是水成为工业首选作为冷却介质或热载体的重要原因。但自然界中的水并非纯净的物质，因为水是很好的溶剂，当它流过岩石、矿床和土壤时，就会有很多的盐类溶入其中。空气中带入尘埃、有机物及其它们的分解产物，水中生长的物质，都将成为各种各样的杂质，溶入水中。那么，溶入水中的盐类和杂质以离子形态存在的有阳离子：Ca2+、 Mg2+、 Na+、 Fe2+、Zn2+> Ci/+、Mr?、K NA1*等；以阴离子形态存在的有：CO2-、HC?、Cl-、SQ2-、NO-、 HSiO3-、F-、H2PQ-、OH、H2BQ、HPO2-、HCO-、NQ-、HS等；以气态存在于水中的有： CQ、02、N2、HN、SQ、H2S、CT、H2等；以悬浮物形式存在于水中的有粘土、无机的土壤污物、有机污物、有机废水、各种微生物；还有以胶体形式存在于水中的SiO2、 Fe2O3、 AI2Q、MnO、植物色素、生长在水中的各种细菌和藻类。 人类可利用的淡水资源主要来自地表水（江河水、湖水）和地下水（井水），不同水源、不同地区、周围的不同环境和不同季节，自然界水中的各类杂质的品种和量有很大的差别。 中央空调系统中的垢是怎样产生的？自然水（地表水）经城市自来水厂处理后，绝大部分的悬浮物、胶体性杂质基本被清出水体，而溶于水中的阳离子和气体，仍存在于水中。这样的水作为补充水加入中央空调外循环冷却水系统中，经热交换器进行热交换后，水温提高，经凉水塔曝气纯水被蒸发出去循环水逐渐被浓缩，水中二氧化碳的含量与碳酸盐硬度之间的平衡关系被破坏：