水处理工程实验

水处理工程实验（精选10篇）

水处理工程实验 篇1

水处理工程是环境工程专业的核心主干专业课程之一, 是一门理论与实践并重, 实践性很强的课程[1]。水处理工程实验则是学生加深对这门课程基本概念、基本原理理解的一个重要教学环节。通过实验, 学生不仅可进一步掌握污水处理的基本方法和工艺, 而且通过对实验数据的分析、归纳还可验证已有的概念和理论[2]。目前, 新一轮的实验教学改革倡导以学生为主体, 以创新意识和创新能力的培养为导向, 更加注重学生实验设计能力和科学研究素质的提升[3]。因此, 新形势下积极探索水处理工程实验教学方式方法以提高学生创新精神和实践能力具有十分重要的意义。

本文结合近几年在水处理工程实验教学中的经验和体会, 探索如何最大限度地发挥实验教学在培养学生创新意识和创新能力方面的作用, 促进水处理工程实验教学体系的完善和发展。

1 现水处理工程实验教学中存在的不足

(1) 实验教学标准化、程序化, 难以激发学生的自主创新能力

大多数高校在该课程的教学上基本都是开设验证性实验, 而且把实验所需的操作过程及实验步骤都制定的相当完整, 甚至连学生最终会得到的实验结果也已经非常明确。学生进入实验室以后只需要照本宣科地按照实验步骤去做, 几乎没有给他们留下思考的空间。因此, 他们只需要想方设法做出与理论上的实验结果相一致就可以了, 至于实验过程中出现了什么问题很少学生去注意, 如果与预设实验结果不一致, 有些学生首先是去否定自己, 而不去思考过程中是否有其他的偶然性现象的发生[4]。这样程序化的实验过程以及先入为主的教学方式在很大程度上起不到真正意义上的培养学生的观察及分析问题的能力, 使他们只是一味的被动接受实验教学, 很难激发他们的主动性、自主创新能力。

(2) 实验内容简单重复、单一陈旧

高校由于实验条件的限制, 在水处理工程实验教学中反复开设也就那么几个常规的验证性实验[5]。对于那些污水处理新技术、新设备, 在实验中却很少体现。这样导致实验项目主要围绕实验室已有且能用的试验教学仪器来开展, 实验内容受到很大限制, 许多实验开展不来, 实验教学很难跟上时代的发展要求。

(3) 实验考核不能全面反映学生能力等问题。

目前对实验课成绩的评定, 主要还是依据实验报告内容及参加实验考勤等评分, 对于学生的实验预习情况, 实验操作情况以及做完实验后对实验技能的掌握情况都很难了解清楚, 这种方法不能全面地衡量学生对实验教学内容的了解、掌握情况。

2 实验教学新体系的目标

传统的教学模式是一种以教师为主体, 学生被动学习的教学形式, 导致了学生一直处于被动接受知识的学习氛围下, 完全忽视了教育应当培养人的创新精神、创新能力, 最终致使学生的独立性和创造性日渐消失[6]。因此, 必须改革这种教学模式, 而新的实验教学要求达到以下三个目标。

(1) 实验教学与理论教学相结合

强调实践教学与理论教学平等对待, 紧扣社会和时代发展需要, 在教学内容中及时反映学科领域的新发展、新动态, 不断的调整实践教学的模式, 充分发挥实践在教学中的重要地位。

(2) 充分发挥学生的主体作用

强调“以学生为主体, 教师为主导“的教学方式, 重视培养学生独立思考问题和解决问题的能力及严谨的学风, 克服传统教学方式中扼杀学生创造性的弊端。

(3) 拓展实验内容

强调“多点开花”, 从课堂实验, 创新实验, 科研试验等方面, 全方位实现学生知识、能力、素质的协调发展。

3 实验教学改革

为了更好地发挥与激发学生的主动性和积极性, 对于本课程的实验教学改革将从实验内容改革、实验方式、教学手段改革和实验考核方式改革四方面做一下探讨。

(1) 实验内容改革

目前本课程的实验主要侧重点是验证性实验, 而综合性、设计性、研究性等“三性”实验相对较少, 这很大程度上限制了学生独立思考和创新能力的培养[7]。因此, 在设置验证性实验的同时也要设置一定数量的设计性实验、综合性实验。验证性、设计性和综合性实验的有机结合, 有助于培养学生创新能力、发现问题和解决问题能力和独立思维能力[8]。不仅要在实验内容上多样化, 还要加强实验过程的管理, 注重实验操作细节。具体做法为:验证性实验完全由学生独立的按照实验指导书上的步骤进行, 但是在验证性实验过程中, 对于试剂配制方法及相关操作过程先由指导老师示范操作, 然后由学生独立完成, 以此强化、规范学生的相关实验操作技能。对于综合性、设计性实验先由指导老师布置实验内容, 讲述实验注意事项, 然后由各小组独立设计实验方案、准备实验材料、确定实验方法并形成实验预做报告, 交由指导老师与学生讨论、确立实验方案及过程, 最后由学生独立完成整个实验过程。

(2) 实验方式改革

目前, 实验室的教学基本采用封闭式, 老师为主导, 学生被动接受的教学方式, 学生时常只能在上课时才能进入实验室进行实验, 严重制约着学生主动学习探索的热情和其自身潜在能力的发挥。为了满足学生研究的主动性, 培养创新精神和创新能力, 体现以人为本的教学目标。实验室应该在学生掌握仪器的基本使用后, 在时间, 空间进行预约开放, 让学生对于课堂上一些自己感兴趣的实验进一步深入的学习, 研究。这样, 能过弥补实验教学时间有限而无法深入探讨的不足, 也在一定程度上提高了实验室的利用率, 有利于学生综合能力的提高。

(3) 教学手段改革

水处理工程是一门实践性很强的学科, 实验对于学生能力的培养十分重要。受传统教学手段的限制, 对于实验中抽象的理论和现象难以表达清楚;实验内容的深度和广度不够;对于难以大规模开展的大型实验, 只能枯燥、抽象、单调的从实验课本上学习。针对上述问题, 一方面要加强传统实验教学的讲授过程管理, 具体来说, 除了优化实验指导书外, 我们在实验教学讲授时, 采取黑板板书讲授及制作实验项目展板相结合的方式, 加深学生对实验理论及过程理解和掌握;另一方面, 引入计算机水处理仿真系统, 学生在电脑上进行操作, 模拟对整个水处理的全部控制过程, 熟悉每个工艺的原理及其应用。通过仿真技术, 可以让学生了解到平时难以接触的工艺, 把所学的知识运用于模拟的操作中, 提高实验教学的效率。在有些学者[9]的水处理工程实验教学改革中也被证明是一个有效的实验教学手段。

(4) 实验考核方式改革

考核方式不仅要能有效地反映学生对实验掌握的程度, 也要成为激励学生认真对待实验过程的有效手段。以前的实验环节考核基本以学生的实验报告为主, 现在我们考核的内容和范围包括:课前预习、操作技能、动手能力、解决问题能力、实验态度、实验结果和分析报告等[8]。即实验评价结果侧重于实验过程之中, 对学生的整个实验过程进行总体评价, 通过改进考核方法, 可以调动学生实验的积极性, 提升学生解决问题能力和动手能力, 而且还能提高实验的正确性, 促进实验整体水平的发展。此外, 对学生的考勤、卫生工作也需要进行量化考核, 这不仅可以提高实验教学效果, 同时能够培养学生严谨的治学态度。

4 结语

实验教学是环境工程专业高等教育的主要组成部分, 当前高校实验教学改革的发展趋势是提高学生自主学习能力和探索创新意识。为了提高学生学习的主动性, 培养创新精神和创新能力, 体现以人为本的教学目标。在进行水处理工程实验教学时, 必须采取灵活多变的教学方法, 教学内容的选择必须与培养学生的创新能力相结合、采用多种考核方式。通过改变实验教学的运作方式, 逐步完善实验教学思路, 进一步提高实验教学效果, 最终达到培养出更多综合素质高和创新能力强的社会高等专业人才的目标。

摘要：水处理工程实验是环境工程专业的主干课程之一, 在培养高校学生的创新能力和实践能力等方面有着极其重要的作用。本文从水处理工程实验课程开设的实际情况出发, 就如何培养学生的创新意识和创新能力, 提高教学效果, 从实验内容、实验方式、教学手段和实验考核方式等方面提出了一些具体的改革措施。为改进水处理工程实验教学效果提供一些经验。

关键词：水处理工程实验,教学方式,实践能力,创新能力

参考文献

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[2]郭昌梓, 孙根行.《水污染控制工程实验》教学改革的探讨[J].实验科学与技术, 2008, 6 (2) :98-100.

[3]刘瑞祥, 茹文明, 秦永燕, 等.遗传学创新性实验教学与应用型人才培养模式探索[J].长治学院学报, 2011, 28 (2) :98-100.

[4]舒友菊, 施万胜.《水污染控制工程》实验教学方法改进初探[J].高校讲坛, 2009 (3) :512-517.

[5]赵立平著.电子商务概论[M].上海:复旦大学出版社, 2004:7.

[6]涂思龙.高校教育改革与创新性人才培养之管见[J].兰州大学学报:社会科学版, 2000, 2:95-97.

[7]朱华跃, 蒋茹.新形势下地方高校水污染控制工程实验教学探索[J].台州学院学报, 2008 (12) :75-77.

[8]方应森, 韩瑞瑞.新形势下提升水污染控制工程实验教学效果的几点思考[J].科技信息, 2012 (21) :44-46.

[9]方战强, 邱心泓.水污染控制工程实验教学体系的改革与创新[J].广州化工, 2009, 37 (4) :193-194.

水处理工程实验 篇2

介绍了混凝沉淀水处理实验设备的设计思想、组成结构、特点.对该设备进行了启动试验,结果表明该设备具有启动容易、完全满足教学及科研的.要求.该实验设备是既可应用于教学实验又可应用于科研的一种实验设备.

作 者：单立志 王锐 SHAN Li-zhi WANG Rui 作者单位：单立志,SHAN Li-zhi(清华大学,环境科学与工程系,北京,100084)

王锐,WANG Rui(清华大学,环境模拟与污染控制国家重点联合实验室,北京,100084)

水处理工程实验 篇3

【关键词】环保工程；水处理；超滤膜技术

一、前言

超滤膜技术技术是一种清洁液、微滤、纳滤膜的渗透分离或浓度的关系。超滤是一种有效的屏障，悬浮物和胶体物质的同时过滤藻类、细菌、病毒和水生生物拆除的有效实施，从而达到净化的目的分离和浓缩液。与传统技术相比，膜技术具有能耗低、操作压力低、分离效率高、流量大、在水处理和有用物质回收等优点被广泛应用于饮用水净化，废水回收、废油、废纸浆、海水淡化和水处理。超滤是解决压力的情况下，对溶剂的另一边低分子量溶质通过膜和膜孔，聚合物溶质或其他乳化胶束团被困从水溶液中分离。保留机理主要是筛分作用，但有时膜表面化学性质（静电膜）在阻塞也扮演一个角色。由于膜表面和孔的聚合物和胶体材料，孔堵塞和超滤膜水堵塞，超滤膜技术通过无机膜和低分子量物质拦截和表面的机械筛效应三种方式。

二、超滤膜技术的特点及应用

超滤膜技术清洗效率高，质量优于传统方法。消除或大大减少化学品的使用，避免二次污染。该系统易于自动化、可靠性高、操作简单，打开和关闭装置只有两个文件。超滤膜技术具有良好的化学稳定性、耐酸碱性能和水解稳定性，可广泛应用于各种领域。耐热温度可达140°C，超高温蒸汽和环氧乙烷灭菌的使用。在较宽的pH范围内有效，但在强的酸，碱和有机溶剂。过滤精度高，能有效滤除99.99%胶体细菌在水悬浮物和其他有害物质。系统成本和传统工业废水污水超滤法和中水处理，因为他们不能满足一般的技术，在废水处理中超滤技术。超滤膜技术在当今社会应用十分广泛，超滤膜技术在水处理中的应用有以下这些：饮用水净化、造纸废水的处理、含油废水的处理、城市污水回用、海水淡化等。

目前，我国水污染问题日益严重，我国出现了水的质量问题如贾第鞭毛虫和隐孢子虫（两个蠕虫）、蚤类和昆虫、藻类和藻毒素污染和气味问题、水生物稳定性。超滤膜技术在净化饮用水和时间的应用，包括藻类、水蚤的去除细菌、原生动物、甚至病毒、微生物、水的浊度、病原微生物、天然有机物、氨氮、微量有机污染物处理效果好能满足水质要求。采用超滤技术造纸废水，主要集中在组装和回收，并通过水和返回过程。一般来说，造纸废水的膜分离技术，主要包括：产品回收，综合开发利用的木材，预浓缩浆废水漂白废水中的有毒有害物质的去除。含油废水的存在状态分为两种类型：油、乳化油。前两个是比较容易处理的，可以采用机械分离、混凝沉淀法、活性炭吸附、使油滴到一个非常低。但表面活性剂和有机质的作用方式相同含乳化油，水里有微米级的油和离子，很难对重力分离过程和粗化和超滤膜技术的使用，因此，通过膜的水和低分子有机物，COD和BOD的油的去除油和水分离。城市污水是一种重要的水资源，国外已经开始对城市污水回用大量的英文电影，水污染和中国日益严重的问题，随着超过滤技术在城市污水处理中的应用，已经引起了人们的关注。唐科学，CASS和超滤组合工艺对污水，海水淡化技术经过半个世纪的发展，技术相对成熟，反渗透海水淡化的主要方法（SWRO），多级闪蒸（MSF），多效蒸发（MED）和水蒸气蒸馏法（VC），并将该方法应用于海水反渗透淡化大型海水淡化，这无国界医生的医疗。随着膜技术的发展，从19世界的60部电影技术开始应用于海水淡化。但在这一过程中，由于膜污染，海水反渗透系统的瓶颈，超滤膜技术的应用，可以有效地控制海水质量入水，反渗透系统提供高质量的。

随着中国经济发展和人民生活水平的快速发展，社会的环保意识逐渐增加。在中国部分地区，水资源短缺，城市污水的客观要求，可回收，可根据不同的水质和水处理技术为目标，实现对不同经济膜技术与其他技术的影响，在重要项目环境保护方面的优势明显，超滤技术已在实际应用的过程。本文分析了超滤膜技术的现状和特点，探讨了超滤膜技术在环保工程中的应用。在环境工程建设和发展的过程，对科学和技术的连续使用的工程應用，效果具有积极的作用。在水处理工程中，超滤膜技术已广泛应用于环境保护工程，在水处理中具有深远的意义。分析了滤波器的膜法水处理技术的原理，并在此基础上。方法进行了详细的分析和研究，在环境工程和水处理技术。

三、结束语

本研究的目的是超滤膜技术在水处理中，得到更广泛的应用。然后超滤膜技术环保项目的积极作用，促进中国环保产业的发展。

参考文献

[1]杨胜利.装修环保先锋 打造上海环保装修第一品牌[J].建材与装修情报，2011（05）

[2]任贵平，刘西丹.环保工程建设监理初探[J].环境保护，1999（12）

[3]严瑞宣.冷却水处理技术[J].广东化工，1993（04）

[4]李丛峰.协庄煤矿大力实施环保“三大工程”[J]；矿产保护与利用，1996（03）

[5]吴淑琰，应桃开.纳滤（NF）膜法——一种新型的水处理技术[J].化学教学，2005（2）

水处理实验教学改革初探 篇4

目前, 关于水处理实验的教材还比较少, 已经出版的实验教材相对于本科生来说, 有些太难, 或者偏向简单, 使学生畏难甚至厌学, 如何开展水处理实验的实验教学, 注意水处理论与实践的紧密结合。激发学生的主动性和创造性, 培养学生分析问题、解决问题的能力, 使给水排水专业学生成为合格的未来环境保卫者是现今给排水专业教育工作者面临的重要问题。这几年, 我校建工学院实验室根据给排水专业的本科特点与要求, 在给排水实验教学中做了一些常识性改革, 现介绍如下:

一、根据培养目标, 精心编写、修改实验教学内容

鉴于目前水处理实验教材与学生实际学习情况的脱节, 在我校给排水实验室以往开设的实验教学的基础上, 参考了国内兄弟院校开设的相关实验内容, 自编了新的实验教材。根据我校给水排水专业学生的培养目标, 将来能够作为水处理工程师在市政设计院做污水厂设计, 要求他们必须熟练掌握水处理的相关工艺流程, 建构筑物结构特点, 能够在污水处理厂设计中担当重任, 为此, 我们精心挑选了给水试验:混凝沉淀实验、过滤放冲洗实验、活性炭吸附试验、中小城镇饮用水实验。污水处理实验:COD实验、污泥沉降比实验、氧与氧的利用实验、颗粒自由沉降实验、污水处理演示实验等五个实验内容, 每个实验两个学时, 其中中小城镇饮用水实验、污水演示实验四个学时, 重点培养学生对水处理工艺流程与建构筑物结构的理解掌握。

二、以学生为主, 开展研讨式教学, 培养学生运用知识的能力

既往的水处理课程大体上是以教师为中心、以传授知识为主, 它以在“封闭式”的课堂教学中获得间接经验为特点, 课堂基本是教师的“一言堂”, 学生处于消极接受的地位, 对于开发学生的智力、培养学生的创造能力重视不够, 不利于学生的发展。为此, 我们在实验教学中积极推行研讨式教学。研讨式教学模式是在教师的具体指导下, 充分发挥学生的主体作用, 通过自我学习、自我教育、自我提高来获取知识、强化能力与提高素质的一种教学方法。这种教学模式打破了教师讲、学生听的传统的“填鸭式”教学模式, 它通过教师指导选题、学生独立探索、小组交流、班内讲评、总结提高5个环节, 学生自主学习、共同讨论、各抒己见、互相激励, 从而加深了对所学知识的理解, 强调了学生在学习过程中的主体地位。这种教学模式把学习的主动权交给了学生, 而教师的指导则表现为示范性讲授, 平时启发思维、答疑解难等。这种教学模式不仅能够培养学生分析问题、解决问题的思维能力, 而且还可以培养学生的自学能力、口头表达能力、文字表述能力、研究与创新能力等。

三、充分利用多媒体教学手段, 提高实验水平

充分利用多媒体教学, 开展多手段实验教学, 这不但能减轻老师的工作强度, 改善授课环境, 又能使教学直观, 简单明了, 缩短学生理解消化的时间, 大大增强学生学习信心和提高学习热情。在传统的课堂演示教学中, 往往受空间分布影响, 造成音效或视觉不够清晰。通过利用多媒体课件及演示录像的演示, 可以从多角度进行, 还可以放大、回放等, 使演示的效果得到很大的改善, 使学生更充分理解给排水实验教学, 便于实验教学的安排。在制作、播放安排上, 充分利用多媒体信息量大, 音、图、文并茂的特点, 有针对性的制作和使用多媒体课件。如实验课前组织学生观看实验基本操作和安全知识相关的课件, 向学生讲解正确操作的理由和违反操作对个人和环境的危害, 使学生做到操作规范, 减少不必要的浪费及对环境的污染;

四、改革实验教学考核办法, 完善实验评价体系

水处理实验进行单独考核, 考核内容可分两部分进行, 一是平时实验表现 (学生预习、实验操作规范程度和试验报告填写情况) 占40%, 二是综合实验操作考核占60%。按实验内容的安排, 基本操作训练和方法掌握训练按固定的时间安排进行分组训练;按职业岗位技能要求选择水质指标的测定要求至少进行两项, 一项作为平时的训练, 一项作为综合实操考核内容, 具体项目可通过提前抽签获得, 采取开放实验进行, 即学生们在限定时间内准备好, 然后跟实验指导老师约时间进行, 每次十六人进行 (所配试剂以够用为准, 尽量少配的原则进行配备) 。考核水样采用自来水厂源水进行, 制定评分表根据不同的操作步骤和测定结果进行分项评分, 适当增加考核的难度, 引起学生的重视并加强平时操作的自我管理能力, 保证学生综合技能操作水平的真正提高。

五、加强学生对中水回收利用的思想

通过做水处理实验, 加强学生的思想认识, 使学生认识到, 中水重新利用, 也会减轻水资源的压力, 城市道路以及城市绿环需要大量的水, 通过中水回收利用, 一部分处理过的水可以浇花, 灌溉植物, 还可以撒向城市道路, 做到湿润空气的作用。给城市增添一片绿。

六、加强对学生环保意识的培养

水处理实验教学中, 素质教育的目标之一是让学生了解与水处理有关的环境、资源、能源等问题, 培养可持续发展的意识和绿色化学的思想, 要求水处理实验教育承担起普及、宣传、研究水的循环利用。将水处理知识、技能相结合, 通过教学各环节, 让学生了解水与环境之间的关系:水环境的好坏对自然环境有极大的影响, 特别是对于人类的健康有极大的危害, 但通过掌握水处理的方法, 减小水污染对于环境的影响, 达到人与自然和谐共存的目的。污水处理, 对创建美好家园会起重大作用。除了在教学方法增加学生与社会的接触、培养学生的环保意识外, 在教学过程中要从一点一滴做起, 节约药品, 处理废液, 回收药品循环使用, 减少对环境的污染。

摘要：文章从水处理实验教学教材选用、教学模式、教学内容、教学方法和手段、对学生环保意识的培养等几个方面阐述了进行分析化学教学改革的思路。

关键词：水处理,教学改革,理论与实践一体化

参考文献

[1]刘利萍、甘盂瑜、张云怀:《多媒体辅助教学与大学化学教学改革》, 《重庆大学学报 (社会科学版) 》, 2002 (3) :135、137。

水处理工程师 篇5

（一）取得本专业（指环境工程、环境科学、农业建筑环境与能源工程、农业资源与环境等专业，详见参照表，下同）或相近专业（建筑环境与设备工程、给水排水工程、热能与动力工程、土木工程等专业，详见参照表，下同）大学本科及以上学历或学位。

（二）取得本专业或相近专业大学专科学历，累计从事环保专业工程设计工作满1年。

（三）取得其他专业大学本科及以上学历或学位，累计从事环保专业工程设计工作满1年

第五条 基础考试合格并具备下列条件之一的可申请参加专业考试：

（一）取得本专业博士学位后，累计从事环保专业工程设计工作满2年；或取得相近专业博士学位后，累计从事环保专业工程设计工作满3年.（二）取得本专业硕士学位后，累计从事环保专业工程设计工作满3年；或取得相近专业硕士学位后，累计从事环保专业工程设计工作满4年。

（三）取得含本专业在内的双学士学位或本专业研究生班毕业后，累计从事环保专业工程设计工作满4年；或取得含相近专业在内的双学士学位或研究生班毕业后，累计从事环保专业工程设计工作满5年。

（四）取得通过本专业教育评估的大学本科学历或学位后，累计从事环保专业工程设计工作满4年；或取得未通过本专业教育评估的大学本科学历或学位后，累计从事环保专业工程设计工作满5年；或取得相近专业大学本科学历或学位后，累计从事环保专业工程设计工作满6年。

（五）取得本专业大学专科学历后，累计从事环保专业工程设计工作满6年：或取得相近专业大学专科学历后，累计从事环保专业工程设计工作满7年。

（六）取得其他专业大学本科及以上学历或学位后，累计从事环保专业工程设计工作满8年。

第六条 截止2002年12月31日前，符合下列条件之一的，可免基础考试，只需参加专业考试：

（一）取得本专业博士学位后，累计从事环保专业工程设计工作满5年；或取得相近专业博士学位后，累计从事环保专业工程设计工作满6年。

（二）取得本专业硕士学位后，累计从事环保专业工程设计工作满6年；或取得相近专业硕士学位后，累计从事环保专业工程设计工作满7年。

（三）取得含本专业在内的双学士学位或本专业研究生班毕业后，累计从事环保专业工程设计工作满7年；或取得含相近专业在内的双学士学位或研究生班毕业后，累计从事环保专业工程设计工作满8年。

（四）取得本专业大学本科学历或学位后，累计从事环保专业工程设计工作满8年；或取得相近专业大学本科学历或学位后，累计从事环保专业工程设计工作满9年。

（五）取得本专业大学专科学历后，累计从事环保专业工程设计工作满9年；或取得相近专业大学专科学历后，累计从事环保专业工程设计工作满10年。

（六）取得其他专业大学本科及以上学历或学位后，累计从事环保专业工程设计工作满12年。

（七）取得其他专业大学专科学历后，累计从事环保专业工程设计工作满15年。

水处理仿真实验教学设计与实践 篇6

随着计算机技术的高速发展, 用软件仿真实验平台、模拟系统运行、加控制点操作管理等方法已成为改善实践教学的经济可行之路[3,4]。在水处理工程课程实践教学平台 (以下简称“水处理实验平台”) 改造中, 基于现有的一套水处理实验设备, 利用计算机仿真技术模拟实际的工艺系统, 通过程序控制实验条件, 使学生在虚拟环境中开展水处理工程的实验操作, 以增强学生的学习兴趣, 提高实验教学效果[5,6]。

1 实验平台及功能

我校水处理实验平台采用RO反渗透水处理技术, 利用先进的初滤、活性炭过滤、PVC合金超滤膜过滤和紫外线消毒等的组合处理工艺, 建成水质净化实验平台, 并且配套建立水质分析实验平台, 对净化水进行分析检测。实验平台的基本工艺流程如图1所示。水处理实验平台在实践教学方面可开设多实验项目, 如水体中COD、微生物、含氧量等多项指标测定, 石英砂滤、超滤等各项水质处理的实验与评价, 使学生在专业课程学习的基础上开展综合性、设计性、搭接式实验。

水处理实验平台是一套真实的工程系统, 在实践教学中存在着一定教学困难, 主要表现在以下几方面。

(1) 设备内部结构无法剖析, 对核心设备结构及工艺过程的学习仍来源于理论指导。

(2) 水处理工艺过程中测量点及控制点的确定单一, 运行调节只能设置系统在正常运行时的工况, 实验台基本做不到对系统设故障, 实践教学难以操作完成故障分析和排除, 实践教学内容受限。

(3) 水处理系统工艺设计方案只有实验台一种, 局限了学生对水处理工艺方法的认知, 直接影响学生在水处理工程方案设计方面的专业能力。

(4) 学生操作实体设备损耗较大, 且实体设备价高、数量少, 无法满足学生人人动手操作的需求。为此, 在已建的水处理实验平台上, 开发制作一套水处理实验教学仿真系统, 通过仿真教学系统为学生创造工程运行操作环境, 让学生能够对实验、实习项目进行独立操作、独立完成, 调动学生的学习主动性, 进一步提高教学质量。

2 仿真系统设计及实践教学

水处理实验教学仿真系统 (以下简称“水处理系统”) 是配合已建的水处理实验平台建立的一套可操作的模拟实验教学平台。在仿真系统中, 构建了该水处理系统中各类设备、仪表、工具, 可通过工控组态软件设计工艺流程、组建完整的水处理系统。其最大特点是利用基于Windows环境下的数据采集、监测、处理和控制工控组态软件, 实现对水处理工程的设计、工程现场数据的采集与工艺过程的控制, 为实践教学提供了良好的操作界面和简捷的工程实现方法, 在实验操作上只要将预设置的各种实验功能以软件模块形式进行简单的“组态”, 便可以非常容易地实现和完成实践教学需要达到的各项功能。

在水处理系统建设中, 第一, 利用图形软件绘制RO反渗透水处理系统中主要设备及常用工具图形, 再利用组态软件中点位图的导入功能, 将所有图形导入组态软件中, 建立水处理系统设备专业图库子系统, 以方便学生能够通过图库选择系统设备, 搭建系统工程界面, 通过图形组态完成对系统工艺的方案设计。设备图库子系统内对关键设备均做了结构仿真设计, 学生可以从外形到内部构造进行感性认识, 可以剖解或拆装设备, 达到对设备结构及其工作原理的学习。

第二, 在组态软件的开发界面下, 设计系统工艺流程界面 (如图2所示) 和子系统的运行界面, 并且可以方便地进行两个界面的切换。

在这一环节中, 既要完成有针对性地指导学生学习水处理系统中典型设备的工作过程, 如多介质过滤器、活性炭过滤器、RO反渗透机组的水处理过程和反冲洗过程, 又要帮助学生掌握反渗透水处理系统的组成及其工艺流程的设计[7], 把众多的水处理设备、仪表阀门用管道有效的组合成一个完整的系统, 完成特定的水质处理要求并达到国家标准。在这一教学环节中可以以课程设计的方式提出教学任务, 要求学生对一个水处理系统进行合理设计, 并提交水处理工程方案及其设计图纸。因此, 水处理实验教学仿真系统还利用C语言编写的接口软件将CAD制图软件与组态软件连接构成一个整体, 使学生能够根据自己所设计的水处理工程方案, 完成设计系统的CAD制图。同时, 利用C语言编写的接口软件将WORD软件也植入软件包内, 使学生能够在该系统中编写工程设计方案。教师可对学生编写的工程设计方案及绘制的CAD图的质量进行考核评判, 作为课程设计最终评分。

第三, 利用PLC技术进行水处理工艺过程动画连接, 模拟现场设备运行, 实现对水处理系统工艺过程的运行管理进行仿真操作, 实现系统的起停车、故障停车的基本操作, 掌握设备运行控制、故障查询的操作方法, 模拟与工业现场状况同步的运行管理操作等。在这一环节中, 学生可以在仿真系统上动手操作练习, 不必担心对设备的损伤, 通过反复的实操达到实践教学目的。

第四, 水处理实验教学仿真系统对水处理工艺流程设置了测量点和控制点, 将水处理工程系统自动控制内容引入仿真平台。在这一部分虚拟环境中加入了常用的测量仪表, 通过仪表仿真结构图, 学生可对其结构加以剖解分析, 加深理解和掌握其工作原理和电气控制原理及其安装、使用等知识。通过这部分内容的学习和练习, 可以让学生认识测量和自动控制在水处理工程系统运行中的作用, 明确对主要设备的控制要求, 并且掌握自控仪表选择及安装规范, 准确操作水处理工程系统的运行和维护, 提高学生面对实际工程出现问题时的应变能力和分析能力。

3 结束语

水处理系统是在现有的硬件实验条件基础上, 通过建立虚拟的实践工程环境, 实现对水处理过程、工程系统设计以及系统自动控制进行仿真训练的实践教学改革。它补充完善了水处理工程的实践教学条件, 是一套操作性强的实验教学平台, 能够完成多项实验、实习、设计教学项目, 在虚拟的工程环境中让学生进行独立思考、独立设计、独立操作、独立完成工程任务, 调动学生的学习积极性和主动性, 同时可增强学生的安全意识, 借用虚拟环境中因错误操作而产生的安全事故来警示自己, 并且能够分析故障原因, 掌握排除故障的技巧。实践表明, 仿真实验有利于学生理解和掌握水处理工程的理论学习和实际操作, 有利于激发学生的学习积极性, 有利于学生的创新实践活动。

摘要：针对传统水处理实验受实验场所、实验设备、实验学时制约的问题, 设计和开发了水处理实验教学仿真系统, 介绍了系统设计方案及实践教学应用。该系统具有高效、开放、经济、易维护等优点, 可辅助水处理实体设备实验, 进一步使学生虚拟操作水处理工艺过程和控制过程, 利用系统内专业设备图库对水处理系统及其自动控制进行仿真设计, 虚拟完成工程安装、系统运行管理等工作, 达到提高学生工程实践能力与科技创新能力的目的。

关键词：实践教学,仿真,水处理

参考文献

[1]厉旭云, 梅汝焕.高校实验教学研究的发展及趋势[J].实验室研究与探索, 2014, 33 (3) :131-135.

[2]娄娟, 蔡国伟.以科技活动为载体培养创新人才[J].实验室研究与探索, 2013, 32 (7) :126-129.

[3]雷冬, 朱飞鹏.力学虚拟仿真教学实验室建设的探讨[J].实验技术与管理, 2014, 31 (12) :95-96.

[4]李有志, 冯家勋.新形势下实验教学平台和基地的建设与实践[J].实验室研究与探索, 2012, 31 (8) :103-106.

[5]邸馗, 于天彪.虚拟现实技术在机械工程实验教学中的应用[J].实验技术与管理, 2014, 31 (10) :10-12.

[6]金文.仿真实训系统在实践教学中的应用[J].中国职业技术教育, 2008 (18) :40-41.

水处理工程实验 篇7

随着社会快速发展和人们生活居住条件日益改善，景观水(公园、居住小区、公共场所的水景及城市内的河流湖泊)慢慢地融入了人们的生活。但是，大部分景观水体，系统封闭，缺乏循环系统，因此水体常处于静止状态，再加上景观水体水位浅，使得整个水生态系统更加脆弱，自净能力严重不足。因此景观水体中氨氮、磷含量通常较高，给藻类生长提供了大量营养物质，致使水中藻类爆发，富营养化趋势不断加重。若长时间未采取有效措施，不但使得景观水体观赏效果大大下降，更有甚者会对周围居民正常生活造成严重影响，甚至威胁人体健康。因此，合理有效的改善景观水体水质，快速经济地恢复其在城市生活中的生态功能和美学价值，成为城市生态环境建设及可持续发展的一个亟待解决的重要问题[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]。而其中如何去除景观水体中的高氨氮又成为景观水处理中的研究热点。

处理景观水体常用到的方法有物理覆盖、化学修复、生物修复等，其中物理覆盖常用的覆盖材料有砾石、沙子及一些矿石填料如沸石、陶粒、方解石等。很多研究学者研究结果表明，沸石通过吸附、拦截等作用对氨氮去除效果明显，去除率明显高于其他材料;另一方面，我国沸石储量相对较大，开采工艺简单，价格便宜，吸附饱和失效后可通过简单方法再生以便重复使用，且易于实现原位处理。因此，同其他处理方法及覆盖材料相比，具有成本低，经济高效，便于实现等众多优点[11]。天然沸石以二氧化硅为其主要化学成分。天然沸石是一种含水铝硅酸盐矿物，其空间网架状结构及蕴含丰富空腔和孔道的特性决定了可以吸附并贮存大量分子[12,13]。本研究以景观水体为实验对象，考察了沸石去除景观水体中高氨氮的吸附特性，以期为工程应用提供理论依据与技术支持。

2 实验材料与方法

2.1 实验材料

本实验研究选用的天然斜发沸石滤料买自河南巩义夹津口海宇填料生产厂。实验开始前，用蒸馏水将所购沸石洗净，并在105℃的烘箱内干燥5 h，然后置于干燥器中备用。

原水:取自西安某景观水，其主要化学成分如表1所示。

2.2 实验方法

1)沸石去除氨氮随时间变化:动力学实验研究。以50 mL的离心管为反应容器，将1 g准备好的沸石填料置于其中，加入浓度为50 mg/L氨氮(氯化铵)溶液20 mL，置于恒温摇床震荡(温度设定室温25℃)，实验开始后分别于5 min,10 min,30 min,1 h,2 h,6 h等时刻取水样，直至达到去除平衡，经0.45μm滤膜过滤后测定水样中剩余氨氮浓度值，直到沸石吸附氨氮达到平衡为止。

2)初始氨氮浓度对沸石吸附的影响:等温吸附实验研究。同样以50 mL的离心管为反应容器，将1 g准备好的沸石填料置于其中，在不同反应容器中加入初始浓度不同的氨氮(氯化铵)溶液20 mL，初始浓度分别为10 mg/L,25 mg/L,50 mg/L,80 mg/L,100 mg/L,200 mg/L,250 mg/L,300 mg/L。置于恒温摇床震荡(温度设定为25℃)，根据1)实验测定结果，反应振荡进行72 h后取出反应容器，将水样经0.45μm滤膜过滤后测定水样中剩余氨氮浓度值。

3)不同温度对沸石吸附氨氮效果的影响。以50 mL的离心管为反应容器，将1 g准备好的沸石填料置于其中，加入浓度为50 mg/L氨氮(氯化铵)溶液20 mL，置于恒温摇床震荡，设置恒温震荡摇床温度分别为10℃，15℃和25℃，反应振荡进行72 h后取出反应容器，将水样经0.45μm滤膜过滤后测定水样中剩余氨氮浓度值。

3 结果与讨论

3.1 沸石去除氨氮随时间变化:动力学研究

如实验方法1)中所述，每隔一定时间(5 min,10 min,30 min,1 h,2 h,6 h,12 h,24 h,36 h,72 h)取出置于25℃恒温震荡摇床上进行吸附动力实验研究的反应容器离心管，测定水样中剩余氨氮浓度值，计算其相应去除率，结果如图1所示。从图1中可以看出，初始阶段，沸石对氨氮吸附量迅速增加，振荡反应进行3 000 min后，随时间延长，吸附量增加速度减缓，此时最高去除率高于90%。

3.2 初始氨氮浓度对沸石吸附的影响:等温吸附研究

再如实验方法2)中所述，选取吸附时间为72 h，考察沸石投加量为1 g,25℃条件下，不同初始浓度的氨氮溶液(10 mg/L,25 mg/L,50 mg/L,80 mg/L,100 mg/L,200 mg/L,250 mg/L,300 mg/L)对吸附效果的影响，测定结果如图2所示。在图2中用q表示固体在溶液中吸附质吸附的能量大小，即吸附量，通过以下公式计算:

其中，q为沸石吸附量，mg/g;V为溶液体积，mL;C前为吸附前溶液浓度，mg/L;C后为吸附后溶液浓度，mg/L;M为沸石质量，g。

对照经典等温吸附公式弗罗因德利希(Freundlich)及朗格缪尔(Langmuir)公式与本实验研究结果对照(如图3，图4所示)。由图3，图4可见，研究结果更符合朗格缪尔(Langmuir)公式，因此，本研究所选取的沸石在设定实验条件下对NH4+的等温吸附公式可表示为q=Ce/(4.449 2+0.21Ce)。氨氮吸附极限值为4.642 3 mg/g。从动力学观点出发的朗格缪尔(Langmuir)等温吸附理论以单分子层吸附;吸附固体表面均匀;被吸附在固体表面上的分子相互之间无作用力;吸附平衡为动态平衡等为基本假设，认为固体表面对气体分子的吸附是单分子层吸附。但是该式中常数物理意义不明，只能算作经验公式，这是其用于溶液吸附时的最大缺点[7]。

3.3 不同温度对沸石吸附氨氮效果的影响

不同温度对沸石吸附氨氮效果的影响实验结果如图5所示。从图5中可以看出，在实验所选温度范围内(10℃，15℃和25℃)，沸石的吸附量随反应温度升高而升高。从10℃变至15℃时，实验所选沸石对氨氮去除率随温度升高缓慢增加;温度为25℃时，去除率迅速达到93.4%。由此可见在实验所选三个温度中(10℃，15℃，25℃)25℃时，沸石对氨氮的去除率最高，最高去除率为93.4%。

4 结语

农村饮水工程水处理工艺现状分析 篇8

1 水质净化概述

目前在农村已经建成的农村水处理的技术中主要有慢滤和簇滤两种形式。在对原水进行净化处理的时候, 主要是依据土壤溶液和酸碱性对于地表水水质影响程度的不同, 使用不同的水处理技术和净化工艺。净化处理之后的水质要符合《生活饮用水标准》或者符合《农村实施生活饮用水卫生标准准则》的相关要求。

2 农村现有水处理技术所面临的问题分析

2.1 源水的水质对于常规工艺有着一定的影响

农村水处理的常规工艺主要是去除水中的悬浮物, 灭杀致病菌作为目标, 一般主要是由混凝、沉淀、过滤和消毒几个单元联合构成。

浊水的变坏对于常规工艺会产生比较大的影响, 常规工艺虽然可以去除浊度, 但是实际浊度过低或者是过高都会使得处理的效果有很大的影响。低浊度水在处理的过程中比较难, 主要是因为浊度比较低, 所以絮体的碰撞几率比较小, 还会产生胶体的宝华现象, 这在很大程度上影响到水处理的效果。浊度过高则会在一定程度上增加处理的负荷, 增大投药量和排泥量。实际上大多数的处理构筑物适应浊度的变化的能力都比较弱, 所以很难保证水质。有机污染也会对常规工艺造成影响, 有机污染物主要是其自身的氨氮和耗氧量严重超标, 常规的工艺对于有机污染物的去除比较有限, 特别是对于一些微量的有机污染物的去除效果更差。另外有机污染物还会吸附在胶体颗粒之上, 增加胶体脱稳的难度, 从而使得水质降低。藻类对于常规工艺的影响。一些地区还会有大量的藻类繁殖, 这些藻类可以使得水产生一些色、味, 增加使用常规处理的难度, 而且高浓度的藻类还可以分泌产生藻毒素, 这些都会对人体产生直接的危害。

2.2 对水处理工艺的要求

GB5749-2006对于生活饮用水的卫生标准和对于水处理的工艺提出了更高的要求。特别是耗氧量指标的增加和浊度的提升, 要求水处理工艺不仅仅是要能够提升去悬浮物和胶体的能力, 还可以比较有效的去除水中的其他物质和有机物, 目前农村现有的水处理工艺是很难达到这一具体要求的。

3 农村水处理技术分析

3.1 水处理单元技术的评价分析

农村水处理工艺流程一般是由多个工艺组合而成的。首先是混合单元, 比较常用的一些混合单元方式主要有机械混合、管道混合等等。然后是絮凝单元, 该单元的主要设别有网格、隔板、机械搅拌絮凝池和这板。其中网络絮凝池和折板絮凝池的效果比较好, 投资也比较少, 具有经济实用的一些特点, 所以比较适合在农村地区使用。第三是沉淀单元, 该单元主要的设备有斜管沉淀池, 一般农村地区的水厂规模都比较小, 所以斜管沉淀池最为常见。第四是过滤单元, 过滤的设备有普通的快滤池和V形滤池等等。这其中无阀滤池的操作最为简单, 在农村很多地区都有。消毒单元主要是通过二氧化氯或者是臭氧进行消毒, 在农村消毒最为常见的方法还是二氧化氯。

3.2 适应水质变化的水处理技术探讨

首先要根据农村饮水的现实需要, 根据各地农村的实际情况, 因地制宜的集成先进技术, 确定农村饮水工程水处理工艺的方案。以下就适应水质变化的几种水处理的方法进行分析。

浊度变化比较大的水体处理。针对这种情况可以选择常规的水处理工艺, 需要改变运行参数, 投加助凝剂等方式适应水质的变化。对于低浊度的水可以在水体中投加一些粘土或者是其他的一些助凝剂, 使得絮体有相应的凝结中心, 促使絮体更加的密集。对于浊度变化比较大的一些水厂, 可以采取加强排泥和改变投药量的方法保证水质。对于氨氮超标的一些水体, 可以采取接触氧化的方法, 对于耗氧量超标的水体, 可以增设深度处理的单元, 采取活性炭、药剂氧化等多种方式相互结合进行处理。

4 结束语

本文主要对农村水源水质处理的传统工艺进行了分析, 提出了一些关于改善农村水处理的优化组合方法, 以期可以为农村安全饮水的实施和优化提供一些参考。

摘要：文章主要分析了农村现有的水处理设施和技术中面临的主要问题, 对各种水处理单位技术进行了分析评价, 对当前饮水工程中所存在的各种问题进行了分析, 提出了相应的水处理的优化建议以及管护的相应措施, 以期可以为农村饮水工程的水利处理提供比较有效的参考。

关键词：农村饮水工程,水处理工艺,现状分析

参考文献

[1]王铁牛.科学规划狠抓落实切实做好农村饮水安全工作-在全省水利工作会议上的讲话[J].河南水利, 2006 (3) .

农村饮水工程水处理工艺现状研究 篇9

1 绍兴县农村饮水现状

绍兴县下辖4个街道、15个镇, 其中山区半山区面积793.5km2, 全县总人口70.16万人, 农村人口56.82万人, 其中山区半山区村128个, 人口20.53万人。至2010年6月, 农村人口饮水安全已达56.82万人, 自来水普及人口占全县农业人口的100%。

绍兴县农民饮用水工程供水分成城市自来水管网延伸工程 (即为小舜江供水工程) 、乡镇集中供水、村级供水工程三类。乡镇集中供水有稽东镇自来水和王坛镇自来水厂等自来水厂, 总共覆盖农村人口1.5万人, 其中稽东镇自来水覆盖农村人口0.74万人, 王坛镇自来水厂覆盖农村人口0.76万人。村级供水工程主要分布在山区和半山区地带, 目前覆盖农村人口有12.11万人。城市自来水管网延伸工程即为小舜江供水工程, 目前覆盖农村人口80.6%, 乡镇集中供水覆盖农村人口为2.1%, 村级供水覆盖农村人口为17.3%, 如表1所示。

绍兴县乡镇日供水能力为0.3万t。稽东镇自来水厂和王坛镇自来水厂为绍兴县典型的乡镇自来水厂, 稽东镇和王坛镇自来水厂日供水能力均为0.3万t。如表2所示。

绍兴县村级供水工程日供水能力在100～1500t。湖塘街道永联村级饮水工程日供水能力为1200t, 大横坑村级饮用水工程、金溪村级饮用水工程、夏泽村级饮用水工程、枢里村级饮用水工程日供水能力超过500t, 其余的村级供水工程日供水能力范围在100～500t。

2 饮水工程水处理工艺现状

2.1 标准化的水处理工艺

小舜江供水工程采用标准的水处理工艺。其供水水源为小舜江水库水, 经国家城市供水水质监测网杭州监测站水质监测, 小舜江水库水质达到国家二类以上地面水标准, 净水厂出厂水达到城市一类水质标准;管网水常规检测的结果显示, 大部分指标皆达到世界卫生组织、欧盟及美国的三大国际水质标准, 有的指标还高于这些标准。日供水量超过几十万t, 受益乡镇17个, 受益人口56.55万人, 水厂的取水、制水、水处理等过程有一套完整、成熟的体系, 设备齐全、工艺流程标准化。

2.2 传统水处理工艺

乡镇供水工程采用了传统水处理工艺。例如稽东镇自来水厂、王坛镇自来水厂, 利用地表水作为供水水源的集中式供水工程, 稽东镇自来水水源为鹅湖水库95.39万m3, 王坛镇自来水厂水源为小舜江南溪江水, 水源充足、水源水质级别2级, 大肠杆菌少量超标, 其余大部分指标均达到世界卫生组织标准。

水厂的取水、制水、水处理等过程完善, 水处理系统的总工作过程可以分为以下几个部分:取水、药剂的制备与投加、混凝、平流沉淀、过滤、送水。各部分的功能为: (1) 取水:将溪口水库水抽入净水厂; (2) 药剂的制备与投加:按工艺要求制备合适的混凝剂, 并投入混凝剂及氯气, 达到混凝和消毒的目的; (3) 混凝:包括混合与絮凝, 即溪口水库水投入混凝剂后进行反应, 并排出反应后沉淀的污泥; (4) 平流沉淀:与混凝剂反应后的水低速流过平流沉淀池, 以便悬浮颗粒沉淀, 并排出沉淀的污泥; (5) 过滤:沉淀水通过颗粒介质 (石英砂) 以去除其中悬浮杂质使水澄清, 并定时反冲洗石英砂; (6) 送水:通过多台离心泵将自来水以一定的压力和流量送入供水管网。

系统工艺图如图1所示:

其中乡镇级自来水工程消毒设施分为2类。

一是二氧化氯消毒法。二氧化氯消毒法, 可减少水中的三卤甲烷等氯化副产物的形成, 能消灭水中的病原微生物和病毒, 对铁、锰的除去效果较强。在水过滤前采取自动投加方式的加入。

二是浮筒缓释消毒器消毒法。浮筒缓释消毒器的使用方法是:日供水≤30t投放1只, 30～60t投放2只, 60～100t投放3只, 100～150t投放4只, 150～200t投放5只, 200～300t投放6只, 每2月更换一次。

2.3 简易水处理工艺

从水处理工艺来看, 村级供水没有具体的化学水处理工艺, 只有简单的引水工程和消毒设施。具体流程图如图2所示:

到2010年7月底, 有消毒设施的村级供水工程占77.6%。主要采用氯缓释消毒器消毒法。氯缓释消毒器一般为每3个月加药一次。在出水前采取自动投加方式的加入。

3 存在问题

3.1 源水的水质对水处理工艺的影响

(1) 城市水厂管网向农村延伸工程对源水水质变化有一个较完善的应急和处理机制, 能及时发现运行中出现的问题。

(2) 以乡镇或几个村为单位建设的集中供水工程, 浊度的变化、有机污染、藻类对水处理的工艺影响都比较大。当水质发生变化时, 水厂出水质量就不能满足水质卫生标准。

(3) 以中心村或自然村为单元, 兴建分散式供水工程。供水水源主要是选择以植被良好、上游无农户为主的水库水或山泉水, 水源水质主要是细菌学指标超标, 如大肠杆菌、细菌群落总数等。并且水质的检测时间间隔比较长, 当水源水质发生变化时, 不能及时反映水质的实时变化情况, 很多时候主要依靠管理人员的经验来完成对消毒剂的增减投加。

3.2 运行管理方面

在绍兴县供水工程中, 城市水厂管网向农村延伸工程产权界定明确, 供水规模和用水量大, 同网、同质, 计量用水, 计量收费, 水质、水量、水压和维修问题都有保障, 管理先进, 制度健全, 满足长效运行需要。乡镇供水工程由乡镇政府直接负责工程管护、水质监测和设备维修, 人员工资部分来自水费, 部分从镇财政支出。村级供水工程采取村级集中式供水管理模式, 以行政村或自然村为单位, 以村管理为主, 人员工资部分来自水费, 部分从镇财政支出, 尚未完全与市场接轨, 用水收费制度尚不健全, 水质监测不够规范, 部分工程间歇性供水, 工程效益没有充分发挥;管理人员大多非专业人员, 缺乏专业管理知识, 无法满足安全长效运行需要。目前绍兴乡村级供水工程每个水厂有1～2名专门的管网维护人员。水厂没有专门的水质检验人员和日常的水质检测记录, 每年绍兴县卫生行政部门对水质监测数为4次/年。

4 研究对策

4.1 建立适应水质变化的水处理优化组合

根据农村饮水安全的需要, 从提高供水水质、供水可靠性、工程可持续性出发, 集成先进技术, 因地制宜地制定工程技术方案。通过改变设计参数, 运行方式, 投加助凝剂等措施适应水质的变化等方法来提高水处理能力。

4.2 立足建管, 建立长效运行机制

“三分建设, 七分管理”, “建设是基础, 管理是关键”, 为使工程发挥正常效益, 确保农村人口长期喝上安全水, 还要明晰产权, 落实建管责任, 建立有利于工程可持续利用的管理体制、运行机制和社会化服务保障体系, 确保供水工程良性运行, 持久发挥效益。浙江省水利厅在2008年年初下发了《关于开展农村饮用水工程长效管理试点县建设的通知》, 确定全省13个试点县 (市) 。目前, 我省已出台了长效管理的相关政策和措施, 为饮水安全工程的运行管理“保驾护航”, 不断提高农村饮水安全保障。

参考文献

[1]何莲, 南方地区农村安全饮水工程水处理工艺研究.山西建筑, 2010 (31) .

[2]任伯帜, 农村饮用水安全及其对策措施.中国安全科学学报, 2008 (5) .

水处理工程实验 篇10

关键词：南方地区,饮水安全,水处理

南方地区农村经济较发达, 人口密度大, 水资源丰沛, 但在饮水安全方面面临着突出的水质问题。根据《全国农村安全供水“十一五”规划》报告, 仅江苏、广东、福建、浙江4省农村1.8亿总人口中饮水不安全人口就有4 757万人。一方面大量工业、农业及生活污染致使水环境污染严重[1], 不少地区饮用水水源水质日益恶化;另一方面GB 5749-2006生活饮用水卫生标准中水质指标要求更为严格, 这些对农村供水工艺提出了更高的要求。因此, 研究适合南方地区农村安全饮水工程的水处理工艺技术, 具有必要性与应用前景。

1 南方地区水系特征

1.1 水资源状况

南方地区河网多、水系发达、多年平均年天然资源量储存量大、调蓄能力强、水量相对稳定、保证程度高。根据2004年《中国水资源及其开发利用调查评价主要成果》, 南方水系多年平均降水深1 214.4 mm, 地表水年径流量平均23 010亿m3, 地下水资源量5 760亿m3, 南方水资源总体状况如表1所示。

注:摘自2004年《中国水资源及其开发利用调查评价主要成果》

1.2 水质特征与变化规律

南方地区供水工程往往以地表水作为供水水源, 地表水系可分为江河水和湖泊水两大类, 综合考察南方平原区典型河段, 根据历年搜集的数据资料, 对水质特征和变化规律进行分析。

1.2.1 水中杂质颗粒分布规律

水中杂质按颗粒大小可分为悬浮物、胶体和溶解物质, 其中胶体和悬浮物会产生水体浑浊, 是生活饮用水处理的主要去除对象。本文分别以南方典型江河水和典型湖泊为例, 分析平均年浊度变化情况。由图1, 图2可知:1) 平均浊度较低, 江河水基本在50 NTU左右, 湖泊水更低, 最低浊度小于10 NTU。2) 浊度变化范围较大, 江河水最高值达557 NTU, 最低33 NTU;湖泊水最高值161 NTU, 最低值5.9 NTU。3) 受季节变化的影响, 浊度高峰期均集中在夏季7, 8, 9三个月。

1.2.2 水质污染特征分析

1) 源水水质污染严重。随着南方经济的不断发展, 在广大农村, 由于农药、化肥的大量使用、牲畜业的发展和农村工业的发展, 导致水体水质污染严重, 尤其人口密集的平原区, 人居水环境不断恶化, 加剧了农村水质型缺水问题。由表1可知, 长江超Ⅲ类河长比例达16.6%, 湖泊污染最为严重, 其中太湖超Ⅲ类河长比例达84.4%。2) 水中藻类超标[2]。水源污染的加剧使水体氮、磷超标, 出现富营养化现象, 加上南方温度较高, 水体富营养化情况越来越严重, 特别是湖泊水, 由于水的流动性小而透明度高, 为水中浮游生物的繁殖创造了条件, 在温度较高的季节, 水中藻类含量超标, 且易使水体产生色、嗅、味。3) 水中有机物超标。人工合成化合物及生活污水的直接排放使水体有机污染严重, 特别是水体难生物降解的有机物增多, 此化合物化学稳定性极强, 可在生物体内富集, 多数具有很强的“三致”特性, 对水体环境和人类有很大的毒害作用。

2 农村生活饮用水卫生标准的发展

我国生活饮用水卫生标准是根据长期累积的经验制定的, 它综合反映了水质与健康的关系、饮用习惯以及因地制宜等因素, 随着社会的发展和科学技术的进步而与时俱进。

2.1 农村生活饮用水卫生标准

SL 310-2004村镇供水工程技术规范中规定:对于集中式供水工程, 生活饮用水水质应符合GB 5749生活饮用水卫生标准的要求, 受水源、技术、管理等条件限制的Ⅳ型、Ⅴ型供水工程, 生活饮用水水质应符合《农村实施〈生活饮用水卫生标准〉准则》的要求。但《农村实施〈生活饮用水卫生标准〉准则》是在GB 5749-85生活饮用水卫生标准基础上制定的, 随着GB 5749-2006生活饮用水卫生标准正式颁布实施, 农村生活用水也应按此标准执行, 考虑到我国实际情况, 对技术和经济条件尚难达到标准的部分农村采用过渡方法, 对农村小型集中式供水和分散式供水, 在保证基本安全的基础上, 降低对感官性状指标及少量有安全保证的毒理指标的要求, 并对这部分指标单独列出。

2.2 主要水质指标的变化

1) 浊度标准的提高。浊度是间接反映悬浮物含量的重要指标, 同时也是考核水厂运行管理能力的一个重要依据, 并且与细菌学指标和有机物含量均有一定的相关性。在GB 5749-2006生活饮用水卫生标准中浊度提高为1 NTU, 其中对于农村小型供水的浊度要求提高为3 NTU, 受水源与净水技术条件限制时为5 NTU。2) 耗氧量的增加。耗氧量是反映水体有机物污染的重要指标, 一般以KMnO4法测定, 并以O2计。GB 5749-2006生活饮用水卫生标准增加了该项, 要求小于3 mg/L, 对于农村小型集中供水要求小于5 mg/L。

3 农村现有水处理工艺面临的主要问题

一直以来, 南方地区农村饮用水处理多采用常规工艺。常规工艺主要以去除水中的悬浮物、胶体和杀灭致病细菌为目标, 由混凝、沉淀、过滤、消毒单元组合而成。

3.1 源水的水质对常规工艺的影响

1) 浊度的变化对常规工艺的影响。常规工艺虽以去除浊度为主要目标, 但浊度过高或过低都会影响处理效果。低浊度水较难处理, 因浊度低, 絮体碰撞几率减小, 还会发生胶体保护现象, 从而降低处理效果;浊度过高则会增加处理负荷, 增大投药量和排泥量。而大多数处理构筑物适应浊度变化的能力较弱, 无法保证水质。2) 有机污染对常规工艺的影响。有机污染主要体现在氨氮和耗氧量超标。常规工艺对有机污染的去除率较低, 特别对微量有机污染物去除效果更差。同时有机物会吸附在胶体颗粒上, 增加胶体脱稳的难度, 降低水质, 有机物还会与液氯消毒剂产生三卤甲烷等对人体有害的消毒副产物。3) 藻类对常规工艺的影响。藻类的大量繁殖首先会使水产生色、嗅、味, 增加常规处理的难度, 而且高浓度的藻类能够分泌产生藻毒素, 直接危害人体健康。藻类及其分泌物会增加胶体的稳定性, 使混凝投药量增大;同时藻类较轻, 不易下沉;进入滤池后会堵塞滤池, 增加反冲洗水量和缩短运行周期, 影响水处理过程。

3.2 水质标准对水处理工艺的要求

GB 5749-2006生活饮用水卫生标准对水处理工艺提出了更高的要求, 特别是浊度的提高, 耗氧量指标的增加, 要求水处理工艺不仅要提高去除悬浮物和胶体的能力, 还要能有效去除水中有机物和其他物质, 而农村现有水处理工艺是很难达到此要求的。

4 南方地区农村水处理技术的研究

4.1 水处理单元技术的评价分析

水处理工艺流程是由多个单元工艺组合而成的。

1) 混合单元。常用的混合方式主要有管道混合、机械混合等。以静态混合器居多, 安装方便, 适合农村水厂使用。2) 絮凝单元。常见的絮凝设备主要有隔板、网格、折板和机械搅拌絮凝池。其中折板絮凝池和网格絮凝池效果较好, 投资省, 适合农村水厂。3) 沉淀单元。沉淀设备主要有平流和斜管 (板) 沉淀池。一般农村水厂规模较小, 以斜管沉淀池较为多见。4) 过滤单元。过滤设备有普通快滤池、虹吸滤池、无阀滤池、V形滤池等。其中无阀滤池操作简单, 在农村较为多见。5) 消毒单元。消毒一般有液氯、二氧化氯、臭氧消毒等。农村消毒以二氧化氯居多。6) 预处理和深度处理单元。主要通过氧化、生物降解、吸附等达到去除有机污染物的目的, 常用方法有化学氧化法、生物膜法、粉末活性炭吸附法、生物活性碳法等, 其中投加高锰酸钾和粉末活性碳法在农村水厂应急处理中较为多见。

4.2 适应水质变化规律的水处理优化组合构想

4.2.1 优化组合的原则

根据农村饮水安全的需要, 针对南方地区水源特点, 从提高供水水质、供水可靠性、工程可持续性、投资效率, 改善管理条件, 降低供水成本, 集成先进技术等, 因地制宜地确定工程技术方案。

4.2.2 优化组合构想

1) 浊度变化较大的水体。可以选择常规处理工艺, 通过改变设计参数, 运行方式, 投加助凝剂等措施适应水质的变化。低浊度水, 可通过向水体中投加与杂质颗粒级配相似的粘土或其他助凝剂, 提供絮体凝结的中心, 使絮体密实。在设计参数的选择上, 应根据低浊度水的特点合理选择。对于浊度常年较低的河段可采用直接过滤工艺。浊度变化较大的水厂, 可通过改变投药量、加强排泥等方法保证水质。2) 藻类和有机物超标的水体。根据水源水质优先考虑强化常规工艺技术, 即通过优化各处理单元的工艺条件、操作条件、运行过程、内部结构来提高处理效果, 常用的有强化混凝、强化过滤等, 该方案实施简便, 对有机物有一定的去除效果。对藻类超标的水体, 可采用预氧化技术如高锰酸钾氧化法, 改变沉淀形式选用气浮工艺等。对于氨氮超标的水体, 可采用生物接触氧化法。对于耗氧量超标的水体, 可根据具体情况增设预处理和深度处理单元, 采用粉末活性炭、药剂氧化、活性炭滤池或多种方法相结合的方法。

5 结语

本文在对南方地区水源水质特征分析的基础上, 提出了适应南方地区源水水质变化规律的适宜的水处理优化组合构想, 以期为农村安全饮水工程的实施、改造和优化运行提供依据。

参考文献

[1]朱亮, 张文妍.农村水污染成因及其治理对策研究[J].水资源保护, 2002 (2) :17-19.