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关键词:炼焦酚氰废水处理工艺
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
随着国家对环保事业的日趋重视,国内炼焦规模在60t/y以上的焦化厂都相应的建成了或正在兴建自己的污水处理厂(炼焦废水限期的达标排放成为所有炼焦厂能否存活的一个硬性指标)。鉴于此,我介绍一下由鞍山焦耐院设计、我单位施工的山西太兴焦化酚氰废水处理站的工艺及施工注意事项。目前,按照该工艺建成的山西太兴焦化厂酚氰废水处理站,工艺运行稳定,出水水质完全达到污水排放标准,是目前已建成的污水处理站中运行效果最好的。
本污水处理站主要用于处理炼焦、煤气净化和化产品回收过程中产生的酚氰工艺废水。
水处理站进水水质如下:
酚:<700mg/l;氰:<8.3mg/l;油:<100mg/l;CODcr:<3500mg/l;总氮:<300mg/l;SS:<100mg/l;PH:8~9。
水处理工艺全过程包括:水质预处理、生物化学处理和后混凝沉淀、废物处理与处置、空气及药剂系统、系统控制及分析化验几个部分。
下面先对工艺部分阐述:
一、水处理工艺
1、水质预处理
预处理的主要目的是去除废水中的油和为生化处理提供合适的水质
条件,预处理包括重力除油、浮选除油及事故调节几项内容。水质预处理设施主要有重力除油池、轻油分离池、调节池、重油罐及浮选设备等。
⑴、重力除油:厂区自流管道送来的其它废水(约14m³/h),自流入1#泵房下的1#吸水井中,经2台污水提升泵提升后,连同化产工艺送来的蒸氨等废水(约21m³/h)一同进入重力除油池进行除油,重油沉淀在除油池下面的集油斗中,轻油浮至除油池表面,由除油池四周的集油槽收集后至轻油分离池。
⑵、浮选除油:主要去除废水中的乳化油,本工艺采用部分水加气浮选。
⑶、事故调节:本事故调节主要指污水处理站的内部调节。
2、生化处理和后混凝沉淀
⑴、生化处理:本工程生化处理采用A/A/O内循环生物脱氮工艺,
主要目的是通过生物的生物化学活动来降解焦化工艺废水中的有毒有害物质、降低废水中的COD、NH3―N等含量,生化处理的主要设施有厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池、污泥回流系统及消泡设施等。
⑵、后混凝沉淀:混凝沉淀主要是通过物理化学方法进一步降低出
水中的悬浮物和COD。后混凝沉淀包括加药混合反应及泥水分离几个过
程。
3、废物处理与处置
废物的处理与处置的内容是指对废水处理过程中所产生的重油、轻
油、浮油和剩余污泥及絮凝污泥的收集、处理和最终处置。
⑴、重油的处理与处置:除油池集油斗中沉集的重质油,应定期用除油池顶上的油泵抽出至1#泵房顶上的重油罐中,加热至70℃左右,启动油泵进行抽油。重油罐中的油水混合液经过一定时间的静置后,通过重油罐上的分层放液阀将分离后的上清液放出,并经分离水管路送回至1#泵房1#吸水井中,返送到除油系统再进行除油处理。
⑵、轻油的收集与处置:浮在除油池书面上的轻油,应用抬高除油池中工作液位的方法,将轻油导入集油槽中,可采用连续除油或定期除油方式。
⑶、污泥的处理与处置:混凝沉淀池排放处的絮凝污泥和二沉池排出的剩余污泥,应送到污泥浓缩池进行进一步脱水处理。絮凝污泥经污泥提升泵提升后经三角计量堰后进入污泥浓缩池,剩余污泥是从回流污泥中分出经三角计量堰后进入浓缩池。
4、系统控制
⑴、污水提升自动控制:油水分离池分离水、污泥浓缩池及厂区其他酚氰废水,自流进入1#泵房的1#吸水井中,由污水提升泵抽送至除油池。该泵由井内液位控制自动工作,高液位开泵,低液位停泵。超高液位报警。
⑵、液位、流量、温度、溶解氧、PH值控制:
在各种管道及各种泵出流管道上设有流量检测装置,在1#吸水井、缺氧池、好氧池中,设有检测液位的仪表装置,可在厂内集中控制室的仪表盘上读出,并设有高低液位自动报警。
5、药剂投加系统:
药剂配制投加系统也是废水处理过程的重要附属设施。其投配装置设在综合楼内。在综合楼内设有纯碱(NaCO3)、磷(P)、聚合硫酸铁(PFS)、和聚丙烯酰胺(PAM)四种药剂的药剂搅拌槽、药液输送设备和流量定量装置。
6、空气系统
它是废水处理系统过程的重要附属设施,在鼓风机房设有三台离心鼓风机,通过空气管道和好氧池底部的微孔曝气器向好氧池供氧,水中溶解氧的浓度维持在24mg/l。
7、分析化验
分析化验设在综合楼化验室中,有可供焦化污水处理系统水质分析及系统监测用的分析化验仪器和设备。焦化污水处理过程中,水和泥的分析化验项目操作分常规和抽查两种项目。常规项目每天一次,抽查项目每周一到两次。此外,还应根据污水处理过程中的实际情况来决定分析化验的项目和频率。
二、水处理的施工:在此仅指为保证各项工艺项目功能的实现而进行的安装所应注意的事项以及采取的必要的完善措施。
1、水质预处理工段的安装注意事项:① 6个除油斗中均安装蛇形蒸汽加热管,除油斗为四面倒锥体,四个面上的蒸汽管道串联连接,冷凝液直接通过疏水阀排放在废水里;②在重油罐中也加设盘管,在冬季及液体温度较低时,排油前先通蒸汽加热,以便于油的流动及油水分离;③在轻油分离池中加设蒸汽弯管;④所有弯管全部采用180°成型弯头。在布置加热管时,管道间距应均匀,离罐壁(池壁)要有不小于50mm的间隙。⑤除油池蒸氨废水入口上加设切断阀门及旁路阀门,当故障发生时,蒸氨废水可通过阀门切换,直接排放到调节池中;⑥为防止冬季气温过低,不利于微生物的存活及管道冻结爆裂,在调节池及3#、4#吸水井中均加设蒸汽加热管道;⑦对于重力流管道,必须注意管道的流向和坡度。
2、生化处理和后混凝沉淀工段安装注意事项:①厌氧池、缺氧池的填料安装要均匀合理,绑扎要牢固;填料的支架在安装时,上下要对应,相互应平行。②进厌氧池、缺氧池的布水器在安装时,定位应准确。③好氧池内的微孔曝气器在安装时应布置均匀,并应根据曝气量的大小调整安装数量,曝气器安装时一定要保证管道内清洁,在空气管道吹扫前,不得与空气管道连接。④好氧池上设消泡水管道,消泡水来自循环水排污管道,消泡喷头按图纸要求布置,朝向合理。好氧池上布置污泥回流管道,坡度从提升泵房坡向进水口,且不小于10%。⑤消泡水管道、稀释水管道上均应安装流量装置,便于计量投入水量及稀释倍数。⑥各沉淀池输送污泥的管道及出水堰的自流管道,必须保证坡度及走向合理,尽量减少弯头或少用90°弯头,以减少阻力。
3、投加药系统的安装注意事项:各种药剂的搅拌桶在安装时应注意相互位置及工作液面与输送泵进出口的高度,保证搅拌桶内搅拌轴的垂直度。
关键词:电镀水;处理技术;化学沉淀;物理法
中图分类号:V444.3+7 文献标识码:A
人类的生存离不开水资源的供应,同时,水也是使社会发展受到严重限制的一种因素。近年来随着我国社会工业和城市建设的发展,城市的用水量也在不断地攀升,不达标的污水和废水的大量排放给水源和环境带来很大的压力,也造成了水质的严重恶化和水资源的短缺,生态环境的恶性循环也因此而导致[1]。所以,污水处理技术的高效与经济就会显得日益重要,这对于水环境的恢复和污染的回用发展有着重要的意义。
1电镀废水的来源
电镀废水的产生主要是由于在电镀生产的过程中用清水冲洗镀件的废水、镀件酸洗废水、镀液过滤水、刷洗极板以及地坪所产生的废水、钝化废水、由于管理或者操作不当生产的废水,此外,在废水处理过程中化验室所排放的水或者自用水的排放。电镀液的性质以及化学清洗液的性质直接决定了电镀水的性质,通常按其性质可以分为六类:含铬废水;含镍废水;含氰废水;混排废水;前处理废水及综合废水。各种金属离子是废水中最主要的污染物质,其次是有机物、氨氮和总磷[2]。
2电镀废水常规处理技术
2.1化学沉淀法
第一,氢氧化物沉降法。当碱加入含重金属废水中时,其中的金属阳离子以氢氧化物或盐的形态沉淀析出,进而可以分离出来。该种方法常用的沉淀剂有:苛性钠、石灰以及碳酸钠等,其操作简单、价格低廉而且来源广。第二,硫化物沉淀法。硫化物沉淀剂能够使电镀废水中存在的重金属离子和沉淀剂发生反应形成硫化物沉淀,达到分离的目的。
2.2氧化还原法
通过化学氧化法进行电镀废水的处理,其主要的目的是处理电镀废水中的氰,通过把氢根离子氧化成氢氧根离子而去除。通常情况下所使用的氧化剂有:过氧化氢、氯系列氧化剂、臭氧以及氧气等[3]。其中,应用十分广泛的是碱性氯化法除氰,该种方法是在碱性的条件下,利用氯氧化剂把废水中的氢根离子氧化成最终产物为氮气和二氧化碳,该种方法能够彻底解决电镀废水中存在的氰化物的污染问题。而还原法可以将六价的铬还原成三价的铬。因为六价铬的毒性高出三价铬的毒性大约100倍,通常的做法是先借助还原剂把电镀水中六价的铬还原成三价铬,然后再通过沉降法把三价铬给去除掉。一般的还原剂有:亚硫酸盐、铁屑、硫酸亚铁等。
2.3 Fenton氧化法
由于电镀过程中使用了大量的化学物质,其中有部分化学物质会与废水中的重金属形成络合物,用普通的化学沉淀工艺达不到处理效果。必须先氧化破络,后再进行沉淀分离。目前常用的工艺是Fenton氧化法。Fenton氧化法是利用催化剂或光电化学作用,通过双氧水产生具有强氧化性的羟基自由基(・OH)处理络合物的技术。而Fe-Fenton氧化法是使H2O2在Fe2+的催化作用下分解产生・OH,其氧化电位达到2.8V,它通过电子转移等途径将有机物氧化分解成小分子。同时,Fe2+被氧化成Fe3+产生混凝沉淀,去除大量金属络合物和有机物。
2.4离子交换法
该种方法是通过交换剂自己所带的能够进行自由移动的离子可以与废水中需要处理的离子进行交换,因此现实废水净化的目的。离子交换剂具有交换和吸附两种作用,通过对待交换离子的吸附而进行交换。该种方法还可以对电镀废水中的铜、铬、镍等离子进行交换去除。
3电镀废水处理新技术
3.1高效生物法
生物法进行电镀废水处理是借助人工养殖的复合功能菌来实现的。该种菌的作用有:络合作用、酶的催化转化作用、静电吸附作用、共沉淀作用、凝絮作用以及PH值的缓冲作用等。基本原理是:功能菌首先把电镀废水中的六价铬还原成三价铬,然后菌体把铜、铅、镍、锌、铬吸附在一起进行络合成团,使重金属离子经过沉淀后形成污泥,通过固液分离的方法进行去除。改种方法的适用性十分的强,而且设备简单,费用低,也不产生二次污染,其应用前景很广泛,该种方法存在的不足就是功能菌的繁殖速度太慢,而且效率不高。不过生物技术是一种彻底的、十分环保的废水净化技术,通过不断的研究,终将发挥更大的作用[4]。
3.2膜分离技术
膜分离技术工作原理是:借助膜的选择透过,来对废水中存在的部分成分进行分离。该种技术不仅没有二次污染、分离效率高,而且可以对重金属进行回收。因此该技术很有发展前途。电镀废水中应用到的膜技术有:超滤、电渗析、纳滤等。通过这三种方法进行除镍处理,截留率能够达到99%以上,经过处理后的重金属膜浓液可以达到回收利用的标准。同时该种方法对铬和铜的处理效果也十分有效。
3.3溶液萃取法
溶液萃取法的基本原理是:把不溶于水,但是可以溶解水中某种特定物质的溶剂加入到废水中,经过一段时间,使溶质能够在溶剂内充分的溶解,这样就可以将该种有毒物质从废水中分离出去,同时也可以对金属进行回收。该种方法主要包括三种工序:混合、分离、回收[5]。该种方法是液-液接触,在保障分离效果的同时,又能连续性操作。溶液萃取法处理废水的重点和难点就是溶液萃取剂的选择,由于溶剂的再生产过程中需要消耗大量的能源,并且在萃取过程中还会产生大量的流失,这些缺点限制了该种方法的使用范围。
4电镀废水处理技术的发展与展望
随着环保要求不断提高和电镀工业发展迅速,我国电镀废水处理技术由闭路循环、工艺改革以及回收利用向综合防治的方向逐渐发展,我国目前已经进入到了总量控制和回收利用的阶段。自动控制与多元化组合方式相结合现实资源回用的废水处理技术将成为净化电镀废水发展的主流[6]。研发出具有节能、高效、环保、节能的处理技术,将是电镀废水处理技术未来的发展方向和研究的主要内容。在对电镀废水进行处理的同时,也应该从源头上对其进行控制。从行业发展的整体效益和发展趋势来看,该行业可以从以下几个方面来控污染的源头。第一,推广循环经济,进行清洁生产。通过对提高电镀资源、电镀物质的循环利用率和转化率,可以大幅度的减少重金属污染物的产生,在电镀行业生产的过程中实行全过程的分布智能控制、与此同时,结合综合治理废水,从而实现电镀废水的零排放。第二,实行综合一体化技术,由于重金属会因为不同的工艺和行业有所差别,通过发展综合的多处理技术,使其在实践中应用,可以提高处理效果。
结束语
通过对过去常用和目前新兴的电镀废水处理工艺的介绍,指明了未来电镀废水处理技术的研发方向和前景,虽然每种方法都有其优势,在实践中应该重点研究有效的组合工艺,以提高处理效果。通过不断的深化新技术,提高水质净化的目的。
参考文献:
[1] 王文星.电镀废水处理技术研究现状及趋势[J].电镀与精饰,2011,33(5):42-46.
[2] 曾武.电镀废水处理技术的研究和发展[J].广东化工,2011,38(4):173-174,146.
[3] 胡翔,陈建峰,李春喜等.电镀废水处理技术研究现状及展望[J].新技术新工艺,2008,(12):5-10.
[4] 黄其祥,胡衍华,徐凑友等.电镀废水处理技术研究现状及展望[J].广东化工,2010,37(4):128-130.
关键词:循环水、浓缩倍数、冷却、检测方法、控制指标
Abstract: in order to give full play to the efficiency of water treatment agent, improve water quality management level, increase the economic efficiency, in the circulating cooling water system of multiple concentrated data in the investigation, this paper analyzes the different concentration ratio detection and practical, the feasibility of the method, and the concentration ratio control index put forward the reasonable scope.
Keywords: circulating water, concentration ratio, cooling, detecting methods, control index
中图分类号:V448.15+1 文献标识码:A文章编号:
循环水浓缩倍数是指在开式循环冷却水系统中,由于蒸发使循环冷却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,也可以说浓缩倍数是循环冷却水的浓缩度。浓缩倍数是反映和控制循环水系统运行的一个重要综合性指标。
我单位生产给水取自嫩江岸边的自建给水泵站,取水能力为12008000T/H,用二根DN800的混凝土管送至厂区,每根管线长度约为一公里,供水能力为8000T/H。随着经济的发展、生产规模的扩大,目前我厂需要的新鲜生产用水量为9800T/H,从而使生产用水的供求矛盾日渐突出,曾出现供水困难,压力不足的现象。我集团公司焦化分厂原有一套循环水系统,98年中氮肥改造项目建成后又投入了二套循环水系统,其中一循六座冷却塔,循环水量为18900T/H,是我集团公司规模最大的循环水系统。要想解决生产用水的供需矛盾只能从循环冷却水入手,其大有潜力可挖。浓缩倍数是判定循环冷却水利用率的一个重要指标,一般浓缩倍数低,耗水量、排污量均大且水处理药剂的效能得不到充分发挥;该数越高,说明循环水被利用的次数越多.提高循环水浓缩倍数不仅可以降低补充水量、节约水资源、降低排污水量,减少对环境的污染和废水处理量,还可减少水处理剂和杀生剂的消耗量,从而降低水处理成本。提高浓缩倍数运行是目前公认的有效节水方法。但随着浓缩倍数的提高,循环水系统结垢和腐蚀因子也随着成倍上升。这就需要把浓缩倍数控制在一个合理的范围,同时选择一个合适的检测方法也至关重要。
1、循环水浓缩倍数的检测方法
浓缩倍数的检测方法很多,循环水系统日常运行时,浓缩倍数的检测一般是根据循环水中某一种组分的浓度或某一性质与补充水中某一组分的浓度或某一性质之比来计算的,
即:K=C循/C补
式中 C循―循环水中某一组分的浓度
C补―补充水中某一组分的浓度
对于用来检测浓缩倍数的某一组分,要求不受运行中其他条件如加热、投加水处理剂、沉积、结垢等情况的干扰。因此,一般选用的组分有CI-、Ca2+、SiO2、K+等。
1.1 CI-、Ca2+等
虽然CI-的测定比较简单,在循环水运行过程中既不挥发也不沉淀,但我厂因常用CI2或NaCIO、洁尔灭等药剂来控制水中的微生物及粘泥,这样会引入额外的CI-,用该法测得的浓缩倍数会偏高;同时循环水系统在运行过程中或多或少地结垢,尤其在高浓缩倍数时更为明显,故用Ca2+法测得的浓缩倍数也会偏低。
1.2 SiO2法
此法我公司10年前曾利用SiO2法,用该法检测时循环水浓缩倍数数据有时会出现异常波动且严重失真的现象:用室内新鲜水作基准进行比较时,浓缩位数普遍偏高,一循曾高达7.2,二循曾高达8.3,焦化循环水曾高达8.5;后来改成装置补充水作基准进行比较时,浓缩位数又普遍偏低,有时甚至出现小于1的情况。目前此检测方法已不再使用。
1.3 电导率法
电导率的测定比较简单、快速、准确。从理论上来说,在循环水系统中常需要加入水处理剂和通入CI2,这会使水的电导率增加,另外当系统设备有泄漏时也会使电导率明显增高,故用该法测出的电导率也会产生很大的误差。我单位曾于2000年4―8月用电导率法进行了测试。结果表明:当循环水的电导率较高,补充水的电导率也较高时,得出的K值还是不高;当补充水电导率不高而循环水电导率又较低时,K值也会高。故此法误差也较大。
1.4 K+法
理论上来说,以K+作为浓缩倍数的标准物最佳。因为钾盐的溶解度较大,在循环冷却水运行中不会析出,一般药剂中均不含 K+,故用此法检测循环水浓缩倍数时,受到的干扰相对较少。循环水系统中K+来源较少,一般在某个阶段内K+是相对稳定的,但在不同时期也会受土壤、地面水等外界环境的影响而有一定的变化。
我们还进行了不同实验室(中心化验室和动力分厂化验室)的不同化验人员用不同仪器对一循和装置补充水的同一水样的进行了化验分析,测得的K值偏差也较小,两室K值之差的绝对值与平均值之比小于8.6%,由此可见,用该法测得的K值误差较小,可作为循环水系统的实际值。
循环水浓缩位数的控制指标
一般情况下浓缩倍数低,耗水量就大,排污量也大;浓缩倍数高也可以减少水量,节约水处理费用。但是浓缩倍数过高可以使循环冷却水中的硬度、碱度和浊度升提得太高,水的结垢倾向出会增大很多,从而使防结垢、防腐蚀控制的难度变大,进而使水处理药剂在冷却水系统内的停留时间增长而水解,因此,循环冷却水的K值并不是愈高愈好,必须把浓缩倍数控制在一个合理的范围内。
结论
⑴我单位采用CI-、Ca2+、SiO2及电导率法检测循环水浓缩倍数的误差较大。而根据数理统计结果和现场应用情况表明用K+法准确度高、精密度好。
⑵我单位循环冷却水系统的浓缩倍数控制在2―4最为理想。
参考文献:
[关键词]后金融危机时代;纺织染整企业;管理
[DOI] 10.13939/ki.zgsc.2015.03.098
随着我国科技的不断发展,环境污染相对严重,国家大力提倡节能减排,由于染整企业属于生产型企业制造的废水、废气和废品比较多,需要进行严格的内部管理。高污染和高消耗的染整企业随着我国提倡的节能减排的推行也在积极的治理,政府在对染整企业进行检查时需要从企业内部的管理入手,管理不善很容易导致能耗的消耗和环境的污染,严重者面临停产。染整企业纺织品主要的工作 流程是把原材料经过一系列工序的加工之后生产成成品,这些工序涉及到了很多方面的不良问题,如果管理不善对整个企业的发展有很大的阻碍,因此企业要对各个生产环节进行监督和制定严格的管理措施,做到对每个环节都要制定严格的标准,有法必依才能达到一定的管理效果。
1 染整企业管理和技术是企业每个环节有效运行的基础
我国有很多纺织品染整企业,每个企业的发展状况有所区别,有的经济业务持续下滑,甚至有的开始面临停产,根本原因就是由于企业管理方面的问题导致,没有进行严格的管理。在管理的过程中还需要生产技术的不断提高,管理手段和技术方法要同时进行和发展,两者缺一不可,如果缺少其中一个因素,运行就形成一种恶性循环,对企业发展不利。技术是企业发展的决定性因素,管理是企业能够持续发展的前提条件,科学的和有针对性的管理能够避免在生产过程中出现生产混乱和成本过高等问题。企业现场管理标准有工作标准、技术标准和管理标准。工作标准管理的主要对象是人,明确了人应当肩负的不同责任,在工作检查和监督的具体工作内容,对错误进行纠正的力度;技术标准的主要对象是事物,事物运行的状态和质量结果达到的一个标准;管理标准的主要对象是,对一件事情办理的程度和范围,根据人的需求需要达到一个目的要求。
染整企业中所有的资源和人员每时每刻都处在一种相对控制的状态,比如设备、水电和布匹等,一切物和人的运行状态都能够反映出每个岗位环节的生产情况,对是否实现了人员之间、部门之间和车间之间对资源的有效利用和总体的有效生产进行严格把握。只有当机器设备正常运行、人员正确根据工艺操作和坯布染助剂有了品质保证才能够生产出合格的产品,也就可以促使计划生产的精细管理的不断推进,企业才能得到更快的发展。
2 后金融危机下的纺织染整企业中的管理分析
2.1 原料管理
染整企业纺织品的生产最为重要的一个环节就是助剂的使用,它是产品的质量保证,也是染厂的基础物质,所以,对助剂质量进行严格把关是企业管理的重中之重。有关人员一定要确保染助剂入场前的质量达到企业的质量标准。对每种染助剂留样并检测,和标准染助剂进行仔细对比,对新染料的试验报告进行详细对比;对助剂进行含固量和pH值的测试并做记录,对一些危险性比较大的需要进行专门存放。染料和助剂需要进行分开存放,避免两者混合;控制好保管原料厂房的温度,避免受潮。对染料的日期和批号要分开存放。水质在很大程度上对原料的影响较大,要定期进行pH值和硬度的检测。
2.2 技术管理
染整企业在技术管理中可以看作是配方工艺的严格管理,也相当于SOP管理。对每台设备、每个人员操作和每个工艺流程都需要有严格的操作要求,比如企业化验室的工作要做到严格规范,它就相当于一个小小的染厂 一样,必须要对每个细小的环节进行分析和规范,生产现场需要把化验室内的配方放大到百万倍,如果出现错误对现场的生产将会造成很大的不良后果。
化验室在对纺织品进行复色时需要使用同批染助剂和同式布匹,坯布精练在小样缸内进行完成,因此,化验室需要对布匹进行必要的检测环节,包括织物原料成分、单位面积质量和经纬密度等,在检测时需要把质量深入精确。还应当对完成的布匹做精确的白度测试,必须要保证白度和复色一致,不同批号的坯布需要对复色另行精做。大货染色之前必须要做的环节就是复色,但是在一些情况下,复色达不到想要的效果,因为在进行复色过程中,人员、设备和染助剂的批号不一致,很大程度上会导致批号不同的布匹有很大差别的染色配方,这时工作人员需要引起重视,如果出现色光有很大偏差时需要立即把这两个不同批号的布匹进行并缸染色。很多情况下是由于打色人员的操作手法问题所导致色差,这就需要对人员进行有针对性操作手法的练习和测试。
化验室染液泡制:染液泡制也有自身的有效期,活性染料一般在24小时,分散染料一般在48小时,必须要在保持搅拌的前提下。很多比较鲜艳颜色的有效期相对比较短,特别是荧光染料生命周期比较短;生命周期比较长的是深暗颜色染料。
对棉织物进行染色时,需要提高颜色成功几率,最好是一次成功,染前处理尤为重要。如果前处理不当,比如白度不够、颜色不鲜艳和无洗干净等情况,会造成非常大的严重后果。所以在进行染色时,前期一定要在化验室做好必要的实验准备。对涤纶织物进行染色时,坯定尤为重要。温度在染料中的吸收程度有很大影响,一些染色不均匀的主要原因是热处理不均匀。
2.3 设备管理
在进行染整企业的管理中,最主要的是质量保证,对质量管理需要通过真实的生产数据,数据的生成又是通过计量器和仪表进行计算。如果没有必要的计量工具就得不到真实、可靠的数据。所以,化验室和现场中一切的计量工具和设备都需要进行准确的数据记录,通过数据对设备和工具进行定期修正和校对。
化验室中有很多不同设备需要进行校对和管理,比如,自动滴料机的误差需要控制在规定范围内、电子天平要十分准确、染杯要进行不同区分、测色仪要日常进行维护管理和现场定型机中的温度、车速的正常均匀等,对此管理人员需要进行列表管理和定时保养,出现问题时要及时进行修理,以保证设备的正常运行。
设备日常运行过程中会出现原料的滴漏现象,浪费的原料,增加企业的生产成本。所以,日常生产中需要对设备进行定期维护管理,特别是一些大型设备,需要定期检查和维修,这很多程度上能够延长设备的使用年限,为企业降低成本。政府明确规定,企业的泄漏率不能超过0.2%,,但是在实际生产中很多领导对多处泄漏情况没有进行严格处理,浪费现象随处可见,所以,在培养人员节能减排意识的基础上,还需要降低设备的泄漏点。
2.4 制度管理
染整企业要加大制度管理,制度是使企业规范运行的有利保障,企业制度最重要内容是6S管理的制定和实施。
6S管理指的是生产环境的清洁、整理、素养和安全。如果人员做好这些清洁工作就可以从根本上治理好滴漏现象,并且很大程度上方便了车间内的一些环节的查询,提高工作效率。还可以大大降低车间人员损伤,改善良好工作环境。对质量和消耗指标进行确定,然后向职工进行宣传了解,使职工明白自身肩负的责任。
制度管理在染整企业中起着决定性的作用,一般分为以下五类:一是染助剂管理控制;二是后整理管理控制;三是化验室管理控制;四是品管管理控制;五是染色车间管控。在进行浸染生产时,需要进行适时调度,以保证不同类型产品的加工时间和顺序,达到预期的生产目标。由于染缸采用的是柔性生产线,能够对任何一种浸染产品进行加工,但是在不同之间相互进行切换时,需要保证每个产品的染色质量,应当在对产品进行加工之前对染缸进行必要清洗。浸染产品在进行切换时会有一定的生产切换成本,其中包括了切换费用和时间。
在进行切换时,由于颜色之间的影响有所不同,在进行不同类型切换时,切换所产生的成本也有很大差别。
2.5 人员管理
纺织染整企业主要以生产型为主,由于劳动强度比较大,工作环境也比较差,导致了企业内部职工的流动性很大,由于人才的不断流失给企业带来了一定的经济损失。因此在一定程度上要想留住职工,就需要调动他们的积极性,采用公平的绩效考核来对每位职工进行奖励,这样不但可以留住职工,而且还提高了职工的积极性和工作效率,使企业得到快速发展。把生产产量和质量作为绩效考指标,通过让职工完成标准的产量和质量来达到提高生产质量的目的。
进行绩效考核应当由企业中的总经理进行负责,进行考核的对象是全企业职工和一些管理人员。定期对生产产量和产品质量进行考核,每月进行阶段考核总结,一年奖励一次。对完成生产指标的职工或者小组按照绩效考核的标准进行现金奖励,对没有完成指标的职工或者小组需要按照绩效考核标准扣除奖金。每月初对生产产量和质量进行制定,对没有完成任务需要进行反思和情况的分析,最后制定出解决办法。在职工中培养有未来远见的领导,让一线员工有通过表现进行升级的机会,从领班开始做起,逐渐培养。从领班中总结对企业发展的有利和无利因素,以此更好的表现自己,能够站在为企业发展的角度去考虑事务之内的工作,规划工作在整个生产中的配合作用。
3 结束语
由上文可以看出,我国纺织染整企业在生产中的各个环节需要通过不同的管理方法来实现企业正常的发展速度。为了使纺织染整企业通过精心管理得到更快有序发展,对染整企业中各方面由于日常管理不善出现的管理问题,需要从设备管理、人员素质、制度管理等各个方面进行完善管理。还需要在管理方法进行不断加强,对管理效果进行监督,各个环节中的废水和废物都要采用有效、科学的方法进行处理,对技术工艺要进行不断提高来精益求精,根据企业内部的工作环境来有效选择适合企业的生产技术工艺,以保证产品质量的不断完善,为企业的未来经济效益而努力。
参考文献:
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关键词:污水厂、处理工艺、工程调试
中图分类号:U664.9文献标识码: A
1.概况
当前城市污水处理厂工艺调试的重要性还没被普遍认识和接受,不少污水厂建成后没有进行工艺调试, 会出现运行起来水质达不到设计要求或运行成本偏高等现象。事实上, 工艺调试是污水厂投产前的一项重要工作。通过工艺调试发现并解决设备、控制、工艺等方面出现的问题,使污水厂投入正常运行;实现工艺设计目标,在出水水质达到设计要求的前提下, 尽可能的降低运行成本。
生活污水的水质和城市性质、城市现有排水系统、生活习惯等因素密切相关。大部分属于综合性城市,即居住、商贸、工业生产混杂在一起,排放的污水以居民生活污水为主,工业废水所占的比例不大。因此该类废水的水质相差不大,一般BOD5为100~200mg/L之间,COD为250~400mg/L,SS为200mg/L 左右,TP 为3~6mg/L 之间,TN 为20~50mg/L之间,BOD5/CODcr值较高,可生化性较好。但一天内水量水质变化较大,分布不均,凌晨一点至早晨六点水量很小,下午4点至晚10点,则水量很大。与冬季相比夏季水量大而且各水质指标的浓度偏低。
2.处理工艺分析
(1)收集工艺设计图及设计说明、自控、仪表和设备说明书等相关资料;检查化验室仪器、药品等是否齐全, 以便开展水质分析;检查各构筑物及其附属设施尺寸、标高是否与设计相符;检查总供电及各设备供电是否正常;检查各种闸阀能否正常开启和关闭;检查仪表及控制系统是否正常。
(2)开启水处理设施、管道中所有阀门和闸阀,启动进水泵送水,根据各构筑物进水情况,沿工艺流程适时启动其他设备。
(3)活性污泥培养的实质就是在一段时间内,通过一定的手段,使处理系统中产生并积累一定量的微生物, 其培养方式主要有连续式和间歇式。
a.连续式培养:是指在连续进水、连续出水的情况下进行的活性污泥培养方式。选择该种培养方式的条件是要有足够的进水, 即日进水量至少可以满足一台进
水泵24 小时的水量, 其优点是培养时间短, 微生物所需驯化时间短。其具体操作方法是根据水量确定进水泵开机台数和生物池开启组数,格栅机、沉砂池、二沉池全开, 开启外回流泵, 回流量控制在大于100%,曝气区溶解氧大于2mg/L,生物池流速平均不小于0.3m/s,连续运行。每天做好各项水质指标和控制参数的测定。当
sv% 达到10% 以上时,活性污泥培养即告成功,此时的出水BOD5、SS、COD 等指标一般可达到设计要求。
b.间歇式培养:是按进水、曝气、沉淀、撇除上清液等四个阶段往复循环的培养方式, 是在进水量小不能满足连续运行的一种培养方式。其特点是微生物积累周
期长,驯化时间长,操作工作量大。其具体操作方法是同时开启进水泵、格栅机、沉砂池,待生物池充满水后开始曝气,同时停止进水,当COD、SS 明显小于进水时停止曝气,沉淀2 小时后再进水,同时撇除上清液。在此过程中的水质指标和控制参数的测定及完成的标志同连续式培养。
(4)活性污泥驯化的目的是选择适应实际水质情况的微生物,淘汰无用的微生物,对于有脱氮除磷功能的处理工艺,通过驯化使硝化菌、反硝化菌、聚磷菌成为优势菌群。具体做法是首先保持工艺的正常运转, 然后严格控制工艺控制参数,DO 在厌氧池控制在0.1mg/L 以下,在缺氧池控制在0.5mg/L 以下,在好氧池控制在2 ~3mg/L,好氧池曝气时间不小于5 小时, 外回流比5 0 % ~100%,内回流比200%~300%,每天排除日产泥量30%~50% 的剩余污泥。在此过程中,每天测试进出水水质指标, 直到出水各指标达到设计要求。
(5)工艺控制参数的确定设计工艺控制参数是在预测的水量、水质条件下确定的,而实际投入运行时污水厂的水量水质往往与设计有较大的差异,因此,必须根据实际水量水质情况来确定合适的工艺控制参数, 以保证污水厂的正常进行和出水水质达标的同时尽可能降低能耗。需确定的重要工艺参数有进水泵房的控制水位、沉砂池排砂周期、生物池溶解氧DO 及氧化还原电位ORP、污泥回流比R、污泥浓度MLVSS,污泥沉降比SV%、污泥指数SVI、污泥龄SRT、剩余污泥排放周期及日排放量、二沉池泥面高度等, 其中影响能耗大小的主要因素是进水水位的高低和污泥浓度MLVSS 的大小,影响脱氮除磷效果的主要因素是溶解氧DO 和污泥龄SRT。进水泵房水位在保证进水系统不溢流的前提下尽可能控制在高水位运行。用每天排砂量体积与集砂容积对比来确定排砂周期, 排砂量体积小于集砂容积。生物池DO 及ORP 根据厌氧池放磷情况、缺氧池反硝化情况、好氧池吸磷和硝化情况来确定,一般情况下厌氧池的DO 小于0.1mg/L,缺氧池的DO 小于0.5mg/L,好氧池的DO 控制在2 ~3mg/L 之间,厌氧池ORP 小于-250mV,缺氧池ORP 在-100mv 左右,好氧池ORP 大于40mv。回流比R 的大小应根据污泥在二沉池的停留时间和磷的释放来确定,一般情况下80% 左右较合适。污泥浓度MLVSS 通过污泥负荷来确定,脱氮除磷工艺的污泥负荷一般在0.12kgBOD5/(kgMLVSS*d)左右较合适。污泥龄SRT 要考虑设计水质的要求, 对脱氮除磷工艺而言,其一般控制在8 天左右。
(6)工艺控制规程主要是用来指导生产运行的,是工艺运行的主要依据,其主要内容为:第一,各构筑物的基本情况;第二,各构筑物运行控制参数;第三,设施设备运行方式;第四,工艺调整方法;第五,处理设施维护维修方式。工艺控制规程应在工艺参数确定后编制。
3.工程调试注意问题
污水处理厂工程调试是在设备安装完工后进行的。在工程调试之前,应该对所有设施、管道及水下设备进行检查,彻底清理所有杂物,以避免通水后管道、设备堵塞和维修水下设备影响调试的顺利进行。通水后进行水下设施设备的维护困难相当大, 主要是因为维修需将水池放空,放空一次相当费时费工,特别是有活性污泥后,放出去会发生污染事故。
对进水水质严格进行监控,尤其是PH,超过要求时应立即采取相应措施。否则会使培菌工作前功尽弃。培菌初期,曝气池会出现大量的白色泡沫,严重时会堆积两三米高,这是培菌初期的必然现象, 只要控制好溶解氧和采取适当的消泡措施就可以解决。
4.结束语
本工艺调试具有技术性强、难度高,污泥性质稳定,沉降性好的特点。同时具有工程总体投资少,运行费用低等特点。需要具备污水处理知识和长期运行经验的专业人员或专业机构来实施。
参考文献
[1] 钱易,米详友.现代废水处理新技术[M].北京:中国科学技术出版社,1993.
关键词:水质工程学教学改革
中图分类号:G642
文献标识码:A 文章编号:16749944(2017)11026202
1 引言
水质工程学以物理、化学、生物等课程为基础,它主要研究给水与废水处理的工程技术和工艺方法,因此,其具有涉及面广、实践性和理论性强的特点[1]。
在科学技术迅速发展的当下,为实现新时代大学培养目标――培养出具备自主创新和实践能力的技术人才,对水质工程学课程体系进行改革,从而体现水处理理论的实用性和整体性。
2 教学存在的主要问题
2.1 内容单一,缺乏供水工艺系统的集成和创新的体现
目前,安徽新华学院所选教材理论性较强较抽象,偏重于讲解水质工程学基本理论、概念、方法,使学生很难理解。这种教学方法单纯靠教材内容展示,影响学生对实际工程的了解,不利于体现课程的综合性。
教材目前停留在常规处理工艺。针对水源污染及水质复杂的现状,已被成功用于水厂的升级改造的关键技术,比如第二代给水处理工艺(臭氧-活性炭工艺)、第三代给水处理工艺(膜滤、活性炭吸附和生物降解组合)等未归纳到教材中,导致理论和实践出现脱节的现象。
另外,水源水质的复杂性需要将各种水处理技术集成及组合工艺、综合应用后才能水质达标。即教学内容应对水处理工艺过程的多样化充分体现。
2.2 教学环节安排不合理
目前,该校水质工程学教学环节依次按照理论教学、实验、课程设计、实习等4个方面进行。这样的安排会造成理论和实践联系不够紧密。
一方面,无法发挥实验教学对理论教学的补充作用。由于实验教学的时间安排相对理论教学滞后,实验老师不清楚学生理论知识的掌握情况,难免重复讲解理论知识点,极大的浪费资源、人力和时间。另一方面,实验多数是验证性实验,没有拓展到学生的创新能力。
结束理论教学和实验教学后,学生开始着手课程设计,由于选用教材偏重理论性,略少涉及实践设计方面,学生需要自主翻查设计手册,造成课上课下知识的脱节。
实习放在最后,使得学生在实践操作中遇到问题不能及时和老师沟通交流,更可能出现书本知识早已被遗忘,无法做到理论结合实际。
3 教学改革内容
针对上述水质工程学教学中存在的问题,并根据每个教学环节教学目的不同,对水质工程学进行教学改革探索,主要是对教学环节执行的顺序进行调整。
理论教学作为专业知识学习的前提以及其他各环节的基础,因此,最先安排理论教学。一方面,教师在课堂上结合多媒体讲授各种水处理技术的原理、常规工艺流程。另一方面,还要结合时下成熟的给水处理技术和组合工艺,及相关设计计算。
水处理实验作为理论知识的形象体现,应安排水处理实验穿插在理论教学中间。这样可以保证学生及时加深对课堂知识的理解。
理论教学结束后安排实践实习。重点选择几个工艺先进且齐全的给水厂和污水厂实习,再参观若干个不同工艺特点的水处理厂。通过这样的实习安排,学生才能掌握各类水处理构筑物的结构形式及灌渠连接等情况,熟悉各类泵房的布置形式和起吊设备及阀门控制,熟悉水处理运行过程中所需的水质检测设备及其作用,理解厂区构筑物、绿化、道路等平面与高程布置原则,真正做到理论结合实践。
最后,安排课程设计。通过理论学习、实验操作及校外实习实践等活动环节,学生再进行水厂课程设计时,将更能理解如何合理的进行水泵选型及运行,明白水处理厂各构筑物之间平面与高程布置原则,了解办公用房、检修车间、化验室、道路等各类附属建筑物的布置特点。因此,最终的设计方案会更加实际合理有逻辑,为后续毕业设计甚至走上工作岗位打下坚实基础[2]。
4 结语
对水质工程学教学进行改革探索,可以激发学生自主学习和学习热情,对培养出具有自主创新能力、实践能力的技术人才有很大帮助[3]。
参考文献:
[1]薛英文,程晓如. 《水质工程学》教学环节的合理安排探讨[J].教育教学论坛,2015,(2).
[2]徐 凤,杨 广,李俊峰. “层进式”教学模式在《水质工程学》中的研究与实践[J].教育教学论坛,2015,(4).
[3]徐 凤,李俊峰. 整合《水质工程学》教学内容 提高教学质量[J].石河子大学学报(哲学社会科学版),2011,(12).
[4]给排水工程专业指导委员会.全国高等学校土建类专业本科教育培养目标和培养方案及主干课程教学基本要求.给水排水工程专业(2004)专业建设[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.
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新一轮课程改革最引人注目的亮点就是“以实验探究科学探究的突破口”,促进学生认识科学探究的基本过程、发展科学思维能力、揭示化学现象的本质,而培养学生的科学素养。为此,在新课程的教学中,许多教师都想方设法精心设计探究实验、引导学生亲历、体验探究过程。如果能把平时教学中鲜活的探究活动作为背景材料,经过认真的加工、打磨,使之成为中考试题,则能有效地区别“真探究”和“假探究”,在教学中更好地突出学科特点,同时也能实现教与考的和谐发展。笔者在新课程的中考命题实践中进行了一些尝试和思考,现举两例加以说明。
1 命题案例
例1.(2007年连云港市中考题)某研究性学习小组在综合实践活动中对某化工厂化验室排出的废水感兴趣,欲对其进行探究:
[调查获悉] 废水中含有硝酸亚铁、硝酸银
[查阅资料]含硝酸亚铁的溶液呈浅绿色
[实验目的] 探究用锌从废水中最大程度地回收金属银的方法;探究锌和废水中硝酸亚铁、硝酸银的反应顺序
[实验用品] 废水、所需化学试剂及相关的仪器、用品
[设计方案] 他们设计了如下方案:
[发现问题]小组成员分别进行实验,在得到固体甲的同时发现:有些同学得到无色溶液乙,有些同学得到深浅不同的浅绿色溶液乙。小丹同学提出问题:哪种结果能最大程度地回收金属银呢?锌与废水中哪种物质先反应?
[讨论分析]小军同学认为:这个问题必须通过探究溶液乙或固体甲的组成才能回答,此观点得到了大家的赞同。于是他们决定分成两组探究溶液乙,第一组探究无色溶液,第二组探究浅绿色溶液:
(1)首先他们对溶液乙中的溶质作出了多种猜想:
第一组:①溶质为Zn(NO3)2②溶质为 Zn(NO3)2、 AgNO3
第二组:③溶质为Fe(NO3)2和______ ④溶质为Fe(NO3)2、 _____和_____
(2)小悦同学思考后指出:“通过实验或推理,都能排除第一组同学提出的猜想②,从而确立猜想①是合理的”,请你叙述其推理过程________
(3)第二组同学向不同深浅的绿色溶液中加入一种试剂,观察实验现象后得出结论,使③④两种猜想都得以验证。请你参与到实验操作过程中并完成下表:
[交流后得出结论]
(4)当反应后溶液呈无色,溶质为______或当反应后溶液呈浅绿色,溶质为______和______时,能最大程度地回收金属银。通过探究,同学们认为:“使用过量的锌,过滤后得无色溶液”是方便、快捷并确保最大程度地回收金属银的一种方法。经过观察和思考,同学们还得出了 Zn先和废水中______反应,再和______反应的结论。
[探究后反思](5)老师评价:这种方法虽然方便、快捷,但也有不足,请你指出它的不足______。
[答案](1)Zn(NO3)2, Zn(NO3)2和AgNO3
(2)若猜想②成立,说明Fe(NO3)2 已与Zn反应生成Fe,而 Fe会与过滤前溶液中的AgNO3反应,因此Zn先与Fe(NO3)2反应不可能,从而排除猜想②。
(3)
(4)Zn(NO3)2,Zn(NO3)2 Fe(NO3)2, AgNO3,
Fe(NO3)2
(5)浪费一些锌和稀硫酸,最好能对亚铁盐和锌盐进行回收利用,又能减少污染。(或其他合理答案)
例2.(07年连云港市中考模拟题)某班一学习小组以“关于市场上几种补钙保健产品的调查研究”为课题进行了探究学习活动。请你一起参与其活动,完成下列探究过程。
[活动目的]
(1)了解钙元素与人体健康的关系。
(2)了解钙产品的含钙量、价格,并检验是否合格。
(3) 培养获取信息、处理信息、分析问题、解决问题、合作探究能力。
[调查收集资料]
(1)通过市场调查,常见的四种钙产品的有关信息如下:
(2)通过查阅三九健康网、《现代医学周刊》、《市场报》等收集到如下信息:
生长期青少年每天钙摄入量应为1300mg,而实际上目前我国中学生平均每日钙摄入量为518mg,
营养学会公布的居民每日钙摄入量为800mg。
[研究结论]
(1)钙保健产品中的钙元素以____形式存在。
A.单质 B.化合物
(2)人体中的钙元素主要存在于________中。
(3)根据上述调查信息分析,青少年每日钙需要量大,而实际摄入量不足,应注意_______。
[交流与讨论]
(1)由上表分析比较,四种钙产品中,当含有相同质量的钙元素时,_____价格相对最便宜。
A.钙尔奇-D B.凯思立-D
C.乐力钙 D.枸橼酸钙
(2)在交流过程中,小芳同学提出一个观点,补钙还可以食补,既经济又实惠。下列做法可以补钙的是_____。
A.在食物中添加生石灰B.食用一些虾皮
C.喝排骨汤 D.做馒头时放纯碱
(3)小明认为食用凯思立-D等的碳酸钙进入胃内会发生化学反应,其化学反应方程式是_____。
[质疑与再探究]
由钙尔奇-D说明书知,每片钙尔奇-D中含碳酸钙1.5g,又知钙尔奇-D不含有其他碳酸盐,经研细后可与稀硫酸完全反应。在讨论中,小强同学提出: 现在市场上有些不法分子会以假乱真,购买的钙尔奇-D不知是否合格, 想通过实验定量分析。于是他设计了如下方案进行实验:取5片钙尔奇-D研细,放入锥形瓶(见下图),加入足量的盐酸充分反应,气体最后通入氢氧化钠溶液(假设气体全部被氢氧化钠吸收,忽略系统内空气中CO2的影响), 两次称量盛氢氧化钠溶液的洗气瓶,便可计算出样品是否合格。
试回答下列问题:
(1)小强用 B中NaHCO3饱和溶液除去CO2中混有的少量HCl气体, B中的NaHCO3溶液能否换成石灰水?___________(填“能”或“不能”),其理由是_______。C中浓H2SO4的作用是_______,E中碱石灰的作用是_____________________。
(2)小明认为:小强的设计不能达到检验样品是否合格的目的,应该加以改进,并得到了小组其他同学的赞同,你认为小明发现的问题是_______,改进的方法是_____________________。
(3)用改进后的装置和药品进行实验,称量盛氢氧化钠溶液的洗气瓶质量增加了3.3g。试通过计算说明小强选用的钙尔奇-D是否为合格产品。
[答案]
[研究结论] (1)B,(2) 骨骼和牙齿 ,(3)补钙等。
[交流与讨论](1)A ,(2)BC,(3)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2
[质疑与再探究](1)不能,因为石灰水会吸收二氧化碳,干燥CO2气体,防止空气中的二氧化碳进入D干扰实验结果
(2)NaHCO3饱和溶液吸收HCl时,能反应产生CO2,导致盛NaOH溶液的洗气瓶增重超过样品产生CO2的质量,无法计算样品是否合格。
将盐酸换成稀硫酸 ,将NaHCO3饱和溶液的洗气瓶去掉。(或其他合理答案)
(3)3.3g CO2~7.5gCaCO3~3gCa~5×600mgCa为合格产品。
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2 命题思考
2.1试题素材 要重视真实性
《全日制义务教育化学课程标准(实验稿)》(以下简称《标准》)指出:“注意从学生已有的经验出发,让他们在熟悉的生活情景中感受化学的重要性,了解化学与日常生活的密切关系,逐步学会分析和解决与化学有关的一些简单的实际问题。”上述题1是基于在综合实践活动中学生对某化工厂化验室排出的废水感兴趣而产生对废水进行探究的愿望和行动,题2是基于目前市场上补钙保健品的种类繁多,我们该如何鉴定其真伪,及进行质量分析等问题展开的课题研究,这两题的试题素材都是取自学生身边的事物和学生熟悉的社会实践活动。重要的是,在命题时,要追求探究情境的真实性,如:试题中各个环节的设计,特别是题1中由于加入试剂量不同,有些同学得到无色溶液乙,有些同学得到深浅不同的浅绿色溶液乙等,都是力求真实再现探究情境。在这些实实在在的探究场景中,引导学生利用学到的知识解决社会、生活方面的一些简单的实际问题,有利于挖掘学生潜在的动机资源和养成学以致用的良好习惯,并促进学生科学素养的形成。这相对于解决那些人为编造的、虚拟的化学问题来说,更能体现化学学习的价值,符合《标准》中使学生“感受并赞赏化学对改善个人生活和促进社会发展的积极作用,关注与化学有关的社会问题,初步形成主动参与社会决策的意识”的要求,对新课程中情感、态度与价值观目标进行有效的落实。
2.2 探究设计 要具有新颖性
根据新课程的选择性,不是所有学生都经历过某个作为素材的实践活动,如按活动原生态呈现的
话,公平性、新颖性将面临挑战,新颖本身就体现公平。因此,编拟题目时,必须对素材进行合理的取舍、精心的加工、科学的设计,并与新课程的教学内容紧密结合,使之具有新颖性。纵观废水处理回收银这类试题,大多是直接加过量的铁而不用铜,因为过量的铁可用酸很方便地除去。如果还维持这种套路的话,很难出新,而且试题也不容易涵盖多种探究要素。基于这种考虑,编拟题1时就想到了锌,废水中金属离子只是Ag+太显单薄,若加进Cu2+不好分离出银,若搭上Fe2+,加锌不如直接加铁简洁合理。那么怎样使加锌也显得合理而必要呢?命题者站在小组自主学习的立场,身临其境地思考学生会想些什么问题,想得到什么收获。于是就设计成实验必须达到两个目的,即不光要回收银,而且要探究锌与谁先反应,此题这样设计还得到一个意外的收获就是金属的用量是由学生探究出来的,而不是直接告诉学生。这种深度的创新,令人耳目一新。题2中定量分析购买的钙尔奇-D是否合格的实验中,将碳酸氢钠与盐酸反应这个新增的知识点巧妙地结合进去,以此引导教师、学生对新教材中新增知识点的重视。此题的设置,还培养了学生关心环境、关爱健康的情感,体现了试题内容的与时俱进。
2.3 探究过程 要追求互动性
探究学习的落脚点是学生。基于建构主义的实验探究,十分注重通过学生自主参与探究活动来达到促进学生科学素养全面发展的目的,倡导学生在活动中合作,在合作中交流,在探究中反思。所以,在实验探究中不仅要关注学生探究的结果,更需强调学生在探究过程中的经历和体验,使他们从中感受到探究的乐趣。 题1、题2都是通过小组合作学习的形式展开的,笔者在编拟题1时,让小组成员同时进行多个实验,经过充分地讨论、分析、交流,确立下一步实验方案,再综合不同的实验结果得出结论,最后引导学生进行反思,这对于以亲历和体验为主的稚嫩的学生探究活动显得很有必要。题2在调查、收集资料、交流与讨论、质疑与再探究等环节中都充分发挥学生的主体作用,并且还穿插学生的评价和实验改进。这样将平时探究活动中的生生互动、师生互动延续到考场上,也使过程与方法目标的有效落实。
2.4 问题设置要体现层次性
实验探究中会产生各种各样的问题,探究过程的深入往往都是围绕着问题展开的。一组恰如其分的问题,能够激发学生的探究愿望,产生积极的问题解决心向。题1、题2的编拟过程中,根据学生的认知结构和实验目标设置了许多由易到难、层层递进、有探究价值的问题,力求在问题意识的驱动下,让学生自主、积极地投身其中,通过调查、收集资料、实验、分析、思考、评价、交流等环节,体验知识的获得过程,得出结论,解决问题,实现自身主动建构与发展,对学生发现问题,分析问题、解决问题的能力进行了有效的培养。
2.5 呈现方式 要力求开放性
开放性试题可以给学生提供一个更大的考虑问题的空间。这类试题有利于学生多角度、多侧面、多层次地思考问题,能增强学生思维的变通性。题1中多个实验、不同用量的试剂得到不同的探究结果,题2中上网、市场调查等本身就是开放式的探究过程。而题1的(3)中用实验来验证猜想③④,可以用含Cl-的溶液作试剂,也可以用Cu作试剂,(5)中的反思可以从节能的方面去考虑,也可以从减排的方面去思考,这些则是体现了结果开放。
总之,在确保科学性的基础上,真实的试题素材、新颖的探究内容、合作互动的探究过程、层层递进的问题设置、开放性的试题设计等都是新课程形势下实验探究试题编拟的要素,融入这些要素的试题,对于发展学生的科学探究能力、促进学生科学素养的提高是大有裨益的。
参考文献:
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