廢水處理論文全文(5篇)

摘要：粉煤灰具有比表面積大、多孔性蜂窩狀組織形貌、活性氧化物成分等獨特的理化性能，通過簡單改性即可大幅提升其吸附性能，因此在廢水處理方面具有很大的應(yīng)用價值。文章概述了粉煤灰的理化性能，酸改性粉煤灰吸附機(jī)理，以及酸改性粉煤灰在廢水處理中的應(yīng)用，并提出了需進(jìn)一步研究的課題。

關(guān)鍵詞：粉煤灰；酸改性；廢水；吸附

我國是產(chǎn)煤和用煤大國，每年的排灰量巨大，約6億噸，不僅污染環(huán)境，也造成了潛在資源的浪費(fèi)。我國粉煤灰主要用于建材、筑路回填等領(lǐng)域，附加值低，近年來，以粉煤灰為原料開發(fā)高附加值產(chǎn)品越來越受到重視。粉煤灰具有獨特的物理和化學(xué)特性，物理性質(zhì)方面，含有細(xì)微炭粒，呈多孔性蜂窩狀組織形貌，化學(xué)性質(zhì)方面，含有氧化硅、氧化鋁、氧化鈣等活性成分，具有一定吸附活性，因此粉煤灰應(yīng)用于廢水處理有其獨特的優(yōu)勢。然而粉煤灰直接用于處理廢水其吸附效果不佳[1]，因此需要進(jìn)行改性，主要方法有酸改性、堿改性、熱改性等，本文就酸改性粉煤灰在廢水處理中的應(yīng)用研究進(jìn)展作簡要綜述。

1粉煤灰分類

粉煤灰按照燃煤電廠鍋爐類型不同，可分為煤粉爐粉煤灰和循環(huán)流化床粉煤灰。由于兩種鍋爐的燃燒溫度分別約為1300℃和900℃，因此產(chǎn)生的粉煤灰的物理性能差異較大，表1為兩種粉煤灰安息角、真密度、比表面積等物理性質(zhì)數(shù)據(jù)。由表可見，循環(huán)流化床灰較煤粉爐灰比表面積大、活性成分多，因此具有更佳的酸溶活性。

2酸改性粉煤灰的吸附機(jī)理

粉煤灰的酸改性是酸與粉煤灰中的活性成分反應(yīng)，多數(shù)改性研究選用鹽酸、硫酸或兩者混酸，也有選用HNO3、HBr、HAc為改性劑。

1教學(xué)內(nèi)容中引入煤炭行業(yè)環(huán)境保護(hù)科研課題

目前，環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)所用的教材和實驗講義很少或者根本沒有涉及煤炭行業(yè)環(huán)境工程的內(nèi)容，很難應(yīng)對日后煤炭行業(yè)環(huán)境保護(hù)的問題。因此，現(xiàn)階段可以考慮在傳統(tǒng)環(huán)境工程教學(xué)內(nèi)容中引入煤炭行業(yè)環(huán)境保護(hù)的內(nèi)容。通過課程改革，修訂實驗內(nèi)容，在滿足實驗教學(xué)大綱的基礎(chǔ)上，突出礦業(yè)環(huán)境保護(hù)的行業(yè)特色；特別是加強(qiáng)有關(guān)礦山環(huán)境保護(hù)的實驗內(nèi)容。根據(jù)基礎(chǔ)實驗、專業(yè)基礎(chǔ)實驗、綜合實驗和研究創(chuàng)新實驗不同教學(xué)目的，精心設(shè)計每一個實驗教學(xué)方案。最可行的方法是煤炭特色高校環(huán)境工程專業(yè)在教學(xué)實驗中將煤炭行業(yè)環(huán)境保護(hù)科研課題或某一課題的若干階段設(shè)計為實驗教學(xué)內(nèi)容，可以高效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、并實現(xiàn)科研資源的教學(xué)共享。把學(xué)校本科教學(xué)投入、“211”工程投入、“985”工程投入和環(huán)境工程系教師科研項目投入形成的實驗室資源，實行分層次管理和開放，逐步實現(xiàn)實驗室資源的優(yōu)化配置，向本科教學(xué)全面開放，為大學(xué)生實踐教學(xué)和科技創(chuàng)新活動提供實驗平臺。為此，我校環(huán)境工程專業(yè)充分利用教師承擔(dān)的煤炭行業(yè)環(huán)境保護(hù)的課題，積極探索將科研課題內(nèi)容轉(zhuǎn)化為實驗教學(xué)內(nèi)容。具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

(1)在給水工程實驗教學(xué)中，我們依托承擔(dān)的國家自然科學(xué)基金課題《高濁高鐵錳礦井水處理研究》，將環(huán)境工程專業(yè)傳統(tǒng)的混凝沉淀、地表水過濾及反沖洗實驗教學(xué)內(nèi)容改為高濁度礦井水混凝沉淀、高鐵錳礦井水過濾及反沖洗實驗。在實驗教學(xué)過程中，不僅講授傳統(tǒng)的混凝沉淀、過濾教學(xué)原理和內(nèi)容，還補(bǔ)充煤礦礦井水的產(chǎn)生、排放和水質(zhì)污染特征等知識。通過教學(xué)，使學(xué)生在掌握實驗基礎(chǔ)知識和基本技能的同時，對工業(yè)過程、工業(yè)污染特征以及工業(yè)污染防治有了初步的認(rèn)識，不僅為學(xué)生將來的工作打下了基礎(chǔ)，也增加了學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識的興趣。

(2)在排水工程實驗教學(xué)中，我們結(jié)合國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)《電化學(xué)氧化－生物強(qiáng)化A/O工藝處理焦化廢水研究》，將原來SBR工藝處理生活污水實驗教學(xué)內(nèi)容改成SBR工藝處理焦化廢水實驗。這個實驗內(nèi)容的改變，讓學(xué)生深刻地認(rèn)識到工業(yè)廢水和生活污水在處理技術(shù)方面有較大的區(qū)別，防止了課堂教學(xué)和實際工程出現(xiàn)較大的偏差，特別是水力停留時間、活性污泥比增長速率、揮發(fā)性懸浮固體濃度(MLVSS)等參數(shù)選擇，為學(xué)生以后從事工業(yè)污水處理工作奠定了良好的基礎(chǔ)。

(3)在環(huán)境監(jiān)測實驗教學(xué)中，我們結(jié)合國家自然科學(xué)基金課題《納米RuO2/ZrO2－CeO2催化臭氧氧化深度處理焦化廢水及廢水中的POPs》，將原來的COD分析教學(xué)內(nèi)容中的生活污水換成煤化工廢水。這一實驗內(nèi)容的改變，使得研究對象由生活污水變成了受氯離子干擾嚴(yán)重的煤化工廢水，讓學(xué)生系統(tǒng)深刻地體會到了消解過程中沉淀產(chǎn)生的原因及其對分光光度法的干擾，以及滴定法和分光光度法各自的優(yōu)缺點，并引導(dǎo)學(xué)生從一個簡單的COD測試實驗思考到各種環(huán)境工程原理。此類教學(xué)內(nèi)容的改變還有很多，比如，將礦井除塵裝置、煤化工廠VOCs催化氧化分解裝置和燃煤電廠脫硫脫硝裝置引入到大氣污染控制工程實驗教學(xué)的演示實驗中；將煤矸石簡單制磚的內(nèi)容引入到固廢處理與處置實驗教學(xué)中；將頭發(fā)中汞含量的測定引入到環(huán)境化學(xué)實驗教學(xué)中；將煤化工廠受污染土壤的氣提修復(fù)裝置引入到環(huán)境土壤學(xué)實驗教學(xué)的演示實驗中。通過這些來自于科研課題的實驗，提高了學(xué)生的動手能力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維，為他們將來開展實際的科研打下了良好的基礎(chǔ)。

2開展與煤礦區(qū)污染控制相關(guān)創(chuàng)新性實驗

我校環(huán)境工程中心積極開展與煤礦區(qū)污染控制研究項目相關(guān)的創(chuàng)新性實驗室，并以此為基礎(chǔ)，確立本科生創(chuàng)新項目和畢業(yè)論文設(shè)計課題，全面培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，成為學(xué)生完成綜合設(shè)計性和研究型實驗的重要基地。學(xué)生從大一開始進(jìn)行查文獻(xiàn)、寫調(diào)研報告等基礎(chǔ)訓(xùn)練，大二和大三開展具體實驗，大四開展成果總結(jié)訓(xùn)練，學(xué)習(xí)撰寫結(jié)題報告并。我們的創(chuàng)新實驗基本來源于科研項目，但是為了不給學(xué)生造成難度，又對科研項目進(jìn)行了大量的改變，基本都是教師自己精心設(shè)計的面向本科生的創(chuàng)新性實驗。圖1是典型的創(chuàng)新實驗設(shè)計過程。先根據(jù)傳統(tǒng)的混凝和沉淀實驗，添加礦井水污染治理的內(nèi)容，設(shè)計創(chuàng)新實驗的第一個研究內(nèi)容，即混凝沉淀處理礦井水。然后根據(jù)課堂講授的混凝沉淀水力梯度(G值)的理論知識，將混凝部分?jǐn)U充為多級攪拌混凝實驗；根據(jù)淺池理論，將沉淀內(nèi)容擴(kuò)充為斜板沉淀池設(shè)計。最后將所有的內(nèi)容合并起來，形成實驗名稱為多級攪拌＋混凝＋斜板沉淀處理礦井水的創(chuàng)新性實驗。在實驗教學(xué)過程中，學(xué)生根據(jù)下達(dá)的科研任務(wù)要求，充分發(fā)揮個人智慧，設(shè)計系統(tǒng)的實驗方案，并在充足的科研經(jīng)費(fèi)支持下，開發(fā)了用于實驗過程的多套連續(xù)裝置；獨立分析整個實驗過程所涉及的實驗參數(shù)，完成了一個復(fù)雜的工藝實驗研究，并提交系統(tǒng)的研究報告。這些改革既為教師和研究生完成科研任務(wù)提供了一定的參考依據(jù)和技術(shù)基礎(chǔ)，并充分調(diào)動了本科生學(xué)習(xí)和參加科研的積極性，培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新素質(zhì)，既促進(jìn)了科研任務(wù)的順利完成，又提高了本科實驗教學(xué)的含金量。

一“、三層次”實驗教學(xué)環(huán)節(jié)

環(huán)境工程專業(yè)是多學(xué)科的交叉學(xué)科，需要如化學(xué)、化學(xué)工程、材料化學(xué)等學(xué)科的理論、實驗方法和技術(shù)來支撐、擴(kuò)展和延伸自己的內(nèi)涵和外延[2]。實驗教學(xué)的基本任務(wù)是通過實驗活動，對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法和實驗技能訓(xùn)練和培養(yǎng)，使學(xué)生能夠完整地、系統(tǒng)地掌握實驗的基本原理、方法和技能以及實驗技巧等。同時，學(xué)生通過實驗的實際操作，實現(xiàn)理論和實際的聯(lián)系，掌握技能，并能在此過程中提出問題，促進(jìn)思考，從而使解決問題的能力得到提升，達(dá)到自主創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目的[3]。在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)中，將原實驗課程教學(xué)安排和內(nèi)容進(jìn)行改革，改變原來實驗內(nèi)容與理論課程學(xué)習(xí)同時進(jìn)行，以驗證型實驗為主的實驗教學(xué)。對環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)進(jìn)行調(diào)整，在完成基礎(chǔ)化學(xué)實驗、環(huán)境微生物實驗、環(huán)境監(jiān)測實驗教學(xué)的基礎(chǔ)上，將水、氣、固、聲的專業(yè)實驗整合為一門環(huán)境工程專業(yè)實驗，共48學(xué)時，集中在第七學(xué)期末的兩周內(nèi)進(jìn)行，其中水方面專業(yè)實驗25學(xué)時。實驗技能的培養(yǎng)使學(xué)生不僅鞏固了理論知識，訓(xùn)練分析、判斷、綜合邏輯思維能力和獨立解決問題的能力，還初步培養(yǎng)開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

1.強(qiáng)化演示驗證的實驗內(nèi)容

專業(yè)實驗中演示驗證實驗內(nèi)容是不可缺少的，相關(guān)的實驗內(nèi)容能加深學(xué)生對理論知識的認(rèn)識和理解，加強(qiáng)動手能力和思維能力。演示驗證實驗中設(shè)置了水中常見陰離子的測定、顆粒自由沉降實驗、離子交換實驗等內(nèi)容，同時注意專業(yè)實驗內(nèi)容與環(huán)境監(jiān)測實驗內(nèi)容不重復(fù)設(shè)置。

2.突出以學(xué)生為主的原則，開設(shè)綜合設(shè)計型實驗

綜合設(shè)計型實驗以學(xué)生為主，教師為輔的形式進(jìn)行實驗。設(shè)置了混凝+過濾（吸附）實驗、含重金屬酸性廢水處理實驗。學(xué)生根據(jù)實驗的基本原理，自主設(shè)計實驗方案、準(zhǔn)備實驗所需藥品、進(jìn)行實驗研究、分析實驗現(xiàn)象和討論實驗結(jié)果。在整個實驗過程中，教師對關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行講解和回答學(xué)生提出的問題。通過訓(xùn)練，學(xué)生對文獻(xiàn)查閱、實驗方法、分析儀器使用等方面知識的運(yùn)用，提高了他們的知識綜合運(yùn)用能力、觀察能力和動手能力。

3.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究能力，開設(shè)研究探索型實驗

一、環(huán)境科學(xué)專業(yè)實踐環(huán)節(jié)存在的問題與不足

（一）傳統(tǒng)的實踐教學(xué)屬于保姆式教學(xué)，實踐環(huán)節(jié)極其薄弱

傳統(tǒng)的實踐教學(xué)絕大多數(shù)是由教師組織，教師準(zhǔn)備好藥品與器材，并告知學(xué)生每個實踐步驟與操作點，學(xué)生被動參與，基本不用動手。這種實踐教學(xué)模式難以激發(fā)學(xué)生的興趣和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性，學(xué)生對教師依賴程度高，缺乏獨立性，不利于學(xué)生的獨立操作能力培養(yǎng)，學(xué)生深入拓展的空間不足、鉆研潛力沒有得到啟迪和開發(fā)。如環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)生認(rèn)識實習(xí)主要涉及污水處理廠、垃圾焚燒場、生活垃圾填埋場等的參觀，但由于學(xué)生人數(shù)眾多，學(xué)生只能跟在指導(dǎo)教師后面聽聽看看，這導(dǎo)致大多數(shù)學(xué)生聽不到也看不清。由于認(rèn)識實習(xí)時間太短，只能安排學(xué)生一天參觀1－2家企業(yè)，這導(dǎo)致認(rèn)識實習(xí)所起作用有限。

（二）環(huán)境科學(xué)專業(yè)實踐內(nèi)容缺乏系統(tǒng)性與科學(xué)的組織與管理

筆者從其他高校的調(diào)研與所招研究生面試中獲悉，許多院校的實踐環(huán)節(jié)基本沒有，只有少量的實驗課程，或者只有環(huán)境化學(xué)、環(huán)境監(jiān)測等少數(shù)幾個實驗，并且屬于教師準(zhǔn)備充分，學(xué)生進(jìn)行簡單驗證性的實驗，實踐教學(xué)內(nèi)容幾乎為零。

（三）實踐教學(xué)以集中參觀為主，難以培養(yǎng)學(xué)生的獨立思維能力

大多院校的實踐教學(xué)僅以參觀為主，形式大于內(nèi)容，不能反映污染產(chǎn)生與治理過程中出現(xiàn)的千變?nèi)f化的情況，不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性。這不能反映理學(xué)統(tǒng)籌兼顧的大局觀念，更解決不了生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的新老問題，而且還會導(dǎo)致惡性循環(huán)的產(chǎn)生。認(rèn)知實習(xí)的參觀部分，學(xué)生根本無法聽到學(xué)習(xí)單位指導(dǎo)教師的講解，更不要說進(jìn)行相應(yīng)的體驗或操作了。這不能體現(xiàn)新時期環(huán)境科學(xué)實踐教學(xué)任務(wù)和培養(yǎng)目標(biāo)，不利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

1環(huán)境科學(xué)專業(yè)實踐教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)

根據(jù)環(huán)境科學(xué)學(xué)科的特點、發(fā)展趨勢，特別是社會對環(huán)境科學(xué)專業(yè)人才的需求，要求我們必須培養(yǎng)高素質(zhì)的環(huán)境科學(xué)創(chuàng)新人才及高級專業(yè)人才．創(chuàng)新人才應(yīng)具有扎實的理論基礎(chǔ)、科研技能和創(chuàng)新能力，畢業(yè)后主要從事環(huán)境科學(xué)教學(xué)科研和高層管理等;高級專業(yè)人才，應(yīng)具有較扎實的理論知識、很強(qiáng)的實踐技能，主要從事環(huán)境咨詢服務(wù)、工程實施、環(huán)境管理等工作．重慶文理學(xué)院于2000年開設(shè)了應(yīng)用分析與環(huán)境監(jiān)測專科專業(yè)，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展對環(huán)境保護(hù)的要求以及西部大開發(fā)對環(huán)境科學(xué)專業(yè)人才的需求，于2002年申報本科4年制環(huán)境科學(xué)專業(yè)，并得到重慶市教委批準(zhǔn)，2003年開始招生．2007年環(huán)境科學(xué)成為重慶文理學(xué)院的重點學(xué)科，2008年成為重慶市的特色專業(yè)建設(shè)點．目前，該專業(yè)具有環(huán)境監(jiān)測與評價和環(huán)境治理工程兩個專業(yè)方向．重慶文理學(xué)院環(huán)境科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)為:培養(yǎng)適應(yīng)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)需要，德、智、體、美全面發(fā)展，知識面寬、專業(yè)技能扎實、實踐能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)良好，在企事業(yè)單位和行政部門從事環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境管理、資源管理、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境評價、生態(tài)修復(fù)和環(huán)境治理等方面的生產(chǎn)技術(shù)、技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用研究和管理工作的高素質(zhì)應(yīng)用型專門人才．根據(jù)環(huán)境科學(xué)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，重慶文理學(xué)院環(huán)境科學(xué)專業(yè)的實踐教學(xué)目標(biāo)為高素質(zhì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)．近幾年，重慶文理學(xué)院環(huán)境科學(xué)專業(yè)在應(yīng)用型實踐教學(xué)體系方面做了大量的改革與探索，正逐步建立具有自身特色的應(yīng)用型實踐教學(xué)模式．

2多模塊、多層次實踐教學(xué)體系的建設(shè)與改革

我國環(huán)境科學(xué)專業(yè)實踐教學(xué)在培養(yǎng)高素質(zhì)環(huán)境專業(yè)人才中發(fā)揮了重要作用，并形成了由課程實驗、課程/教學(xué)實習(xí)、社會實踐、畢業(yè)論文/實踐構(gòu)成的實踐教學(xué)體系．近年來，重慶文理學(xué)院在建立應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系方面做了積極的探索．目前，重慶文理學(xué)院的環(huán)境科學(xué)專業(yè)已初步建立了多模塊、多層次的實踐教學(xué)體系，該體系由實驗教學(xué)、專業(yè)實習(xí)、科研訓(xùn)練3個模塊組成，包含基本訓(xùn)練、提高型訓(xùn)練、研究創(chuàng)新型訓(xùn)練3個層次．實驗教學(xué)模塊由基礎(chǔ)型、綜合型、設(shè)計型實驗組成，重在培養(yǎng)學(xué)生基本實驗技能、方法和手段，使學(xué)生的科學(xué)思維能力和創(chuàng)新意識得到初步訓(xùn)練;專業(yè)實習(xí)模塊由認(rèn)知實習(xí)、課程實習(xí)、課程設(shè)計、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)、社會實踐等組成，強(qiáng)化學(xué)生的社會實踐感性認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實際問題的能力;科研訓(xùn)練模塊由創(chuàng)新實踐、學(xué)科競賽、課外科技活動、畢業(yè)論文(設(shè)計)、參加教師科研項目或工程項目等組成，使學(xué)生得到科研訓(xùn)練，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識和科研能力．

2．1實踐教學(xué)平臺的建設(shè)

重慶文理學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院利用學(xué)校自籌資金、日元貸款項目和中地共建項目等，建立了“環(huán)境科學(xué)與工程實驗中心”、“化學(xué)教學(xué)實驗中心”和“分析技術(shù)實驗中心”，總面積約為3500m2，儀器設(shè)備價值1200余萬元．開設(shè)的學(xué)科基礎(chǔ)實驗包括無機(jī)及分析化學(xué)實驗、有機(jī)化學(xué)實驗、物理化學(xué)實驗、儀器分析實驗，專業(yè)基礎(chǔ)實驗包括化工原理實驗、環(huán)境化學(xué)實驗、環(huán)境監(jiān)測實驗、環(huán)境微生物實驗、環(huán)境生態(tài)學(xué)實驗，專業(yè)方向?qū)嶒灠ㄊ覂?nèi)環(huán)境監(jiān)測實驗、土壤與農(nóng)化分析實驗、環(huán)境工程學(xué)實驗、水污染控制工程實驗、大氣污染控制工程實驗、固體廢物處置與資源化實驗、環(huán)境科學(xué)綜合實驗、環(huán)境治理綜合實驗．目前的教學(xué)平臺已能滿足我校環(huán)境科學(xué)專業(yè)及相關(guān)專業(yè)學(xué)生基礎(chǔ)實驗教學(xué)和專業(yè)實驗教學(xué)的需要．實習(xí)基地是實踐教學(xué)的重要載體，基地建設(shè)的成效將影響實踐教學(xué)的質(zhì)量［4］．為便于學(xué)生實習(xí)、見習(xí)，經(jīng)過幾年的努力，重慶文理學(xué)院已在市內(nèi)各區(qū)縣建立了穩(wěn)定的實習(xí)基地，在永川區(qū)環(huán)保局、永川僑立水務(wù)有限公司、渝北肖家灣污水處理廠、重慶市環(huán)境科學(xué)院、江津污水處理廠建立了穩(wěn)定的見習(xí)基地，基本能滿足學(xué)生實習(xí)、見習(xí)的需要，較好地為學(xué)生提供了拓展視野、親身體驗的場所．在學(xué)生見習(xí)或?qū)嵙?xí)期間，還請有經(jīng)驗的環(huán)保技術(shù)專家指導(dǎo)學(xué)生實習(xí)，進(jìn)行現(xiàn)場教育．通過見習(xí)、專業(yè)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)等過程訓(xùn)練，讓學(xué)生深入了解社會需求及自身的不足，明確了學(xué)習(xí)的目的，激發(fā)學(xué)習(xí)的動力，提高了綜合素質(zhì)．

2．2實踐教學(xué)內(nèi)容的建設(shè)與改革