第一篇：碳酰肼的合成工藝與應(yīng)用探究

碳酰肼的合成工藝與應(yīng)用探究

鑫泰水處理 2015.12

在講碳酰肼的合成工藝與應(yīng)用之前，小編先普及一下碳酰肼究竟是什么，有什么作用，碳酰肼與我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)有沒有很大的聯(lián)系呢？

碳酰肼是一種重要的化工原料，是肼的衍生品，在工業(yè)上主要被用來作為鍋爐水的除氧劑，即水處理劑中的除氧劑。這是目前碳酰肼的主要用途。除此之外，還可以作為煉油廠設(shè)備的防腐劑，在化纖行業(yè)可用作彈性纖維的交聯(lián)劑。碳酰肼中，由于其與氮原子相連的氫原子易被其他基團(tuán)取代，所以碳酰肼又是一種重要你化工中間體，可用于醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)除草劑、植物生長調(diào)節(jié)劑、染料等行業(yè)。如果用碳酰肼作為配體，可以制備多種聚合物，廣泛用于：醫(yī)藥、石油、國防等工業(yè)中，價值不言而喻。

碳酰肼的合成工藝

1、最早是美國科學(xué)家在上個世紀(jì)60年代用碳酸二酯和過量的肼反應(yīng)制取碳酰肼。這種方法需要長時間的高溫反應(yīng)，往往會生成其他副產(chǎn)品，重要的是在高溫過程中，如果對肼的控制不好把握，在高溫過程中肼容易生成爆炸性氣體，安全性能差。

2、近年來，俄羅斯工作者提出了不蒸餾的條件下制備碳酰肼的方法，制備的純度也高。但是反應(yīng)時間長達(dá)48h也不適合工業(yè)化生產(chǎn)。

3、日本科學(xué)工作者提出了用尿素制備，但是也在高溫下進(jìn)行，副產(chǎn)品多，純度不高，安全性能差。

4、其他方法還有三聚氰酸和水合肼反應(yīng)制備，耗時間廠，控制不好。光氣和水合肼反應(yīng)容易生成爆炸性氣體，安全性能差。

總之，碳酰肼的制備工藝還需要進(jìn)一步探究，目前碳酰肼價格比較高，大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)受限，因此突破技術(shù)是目前降低碳酰肼價格的唯一辦法，為此需要科研工作者進(jìn)一步探索和研究。

碳酰肼的應(yīng)用降解

1作為水處理劑使用-碳酰肼

除去水中的溶解氧從而保護(hù)工業(yè)設(shè)備是水質(zhì)控制中重要的一環(huán)，一般是機(jī)械與化學(xué)除氧相結(jié)合，使得溶解氧盡可能的降低。化學(xué)除氧劑應(yīng)具備的條件是在整個水循環(huán)中各個溫度下都要良好的除氧效率。在水與氣之中產(chǎn)生的分解物質(zhì)對工作人員影響最小更易于控制。眾所周知，最早用于除氧劑的是亞硫酸鈉，由于在低溫下能夠高效迅速的同氧氣發(fā)生反應(yīng)，從而成為當(dāng)時主要的除氧劑。但是在后來的鍋爐水除氧中發(fā)現(xiàn)，亞硫酸鈉會導(dǎo)致過熱蒸汽管的污染以及凝汽管的龜裂，且鍋爐水的固形物增加，因此化學(xué)除氧劑改用聯(lián)氨，但是最近幾年聯(lián)氨又被懷疑有致癌作用，這就促進(jìn)人們努力的探索新產(chǎn)品，渴望開發(fā)出一種無毒、操作方便、又能快速的除氧的新型除氧劑，碳酰肼應(yīng)運而生，首先在日本得到應(yīng)用，進(jìn)而快速推廣。但是，碳酰肼的制備工藝不成熟，加之價格高，使得其推廣受到限制，因此，需要科學(xué)工作者的進(jìn)一步努力。

2、樹脂整理劑

在紡織品的樹脂整理過程中，碳酰肼可用作甲醛的捕捉劑，在酸性介質(zhì)中碳酰肼可與甲醛反應(yīng)生成加合物，然后脫水并聚合，因而是不可逆反應(yīng)，不會釋放出甲醛。同時，用碳酰肼處理后的紡織品，對酸性染料有很高的親和力，即織物容易著色，皺折減少，并且產(chǎn)品具有良好的仿佛像和耐用性。

3、用作含能配合物

主要用于火箭的染料助劑等

第二篇：氯化氫合成與吸收工藝設(shè)計及運行總結(jié)

氯化氫合成與吸收工藝設(shè)計及運行總結(jié)

王真貝，黃建成

（江蘇揚農(nóng)化工集團(tuán)，江蘇 揚州 225000）

[關(guān)鍵詞]：氯化氫合成石墨二合一

氯化氫吸收

設(shè)備選型

運行情況 [摘要]：對揚農(nóng)化工集團(tuán)產(chǎn)能擴(kuò)建項目中鹽酸合成工藝的設(shè)計過程進(jìn)行了簡要的概述。對于設(shè)備選型以及后期運行情況進(jìn)行了分析，并對生產(chǎn)過程出現(xiàn)的異常現(xiàn)象以及處理辦法進(jìn)行了描述。

Hydrogen chloride synthesis and absorption of process design

and operation summary

Wang Zhenbei*，Huang Jiancheng（Jiangsu Yangnong Chemical Industry Co.,Ltd., Jiangsu Yangzhou 225000，China)[key words]: hydrogen chloride synthetic graphite hydrochloric acid absorption type equipment operation [Abstract]: the design process of the synthesis of hydrochloric acid production capacity expansion project Yangnong Chemical Industry Co.,Ltd., in brief.For equipment selection and post operation are analyzed, the abnormal phenomenon and appeared on the production process and processing method are described.1、前言

鹽酸是氯堿化工的主要產(chǎn)品之一，目前鹽酸合成工藝多數(shù)采用合成和吸收兩大操作單元組成。合成爐是制造氯化氫氣體或鹽酸的主要設(shè)備。過去工藝上應(yīng)用比較廣泛的是鋼制合成爐，而近期均以石墨合成爐為主。由于石墨材料具有耐腐蝕、耐高溫、傳熱效率高等優(yōu)點，其應(yīng)用越發(fā)廣泛。配合夾套冷卻的合成爐可以降低爐內(nèi)氯化氫溫度，提高生產(chǎn)能力，甚至可以利用反應(yīng)熱副產(chǎn)蒸汽。[1]

揚農(nóng)化工集團(tuán)氯堿分廠離子膜以及隔膜電解工藝堿產(chǎn)能為12萬噸/年，配套產(chǎn)生氯氣3.5萬噸/年，鹽酸工段作為氯氣平衡的工段之一，采用氫氣和氯氣反應(yīng)生成氯化氫，再用吸收水吸收產(chǎn)生32%鹽酸作為產(chǎn)品出售。原來鹽酸工段有φ700的合成爐2臺，單套產(chǎn)能為1.5萬噸/年，為滿足集團(tuán)產(chǎn)能擴(kuò)大的發(fā)展需求，新增1臺φ1200的石墨二合一氯化氫合成爐，爐體采用內(nèi)襯石墨，外體鋼制的合成爐，配套吸收系統(tǒng)。此類合成工藝具有以下特點：

1、爐體溫度低(530±30)℃；

2、設(shè)備壽命長，平均使用壽命約2年；

3、制造及安裝方便；

4、吸收效率高；

5、操作彈性較大；

6、系統(tǒng)三廢產(chǎn)生量少。

2、工藝設(shè)計要求

合成爐選用石墨合成爐。本次設(shè)計是在揚農(nóng)集團(tuán)多年積累的設(shè)計經(jīng)驗、運行的基礎(chǔ)上，設(shè)計出工藝合理、設(shè)備優(yōu)選、產(chǎn)能以及質(zhì)量滿足要求的φ1200石墨二合一氯化氫合成爐。

3、工藝參數(shù)計算

本合成工藝設(shè)計按照年產(chǎn)2.5萬噸32%鹽酸，年生產(chǎn)天數(shù)330天計算。合成爐系統(tǒng)工藝由合成爐本體、空冷管道（配馬槽通冷水冷卻）、石墨冷卻器、三級吸收塔、水流泵等部分組成。具體工藝流程見圖1。

合成工藝流程圖三級吸收塔水流泵冷卻水二級吸收塔AT合成氫氣緩沖罐 氫氣阻火器 氫氣阻火器爐氯化氫冷卻器一級吸收塔去12#、15#庫純水分配臺去6#、11#庫去菊酯AT氯化氫分配臺串通去1#水流泵去1#吸收水純水庫PP氯氣緩沖罐循環(huán)水分配臺汽液分離器酸性水分配臺純水泵氯氣分配臺酸性水泵P夾套水分配臺05-8-18 圖1 鹽酸合成工藝流程圖

3.1合成系統(tǒng)計算

3.1.1合成爐燃燒體積計算

合成工藝采用合成爐作為氯氣和氫氣反應(yīng)的場所，本次設(shè)計合成爐是石墨二合一合成爐，采用三層燈頭，氯氣從中間進(jìn)入，氫氣從二層進(jìn)入，氫氣包裹著氯氣安靜燃燒，最外圍一層淌冷凝酸，那么選取合適的燃燒容積V是保證爐內(nèi)氯氣和氫氣混合、燃燒狀態(tài)良好、火焰垂直向上無散射、無偏燒的先決條件。根據(jù)揚農(nóng)化工集團(tuán)φ700合成爐設(shè)計的成功經(jīng)驗。

33合成爐生產(chǎn)強(qiáng)度取55～95kg(m·h)為宜，本次設(shè)計取90kg/(m·h)。經(jīng)計算單臺合成爐燃燒容積y取11.1m。

3.1.2合成爐爐體換熱面積計算

合成爐內(nèi)，氯氣和氫氣反應(yīng)生成氯化氫氣體，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，為促進(jìn)反應(yīng)向正方向進(jìn)行，必須及時移出反應(yīng)熱，同時保證生產(chǎn)的安全穩(wěn)定。散熱面積采用下式計算：S=Q/K△

22￡R，式中：S為散熱面積，m；K為傳熱系數(shù)，kJ／(m·h·℃)；Q為反應(yīng)總熱量，kJ／h；R為修正系數(shù)；△￡為平均溫差，℃。根據(jù)計算，總移出熱量Q=229.56kj/s，總傳熱系數(shù)22K=14.58w/m·℃，平均溫差△￡=475℃，修正系數(shù)R=1.35，經(jīng)計算的S為44.8m。3.1.3合成爐其它參數(shù)選取

爐體結(jié)構(gòu)為圓柱體。爐體內(nèi)直徑為1.2m，外直徑為1.6m，高為20m。燈頭：氣體3層分布，內(nèi)為φ100管(氯)，外中φ125管(氫)，爐內(nèi)上升速度：0 120m/s，工作爐溫：(570±20)℃，32爐壓：101.3kPa，校核后，取爐體體積V=11.3m，爐體換熱面積S=68.3m。3.1.3冷卻器選型

氯化氫氣體經(jīng)冷卻后(≤108℃),在含有水的情況下,生成鹽酸具有強(qiáng)腐蝕性。因此冷卻器選擇材質(zhì)為石墨,顧及系統(tǒng)壓降及安全選擇石墨徑向式園塊孔冷卻器同時它能經(jīng)受更大壓力的沖擊,更能耐高溫而不易損壞。

按照冷卻器氣相進(jìn)口溫度為150℃，出口溫度為40℃，冷卻水進(jìn)水溫度30℃，出水溫

2度33℃計算，冷凝器總傳熱系數(shù)為2400Kj/hr·m·℃，冷卻負(fù)荷為4899814.205Kj/d，冷22凝器面積要求為32.59m，圓整后為33m，選型JXZ-03。

3.2吸收系統(tǒng)計算 3.2.1 吸收塔塔徑選取

經(jīng)計算，吸收系統(tǒng)混合氣體體積流量為17489.6618m3/d，液相體積流量為50.94412m3/d，填料選取25mm*25mm*2.5mm的瓷質(zhì)拉西環(huán)以亂堆方式填充。經(jīng)計算及查亂堆填料泛點線得出泛點氣速umax=1.6m/s，空塔氣速的適宜值取泛點氣速的60%~80%，本設(shè)計取u=1.05m/s作為設(shè)計氣速，計算圓整后，塔徑取0.7m。3[2]3.2.2 吸收塔填料高度選取

3工作溫度選取30℃，對氣相傳質(zhì)系數(shù)kyα=0.0116kmol/（m·s），液相傳質(zhì)系數(shù)kLα33=0.6732kmol/（m·s），總傳質(zhì)系數(shù)KYα=0.01069kmol/（m·s），惰性氣體流量V=2085.8925kg/d，溶劑流量L=5044.119kg/d，塔截面積Ω=0.1923m2。通過計算得出傳質(zhì)單元高度為0.4027m，傳質(zhì)單元數(shù)為7.37，修正系數(shù)取1.5，實裝填料高度取4.45m，分三級吸收塔安裝。[3]

3.2.3合成一級吸收塔選型

鹽酸具有強(qiáng)腐蝕性,徑向園塊孔降膜吸收塔具有耐沖擊,壓降小,換熱效果好等優(yōu)點,故選擇石墨徑向式園塊孔降膜吸收塔。

按照吸收塔氣相進(jìn)口溫度為40℃，出口溫度為40℃，冷卻水進(jìn)水溫度30℃，出水溫度35℃，淌酸溫度45℃，進(jìn)酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)12.8%，淌酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)32%計算，吸收塔總傳熱系數(shù)為222637.81Kj/hr·m·℃，冷卻負(fù)荷為26457407.5Kj/d，冷凝器面積要求為33.89m，圓整后2為35m，選型MS-07，吸收效率折合拉西環(huán)填料高度2.78m。3.2.4合成二級吸收塔選型

塔類型選擇同合成一級吸收塔，按照吸收塔氣相進(jìn)口溫度為40℃，出口溫度為30℃，冷卻水進(jìn)水溫度35℃，出水溫度40℃，淌酸溫度45℃，進(jìn)酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.2%，淌酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)

212.8%計算，吸收塔總傳熱系數(shù)為2637.81Kj/hr·m·℃，冷卻負(fù)荷為13205209.99Kj/d，22冷凝器面積要求為28.9m，圓整后為30m，選型MS-06，吸收效率折合拉西環(huán)填料高度1.47m。3.2.5合成三級吸收塔選型

按照吸收塔氣相進(jìn)口溫度為30℃，出口溫度為27℃，淌酸溫度32℃，進(jìn)酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)0%，淌酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.2%，以亂推拉西環(huán)填料計算，溶劑流量L=5044.119kg/d，塔截面積Ω=0.1923m2。通過計算得出傳質(zhì)單元高度為0.4027m，傳質(zhì)單元數(shù)為0.5，修正系數(shù)取1.5，實裝填料高度取0.31m。

4、結(jié)論與討論

4.1 運行總結(jié)

2012年7月14日，合成爐點火成功，經(jīng)過一系列調(diào)試，各項運行指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計要求：氯化氫體積分?jǐn)?shù)為86.5%~92%，無游離氯；爐壓為0.02~0.03MPa；氯化氫出口溫度為45~55℃；吸收水轉(zhuǎn)子流量控制范圍在0.5m3/h~1.4m3/h；高純酸比重在1.158~1.160kg/m3，對應(yīng)的酸濃度為31~32%。

對比之前使用的鐵質(zhì)合成爐，石墨二合一合成爐具有以下優(yōu)點：

1、石墨材料耐腐性強(qiáng)，使用過程爐體腐蝕小，使用至今沒有發(fā)現(xiàn)爐體有腐蝕現(xiàn)象，使用周期較鐵質(zhì)合成爐長；

2、生產(chǎn)負(fù)荷高，產(chǎn)能大，爐體采用夾套水冷卻，冷卻效果好，可調(diào)控空間大，降低后續(xù)吸收系統(tǒng)冷卻負(fù)荷，查看過去生產(chǎn)記錄，目前該合成爐的日產(chǎn)量相當(dāng)于過去使用的同規(guī)格鐵制合成爐1.5倍以上；

3、成品酸質(zhì)量提高，產(chǎn)出氯化氫中含鐵量低，產(chǎn)酸質(zhì)量達(dá)標(biāo)率高，目前生產(chǎn)的高純酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31.2%~32.2%，含Ca2++Mg2+≤200PPm，F(xiàn)e3+≤500PPm。

4、爐體帶有夾套水冷卻，內(nèi)襯石墨，外用鋼材，導(dǎo)熱效果好，且防腐蝕不易漏，無高溫輻射，安全穩(wěn)定，工作環(huán)境得到明顯改善。

4.2 存在問題

1、開車初期，由于合成爐進(jìn)氣量大，爐頭火焰觀察困難，控制進(jìn)氣H2：Cl2=1.15：1較難，容易過氯，造成氯化氫的游離氯在瞬間超標(biāo)，影響了正常以及操作；

2、開車點火后，塔內(nèi)爐壓容易偏高，導(dǎo)致易熄火的現(xiàn)象，經(jīng)過逐一排查的辦法，發(fā)現(xiàn)水流泵抽力較低，如果系統(tǒng)壓力有波動，易導(dǎo)致爐內(nèi)壓力高；

3、停車，抽真空，正常檢修過程中，出現(xiàn)防爆膜爆裂現(xiàn)象，經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)觀察爐火的視鏡出漏真空的現(xiàn)象，同時檢查爐頂?shù)姆辣ぃ捎诓捎美f的防爆膜，出現(xiàn)了老化的現(xiàn)象；

4、三級吸收塔淌酸管道存在淌酸不暢現(xiàn)象，同時易發(fā)生爆鳴，經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)三級吸收塔淌酸管道液封前走向有一定的上揚，導(dǎo)致管內(nèi)氣體難以排出，產(chǎn)生酸封氣以及爆鳴的現(xiàn)象。

4.3 整改措施

1、清理觀察視鏡，方便觀察。對氯氣進(jìn)氣管道孔板流量計重新核查，由于孔板流量計孔徑大小選擇偏大，導(dǎo)致流量系數(shù)C0變大，同時孔截面積A0增加，導(dǎo)致按照壓差調(diào)節(jié)時精度降低，控制過程容易產(chǎn)生偏差，導(dǎo)致過氯現(xiàn)象。針對現(xiàn)有工況對孔板流量計的孔徑重新計算選型，通過計算，將孔板內(nèi)徑由原來的Φ50mm調(diào)整到Φ45mm，再根據(jù)壓力、溫度等條件計算孔板流量計出對應(yīng)刻度的摩爾數(shù)，并對三班員工進(jìn)行培訓(xùn)，嚴(yán)格控制進(jìn)氣比在技控點要求范圍內(nèi)；

2、對水流泵的抽力進(jìn)行重新計算確定，更換水流泵由原來的配套金屬水流泵更換為四氟水流泵，對于看開車點火前水流泵的運行操作進(jìn)行規(guī)范，針對此合成爐的特點，調(diào)整爐壓技控點指標(biāo)，保證爐內(nèi)壓力在合理的技控點指標(biāo)內(nèi)；

3、對爐頭觀察爐火的視鏡進(jìn)行緊固，對爐內(nèi)防爆壓力進(jìn)行核算，選定適宜規(guī)格的防爆膜并更換，制定定期工作，增加防爆膜處的巡回點；

4、對液封前的管路進(jìn)行調(diào)整，將原來的上揚趨勢改為有一定的向下傾斜趨勢，利于將淌酸夾帶的氣體排回吸收塔，消除淌酸不暢以及爆鳴等安全隱患。

參考文獻(xiàn)

[1] 二合一石墨合成爐生產(chǎn)氯化氫運行總結(jié)。氯堿工業(yè)，2004（7）：30-43。[2] 40t/d氯化氫合成爐設(shè)計。氯堿工業(yè)，1994（7）：24-27。[3] 化工工藝設(shè)計手冊（第三版）。北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003。

[作者簡介]王真貝（1989—），男，本科學(xué)歷，現(xiàn)于江蘇揚農(nóng)化工集團(tuán)氯堿分廠從事工藝設(shè)計及管理工作。

第三篇：射孔與壓力測試一體化工藝技術(shù)研究及應(yīng)用

龍源期刊網(wǎng) http://.cn

射孔與壓力測試一體化工藝技術(shù)研究及應(yīng)用 作者：莊金勇 趙海文 趙賓

來源：《科技創(chuàng)新導(dǎo)報》2012年第15期

摘 要:地層壓力測試是在開發(fā)井生產(chǎn)中應(yīng)用較為廣泛的試井技術(shù),是研究油氣層特性、掌握油氣層生產(chǎn)動態(tài)、檢查地面采油工藝流程,制定油氣井下一步作業(yè)措施的重要手段。因此,準(zhǔn)確及時獲得儲層壓力、溫度變化數(shù)據(jù),具有重要意義,傳統(tǒng)壓力測試方法為完井射孔后進(jìn)行測量,存在一些不足和缺陷,不能及時測量儲層初期生產(chǎn)數(shù)據(jù),為此勝利測井公司研發(fā)成功射孔與壓力測試一體化工藝技術(shù),有效解決存在的問題,并進(jìn)行了121井次現(xiàn)場應(yīng)用,效果顯著,受到各采油廠及油公司的好評。

關(guān)鍵詞:射孔 射孔與壓力測試一體化 投放式測試 自控式測試 壓力恢復(fù)

第四篇：淺析探究式教學(xué)模式的原理與應(yīng)用

轉(zhuǎn)自論文部落論文范文發(fā)表論文發(fā)表

淺析探究式教學(xué)模式的原理與應(yīng)用

作者：江金蘭 祝小紅

摘 要：探究式教學(xué)是指在教室指導(dǎo)下學(xué)生通過探究過程主動獲取知識、發(fā)展能力的實踐活動，有利于突出學(xué)生的主體性，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新意識。本文通過對探究式教學(xué)的內(nèi)涵與特征的理解，分析了探究式教學(xué)的原則以及探究式教學(xué)在專業(yè)基礎(chǔ)課中應(yīng)用的典型模式。

關(guān)鍵詞：探究式教學(xué) 主體性 模式

中圖分類號：G640 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-9082（2013）10-0029-02現(xiàn)代教育理論認(rèn)為，學(xué)校教育應(yīng)著眼于教會學(xué)生如何學(xué)習(xí)，培養(yǎng)他們自主學(xué)習(xí)的能力，夯實他們終身學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。這就意味著在教學(xué)過程中，教師的教學(xué)理念、教學(xué)方式和角色要發(fā)生根本性的變革，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式也隨之改變。教師從單一的講授式轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘈问降膯l(fā)、提問、指導(dǎo)、參與討論和評價，學(xué)生從一味的接受知識到自主參與探究。探究式教學(xué)模式將建構(gòu)主義思想和探究式為中心的教學(xué)思想有機(jī)的結(jié)合，充分體現(xiàn)了現(xiàn)代教育理論的思想，國內(nèi)外教育研究者積極的將其教學(xué)理論引入實踐中。

一、探究式教學(xué)的內(nèi)涵與特征

探究式教學(xué)強(qiáng)調(diào)的是以學(xué)生為中心，通過學(xué)生自行查找資料、調(diào)查和實驗的方法解決問題，強(qiáng)調(diào)通過小組合作學(xué)習(xí)促進(jìn)學(xué)生對科學(xué)概念的理解和知識的建構(gòu)，達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才的目的。探究式教學(xué)模式實行啟發(fā)式和探究式的教學(xué)方式，能夠調(diào)動學(xué)生的積極性，變知識的單向傳輸過程為教師引導(dǎo)下師生共同探索的過程，且把講授的重點由單純講授知識本身轉(zhuǎn)向同時獲得知識的方法和思維方法，體現(xiàn)了以學(xué)生為中心、激發(fā)學(xué)生思維的探究性教學(xué)方式，也體現(xiàn)了由中國傳統(tǒng)教學(xué)理念“授人以魚不如授人以漁”向“授人以漁不如授人以漁場”的可持續(xù)理念的升華，利用學(xué)生已有的經(jīng)驗背景，通過創(chuàng)設(shè)問題情境，實現(xiàn)激活學(xué)生的創(chuàng)造力和自主建構(gòu)知識的目的。

1.學(xué)生通過自主探究過程獲取知識

專業(yè)基礎(chǔ)課程不僅具有很強(qiáng)的理論性，同時也具有很強(qiáng)的實踐操作性，極有必要通過動腦、動口、動手來提高學(xué)習(xí)效果。學(xué)生通過觀察、測量、收集、組織和統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)或資料等探究活動，可以使學(xué)生把科學(xué)知識的學(xué)習(xí)與科學(xué)方法的訓(xùn)練結(jié)合起來，將所學(xué)知識用于解決新問題，可以使學(xué)生對科學(xué)、技術(shù)、社會的關(guān)系等問題有切身的認(rèn)識和體驗。

2.培養(yǎng)學(xué)生的探究能力

學(xué)生通過觀察發(fā)現(xiàn)問題，在實驗中學(xué)會實驗操作的技能和方法，學(xué)會對數(shù)據(jù)分析，通過思考討論得出初步結(jié)論，并可計劃進(jìn)一步的行動，在不斷的探索過程中增長知識，最終形成善于發(fā)現(xiàn)問題、善于尋找規(guī)律，善于找到解決問題的方法的探究能力。

3.培養(yǎng)探究未知知識的積極態(tài)度

探究過程中有獨立的操作、思考、也有集體的分析討論，既給予學(xué)生獨立思考、自我鉆研、自我決策的機(jī)會，又要在討論中強(qiáng)調(diào)對旁人觀點進(jìn)行思考分析，強(qiáng)調(diào)尊重科學(xué)事實的態(tài)度，以及依據(jù)事實批判的思考態(tài)度。這種既重視個性發(fā)展，又重視集體合作的民主氛圍有利于學(xué)生的身心健康和自我發(fā)展。

二、探究式教學(xué)的原則

1.探索性原則

通過實驗、調(diào)查、觀察、搜集和處理信息、表達(dá)與交流等探索活動自主、獨立的發(fā)現(xiàn)問題，獲得知識、技能、情感與態(tài)度的發(fā)展。貫徹探索性原則，引導(dǎo)學(xué)生主動參與、樂于探索、勤于動手、逐步改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式。

2.主體性原則

教學(xué)中應(yīng)尊重和發(fā)展學(xué)生的主體意識和主動精神，把學(xué)生視作學(xué)習(xí)的主人。強(qiáng)調(diào)教師指導(dǎo)的轉(zhuǎn)化作用，突出學(xué)生在教學(xué)過程中的主體地位和能動作用。

3.民主性原則

探究式教學(xué)模式重視學(xué)生內(nèi)心需求，尊重學(xué)生，改變學(xué)生被動接受的狀態(tài)。教師與學(xué)生是合作學(xué)習(xí)的關(guān)系，實現(xiàn)教學(xué)民主，讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人。

4.發(fā)展性原則

在學(xué)習(xí)化現(xiàn)代社會中，只有具備終身學(xué)習(xí)能力和自主發(fā)展能力的人，才能適應(yīng)社會并創(chuàng)造未來。探究式教學(xué)模式以促進(jìn)學(xué)生各方面的發(fā)展，尤其是思維能力的發(fā)展為出發(fā)點，讓學(xué)生不僅“學(xué)會”，而且“會學(xué)”，不僅給學(xué)生知識，還給學(xué)生打開知識寶庫的鑰匙，使學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)。

5.合作性原則

合作性是個人與個人、群體與群體之間為達(dá)到共同目的，彼此相互配合的一種聯(lián)合行動。

楊振寧博士指出，在信息社會，沒有人們的共同參與、相互合作，任何重大發(fā)明創(chuàng)造幾乎都是不可能的。在教學(xué)中我們要注重培養(yǎng)學(xué)到的合作意識和合作能力。

三、探究式教學(xué)的典型模式

探究式教學(xué)沒有固定的模式界定，并非是一成不變的，探究教學(xué)根據(jù)學(xué)習(xí)者身心發(fā)展特點、具體教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)目標(biāo)、學(xué)習(xí)生活環(huán)境的不同作出適當(dāng)調(diào)整，若執(zhí)意追求探究教學(xué)過程的完整性，只會讓教師和學(xué)生疲于對待模式的套用，陷入形而上學(xué)的怪圈。目前為止，5E循環(huán)教學(xué)模式和薩奇曼探究訓(xùn)練模式是較為成功的兩種探究式教學(xué)模式。

1.5E循環(huán)教學(xué)模式

5E循環(huán)教學(xué)模式是以建構(gòu)主義理論為支柱建立起來的，它重點強(qiáng)調(diào)教師對學(xué)生先行知識結(jié)構(gòu)框架的建構(gòu)，學(xué)生應(yīng)用已有知識框架主動去探尋知識內(nèi)容和師生之間合作的能力。其教學(xué)模式包括：吸引（engagement）、探索（exploration）、解釋（explanation）、加工（elaborationj）、評價（evaluation）。

1.1 1E吸引（Engagement）：在此環(huán)節(jié)中，需要教師對學(xué)生、對教材、對教技有良好的把握，通過教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)引起學(xué)生認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引出教學(xué)任務(wù)。

1.2 2E探索（Exploration）：教師通過創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，調(diào)動學(xué)生主動性，讓學(xué)生主動投身到探究活動中，引導(dǎo)學(xué)生對問題進(jìn)行正確的分析，探析問題的本質(zhì)，探索問題真相。

1.3 3E解釋（Explanation）：探索活動后，教師有序組織學(xué)生對問題展開討論、交流各自觀點，幫助學(xué)生建構(gòu)知識體系，掌握實踐技巧，注重討論交流中學(xué)生思維能力的培養(yǎng)。

1.4 4E加工（Elaboration）：此過程應(yīng)注重理論的延伸與實踐的結(jié)合，教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)新問題情境，擴(kuò)展、加深學(xué)生對概念的理解及應(yīng)用，嘗試將所學(xué)知識返作用于實踐。

1.5 5E評價（Evaluation）：教學(xué)過程中教師應(yīng)及時準(zhǔn)確地對學(xué)生各方面的發(fā)展進(jìn)行評價。此外，組織學(xué)生開展自我評價，人人評價等活動，有助于學(xué)生的自我發(fā)展及自我價值的肯定。

2.薩奇曼探究訓(xùn)練模式

美國教學(xué)法專家理查德·薩奇曼認(rèn)為，人具有天生的對陌生的事物或是疑難問題本能地進(jìn)行研究的傾向，這是一種內(nèi)在的心理探究欲望。教學(xué)應(yīng)利用學(xué)生的這種天生的內(nèi)在沖動，幫助學(xué)生掌握科學(xué)探究的過程和方法，以此來獲得或創(chuàng)造新知識，培養(yǎng)學(xué)生的獨立學(xué)習(xí)和研究的能力。薩奇曼認(rèn)為，幫助學(xué)生進(jìn)行探究的最好方法是訓(xùn)練，即促使學(xué)生對“為什么事情會如此這般地發(fā)生”產(chǎn)生強(qiáng)烈的疑問，并能合乎邏輯地獲得資料和加工資料，進(jìn)行創(chuàng)造性的思考，找到“為什么事物就像現(xiàn)在這種樣子”的答案。通過這些步驟的訓(xùn)練，學(xué)生會逐步掌握整個探究的過程和方法，從而形成了以“探究訓(xùn)練”為特征的探究訓(xùn)練的教學(xué)模式。薩奇曼的教學(xué)模式目的在于讓學(xué)生掌握科學(xué)家用以組織知識、形成原理的各種方式，教會學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的一般程序及掌握探究的某些技巧。因此，基本上遵循著“問題-假設(shè)-驗證-結(jié)論”這樣一種程序，這一模式還注重讓學(xué)生掌握科學(xué)探究的過程，因此他需要在獲得結(jié)論的基礎(chǔ)上進(jìn)一步反思，其訓(xùn)練過程分為五個階段。

2.1提出問題，即教師根據(jù)設(shè)置的問題情境提出能使學(xué)生產(chǎn)生探究欲望的問題，并提出解決問題的方式。

2.2搜集資料，即學(xué)生根據(jù)教師的問題提出假設(shè)，通過提問，教師用“是”或“否”回答，由此搜集資料。

2.3驗證假設(shè)，即學(xué)生對所獲得的資料進(jìn)行解釋推理，以驗證先前提出的假設(shè)。

2.4系統(tǒng)解釋，即在驗證假設(shè)的基礎(chǔ)上，學(xué)生將搜集到的資料與假設(shè)聯(lián)系起來，作出系統(tǒng)的解釋。

2.5得出結(jié)論，即系統(tǒng)解釋能說明所有現(xiàn)存的而無需修改時而得出結(jié)論。參考文獻(xiàn)

[1]崔仁波，饡力.探究式學(xué)與教策略[M].北京：經(jīng)濟(jì)日報出版社，2007.[2]任長松，探究式學(xué)習(xí)一一學(xué)生知識的自主建構(gòu)[M].北京：北京教育科學(xué)出版社，2005.[3][美]布魯納.教育過程[M].邵瑞珍，譯.上海：上海人民出版社，1973.[4] 魏書生.魏書生教育教學(xué)藝術(shù)[M].漓江：漓江出版社，2000.

第五篇：農(nóng)村生活污水生態(tài)處理工藝研究與應(yīng)用

農(nóng)村生活污水生態(tài)處理工藝研究與應(yīng)用

摘要：文章以改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境為前提，針對生活污水生態(tài)處理工藝的應(yīng)用展開分析，介紹了人工濕地系統(tǒng)、穩(wěn)定塘系統(tǒng)、地下滲濾系統(tǒng)、蚯蚓生態(tài)濾池四種工藝，目的在于真正解決生活污水問題，創(chuàng)建良好的生活環(huán)境。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村生活污水；生態(tài)處理工藝；人工濕地系統(tǒng)

通過相關(guān)數(shù)據(jù)限制，發(fā)展中國家中，大約25%的人口未獲得衛(wèi)生系統(tǒng)保障，在這25%的人口中，也有一部分農(nóng)村人口。近年來，農(nóng)村生活污水處理問題成為有關(guān)部門研究的熱點，實際也有非常多的技術(shù)得到應(yīng)用，但是受技術(shù)特點的限制，導(dǎo)致實際運用效果不理想，并且還投入了大量的經(jīng)費。為了改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，對生活污水進(jìn)行處理十分重要。1 農(nóng)村生活水質(zhì)以及污水量特征 1.1 農(nóng)村水質(zhì)

關(guān)于農(nóng)村水質(zhì)的特點，主要體現(xiàn)為以下幾個方面：（1）農(nóng)村人口具有分布范圍廣、不均勻的特點，導(dǎo)致一些地方并未配置污水排放管網(wǎng)等相關(guān)設(shè)備；（2）農(nóng)村地區(qū)在生活污水排放方面帶有集中性，污水濃度高，其中摻雜著一定量的有機(jī)物；（3）農(nóng)村個別地區(qū)的生活污水性質(zhì)帶有相似性，以前水中重金屬以及農(nóng)藥等十分少見，然而現(xiàn)如今隨著經(jīng)濟(jì)水平的提升，導(dǎo)致污水中也出現(xiàn)了大量的重金屬以及農(nóng)藥殘留，尤其是氮、磷等，對水質(zhì)形成了極大的影響；（4）因為生活習(xí)慣問題，排放污水的時間段不同，對水質(zhì)造成影響。上述特點，直接反映了農(nóng)村生活污水處理問題的嚴(yán)重性。1.2 農(nóng)村生活污水量

關(guān)于農(nóng)村生活污水量，其特征主要體現(xiàn)為以下幾個方面：（1）在農(nóng)村生活污水量較少，主其原因在于農(nóng)村的居住環(huán)境相對而言較為分散，涉及到的用水量也就比較少，從而形成的生活污水量也就比較少；（2）污水量的變化系數(shù)比較大，因為農(nóng)村地區(qū)的生活上十分規(guī)律，使一般排放污水的時間都集中在早上和傍晚，很少在下午和夜間排放，所以污水量方面帶有規(guī)律性，即污水量變化系數(shù)比較大，甚至很少出現(xiàn)連續(xù)性；（3）污水量高峰期比較固定，幾乎固定于每日的上午、中午。農(nóng)村生活污水生態(tài)處理工藝的應(yīng)用 2.1 人工濕地系統(tǒng)

所謂人工濕地系統(tǒng)，即以自然濕地系統(tǒng)為基礎(chǔ)，對其中的一些功能進(jìn)行完善，例如美國濕地研究人員Hammer，對人工濕地進(jìn)行了這樣的定義：“一個為了人類的利用和利益，通過模擬[2]

[1]自然濕地，人為設(shè)計與建造的由飽和基質(zhì)、挺水與沉水植物、動物和水體組成的復(fù)合體”。由此可以總結(jié)，人工濕地處理技術(shù)主要是一種通過對低洼濕地沼澤地污水進(jìn)行處理的應(yīng)用方法，能夠有效控制污水的排放，將其排控至有水聲植物生長的土壤中，將生活污水的影響降至最低。人工濕地廢水處理中同時囊括了化學(xué)、物理以及生物這三門學(xué)科，由此體現(xiàn)其對于生活污水處理的優(yōu)勢。如果濕地系統(tǒng)成熟，會在植物根系以及填料的表面形成非常多的微生物膜，這時系統(tǒng)會將內(nèi)部有害物質(zhì)去除，其中包含填料以及根系的阻截。此外，還包含一些有機(jī)質(zhì)，去除有機(jī)質(zhì)主要是利用生物膜內(nèi)微生物同化吸收、異化分解等方法實現(xiàn)。濕地床層內(nèi)，植物會發(fā)揮出對于氧氣的運輸、釋放等作用，確保根系四周的微環(huán)境依逐漸呈現(xiàn)出好氧、缺氧、厭氧這三種狀態(tài)，為硝化反應(yīng)、反硝化反應(yīng)、微生物對于磷的過量積累提供極大的條件，更加高效的去除氮磷。最后，定期改變濕地基質(zhì)和植物收割，將污染物質(zhì)從濕地系統(tǒng)內(nèi)真正消除。2.2 穩(wěn)定塘系統(tǒng)

穩(wěn)定塘系統(tǒng)是通過人工的方式對土地進(jìn)行調(diào)整，設(shè)置圍堤以及帶有防滲層作用的池塘，以自然生物凈化功能為基礎(chǔ)，對污水進(jìn)行凈化的一種生物處理技術(shù)。同時，穩(wěn)定塘也是菌藻共生系統(tǒng)，其中包含的異養(yǎng)型細(xì)菌，可以使水內(nèi)的有機(jī)污染物進(jìn)行降解處理，成為CO2、H2O，并且將水內(nèi)溶解氧消除，塘內(nèi)藻類主要是借助太陽光能所發(fā)揮的光合作用，使CO2內(nèi)的碳轉(zhuǎn)變?yōu)樘荚矗瑢⒆陨頇C(jī)體合成之后釋放出氧氣。要想實現(xiàn)真正去除COD，可以利用異養(yǎng)菌所帶有的新陳代謝功能；將穩(wěn)定塘中的氨氮去除，主要是通過生物同化以及吹脫這兩種作用，生物同化作用的形成，來源于藻類、細(xì)菌等的新陳代謝，使氨氮和硝酸鹽氮等物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)氮，藻類生長需要的氮源主要為氨氮。穩(wěn)定塘中磷的去除主要是通過藻類所具有的同化吸收、沉淀這兩種作用。另外，穩(wěn)定塘內(nèi)使用有效的方法對藻類進(jìn)行收集，也能夠達(dá)到脫氮除磷這一目的。

2.3 地下滲濾系統(tǒng)

地下滲水系統(tǒng)在構(gòu)成上十分簡單，主要包括化糞池、土壤滲濾裝置這兩個部分，實際應(yīng)用中，技術(shù)具體程序如下：第一，將利用渠道將生活污水引入到化糞池中，并且在化糞池內(nèi)進(jìn)行預(yù)先處理，隨后再將處理之后的污水投放至距離地面一定高度的地方。如果地層的滲透性較好，可以利用土壤本身具有的毛細(xì)力、重力等作用，將污水?dāng)U散。關(guān)于地下滲濾系統(tǒng)的凈化機(jī)理，除原本的物化吸附、生物降解、化學(xué)沉淀、動植物等相關(guān)作用之外，也有其他的土壤生態(tài)處理系統(tǒng)工藝，具體如光降解、光催化以及植物吸取。大量SS 滲入到滲濾系統(tǒng)之后，都會被礫石、土壤膠體以及土壤粒子等物化吸附，并且通過化學(xué)作用將其去除，只有比較少的[4][3]SS殘留在植物根系以及原生動物中，其余都通過系統(tǒng)所帶有的生物作用將其去除。例如COD便是利用滲濾系統(tǒng)中具備的厭氧好氧生物作用將其去除；氮是依靠土壤所帶有的吸附、沉淀、過濾以及離子交換等作用將其去除，磷是在土壤粒子所帶有的物理截留、化學(xué)沉淀以及微生物同化等作用下被去除。該系統(tǒng)在生活污水處理方面有非常好的效果，能夠?qū)⑸钗鬯泻械牡椎任镔|(zhì)去除，并且能夠有效分解污水中的病原體，但是缺陷在于涉及到大量資金，對于農(nóng)村生活用水生態(tài)處理而言體現(xiàn)出非常大的優(yōu)勢。2.4 蚯蚓生態(tài)濾池

蚯蚓生態(tài)濾池也被稱為蚯蚓生物濾池，主要是通過蚯蚓這種生物，將土壤透水性、有機(jī)物質(zhì)分解轉(zhuǎn)化等進(jìn)行提升，屬于一種生態(tài)與生物相結(jié)合的技術(shù)。蚯蚓生物濾池中所使用的濾料，從上至下為蚯蚓有機(jī)分解層、中間層、下部碎石承托層三個部分。該系統(tǒng)本身帶有一定的復(fù)雜性，系統(tǒng)內(nèi)有大量真菌、細(xì)菌、霉菌以及蚯蚓生長。濾池是以基質(zhì)、蚯蚓、微生物這三個元素組成帶有復(fù)合性的生態(tài)系統(tǒng)，并且涉及到化學(xué)、物理、生物三門學(xué)科的知識，以此實現(xiàn)污水凈化，在這種復(fù)雜的生態(tài)作用下將污水中的污染物去除。如果污染物進(jìn)入蚯蚓生態(tài)濾池，第一會在填料機(jī)械的作用下將其過濾、截留、吸附，使其中一些粗大的有機(jī)物在蚯蚓作用下被分解，一些有機(jī)物也會在微生物的作用下被利用。第二，微生物通過污水中膠體態(tài)、溶解性有機(jī)物這兩種形態(tài)，實現(xiàn)食物的生存與繁殖，使其在填料顆粒表面逐漸形成一種生物膜；第三，蚯蚓將濾床內(nèi)形成的生物膜當(dāng)做營養(yǎng)源，通過對營養(yǎng)源的吸收、消化以及分解等，使污泥減量，并且提高其穩(wěn)定性。結(jié)束語：

綜上所述，對農(nóng)村生活污水進(jìn)行處理，一方面有利于改善農(nóng)村生活環(huán)境，另一方面則可以提高農(nóng)村水資源安全性，解決環(huán)境污染問題。現(xiàn)如今我國污水生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)逐漸趨于完善，這對于今后農(nóng)村污水處理工作的進(jìn)行有重要意義。參考文獻(xiàn)：

[1]施暢, 張靜, 劉春,等.基于生物-生態(tài)耦合工藝的農(nóng)村生活污水處理研究[J].河北科技大學(xué)學(xué)報, 2016, 37(1):102-108.[2]宋鍵.農(nóng)村生活污水處理工藝與管理措施探討[J].水能經(jīng)濟(jì), 2017(4):375-375.[3]龍珍, 韋斯, 張亞平,等.江蘇省太湖流域農(nóng)村生活污水處理現(xiàn)狀及對策研究[J].環(huán)境科學(xué)與管理, 2016, 41(10).[4]趙斌, 吳獻(xiàn)花, 王泉,等.基于模糊積分模型的撫仙湖北岸農(nóng)村生活污水處理工藝效果評價[J].玉溪師范學(xué)院學(xué)報, 2016, 32(12):22-26.