第一篇：淺談鐵碳微電解法預(yù)處理豬場沼液中氨氮的研究論文

0 引言

鐵碳微電解法是一種主要利用電化學腐蝕原理及一系列協(xié)同作用去除污染物的技術(shù)，其原理主要利用具有不同電極電位的金屬在污染廢水中形成無數(shù)微小的腐蝕原電池，使廢水中的電解質(zhì)污染物通過氧化還原反應(yīng)以及吸附、絮凝、沉淀等作用去除污染物。該技術(shù)近年來逐漸被引入到處理印染、制藥、造紙、焦化等高濃度有機廢水的預(yù)處理當中。

豬場沼液即規(guī)模養(yǎng)豬場污水經(jīng)厭氧消化預(yù)處理后得到的廢液，屬于高濃度有機廢水，國內(nèi)外對沼液的處理工藝進行了大量的研究，其處理方法可歸納為: 資源性利用技術(shù)，自然生態(tài)凈化技術(shù)，工業(yè)化處理技術(shù)，這些技術(shù)普遍存在占地廣、耗時長和投資大等缺點。近年來，引入鐵碳微電解法處理難降解厭氧沼液的研究較少，其對沼液的氨氮去除效果和影響因素及運行參數(shù)都有待完善。本研究采用鐵碳微電解法預(yù)處理豬場沼液，探究進氣方式、溫度等因素對沼液中氨氮處理效果的影響，并分析探求最佳組合工藝，對工程實踐具有一定的指導作用。材料與方法

1.1 實驗材料與儀器

活性炭粉(活性炭粉磨細后過80 目篩)、鐵粉(成都金山化學試劑有限公司，分析純)、經(jīng)過預(yù)處理的活性炭顆粒(重慶茂業(yè)化學試劑有限公司，分析純)、經(jīng)過預(yù)處理的活性炭顆粒(重慶茂業(yè)化學試劑有限公司，分析純)、預(yù)處理后的鐵屑(成都理工大學金工實習基地的金屬廢料)、豬場沼液(成都周邊某規(guī)模化養(yǎng)豬場沼氣池的出水)。實驗裝置為自制，如圖1 所示，數(shù)據(jù)分析采用Origin8.0 軟件。

1.2 實驗方法

1.2.1 預(yù)備實驗

將沼液取回實驗室后，對經(jīng)過紗布過濾后的沼液樣品進行水質(zhì)分析。根據(jù)前期進行的等溫吸附實驗結(jié)果，將鐵粉、活性炭粉、鐵屑和活性炭顆粒在豬場沼液中分開浸泡24 h，使其達到吸附飽和，以消除微電解反應(yīng)中鐵和炭吸附作用的影響。

1.2.2 單因素實驗

本實驗在鐵碳微電解反應(yīng)器中進行，考察進氣方式等6 種單因素對鐵碳混合材料對豬場沼液中氨氮去除效果的影響。初始實驗條件: pH 值為3;溫度控制為(20 ± 1)℃;反應(yīng)時間240 min;鐵屑與活性炭顆粒質(zhì)量比為1∶ 1;采取曝氣方式(通氣量為8 m/m·h);反應(yīng)體系固液比為10 g 填料∶100 mL 溶液。在初始條件基礎(chǔ)上，取沼液100 mL，改變單個影響因素的大小，反應(yīng)結(jié)束后，絮凝沉淀30 min，取上清液，采用納氏試劑比色法測定其氨氮，用玻璃電極法測定其pH 值。

1.2.3 正交試驗

在單因素實驗的基礎(chǔ)上，在不同溫度條件下，考察pH 值、反應(yīng)時間、鐵碳比對鐵碳微電解處理效能的綜合影響。對正交試驗所得數(shù)據(jù)采用極差分析法，找出不同溫度下影響鐵碳微電解去除氨氮效果最顯著的因素，從而得出最佳運行條件。根據(jù)試驗條件采用L9(34)正交表。結(jié)果與討論

2.1 單因素實驗

2.1.1 進氣方式的影響

分別控制各燒杯進氣方式為無，攪拌無曝氣，水浴搖床無曝氣，曝氣，其余條件為初始實驗條件。反應(yīng)完后，絮凝沉淀30 min，取上清液測定其氨氮及pH 值。

結(jié)果表明，攪拌與曝氣的方式可有效提高鐵碳微電解對氨氮的去除率，原因是廢液中溶解氧增加，鐵碳填料與廢水中污染物的接觸增多，反應(yīng)更徹底。而曝氣時氨氮的去除率比攪拌時稍低，原因可能是由于較大的曝氣量使鐵碳微電解作用增強，將NO2-和NO3-或其他形態(tài)的氮轉(zhuǎn)化成為氨氮。

2.1.2 溫度的影響

采用水浴搖床分別控制各燒杯溫度為(20 ±1)℃，(30 ± 1)℃，(40 ± 1)℃，其余條件為初始實驗條件。反應(yīng)完后靜置至室溫，絮凝沉淀30 min，取上清液測其氨氮濃度及pH 值。隨著溫度的升高，鐵碳微電解對氨氮的去除率升高，從13.64%升高到19.1%，去除率增加了近6 個百分點。分析其原因，可能是鐵碳微電解將NO2-和NO3-的氮素還原轉(zhuǎn)變?yōu)镹2氣體，從廢水中溢出，隨著溫度的升高，N2氣體在溶液中的溶解性降低，進而加快了N2氣體逸出的速率，從而提高了氨氮的去除率。并且對反應(yīng)完之后的pH 值影響不大，均在5 ～ 6 之間。

2.1.3 反應(yīng)時間的影響

依次控制各燒杯反應(yīng)時間為30，60，90，120，180，240 min，其余條件為初始實驗條件。反應(yīng)完后絮凝沉淀30 min，取上清液測定其氨氮濃度及pH值，隨著反應(yīng)時間的增加，鐵碳微電解對氨氮的去除率略有增加，在180 min 后增長緩慢;pH隨著反應(yīng)時間的增加，其值越接近于7。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因可能是: 隨著反應(yīng)時間不斷增加，溶液中逐漸生成更多的原電池，起到更好的去除效果;反應(yīng)時間繼續(xù)增加，pH 值上升，鐵屑表面能生成鈍化膜，F(xiàn)e2 + 和Fe3 + 大量生成，產(chǎn)生一定絮凝沉淀，減少了鐵屑表面的原電池生成，影響實驗中鐵碳微電解的去除效率。故反應(yīng)時間選取120 min 比較合理，既能達到良好的去除效果，又能防止鐵屑表面生成鈍化膜，從而影響原電池的生產(chǎn)，降低去除率

2.1.4 不同鐵碳粒徑組合的影響

控制各燒杯中分別為樣1(5 g 碳粒+ 2.5 g 鐵粉+ 2.5 g 鐵粒)、樣2(5 g 碳粒+ 5 g 鐵粉)、樣3(5g 碳粉+ 5 g 鐵粉)、樣4(5 g 碳粉+ 5 g 鐵粒)，其余條件為初始實驗條件。反應(yīng)完后，絮凝沉淀30 min，取上清液測定其氨氮濃度及pH 值，結(jié)果見圖5。結(jié)果表明，對于不同粒徑的鐵碳填料組合，其對氨氮的去除率影響較小。其中樣4 對氨氮的去除效果最佳，去除率為44.69%，原因可能是活性炭粉的比表面積大于活性炭顆粒，雖然經(jīng)過了去吸附處理，但仍保留了一定的吸附能力。反應(yīng)后的pH 值都在5 ～6之間。

2.1.5 沼液初始pH 值的影響

分別調(diào)節(jié)各燒杯pH 值為1.5，2，3，4，5，6，7，其余條件為初始實驗條件。反應(yīng)完后靜置沉淀30min，取上清液測其氨氮濃度及pH 值，結(jié)果見圖6。結(jié)果表明，pH 值對鐵碳微電解反應(yīng)具有較大的影響，pH 值小于3 或大于5 時，對氨的去除效果不理想，因為過酸會破壞生成的絮凝體，而酸性不足又影響鐵碳微電解系統(tǒng)的活性。當pH 值為3 時，鐵碳微電解處理氨氮的去除率較高，原因是在酸性環(huán)境下，鐵屑的電化學腐蝕過程加劇，原電池數(shù)量增加，極大促進氨氮的去除。

2.1.6 不同鐵碳質(zhì)量比的影響

控制各反應(yīng)器鐵屑和活性炭顆粒質(zhì)量比分別為1∶ 1，1∶ 2，1∶ 3，1∶ 4，2∶ 1，3∶ 1，4∶ 1，其余條件為初始實驗條件。反應(yīng)完后絮凝沉淀30 min，取上清液測其氨氮濃度及pH 值，結(jié)果見圖7。結(jié)果表明，當鐵碳比為1∶ 1 時，氨氮去除效率最高，為34.01%，而其他鐵碳比對氨氮去除效果很差，僅為15% ～17%，分析其原因，可能是當鐵碳比為1∶ 1時，溶液中鐵和碳形成的原電池數(shù)量合適，使足夠的Fe2 + 和Fe3 + 氧化NH3-N，又使過多的NO2-和NO3-的氮素被還原轉(zhuǎn)變?yōu)镹2，達到某種平衡，故氨氮的去除率高于其他鐵碳比情況。由此可以看出，鐵碳比不僅影響原電池產(chǎn)生數(shù)量，還會影響其兩級間的反應(yīng)速率，從而影響鐵碳微電解的降解能力。

2.2 正交試驗

本試驗選取3 因素、3 水平的正試實驗，在20℃的溫度下，一共進行了9 組實驗方案，實驗結(jié)果如表由表2 和表3 可知，當溫度為(20 ± 1)℃時，反應(yīng)條件為A3、B3、C2 即鐵碳質(zhì)量比為1∶ 1，pH 值為3，反應(yīng)時間為60 min 的去除效果最好，氨氮的去除率為34.01%。結(jié)論

(1)通過單因素實驗，研究進氣方式與攪拌、溫度、反應(yīng)時間、不同粒徑組合、pH 值、鐵碳質(zhì)量比對鐵碳微電解法去除氨氮效果的影響。攪拌、曝氣的方式可有效提高對氨氮的去除率;隨著溫度的升高，鐵碳微電解對氨氮的去除率升高;隨著時間的增加，鐵碳微電解對氨氮的去除率略有增加，在180 min后基本達到平衡;對于不同粒徑的鐵碳填料組合，其對氨氮的去除率的影響較小;pH 值為3 時對氨氮的去除率明顯增強;當鐵碳質(zhì)量比為1∶ 1 時，氨氮去除效率最高，其去除率為34.01%。

(2)通過正交試驗，考察pH 值、反應(yīng)時間、鐵碳比對鐵碳微電解處理效能的綜合影響。對正交試驗所得數(shù)據(jù)采用極差分析法，得到當溫度為(20 ±1)℃，鐵碳質(zhì)量比為1∶ 1，pH 值為3，反應(yīng)時間為60 min 時，對氨氮的去除效果最佳，為34.01%。

第二篇：課題研究論文-用信息技術(shù)制作微視頻在教學中的應(yīng)用

用信息技術(shù)制作微視頻在教學中的應(yīng)用

藍天抗洪英雄中學 熊繼玲 摘要：從微視頻的概念和教學優(yōu)勢、微視頻在信息教學中應(yīng)用措施兩方面研究，指出信息技術(shù)是學生感興趣的一門課程，它為培育出更多的信息技術(shù)人才提供了良好的教學土壤。

關(guān)鍵詞：微視頻；信息技術(shù)；應(yīng)用；措施

一、微視頻的概念和教學優(yōu)勢

微視頻是指時間長度在30秒到20分鐘之間的視頻，這些視頻可以通過手機、相機或者屏幕錄制等方式制作。微視頻的特點是“快、準、短”，隨時隨地都能播放，深受大眾的歡迎。首先，微視頻占用的內(nèi)存比較少，可以通過U盤、手機等進行存儲。其次，微視頻可以通過網(wǎng)絡(luò)共享，隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，微視頻在很多的社交網(wǎng)站、云盤中都可以相互分享查看，并且能夠很快被人們所接受。最后，微視頻中播放的知識點比較單一，相對于其他的教學方式來講，更容易被學生所接受。利用微視頻教學，教師能夠準確將知識點進行講解，加深學生對知識點的印象，把握重點。

二、微視頻在信息教學中應(yīng)用措施 1.合理選取視頻內(nèi)容

現(xiàn)在的社會是一個信息大爆炸的社會，智能機已經(jīng)非常普及，人們用手機就可以完成微視頻的制作和分享，這也為微視頻教學的素材選取提供了海量的資源。所以，能夠合理選取視頻的內(nèi)容是提高微視頻教學在信息技術(shù)教學中效果的重要措施之一。那么怎么合理選取視頻內(nèi)容呢？首先要求的就是清晰度，視頻選取時畫面清晰度要在高清以上，這樣畫質(zhì)和音質(zhì)都有最基礎(chǔ)的保障，如果選取的視頻清晰度不高，教學效果則會降低很多。其次，選取的內(nèi)容要符合教材的要求，即注意與教材的契合度，不能夠因為視頻的趣味性而盲目選取一些比較搞笑的視頻，好的微視頻既能夠吸引學生的注意力又能夠幫助學生掌握知識。最后，微視頻應(yīng)當注意時間的控制，雖然上面給出了微視頻的定義，但是在教學的時候應(yīng)當注意將視頻的時間控制在十分鐘左右，時間過長容易導致學生的注意力分散。2.正確選擇切入點

雖然將微視頻引入信息技術(shù)課堂一定程度上可以降低教師備課的壓力，但是這并不是代表著教師可以不備課。教師在教學的過程中應(yīng)當找到一個好的切入點，通過這一點進行微視頻的播放，不能為了播放微視頻而去播放微視頻，應(yīng)當將微視頻作為教學的一種輔助手段而不是教學的全部內(nèi)容。那么怎么去尋找好的切入點呢？首先，可以在新知識的講解之前。教師這時進行相關(guān)微視頻的播放，并用教學的時間去解釋微視頻中的現(xiàn)象或者結(jié)果，讓學生帶著問題學習，可以提高他們的學習效率。其次，可以在知識點講解完畢之后。通過教師的講解再進行微視頻的播放，這樣學生對知識的印象和理解會進一步加深，提高教學效率。最后，在臨下課之前。教師可以將本節(jié)課的重點知識內(nèi)容用微視頻做一個總結(jié)，讓學生體會一下不同的教學方式講解同一個知識點，鍛煉學生多方面多角度考慮問題的能力。3.嚴格執(zhí)行教學要求

俗話說“沒有規(guī)矩、不成方圓”，微視頻的教學同樣適用。所以，微視頻的教學要遵循教學的要求，而且要嚴格執(zhí)行教學的要求。信息技術(shù)教學不僅僅是要對學生進行理論知識的傳授，還要注意實踐操作的指導教學。因此，教師在掌握了怎么選擇微視頻和選擇切入點以后，就要注意怎么按照教學的要求去執(zhí)行。首先，對于理論性的知識，教師要盡量通過板書口授的方式進行，并對重點知識輔以微視頻教學進行“二重奏”。其次，對于實踐操作部分，教師除了要進行口授以外，可以運用更多的微視頻進行講解（微視頻的內(nèi)容則可以由教師根據(jù)教材自己錄制，也可以通過網(wǎng)絡(luò)下載，但是網(wǎng)絡(luò)下載時要注意視頻的質(zhì)量和與教材的契合度）。最后，教師可以將這些微視頻通過班級群或?qū)W生自帶的移動存儲設(shè)備等進行分享，讓學生在課后時間有更多更方便的資源去復習，學習到更多的知識。

4.注意和前沿技術(shù)的聯(lián)系 在教學的過程中，教師可以利用微視頻對學生進行前沿知識的講解，讓學生對信息技術(shù)的未來充滿憧憬，喚起學生對信息技術(shù)的興趣。那么在和前沿技術(shù)相聯(lián)系的過程中應(yīng)當注意什么呢？第一，要注意和講解的知識相聯(lián)系。在播放視頻的時候，要注意和本節(jié)課的內(nèi)容相聯(lián)系，而不是隨便播放一個。通過播放相關(guān)的視頻，可以讓學生對本節(jié)課學習的知識的應(yīng)用有一個比較深刻的了解。第二，應(yīng)當注意視頻內(nèi)容的可理解性。也就是說雖然要和前沿技術(shù)相聯(lián)系，但是也要讓學生都看得懂，讓學生能夠理解，如智能手機中的NFC功能或者其他的黑科技等。這樣，不僅能夠讓學生建立起對信息技術(shù)的興趣，提升信息技術(shù)在學生心目中的實用性，而且能突破教材的條條框框，激發(fā)學生濃厚的求知欲。

三、結(jié)束語

總之，通過微視頻的教學，信息技術(shù)教學不僅能夠擺脫傳統(tǒng)教學的弊端，還可以開拓一片新的教學領(lǐng)域，讓教學的創(chuàng)新成為習慣。相信隨著信息技術(shù)的發(fā)展和教學實踐的不斷增加，微視頻的教學一定能夠變得越來越成熟，在初中信息技術(shù)教學中發(fā)揮更大的積極作用，讓信息技術(shù)成為每個學生都感興趣的一門課程，為培育出更多的信息技術(shù)人才提供良好的教學土壤。

參考文獻：

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