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关键词:生物净化;气态污染物;废水处理
〖KH2*1〗
城市排污主要的问题是对废弃和废水的处理,生物技术可以将废气废水通过降解处理,处理成无害的资源,甚至生成二次资源,提升资源的利用率的同时减轻城市排污的压力。
一、城市污染状况分析
近些年城市污染现象极为的严重,继酸雨现象之后城市变暖、雾霾现象也持续的在发生着,最大的问题就是城市在发展的过程中对环境进行透支,科学技术是一把双刃剑,为人们带来了生活的便利,为了城市建设提供技术支持,但是也带来了更多的污染和危害。种种现象警醒人们必须对环境问题做出相应的处理,加大对环境问题的重视程度。
利用生物技术改善环境,处理城市生活生产废气物的方式最早可以追溯到20世纪中期,最先出现在处理空气中的臭味物质,一定程度上降低对空气质量的污染,但是那一时期技术并没有达到很高的水平,城市建设环境还相应没有现在如此的恶劣。第一个利用微生物处理废气的专利于1957年出现在美国,但到1970年后才引起各国重视。到1980年,德国、日本、荷兰等国家已有相当数量工业规模的各类生物处理废气装置投入运行,对混合有机废气的去除率一般在95%以上。各国家对于环境问题都予以重视,渐渐开始利用科学技术来改善城市环境。
二、生物净化技术的基本应用
城市生活主要垃圾废物来源主要是废水和废气的处理。生物净化技术是将废弃的资源通过处理转换成无害物质或者二次利用的物质。从污水处理方面来说,水资源本身有自我净化的能力,在干净的水资源中,存在着大量的微生物群,通过依附其他有机生物或者沉积等途径实现自身的转换和循环。它们在与水中有机物接触的过程中,利用自身的新陈代谢功能,在有溶解氧的条件下,使在水体中呈溶解和胶体状态的有机污染物被降解并转化为无机物,如水、二氧化碳和硝酸盐等,从而使水体得到净化,而在受到污染的水体中,由于分解过程中无法满足相应的条件,导致水中的微生物自我净化的能力下降,甚至于重度污染失去净化的能力,生物净化技术的基本原理就是充分利用天然水体的自净功能,通过科学的手段营造有利于微生物生存和发展的环境,通过提升微生物净化的能力保持水体的纯净。生物净化技术带来的是方便快捷的有效方式,在很大程度上降低了能源的消耗、资金的投入。
而对于城市废气的处理主要是利用微生物的转化功能,在微生物的生命活动过程中,进行生物转化,把空气中的有毒气体和污染源转化为可利用的简单无机物,如水、氧气、二氧化碳等利用程度比较高的成分。这种方式最大的好处就是产生的气体不会造成污染,并且可以充分的被利用。在适当的环境下,生物净化技术将生物的繁殖能力提升了,作用的多种微生物在相同的条件下可以大量的进行繁殖和扩散。微生物的作用是巨大的并且能够通过外部的需求提升很优化繁殖的能力。
三、生物净化技术应用的意义
正对与城市废水和废气的两个方面的大量污染,通过生物净化技术进行环境的改善是具有很重要的意义的,生物净化技术在很多的领域当中的作用也将会日益的凸显出来。
首先,生物净化技术能改善城市环境,提升资源的利用程度。生物净化技术旨在发掘废弃的水资源和气体资源中的再生能力和可利用价值,通过将废水废气通过优化和转换实现对资源的最大程度的利用。不对黄精造成任何的生态威胁,从生态文明建设的角度来说,生物净化技术无疑是城市建设的重要手段之一,改善我们的生存环境,提升城乡总体的生态建设水平和城乡风貌。所以,对于未来生物净化技术有着很长远的发展的前景。城市发展所带来的环境污染是不容忽视的,发展的同时一定要先治理,保障良好的生存环境才能提升总体的经济建设的水平。
其次,生物净化技术能够带动能源开发,提升创新科研的能力。目前生物净化技术的应用还没有实现大范围内的应用,虽然生物净化技术所带来的作用是非常明显和巨大的,但是生物净化技术还是存在着一定的问题的,比如很有可能打破原有生态循环系统的承载功能和原有的使用功能。而且,生物净化技术需要大量的资金的投入和研发的投入,技术的应用需要消耗大量的资金和时间的投入。所以,生物净化技术想要有更加长远的市场前景就必须不断的进行研发和实践,提升科研能力,扩大生物净化技术的长远发展,巩固生物净化技术在环境改善方面的地位和作用。
最后,生物净化技术将会带动相关产业的发展,提升经济实力。经济的发展和技术的应用是分不开的,技术应用为经济建设带来了巨大的利益。生物净化技术就拥有着广泛是市场前景,近几年来城市建设所透支的环境代价是显而易见的,将生物净化技术作为一项产业,不仅仅和促进城市和乡村的健康发展,同时也能够带来相应的经济效益,可以形成双赢的效果。相关产业在生物净化产业的带动下也能够实现更好的发展,有强有力的支撑和保障。(作者单位:沈阳师范大学化学与生命科学学院)
参考文献:
[1]李捍东,王庆生,优势复合菌群用于城市生活污水净化新技术的研究,环境科学研究[J],2000(16).
[2]李正魁,濮培民,辐射聚合固定化反硝化菌去除污水中硝酸盐,江苏农业学报[J],2000(16).
文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2017)6-0056-03
1 引言
现代城市生活中产生的大量废弃物都具有极强的可塑性,将废弃物再造可以发掘废弃物原本价值外的隐含价值,同?r还能提升废弃物的经济价值。城市废弃物在艺术设计中也被广泛应用,废弃物再利用及艺术再造使得社会大众以长远的眼光重新看待资源的利用并对艺术设计有新的思考。
2 废弃物和资源
资源与生态环境是一对相辅相成的矛盾统一体,材料的研发与利用是连接资源和生态环境的纽带。构建人类和谐社会需要正确使用材料,在合理、适度,尽可能不影响生态环境的前提下,通过一定的艺术手法开发利用废弃物使之成为艺术材料,赋予废弃物新的价值,从材料本身来看,可以保证材料在利用过程中减少对资源和能源的消耗,同时减少或不对生态造成破坏,从社会层面来看,废弃物的艺术再造,符合可持续发展要求,能倡导社会大众绿色消费,建立资源回收再利用的绿色设计理念。
2.1 废弃物的概念
废弃物是指生产过程中产生的非产品性物质,主要包括废水、废气、废热和固体废弃物等,通常人们所称的废弃物主要为固体废弃物。固体废弃物来自人类活动中以生产过程和生活过程为主的许多环节,根据《中华人民共和国固体废弃物污染环境防治法》的规定,固体废弃物是指在生产、生活和其他活动中产生的产品废料、报废产品、丧失实际利用价值或虽未丧失利用价值但所有人抛弃的固态、半固态、液态或者置于容器中的气态物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废弃物管理的物品、物质[1](表1)。
2.2 废弃物的材料化
在人类日常生活和工作中,资源将在自然环境、城市和建筑物的每个环节进行流通,使用由可循环材料制作的设计产品一方面可以体现出对环境的关注,另一方面极大的降低了制作成本(图1)。绝大多数固体废弃物中仍存在不同程度地含有可利用的物质,如可燃物质、金属物质、营养成分等,一些城市废弃物还可以转化为填充材料、建筑材料等,通过艺术手法将废弃物材料化融入设计中,可以消除或减轻有害物质对环境的影响,同时赋予废弃物艺术价值。
与政府和社会对废弃物进行亡羊补牢式的“末端治理”手段相比,将废弃物进行再造使之成为新型材料是人类主动地进行环保行为,与其任废弃物自然稀释、降解,通过设计手段、科技手段使废弃物材料化,能在一定程度上减缓生产活动对环境和资源的破坏,是一种循环的方式。
以冶金废渣中的钢渣为例,钢渣是炼钢过程中排出的固体废弃物,废弃钢渣现已在建筑材料、农业利用、回填等几个领域广泛利用(图2)。
废弃钢材在艺术品中也作为艺术材料被广泛应用,英国雕塑家Ptolemy Elrington通过重组、焊接、涂色等艺术手法,将创意融入建筑材料以及废旧汽车中的废弃钢材中,对废弃钢材进行艺术再造,制作出形态各异的机械宠物。这些由废弃钢材经过艺术家的加工再造,成为了价值不菲的艺术品。可循环材料制作的艺术品也逐渐成为设计展览中的主要元素,雕塑艺术家赵成民曾在首钢雕塑艺术馆中展出了取材于废旧钢材的大量雕塑艺术品。
传统的设计大多强调技术性能、经济指标和审美因素等,将废弃物材料化,运用到艺术设计中,也是将节能环保的理念融入到艺术设计中,不仅给使用者或观者带来独特的视觉享受,更能进一步推动经济社会与生态环境的和谐发展。
3 废弃物的艺术再造
能源和资源危机促成了生态设计和再利用设计的产生和发展,通过对废弃物的回收、加工、再利用,从而再造废弃物衍生产品,使得废弃物转化为低能耗的环境友好材料。同时废弃物也成为新型的艺术材料,设计者通过特定的艺术手法使用废弃物等可再生材料设计的产品、建筑、装置已逐渐进入社会大众视野,成为一种新的设计潮流。
3.1 废弃物的再利用
美国设计理论家维克多?帕帕纳克在其1977年出版的《为了真实世界的设计――人类生态学和社会变化》中提出:传统设计过多考虑了美观和形式等方面,而忽略了功能、用途和产生的环境与社会影响。帕帕纳克1955年出版的《绿色诫命:设计和建筑中的生态学和道德规范》中也强调了生态因素在设计中的重要性。
废弃物的再利用可以分为以下3个阶段。
(1)对废弃物本身进行提取改造。例如利用工业废弃物产生的废弃矿渣、粉煤灰,提取其中可燃废弃物用于垃圾焚烧或运用于水泥配料。
(2)对废弃物进行再设计。如上文提到的英国雕塑家Ptolemy Elrington通过重组、焊接、涂色等艺术手法对废弃钢材进行再设计,制作机械宠物艺术品。
(3)再造废弃物的概念革新。通过艺术手法对废弃物进行再造,赋予废弃物新的价值,即艺术价值,使之成为艺术品,或生态设计产品。
废弃物再利用也被广泛运用于人类生活中,2007年12月31日,中华人民共和国国务院办公厅下发了《国务院办公厅关于限制生产销售使用塑料购物袋的通知》。这份被群众称为“限塑令”的通知明确规定:“从2008年6月1日起,在全国范围内禁止生产、销售、使用厚度小于0.025 mm的塑料购物袋”;“自2008年6月1日起,在所有超市、商场、集贸市场等商品零售场所实行塑料购物袋有偿使用制度,一律不得免费提供塑料购物袋”。“限塑令”的实施引发了废弃物再生环保袋的兴起,多家品牌推出了个性定制环保袋,这些环保袋多以可再生材料制成,结合艺术手法设计为简洁大气的造型并以“个性定制专属环保袋”为噱头吸引消费者,是废弃物艺术再造与商业的巧妙结合。
3.2 废弃物艺术再造的实例
再造――“remade”,也可理解为再生,也就是废弃物经处理后再次使用,想要将废弃物再造成为艺术品,则需要通过艺术手法的加工。艺术品的再现不是对客观现实的机械反映,也不是纯粹客观的复制现实。而是艺术家按照美的规律通过一定物质媒介(如线条、色彩、声、光、电等)来表现他所认识的生活。真正的艺术品是通过提炼、概括等艺术手法,把隐藏在生活和自然中的美集中起来,并使之升华成为艺术美。
台北的都市酵母设计团队与西班牙的Basurama团队共同打造了一个由废弃物为主要材料的“秋千公园”(图3),公园位于阴暗窄长的桥下,所用的所有材料均为废弃物,设计者将废弃的旧路灯和泠却塔重新喷漆、一根一根焊接起来,玩转结构,制作成大型悬荡的秋千,并在内部设计了四种不同尺寸的秋千,旁边焊接横放的灯杆,设计成多动能的休憩平台和吊床样式的休息区,让男女老少都能尽情活动身体,同时形成阻隔道路噪音的音墙。除此之外,团队也将“色彩”加入改造重点,将大型秋千漆成亮眼的黄色,点亮观者的视觉目光,彻底颠覆对桥下空间的利用与想像。
布莱顿大学内由建筑废弃物和生活废弃物建造的Waste House(废品之家)(图4)也是采用废弃物作为艺术材料的艺术品,废品之家使用了航空公司乘客废弃的2万根牙刷、2 t牛仔裤的丹宁布、4000张DVD塑料盒、2000张软盘、2000张块式地毯等废弃材料。房屋构架采用废弃木材加工后重新焊接、组装而成,采用4000盒VHS录像制成墙壁的隔热层,100张废弃胶合板作为地板、托梁、支柱等,窗户的密封条和隔音材料由500个废弃自行车内胎制成,房屋外层由2000张废弃地毯覆盖。完全由废弃物制作的装置艺术品让废弃物利用再造体现到了极致。
通过艺术观念的革新,采用艺术手法,发挥创意,对废弃物进行艺术再造,一方面使物质的生命价值得以生长延续,另一方能挖掘其中的艺术、生态及文化价值。废弃物艺术品的产生也是对现实社会大量生产、大量消费、大量废弃行为的一种批判。
4 废弃物艺术再造的价值
人类的生产活动和生活活动都伴随大量能耗和排放等弊端,现代化城市进程中过度的开发和开采资源与低下的资源利用率成为主要矛盾,形成了消耗型的线性物质模型,进而导致了环境污染问题。废弃物的再利用与艺术再造手法的结合在建筑、景观、装置艺术、生产活动等领域都具有一定价值,废弃物转化的新材料的产生推动了科技的不断进步,符合可持续发展观念,同时也推动了社会生态文明、文化建设的进步。
在传统的生产方式中,自然资源从开采被制成产品后就被赋予了使用寿命,使用寿命终结之后就变成了废弃物。这种生产方式在生产过程中只关心产品的属性,产品是否达到应该有的技术、功能、工艺和市场需求,产品设计的任务就大功告成。产品失去使用价值变成废弃物的后续处理则不在设计的范畴中,这类设计导致自然资源被一次性消费,最终归属为废弃。产品生产需求越大,资源消耗越大,废弃物总量越大,进一步造成资源稀缺、环境污染,形成恶性循环。通过对废弃物再利用,一方面充分发挥资源本身的使用价值,对产品本身的实用性、美观性、寿命等最大化利用,赋予其新的使用价值;另一方面,转化废弃物为艺术材料,通过艺术手法对其进行再造,运用于景观设计、建筑设计、装置艺术等领域,提升了废弃物本身的经济价值,同时赋予了废弃物艺术价值,是对废弃物本身的一种升华。
随着经济和社会的快速发展,我国废弃物的产生量也急速增加,如何将废弃物减量化、无害化、能源化利用已逐渐成为可持续发展及建设环境友好型、资源节约型和谐社会的核心内容。废弃物的再利用,如废弃钢渣重新提炼进行制钢,可降解废弃物代替部分传统化石燃料等,将废弃物通过科技手段转变为新的可循环利用的资源,能够减少温室气体的排放,降低由传统废弃物填埋导致的环境危害。通过艺术手法对废弃物进行再造,将废弃物转变为艺术材料,保留一部分废弃物的本来面貌,运用艺术手段对其进行加工、重组、再造,是一种新颖、主动的艺术化环保手段,通过对资源的减量使用、重复使用、回收和循环利用,结合设计手法,使得废弃物焕然一新,成为新的建筑物、游乐设施、装置艺术、生活用品,是符合环境学、生态学、工程学原理的生态设计。
关键字:污水处理;设备安装;工艺流程
Abstract: This paper introduced the sewage treatment process and focuses on the installation process and attention of several sewage treatment equipment.Key words: wastewater treatment; equipment installation; process
中图分类号:U664.9+2 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)
随着我国城市化进程的加快,城市规模在不断的扩大,城市人口激增,随之而来的是生活污水排放量越来越大,不仅造成了严重的城市环境污染,同时也制约了城市的经济发展。 近年来,国家加大了对环境污染的治理力度,而且形成了相关的法律体系,环境保护逐渐走上了法制化轨道。在这样的社会环境下,污水处理项目的建设倍受关注。污水处理成效的好坏,在很大程度上依赖污水处理工程质量的优劣。
一、几种常用污水处理工艺流程
1、曝气生物滤池生活污水处理工艺流程
曝气生物滤池,就是在生物滤池处理装置中设置填料,通过人为供氧,使填料上生长大量的微生物。这种污水处理工艺流程装置由滤床、布气装置、布水装置、排水装置等组成。曝气装置采用配套专用曝气头,产生的中小气泡经填料反复切割,达到接近微控曝气的效果。
2、城市污水SPR除磷工艺流程
水体富营养化是城市污水非常具有代表性的一个问题,主要原因是水体中被排入大量的氨氮和磷,其中磷更是水体富营养化的最主要因素,而除磷技术一直是困扰污水处理厂运行的难题。传统的物化除磷技术需要大量的药剂,具有运行成本高,污泥产量大的缺点;与传统的除磷技术相比,前置厌氧的生物除磷工艺具有运行费用低的优点,但是由于完全依赖于微生物的摄磷、释磷作用,难以达到国家污水处理工艺流程的要求。当考虑中水回用时,则更难以达到要求。
3、微波化学污水处理工艺流程
微波化学污水处理的原理是水中污染物在添加剂和微波的共同作用下,发生剧烈的催化物理化学反应,转化成不可溶物质或气体从水中分离,水中的大分子、难降解的有机污染物在微波及添加剂的共同作用下,被分解为小分子,与添加剂结合生成速沉絮体物去除;金属离子可直接与添加剂结合生成速沉絮体物沉淀;氨氮转化为氨气逸出;水中磷转化为不可溶解磷酸盐沉淀去除。该工艺主要设备有:格栅、调节池、混合器、微波反应器和沉降过滤一体化设备。
① 格栅:清除污水中大颗粒物质,如砂石、木块、塑料等。
② 调节池:调节水量和水质,降低对后续处理构筑物的冲击负荷。
③ 混合器:将污水与所投入的添加剂进行充分混合与振荡。
④ 微波反应器:污染物与添加剂进行物理化学反应以及微波低温催化的物化反应。
⑤ 沉降过滤一体化设备:实现固液分离,达到排放或回用目的,污泥则脱水外运或用作其他用途。
二、城市污水处理设备安装工艺及注意问题
1、方案图纸会审时,要重视管道标高审查
① 保证管道布置的坡度[1]
污水处理系统中,管道布置是一项很重要的内容,其中管道布置的坡度尤为重要,在图纸会审时,要注意审查管道布置的坡度是否合适,确保没有倒坡现象存在。因为在污水处理系统中,在提升泵环节后的污水基本都是靠自流,如果有倒坡现象存在,就会形成污泥的沉积,使管道的流通面积缩小,影响管道的工作效率和工作能力,因此,要保证管道的坡度。
② 注意审查管道节点处标高是否矛盾
一个完整的污水处理系统,包括众多功能不同的管道,有工艺管道、给水管道、雨水管道和污水管道等。管道布置不仅要考虑使用要求,还要考虑管道间上下左右间距的限制条件以及保证管道先后工序施工的需要。
2、安装中注意管道标高的控制
在施工过程中,要严格控制管道的安装标高,将其控制在设计的允许偏差范围内。如果在施工中出现管道安装标高出现过大的偏差,甚至是错误,不仅会影响污水处理系统的整个工艺,而且会给其他管道的安装带来问题,严重的甚至造成工程的返工,导致工程成本的增加。因此,在管道的安装过程中,对标高的控制一定要保持谨慎和认真的态度,要从全局出发,不要对标高进行随意的变更,一面对后续工程造成影响。
3、牵引式格栅除污机的安装要点
①设备安装时采用整机吊装,在就位于格栅渠道时,以格栅上部两吊耳为吊点,吊绳及导链必须挂放自由,让其自由受力,格栅与水平线夹角不得小于60°,缓慢地在两主支腿间下落格栅,下落时注意要平行于渠道。将格栅连接板和主支腿螺栓孔对准,穿上螺栓不固定,继续下落格栅,注意不能碰到顶部驱动装置,直到底板正确靠在渠道底部,调整倾角大约为80°。
②检查两个主支腿是否平行,打膨胀螺栓固定在基础上;然后,将格栅连接板和主支腿连接螺栓拧紧;最后,将格栅底两侧连接板(扭臂)打膨胀螺栓,固定在墙壁预埋铁上。
③格栅安装完成后,在机架与渠道的两侧应用橡胶板进行密封,以防止从间隙过水。
4、转碟曝气机安装要点
转碟曝气机的安装主要包括轴系安装、减速器安装和曝气碟片的安装。
①轴系安装
将转碟曝气机轴座按水平要求暂定在基础上进行定位,通过调整,使轴承座底板和基础底板对角线和各点在同一直线上,以及轴中心线都在同一水平线上,然后将轴承座底板和基础地板固定。将尾端轴承座或第二、第三根轴承座安装在基础底板上,旋入调整螺栓,同样就位于基础轴线之上。
②减速器安装
减速器就位后,调整减速器在轴线上的位置,使两端地脚螺栓尽可能处在基础预留孔中间位置。通过调整螺栓调整机器的水平和标高,使减速器轴中心和头端轴中心应在同一直线上,两端的水平度用水平仪检测标高,应符合图纸技术要求,并同时使齿式联轴器间歇和咬合四周必须一致。然后检查各传动机构的活动是否正常,动作是否符合要求,应不擦、不卡、无杂声,振动、转动灵活;否则,必须检查原因,加以改正或调整。
③曝气碟片的安装[2]
碟片安装时,将同一孔位号的两个半碟片装在一起,形成整圆,严禁不同孔位的碟片安装在一起。相邻碟片的对接接缝要相互垂直,间隙必须相等,同时要保证碟片的安装精度,注意控制水平间距和垂直间距误差。
5、砂水分离机安装要点
①定位:严格控制定位基准线的位置精度,平面位置允许偏差±2mm;标高允许偏差±1mm。
②分离机安装时要整体安装,就位后,初调与构筑物的横纵位置,放好垫铁。为保证分离机整体性能要求,安装过程中在控制支座等部件质量精度、合理装配驱动装置等环节的同时,把握关键部件的质量精度进行控制。
6、一体化脱水机安装要点
一体化脱水机主要有集泥箱、浓缩、脱水三大功能。
①首先要保证脱水机回转轴线和脱水机轴套的误差,分别用百分表和甩水平仪测量;找正时要成组找正。
②设备就位后,初调位置,放好垫铁、地脚螺栓,找平、找正。设备找平后,在拧紧地角螺栓时,每叠垫铁压紧程度应一致,不允许有松动现象。地角螺栓需要露出螺母2~3扣。
③与设备连接的各种管线,必须排列整齐、畅通。吊、托架安装位置应牢固、正确。冷弯管不得有过赢或延伸及明显变形。管路中阀门安装合理且牢固可靠,仪表安装符合设计要求。
参考文献:
DRID
无线射频识别(RFID,RBdio Frequency Identification)技术是一项非接触式自动识别技术,它通过空间耦合(交变磁场或电磁场)自动识别目标对象并获取相关数据,以达到目标识别和数据交换的目的,识别工作无需人工干预。
AFID系统的基本工作原理可以通过图1进行阐述:阅读器将要发送的信号,经编码后加载在某一频率的载波信号上由天线向外发送,进入阅读器工作区域的电子标签接收此脉冲信号,标签内芯片中的有关电路对此信号进行解调,解码、解密,然后对命令请求,密码,权限等进行判断。若为读命令,控制逻辑电路则从存储器中读取有关信息,经加密、编码,调制后通过电子标签内天线再发送到阅读器,阅读器对接收到的信号进行解调,解码,解密后送至中央处理系统进行有关数据处理;若为修改信息的写命令,有关控制逻辑引起的内部电荷泵提升工作电压,提供擦写EEPRQM中的内容进行改写,若经判断其对应的密码和权限不符,则返回出错信息。
RFID系统的应用范围
国际物联网时代即将到来,据悉,RFID技术已在欧美市场广泛应用,随着中国市场RFID技术的日趋成熟和RFID标签价格的降低,RFID电子标签将替代传统的一维条形码和二维码。如果说二维码是一维码标签的延伸,那RFID的诞生就是标签行业的一场革命。其应用领域主要在以下方面:
1.物流管理
物流是RFID最大的市场应用空间,可以极大地提高物流环节的效率,并为实现零库存提供技术保障。全球零售业巨头沃尔玛以及德国麦德龙极力推广RFID标签的应用,均已实现在超市中利用RFID技术来实现产品识别、反偷窃,实时库存和产品有效期控制。
2.食品安全
食品安全问题是一个国家的民生大事,RFID技术可以通过对食品原来的种植或养殖过程进行全程的管理记录以及对食品流通的环节进行正向跟踪和逆向追溯,全方位保证食品安全。
3.商品防伪一
商品防伪能保障正常的市场秩序与消费信誉,具有巨大的市场空间。采用RFID防伪技术与无线通讯网络可以在任何时间、任何地点实现商品的质量检验,目前已在烟、酒。医药等商品上进行试点。
4.其他领域的应用
RFID具有着非常广泛的应用空间,比如在交通管理,军品管理、安防,动物养殖与宠物管理,图书馆管理等领域,都具有巨大应用前景。
RFID标签天线制备技术
影响RFID推广的核心问题在于芯片技术以及成本。如图2所示,RFID电子标签主要由底材、天线及芯片组成,天线层是主要的功能层,其目的是传输最大的能量进出标签芯片。与传统蚀刻法,绕线法相比,标签天线的直接印制法大大节约了成本。
1.标签天线的传统制造工艺
①采用蚀刻方式加工制备标签天线
天线在蚀刻前应先印刷上抗蚀膜,首先将PET薄膜片材两面覆上金属(如铜、铝等)箔;然后采用印刷法(丝网印刷,凹印等)或光刻法,在基板双面天线图案区域印刷抗蚀油墨,用以保护线路图形在蚀刻中不被溶蚀掉:然后进行蚀刻,即将印刷油墨图案已固化的片材浸入蚀刻液中,溶蚀掉未印刷抗蚀油墨层区域的金属;然后再去除薄膜片材天线图案金属层上的抗蚀刻油墨,这样就得到了标签天线。或者采用光刻法,在覆铜基板表面预先涂布光敏抗蚀膜,并用相应的掩膜覆合曝光,经过显影腐蚀,除去版上残留抗蚀膜,就得到一个完整的天线图形。
②绕线法制备标签天线工艺
目前。铜导线绕制RFID标签天线的制造工艺通常是使用自动绕线机进行,即直接在底基载体薄膜上绕上涂覆了绝缘漆,并使用低熔点烤漆的铜线作为RFID标签天线的基材,最后用黏合剂对导线与基材进行机械固定。其工艺流程如图4所示。该方法可靠性较高,但对于RF19电子标签来说成本太高。
2.标签天线印制工艺
基于传统标签天线制备方法中存在的污染环境、成本较高的弊端,且工艺复杂,成品制作时间长,必将被新的工艺所替代。采用印刷方式直接印制RFID标签天线是一种环保节能、低成本的制造工艺。现有可行的印制RFID标签天线的印刷方式有丝网印刷和喷墨印刷。
①丝网印刷法制备天线
丝网印刷是使用模版直接印刷的过程,即用导电油墨直接印刷在纸基或塑料薄膜卷材上,其一般工艺流程为:
标签天线的丝网印刷就是把导电油墨由网版的另一侧以刮板将油墨扫压过网版,而油墨则穿透过网版上天线图样的网孔间隙,粘印在被印刷的底材上。在进行RFID的标签天线印刷时,由于不同工作频率的RFID标签的天线线圈将对应不同的圈数,线圈厚度和每一圈之间的距离(如HF波段使用13.56MHz的芯片,通常它要求线圈圈数为6,厚度约为20um:UHF波段使用868MHz和950MHz的芯片,线圈截面厚度约为4um),故所印刷的墨层厚度、每一道线的宽度和干燥后的图形轮廓都有严格的允差范围(如两次重叠套印的误差必须在0.1mm之内)。
网版印刷的墨层厚度最多可以达到100um,是柔印、胶印和凹印的几倍,这对于用导电油墨印刷标签天线是十分有利的。在实际印刷电路生产中,墨层厚度的要求一般在8~12um,其干燥则可以采用UV,IR及热风等方式来完成。
②喷墨印刷法制备天线
丝网印刷在一定程度上节约了成本,但其油墨采用70%左右的高银含量的导电银浆,得到15~20um之间的天线,属于厚膜印刷方式,成本高,且印刷过程中有溶剂排放,墨层柔顺性较差。采用喷墨打印机制备导电线路,只需要根据计算机系统设计的图案,由喷墨打印机的喷头将导电墨水喷涂到基板上而形成导电线路。喷墨印刷方式作为非传统印刷,在天线制作方面由于其制作周期短、无污染、成本低等特性被广泛关注。国内外很多知名院校、研究所长期致力于喷墨导电墨水的研究,取得了显著的成就。北京印刷学院以李露海教授为带头人的科研团队成功研制出导电膜厚度在1um左右,电阻达到1Ω左右的喷墨导电墨水:美国Kovio公司在2008年推出了用喷墨打印纳米硅墨水制备的FFD,成为喷墨打印墨水第一个商业成功的案例;韩国顺天大学2009年研制出基于碳纳米管墨水的全印刷1-bit射频标签。
采用喷墨印刷来进行RFID标签的制作可分为3种方式:①使用喷墨印刷方式把抗蚀油墨、阻焊油墨和字符油墨等喷射到覆铜板上,经过固化后得到成品;②采用含有纳米金属颗粒的导电墨水直接将电路图形喷在聚酯片基上,经过低温烧焙固化,形成电路:③通过采用相应特性的墨水,采用喷墨印刷的方法制造RFID标签中的电容器及电阻器等电子器件。与传统的印刷方式相比。采用喷墨印刷的方式可以达到更快的生产速度,印刷成本也有所降低,更重要的是能够增加其布线密度,从而提高成品质量。
摘 要 运用“自我效能理论”,结合武术教学的特点,依据增强自我效能的基本途径,即成功经验、替代经验、言语说服、生理和情感状态设计课堂情境,提高学生整合自我效能信息的能力,改善学生的学习心理和行为,培养自主学习习惯,提高教学质量。
关键词 自我效能 武术教学 兴趣
“自我效能”是由美国心理学家、社会学习理论的创始人阿尔伯特・班杜拉(A・Bandura)在20世纪70年代首次提出,20世纪末已经成为教育界的一个关键理念,越来越多的人重视自我效能理论在各类学习领域的应用研究,其在基础、职业、高等教育中的各科教育教学,人才培养方面均取得很多成果[1]。但在体育实践教学中对学生学习自我效能的培养还不够,尤其是结合项目特点、培养学生自我效能的研究还不多,致使许多优秀的教育思想和教育理论还停留在纸质阶段,这既影响学生学习能力的提高又影响学生终身体育观念的形成。
一、提出问题
武术是优秀的中国传统文化之一,是一项具有悠久历史的体育健身项目,是如今现代人锻炼身心的重要方式,武术内容丰富多彩,深受全世界人民的喜爱。但学校武术课程的设置过于单调,加之被越来越多的现代体育项目、时尚项目所充斥。学生学习武术的兴趣,日渐减弱。培养和提高学生学习武术的自我效能已成武术教师急需思考的课题。
二、学生学习武术兴趣减弱的原因分析
(一)武术项目本身
武术套路学习,学生首先遇到的是专项身体素质的问题,许多学生都害怕拉韧带,练基本功。其次是“三多”的问题,即动作数量多、方向变化多、包含因素多的特点。最后是武术“味”的问题,即使会做动作也没有武术“味”,缺乏“精、气、神”,自己没有自信。
(二)教学内容
武术文化虽然博大精深,内容丰富多彩,但学校的教学内容,一旦选定形成教学大纲、计划,就不可能随意更改。理论讲授少,没起到理论指导实践的作用。大部分学生考试一结束,就全忘了,很难成为终身锻炼的方式。
(三)教师的原因
教师除武术教学外还有其他的大量工作,精力、时间有限,不可能全心全意的放在武术教学上,致使专项身体素质差的学生达不到理想要求。在教学过程中一般都会安排基本功练习,强调基本功。成绩考核一般以单一的演练套路,教师评价为主[2]。
(四)学生的原因
学生对武术运动和武侠形象混淆不清,多数学生心目中的武术都是武侠小说、影视作品中,经过夸张、渲染的大侠形象。武术教师的示范与心目中的大侠风范,相差甚远,心理落差太大。学习的动作离踏雪无痕、飞檐走壁、晴空霹雳……太远,太生活化,即使自己努力也可能无法达到,所以选择放弃。
三、增强学生自我效能武术教学情境设计
以新编段位制长拳三段教学为例,依据自我效能理论设计教学情境。
(一)成功体验
班杜拉认为,当个体成功完成某项任务时,她/他就相信自己具有完成该项任务的必备能力。所以,成功对增强自我效能至关重要。依据该理论设计教学:改变过去教师从头到尾按动作顺序教完整套路的习惯,将学生分为1、2两组,第1组学甲的动作,第2组学乙的动作,学会各自的动作后先对练。当学生学了动作就能使用时,成功的感觉油然而生,并和搭档反复琢磨,精益求精,增强了学习的自我效能。
(二)口头说服
凭借说服性的建议、劝告、解释和自我引导,来改变人们自我效能感的一种方法,但这种方法要有亲身体验,自我效能才相对持久。让学生互学互教创设更自由宽松的学习环境,同学之间有更多的体验式交流机会,教师亦抓机会表扬好的,鼓励不太好的,并引导合理归因。
(三)情绪和心理状态
在教学中,通过创设减少紧张和负面的情绪倾向,增强身体状态的情境。调节学习心理可以采取心理激励调控和暗示调控。巧妙地让学生形成一种兴奋好学的心理状态,从而诱发其内部的自我效能。
(四)成绩评定
教师讲清成绩评定方法和标准。武术成绩=平时成绩(30%)+身体素质成绩(30%)+武术成绩(单练+对练)(40%),其中武术成绩=自我评定(20%)+小组评定(20%)+教师评定(60%)。武术成绩中的40%由学生自己评定,引导学生正确认识自己、评价他人。
四、结论
前苏联教育学家斯卡特金曾说:“如果我们能够做到百分之百地使学生兴致勃勃地学习,那么我们的成功率就是全优的了。兴致勃勃地学习,不仅是学生们的幸福,而且也是教师们的幸福。”
第一,自我效能的高低,对学生的学习效果有直接的关系,但不会自然起自由,需要教师结合学科学生的特点创设环境,细心观察抓住时机及时给予刺激,才能激发提高。在武术教学中,培养学生自我效能是一种尝试。
第二,武术教学的改革需要扩展思路,多元化思考,大胆借鉴其他学科的经验、成果和方法为我所用,与时俱进弘扬民族传统体育。
第三,教结合自己擅长学科进行理论―实践,再理论―再实践。从多角度、多维度创设环境,提高学生的学习兴趣,尽量让不同层次的学生都能体验到成功的喜悦,让学生不再感到学习过程的痛苦。
参考文献:
[1] 郭本禹,姜飞月.自我效能理论及其应用[M].上海.上海教育出版社.2008.