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关键词:陶瓷行业;污染;解决方法;瓶颈
1 前言
早在两年前,由环境保护部科技标准司制定的《陶瓷工业污染排放标准》后,该文件首先对陶瓷工业生产的大气污染、水污染和污染排放物等做了规定,这也成为陶瓷企业在生产过程中产生的污染物排放首个国家标准。其中,建筑陶瓷抛光类单位产品基准排水量限值为1.0 mg/L,非抛光类为0.3 mg/L,卫生陶瓷为6.0 mg/L,特种陶瓷为2.0 mg/L;大气污染物排放浓度限值水煤浆二氧化硫为500 mg/m3,颗粒物为100 mg/m3。在该项标准实施两年后,通过调查发现,能具体做到这些标准的企业非常的少。而从2012年1月1日起,在开始的标准基础上又开始执行新的限值,建筑陶瓷抛光类单位产品基准排水量限值为0.3 mg/L,非抛光类为0.1 mg/L,卫生陶瓷为4.0 mg/L,特种陶瓷为1.0 mg/L;大气污染物排放浓度限值水煤浆二氧化硫为300 mg/m3,颗粒物为50 mg/m3。通过对比可知,新标准限值比原有标准更低。换句话说,新标准将更加严格。如果严格按照这个标准执行,大部分中小企业将很难生存。因此,陶瓷企业在环保压力下如何生存?如何处理陶瓷生产过程中所产生的废水、废渣、废气等污染问题,将是我们陶瓷行业向绿色、健康方向发展的必经之路。
2 陶瓷行业“三废”污染物的解决方法
在建筑行业内,企业在生产中对自然环境产生影响的主要是“三废”--废水、废渣、废气。因此,陶瓷企业的环保建设也主要围绕这三个方面开展。
2.1 废水
随着近年来建筑业的发展,对建筑陶瓷的需求量也日益增大,仅珠江三角洲的佛山地区现有近300家陶瓷厂 ,规模较大的也有100多家,主要分布在佛山、南海、顺德、高明等城市。由于陶瓷生产行业废水排放量大,悬浮物含量高,如果不对其进行有效的控制与处理,对水环境将会产生相当大的环境威胁。
2.1.1陶瓷企业废水的产生原因
陶瓷行业废水主要产生于生产过程中的球磨(球磨机浆料中直径细小不合格浆料,洗球水)、压滤机滤布清洗、施釉(清洗)、喷雾干燥、磨边抛光等等工序;各车间粉尘、冲压等废料;在原料运输洒落及厂内地面粉尘被雨水冲刷时也带来一定的高浊度、高悬浮物废水等等方面。面对如此巨大的废水问题,如何有效地处理与控制这些废水是陶瓷企业一直需要解决的问题。目前,陶瓷企业废水回用的工艺流程如图1所示。
2.1.2陶瓷企业废水处理的方法
目前,陶瓷企业处理废水的主要方法为固液分离方法,其主要包括:隔板式反应及平流式沉淀池、斜管沉淀池、竖流式沉淀池、水力循环澄清池等等。
隔板式反应及平流式沉淀池:由于其构造简单,施工方便,是应用最为普遍的一种,其混凝搅拌过程是在平流沉淀前的多层隔板造成水流拐弯的搅拌作用下完成的。但此方法也存在一些不足,如:处理效果不明显,池底污泥淤积难清理等缺陷。目前该类处理方法约占陶瓷行业废水处理工业总数的90%以上。
斜管沉淀池:在很多陶瓷企业废水处理工程中,其中7%~8%是由专业工程公司为其设计采用斜管沉淀池进行固液分离处理的,其生产能力较平流式沉淀池有一定幅度的提高,处理效果也理想些。但在运行中也存在一些不足,如:一方面由于水流在斜板沉淀池中停留时间短,无缓冲余地,容易造成混凝反应不善,效果不易发挥;另一方面由于陶瓷污泥黏度大,运行时间稍长后会在斜管孔内积泥,给运行带来困难。
竖流式沉淀池:一般多用于小流量废水中絮凝性悬浮固的分离。其生产能力较平流式沉淀池有一定幅度的提高,处理效果也理想些。由于它占地面积小,排泥容易,处理效果较好,目前在陶瓷行业中应用较多。
水力循环澄清池:水力循环澄清池的工作原理为上升水流的能量在池内形成一层悬浮态的泥渣层,其中的絮凝体被“过滤”截流下来,其混凝反应充分,固液分离彻底,处理后水质各项指标优于常规处理方法,出水浊度能被控制在4度以内。由于要满足一定的喷嘴流速来维持水力循环,因此,设施须满负荷运行,进水量便很容易控制,运行管理方便,池底锥底角度大,排泥效果好。将其用于陶瓷废水的处理,竟也取得了令人满意的效果。
目前,尽管陶瓷污水处理方法比较多,但仍然存在效率不高的问题。因此,废水处理的成本、运行效果等问题仍需环保公司站在企业的立场上去解决这些问题,使得我们的废水问题能够得到较好的解决,为我们陶瓷行业做出更多的贡献。
2.2 陶瓷工业废渣
目前,我国陶瓷工业废料废渣的处理与利用技术比较低,资金紧缺,致使大量废渣挤占耕地,使水和空气受到污染。因此,陶瓷工业废料废渣的处理与利用已成为陶瓷生产厂家及陶瓷工作者共同关注的课题。
2.2.1陶瓷工业废渣的来源
陶瓷工业废渣主要是指陶瓷制品的生产过程中,由于成型、干燥、施釉、搬运、煅烧及贮存等工序中产生的废料。通常可大致分为三类,即坯体废料、废釉料(废溶剂)及烧成废料。
坯体废料:主要是指陶瓷制品未煅烧之前所形成的废料,包括上釉坯体废料及无釉坯体废料。
废釉料:是在陶瓷制品的生产过程中(抛光砖的研磨抛光及磨边倒角等深加工工序除外)所形成的污水,污水经净化后所形成的固体废料。
烧成废料:是陶瓷制品经焙烧后生成的废料,主要是在贮存和搬运等生产工序中的损坏而造成的。
2.2.2陶瓷工业废渣的处理方法
目前,陶瓷行业在处理废渣时主要采取方式有:
第一种就是不经处理,直接倒掉或者填埋。陶瓷工业废渣填埋时的具体做法大致是,陶瓷工业废渣倾入填埋场后,采用专用机械并摊薄压实,累计厚度达到一定要求后,再覆盖一定厚度的粘土并压实,依次反复填埋、压实、覆盖直至填埋场填满为止,这时应对填埋场进行封场处理,包括覆盖500~600 mm厚的自然土并压实,封场顶面坡度不大于20%,最后在填埋场上进行栽花、种草、植树甚至种植庄稼等;
第二种处理方式就是多数陶瓷企业会选择的减量处理排放;
第三种处理方式为陶瓷企业通过技术更新来进行陶瓷废渣的回收利用,进行轻质砖、透水砖、釉面砖、广场砖,以及陶粒等产品的生产。
2.3 陶瓷工业废气
随着我国工业进一步发展,环境污染日益成为人们关注的焦点。各种工业废气中的氮化物、硫化物、碳化物、氟化物、粉尘的排放已经严重影响了人们的生活及生存环境。如何保护我们的环境,这就需要我们对废气的来源进行分析,然后再对针下药,来提高我们的空气质量。
2.3.1陶瓷工业废气的来源
建筑卫生陶瓷工业废气的来源大致可分为两大类,第一大类是含生产性粉尘为主的工艺废气,这类废气温度一般不高,主要来源于坯料、釉料及色料制备中的破碎、筛分、造粒及喷雾干燥等;第二类为各种窑炉烧成设备在生产中产生的高温烟气,这些烟气中含有CO、SO2、NOX、氟化物和烟尘等。陶瓷企业的废气排放量大,排放点多,粉尘中的游离的SiO2含量高,废气中的粉尘分散度高。因此,如何解决陶瓷行业的废气问题,是我们陶瓷行业未来的发展趋势。
2.3.2陶瓷工业废气的处理方法
建筑陶瓷工业废气的治理技术主要有:坯料制备过程中废气除尘、成型工艺过程废气治理技术、窑炉废气的治理技术等等。而窑炉烧成设备在生产中产生的CO、SO2、NOX、氟化物和烟尘等废气是目前危害人类的罪魁祸首。
(1) 二氧化碳污染处理方法
陶瓷行业中二氧化碳排放量高,说明窑炉热利用率降低,窑炉保温效果较差。目前,我国陶瓷行业能源利用率仅美国的一半,即热利用率为28%~30%之间。因此,如何提高窑炉热利用率,降低能耗是减少二氧化碳排放的有效途径。对于陶瓷行业来说,我们可以从改善窑炉结构、调节窑炉正压操作、提高耐火材料的保温性能以减少窑炉的热损失。在没有采取措施之前,窑炉外表面的温度可达300~400 ℃,尾气温度达600~800 ℃,经过窑炉改造后,窑炉外表温度达100 ℃以下,尾气温度达200 ℃左右。因此,窑炉热效率得到了明显的提供。
(2) 二氧化硫污染处理方法
陶瓷工业废气中的二氧化硫主要来源于燃料及陶瓷原料中。目前,陶瓷企业除硫的方式主要有:第一采用选用优质的燃料,如:煤改气技术,使用煤改气技术后,废气物的含量明显下降;第二,采用脱硫技术,如:湿法抛弃法、湿法回收法、干法抛弃法、干法回收法。目前湿法脱硫技术优越与干法脱硫技术,其脱硫效率可达95%以上。
(3) 氮化物污染处理方法
陶瓷生产炉内温度分布不均,局部高温造成大量的氮化物产生。同时,窑炉内氧浓度增加,氮化物的生产量加剧,如果过剩空气系数达15%时,氮氧化的含量达到最大值。另外,气体在高温区停留时间越长,烟气中的氮氧化物浓度也越大。为了降低氮氧化的含量,一方面,可以从喷枪结构入手,如:控制喷枪的空燃比例,使得窑炉内的氧气得到充分的燃烧,并保证窑炉内温度均匀;一方面,通过将氨或者尿素直接喷入窑炉体内,也可以起到脱除氮氧化物的目的;另一方面,通过微波技术进行处理。即微波在加热作用下,氮氧化物被碳还原为氮气,其除去率可达98%。
(4) 颗粒物处理方法
目前,陶瓷企业烟尘排放采取的措施主要是安装除尘设备。常用的除尘器有:旋风除尘器(适用于粒径范围在5~30 mg/L颗粒物)、静电除尘器、湿式除尘器、袋式除尘器。尽管目前除尘手段很多,且除尘效率较高,但与国家标准颗粒物为50 mg/m3的要求相比还有很大的差距。因此,环保公司在这些方面还需加大研发力度,以解决陶瓷行业中的粉尘问题,使我们人类有一个健康的生存环境。
3 陶瓷行业在解决环保问题时所遇到的瓶颈
在环保压力不断加大的前提下,陶瓷企业为了生存,也积极展开了相应的应对措施。但在采取措施的过程中陶瓷企业还是提出了很多质疑的声音。如:废气治理成本较大、处理效果能否达到国家标准、“煤改气”燃料供应不足等方面,将是限制陶瓷企业解决环保问题的几大瓶颈。
3.1 天然气供应不足对陶瓷企业发展的影响
煤改气这一举动,对陶瓷行业来说既有利也有蔽。有利的方面:煤改气后,气体燃料燃烧一般不会产生颗粒物。同时,气体中的硫化物、氮化物等有害气体明显降低,符合了政府提出的国家标准要求。但是,在污染物降低的同时又出现了新的问题,这是陶瓷企业必须面对的问题。如果陶瓷企业全面完成“煤改气”工作,必然会导致天然气供应不足。据了解,2013年中国天然气消费量达到1678亿m3,加上进口气量,全年供需缺口上升至220亿m3,2014年中国天然气表观消费量将达1860亿m3。如果全国各地改气行动继续推进,供需缺口将进一步拉大。如果天然气供应不足必将影响企业正常生产,那么陶瓷企业将会陷入了间歇性停窑的困境。
因此,我国天然气供应能力的有限,在煤改气方面需要陶瓷企业去认真思考,要量力而行。而不能不顾资源约束,一窝蜂大上“煤改气”项目。否则,天然气供应跟不上产生供应而导致停窑的问题,将会对陶瓷企业带来更大的损失,这是我们陶瓷企业值得深思的问题。
3.2 废气治理成本问题对陶瓷企业发展的影响
目前来说,企业在环保建设中的难点主要是废气治理面对的成本过高问题。例如:在煤改气,天然气的价格问题是陶瓷企业一直关注的问题。如果改成天然气,生产燃气成本大概会增加60%左右。相应的每个月大概要多投入500~700万左右的费用。除了其燃料成本要上升60%左右外,还有窑炉管道、喷枪等改造等方面的成本,例如,一条300 m的小窑进行天然气改造,需投入成本大概要100万左右。那些成本压力顶不住的陶企,基本都会被淘汰掉。再如,某企业老板算了一笔账,以脱硫塔为例,一个脱硫塔的成本费用在70~80万元,而且其使用寿命只有3~5年(脱硫塔以铁为主材料,与废气接触容易腐蚀,所以大大缩短了脱硫塔的使用寿命)。这个费用还仅仅是一次性投入的成本。如果脱硫塔开始运行,设备运行需要的药剂成本每天都达到2~3万元,一年下来成本惊人。另外,还有喷雾塔中的布袋除尘设备就有好几个,而每一个的投资费用大约在100万元。因此,昂贵的价格让很多陶瓷企业望而却步,这也是制约陶瓷行业向无污染方向发展的重要因素之一。
3.3 脱硝问题对陶瓷环保的影响
随着当前环境现状日益严峻,氮氧化物治理是横亘在陶瓷企业污染整治面前的“拦路虎”。其主要原因表现以下几个方面:首先,是脱硝成本很大。目前,也有一些环保公司说可以采用某种技术使氮氧化物的含量降低到新标准的范围之内,但是,其昂贵的费用是很多陶瓷企业很难承受;其次,脱硝技术还不成熟。传统的脱硝技术都是采用喷尿素的方式。众所周知,窑炉在高温脱硝时很容易导致釉面结晶,主要是尿素与原料中的某些成份发生反应,导致表面产生晶花。所以,要想完全治理氮氧化物,环保公司应该研发一些先进的技术,如:如何通过研制低温喷枪来达到降低氮氧化物的含量。因为喷枪中心火焰太高,通过喷洒尿素脱硝过程中,将会是氮氧化物产生的高发点,如果窑炉中喷枪火焰不要太集中(温度在1380℃左右),将会阻碍氮氧化物的产生,而最终达到脱硝的目的。总体来说,目前,脱硝技术很不完善,对于环保公司来说还有很大的上升空间,希望能继续努力,为我们的环保事业做更大的贡献。
随着我国加入WTO以及国际市场对优质纺织和服装产品需求增加的趋势,我国纺织和服装产品在国际市场上表现出较强的竞争优势,不断扩大我国纺织和服装产品的生产与出口具有很大的商机,但由于我国纺织业早期受各种因素的影响,生产技术水平低下、生产工艺和设备落后、高能耗低产出的现象极其严重,而且,生产过程中的环境问题也相当突出。为了更好地了解我国纺织行业所存在的环境污染问题,文章对纺织行业污染现状进行了介绍,并提出相应的解决方法。
1 纺织行业存在的主要环境问题
1.1 废 水
纺织行业的环境污染主要包括废水、废气和噪声三个方面。废水是纺织行业最主要的环境问题。纺织部门是一个用水量和排水量较大的工业部门之一,近年来纺织工业废水排放的情况如表1所示。
由表1可以看出,从20世纪90年代中期开始,纺织行业废水排放总量一般都在11亿t以上,在国内各类工业废水排放量中约占6.5%,位于各行业废水排放量的前十位。COD排放量约为30万t,占全国工业排放量的5%左右。其中废水相当一部分还是采取直排入海的方式,排放达标率除2001和2002年有所提高外,在此之前一直很低。
第一节空气
(1课时)
一.知识教学点
1.空气的成分(氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等)。
2.空气的污染和防治。
二.重、难、疑点及解决办法
1.重点:空气的组成,培养学生的环保意识。
2.难点:通过实验推断空气的组成。
3.疑点:空气中氧气含量的测定实验的原理。
4.解决办法:
(1)采用讲故事的形式,介绍空气成分的发现史,提高学生学习的兴趣。
(2)在学生对空气及其成分的已有知识的基础上,采用边讲解、边实验、边引导的方法,调动学生学习的主动性和积极性。引导学生观察实验,启发学生思考、分析而得出结论。
(3)以投影或录象的形式讲述空气污染的严重危害,介绍有关环保方面的知识,或由学生搜集、讲述一些大气污染事件的报道,或组织学生对当地有关的企业所造成环境污染做一调查了解,以培养学生建立环境保护的常识。
(4)至于实验中为什么以红磷做燃料,而不用碳、铁、硫等,待学习完氧气的化学性质就会解决。
三.教学步骤
(一)明确目标
1.了解空气的组成。
2.对空气的污染和防治污染有大致的印象。
(二)整体感知
这一章是学习化学的启蒙章节,又是初中化学中讲授元素、化合物知识的开始。本节介绍与人类关系最为密切、人们最为熟悉的空气,既符合学生的认识规律,又能自然而然地引入到氧气的有关内容,可以说本节是本章乃至整个初中化学的一个引子。
为了分散重点,本节就可以介绍几种元素的符号,如O(氧)、N(氮)等。
(三)教学过程
[复习提问]:
1.判断镁条在空气中燃烧是化学变化的根本依据是()
A.发出耀眼的白光B.有燃烧现象
C.放出大量的热D.生成白色的氧化镁粉末
2.用文字表达式表示:镁条在空气中燃烧;加热碱式碳酸铜。
3.描述镁在空气中燃烧的现象。
[小结]:观察、描述燃烧现象的方法:
(1)光、焰、色;
(2)放出热量;
(3)生成物的色、味、态。
[提问引入]:空气就在我们周围,不过同学们对它了解多少呢?(提示:空气是一种单一的物质吗?它主要由哪些物质组成?)
[小结]:空气是一种无色无味的气体(可提问这是空气的性质),它不是一种单一的物质,是由多种气体共同组成的。
[板书]:一.空气的组成
[讲解]:在学习空气的组成之前我们先来明确一个概念。
[板书]:1.体积分数:空气中各气体成分的体积占空气总体积的百分数。
[举例]:以1L空气中含0.21L氧气算出氧气的体积分数。
[讲解]:下面继续看空气的组成。通过几代科学家的努力我们已经测定出空气的成分及其体积分数。
[教师活动]:利用挂图介绍空气的发现史,介绍舍勒、普利斯特里、拉瓦锡为科学而奋斗的精神。利用图片或录像来讲述氮气、稀有气体的用途。
成分氮气氧气稀有气体二氧化碳其他气体及杂质
%78%21%0.94%0.03%0.03%
[板书]:
[学生活动]:打开课本P7阅读[试验1-1]。
[板书]:二.空气中氧气含量的测定
[教师活动]:介绍实验装置及原理,演示[实验1—1],按以下三步演示:
1.实验前,将燃着的木条伸入罩内,观察到木条燃烧的明亮程度与在罩外空气中一样。证明罩内气体为空气——空气的检验方法。以水面为基准,将钟罩水面以上容积分为5等份。
2.引导学生依据观察红磷燃烧现象的方法观察、描述燃烧现象,并观察水面上升的情况,引导学生分析水面上升的原因,上升的水的体积约占罩内体积1/5的原因,从而得出结论:氧气约占空气体积的1/5。
3.实验结束后,迅速将燃着的木条伸入罩内,观察到木条熄灭——氮气的检验方法。从而得出结论:氮气约占空气体积的4/5。
[板书]:1.红磷在空气中燃烧的现象:
(1)发出白光;
(2)发出热量;
(3)生成大量的白烟。点燃
2.红磷燃烧的文字表达式:磷+氧气——五氧化二磷
3.试验结论:氧气约占空气体积1/5。
三.空气的污染与防治
[教师活动]:介绍大气的自净作用。利用投影或图片介绍大气污染对人类的危害和对自然资源的破坏,介绍环保知识。
[学生活动]:讲述有关大气污染的事件,讨论发生在身边的能造成大气污染的原因及解决方法。阅读课本第9页内容,划出造成空气污染的主要有害物质及来源。
[板书]:1.空气的污染主要分为:
(1)粉尘:水泥粉尘、煤烟粉尘、各种矿尘、沙尘等。
(2)有害气体:二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等。
2.污染物的主要来源:矿物燃料的燃烧和工厂的废气。
3.防治和减少空气污染的措施:
(四)总结、扩展
本节的重点是空气的成份,但应注意是按照体积分数计算,如果按质量分数计算,氧气、氮气各占空气的百分之多少呢?(已知标准状况下,氧气、氮气、空气的密度依次是1.429g/L、1.2505g/L、1.293g/L)
测定空气中氧气含量的实验中,燃料之所以选择红磷是因为生成物五氧化二磷为固体,而无气体生成,能使钟罩内压强减小。
四.布置作业
1建筑物室外及景观给排水系统设计常见问题
室外给排水设计包含的方面很多,例如车棚的消防设备,居民区整体供水线路,屋顶、天台、阳台排水设置,检查井设置,室外景观喷水系统设计等等,其中与建筑物本身给水排水设计关系最大的应该是屋顶、天台、阳台的给排水设置。在降雨多或相对集中的地域,如果没有合理设计阳台、屋顶的雨水排放,雨水排放不够及时很有可能会出现积水,与之配合的地漏设置不当不仅会导致屋顶渗水出现应力集中点而严重有损建筑强度,而且积水日久还容易滋生蚊虫、蟑螂等害虫,无益于环境的美观和居民的健康。因此,在设计中,要对排水管道进行合理设计,并选择新型管道器材防止传统金属器材因为腐蚀或重量原因造成的维修问题。另外,随着空调设备的普及,冷却器蒸发水和冷凝水的处理也成了一个问题,按照有关法规,应当采取间接排水方式,目前主要是排放到道路或绿化带,但这并非长久之计,长久来看对道路或者绿化带存在一定的影响,这方面的排水仍然需要一个合适的设计。此外针对景观而言,目前部分新概念建筑本着绿色生态的理念,在建筑周围及其内设计了很多植被、水景景观,为保证合理循环、美观实用,这部分给排水系统一般会将新水与部分循环水一起使用,同时在管材选择和地漏设置上考虑防腐蚀、防漏、承重等性能。
2室内给排水设计常见问题
室内给排水设计作为主要部分,设计的方面很多,对人们生活的影响也最大。我们在实际生活中也经常会遇到与给排水设计相关的问题,例如下水道堵了、水压不足、水管破裂引起漏水、卫生间管道上返异味、水表跑快了跑慢了、邻居的噪音随排水管传播等等,都是给排水设计中需要解决的问题。
(1)管道敷设的问题,居民居住单元内部的管道敷设不仅要考虑施工方便、维修便利与否的问题,还要考虑美观实用、材质问题等;管道暴露在外施工和维修都比较方便,但影响美观,同时容易受到外界温度等的影响,对此的解决方法目前多采用的是在装修时将管道用轻质材料隐藏起来的方式;管道设置在墙内管道井内解决了温度和美观的问题,但是在建筑面积一定的情况下回导致实际使用面积的减小,在施工和维修上的难度也会随之加大。
(2)水表和其他仪器表盘,主要的问题是设置地点。以前传统的居民楼在建筑时对此考虑不多,一般直接将水表设置在住户家中,在厨房或卫生间等用水集中的小单元,这也给工作人员查水表造成一定的不便;目前也有建筑在此设计上有所改进,比如采用水表集中于楼梯间或者与用电卡相同的预储值型用水卡等方法,有效解决了管理不便的问题,同时也减少住户偷水现象的发生,但是智能化设备较高的造价使得在施工成本上会有所增加,同时管道本身加长也会增加施工维修的难度、增加出现问题的概率以及中途管道水流失量,因此目前还没有一个普适的设计,需要设计人员根据具体情况选择最优化的设计方案。
(3)针对给水排水系统造成的室内污染问题,主要是废气污染、噪音污染、水质二次污染等问题。废气污染一般采用地漏水封的方式隔绝管道内的有害气体的方法,切忌偷工减料的情况发生;排水管噪音不仅包括管道内流水的声音,还包括通过管道传播的邻里间的噪声,这要求在设计中尽量采用新型降噪材料,同时将排水管设置在厨房等远离卧室的地方;同样,水质的二次污染问题也与建筑材料有关,同时减少储水水箱的体积,防止因为循环不充分或者循环时间过长造成污染的情况发生。总之,室内给水排水设计作为给排水系统的主要部分,由于建筑的特点,需要综合考虑施工难度、维修难度、室内美观、材料、造价、安全实用等因素,从而设计一个最优方案。
3消防系统给排水设计常见问题
消防系统作为给排水系统设计必要的一个部分,一直以来容易被设计人员所忽视。对于给排水系统而言,消防系统可能出现的设计问题包括消火栓的布置、消防给水管网的设计以及涉及到住户小单元的自喷系统的设计问题等。与住户室内给排水系统不同,消火栓、消防给水管网本身在设计上必须强调实用性,因此在设计时必须结合建筑高度等信息经过正确的计算确定,严格按照《GB50016-2006建筑设计防火规范》的相关规定,消火栓的水枪充实水柱应通过水力计算确定,且建筑高度不超过100m的高层建筑不应小于10m,建筑高度超过100m的高层建筑不应小于13m,确定水枪充实水柱长度、保护半径等值,同时需要经过严格的压力试验确保在设计压力下能够顺利工作,并确保无泄漏。作为保护生命财产安全的设备,在设计中务必谨慎,不可马虎。自喷系统本身是在单个住户单元内的消防设备,同时与烟雾或温度等传感器、警铃等相连接,又与天花板吊顶等设备直接相关,在设计中需要与其他布置联合考虑,同时要保证一定的灵敏度和可操作性,当然,与其他消防设备相同,自喷系统的设计也需要满足消防需要,保证其喷水灭火效果。
4结语
1以实际工程项目为背景,开展讨论式教学环境工程是一门涉及化工、信息、生物、自动化、经济、土木等多学科的交叉专业。如废水处理工程或烟气脱硫工程项目,既包括工艺设计、土建设计、设备设计、技术经济分析、工程安装与调试,还涵盖了电气和自动化控制系统等。因此,专业课程门数较多,导致每门课程的学时数受到一定限制。工程类课程的理论课时数一般控制在48学时之内。
要想在规定学时数内,讲清楚课程的理论知识,并结合实际工程案例,让学生吃透各个知识点,几乎是不可能的。不同于初、中等教育,学生的自主学习能力培养是高等教育非常重要的一个方面。课程学习不能单纯依赖教师对全部理论知识进行介绍,而更多的是学生对理论知识的自学。教师的角色,应定位到对难点的点拨,对重点的深入分析,对新型技术的介绍等。在课堂教学中,引入实际工程项目,并以其为主线,将知识点串联起来,组织学生对相关内容进行讨论,由学生自己去发现问题,并试图解决问题,激发学生学习课程的兴趣。
为了激发学生对讨论课的兴趣,并提高其积极性,可适当提高讨论课占平时成绩的权重。如水污染控制工程教学中,课堂讨论成绩占平时成绩的1/3~1/2,以某实际化工废水处理项目为背景,对其处理工艺及其相关设备选型展开讨论,处理工艺涵盖了废水物理处理和生物处理的几乎全部内容,学生在讨论课前必须对所学内容进行全面复习;将学生分成5人一组,每组独立准备并以ppt的形式进行汇报,汇报人为现场抽签决定,汇报人成绩决定所在分组其余组员的成绩,因此每一成员必须认真准备才能取得好的成绩。同时指导教师针对学生所设计的工艺和选定的设备进行点评,指出优势和不足之处;课堂讨论结束后,并带领学生到实际工程现场进行参观学习,使学生知晓理论和实践的差距所在。通过课堂讨论,学生普遍反映4~6节课的讨论式教学甚至要比一学期所学的都要多。
2聘请校外高级工程师参与教学,积累工程经验工程经验是实际工程问题赖以解决的重要保障,经验丰富与否更是决定了环境工程项目的成败。自2003年起,各大招聘会上,大部分企业的招聘栏上明确注明要求2a及以上工作经验。而近年来,公务员和事业单位招考条件上也开始有此要求。聘请校外具有丰富工程经验的高级工程师参与课程教学,介绍完成的实际工程项目、遇到的问题及多年工程实践的心得体会等,不仅能让学生学习到课堂理论教学中难以学到的知识,而且有利于激发学生创造性学习的积极性。如大气污染控制工程教学过程中,聘请长期从事废气治理及设备研发的高级工程师给学生讲授4~6学时的课程,结合实际工程项目,详细介绍不同废气的治理技术和工艺及其注意事项,以及相应的解决方法和对策等,课程结束后多数学生就课程学习过程中的疑惑和想法展开交流。学生就业后均认为校外高级工程师授课收获颇多。
3现场授课,推进理论知识实体化在工程类课程教学过程中,工艺流程、设备、构筑物内容往往是学生学习的难点,由于没有见过实物,学生只能凭空去想象。依托现有的专业实习基地,将这部分内容的课堂教学迁到相应的工程项目现场,从整体到细节,边带学生参观边讲解理论知识,学生在看过实体工程后,理解起来相对容易得多。如讲解噪声测量部分内容时,将课堂挪到室外,学生实际操作声级计对指定区域的噪声进行测量,并结合噪声衰减内容,分析不同屏蔽物的噪声衰减情况,通过现场实测,学生对各个噪声源的噪声分贝有了更加明确的认识。介绍水污染控制工程中氧化沟工艺,将学生带到市政污水处理厂,对该工艺进行现场介绍,大部分学生认为,这种教学方式促进了对理论知识的理解,并有助于理论与实践的有机结合。
4重视制图训练,提高工程素养制图是实际工程项目设计中必不可少的环节。环境工程专业学生不仅要能识图,还要能熟练的制图。为了提高学生的制图能力,一般高校环境工程专业设置有AutoCAD工程制图的课程。
然而,或许是因为单独设置了这门课程,后续工程类课程授课过程中减少了对这项技能的训练,平时专业课鲜有制图作业。由于实际工程项目中采用AutoCAD制图,因此,课程设计中,多以此为制图手段,而这恰恰被部分投机取巧的学生加以利用,将他人的图纸复制过来,稍加修改,就作为自己的图纸。而且AutoCAD课程的学习要求和授课重点在于基本作图技能,不可能对大气污染控制、水污染控制、固体废弃物处理等各类实际工程项目的工艺和构筑物进行详细介绍。因此,为了提高学生的工程素养,需要在各工程类课程授课过程中对这一技能进行强化训练。
如水污染控制工程和大气污染控制工程授课过程中,要求学生手工绘制各种构筑物的三视图,将制图训练作为日常作业的一部分,通过制图训练,学生的制图技能得以有效提高。
5结合实际工程项目,推进课程设计课程设计是学生对所学知识进行综合运用的重要环节,也是对工程设计的一次尝试。没有实际工程项目作支撑的课程设计,其实际成效较低,学生的设计也只能是纸上谈兵。依托专业实习基地平台,将实习基地和教师的工程项目结合起来形成课程设计题库,学生随机抽取设计题目,以提高课程设计的实践性及选题的多样性,确保学生的设计题目不一样。
按实际工程项目设计标准,规范课程设计内容,如某印染废水处理课程设计,必须包括全套计算说明书、平面布置图和工艺流程图等全套图纸,营造实际工程项目设计氛围。学生可5~6人一组,设计完成后,带领学生到相应的工程现场,学生将自己的设计方案与现场实际项目进行对比,找出理论和实际的差异、设计中存在的问题,并与现场工程师进行交流探讨,从而对课程设计进行优化,最后要求各组以ppt的形式对完成的作品进行汇报和答辩,通过这种方式,使每个学生对各组的设计方案都加以认识和了解,有效提高了工程实践能力。
结束语