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理，以及酸改性粉煤灰在廢水處理中的應用，并提出了需進一步研究的課題。

關鍵詞：粉煤灰；酸改性；廢水；吸附

我國是產煤和用煤大國，每年的排灰量巨大，約6億噸，不僅污染環境，也造成了潛在資源的浪費。我國粉煤灰主要用于建材、筑路回填等領域，附加值低，近年來，以粉煤灰為原料開發高附加值產品越來越受到重視。粉煤灰具有獨特的物理和化學特性，物理性質方面，含有細微炭粒，呈多孔性蜂窩狀組織形貌，化學性質方面，含有氧化硅、氧化鋁、氧化鈣等活性成分，具有一定吸附活性，因此粉煤灰應用于廢水處理有其獨特的優勢。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用研究進展作簡要綜述。

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數據。由表可見，循環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理

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

1教學內容中引入煤炭行業環境保護科研課題

目前，環境工程專業教學所用的教材和實驗講義很少或者根本沒有涉及煤炭行業環境工程的內容，很難應對日后煤炭行業環境保護的問題。因此，現階段可以考慮在傳統環境工程教學內容中引入煤炭行業環境保護的內容。通過課程改革，修訂實驗內容，在滿足實驗教學大綱的基礎上，突出礦業環境保護的行業特色；特別是加強有關礦山環境保護的實驗內容。根據基礎實驗、專業基礎實驗、綜合實驗和研究創新實驗不同教學目的，精心設計每一個實驗教學方案。最可行的方法是煤炭特色高校環境工程專業在教學實驗中將煤炭行業環境保護科研課題或某一課題的若干階段設計為實驗教學內容，可以高效培養學生的創新能力、并實現科研資源的教學共享。把學校本科教學投入、“211”工程投入、“985”工程投入和環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，逐步實現實驗室資源的優化配置，向本科教學全面開放，為大學生實踐教學和科技創新活動提供實驗平臺。為此，我校環境工程專業充分利用教師承擔的煤炭行業環境保護的課題，積極探索將科研課題內容轉化為實驗教學內容。具體表現在以下幾個方面：

(1)在給水工程實驗教學中，我們依托承擔的國家自然科學基金課題《高濁高鐵錳礦井水處理研究》，將環境工程專業傳統的混凝沉淀、地表水過濾及反沖洗實驗教學內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。在實驗教學過程中，不僅講授傳統的混凝沉淀、過濾教學原理和內容，還補充煤礦礦井水的產生、排放和水質污染特征等知識。通過教學，使學生在掌握實驗基礎知識和基本技能的同時，對工業過程、工業污染特征以及工業污染防治有了初步的認識，不僅為學生將來的工作打下了基礎，也增加了學生學習專業知識的興趣。

(2)在排水工程實驗教學中，我們結合國家高技術研究發展計劃(863計劃)《電化學氧化－生物強化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內容改成SBR工藝處理焦化廢水實驗。這個實驗內容的改變，讓學生深刻地認識到工業廢水和生活污水在處理技術方面有較大的區別，防止了課堂教學和實際工程出現較大的偏差，特別是水力停留時間、活性污泥比增長速率、揮發性懸浮固體濃度(MLVSS)等參數選擇，為學生以后從事工業污水處理工作奠定了良好的基礎。

(3)在環境監測實驗教學中，我們結合國家自然科學基金課題《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分析教學內容中的生活污水換成煤化工廢水。這一實驗內容的改變，使得研究對象由生活污水變成了受氯離子干擾嚴重的煤化工廢水，讓學生系統深刻地體會到了消解過程中沉淀產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缺點，并引導學生從一個簡單的COD測試實驗思考到各種環境工程原理。此類教學內容的改變還有很多，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的演示實驗中；將煤矸石簡單制磚的內容引入到固廢處理與處置實驗教學中；將頭發中汞含量的測定引入到環境化學實驗教學中；將煤化工廠受污染土壤的氣提修復裝置引入到環境土壤學實驗教學的演示實驗中。通過這些來自于科研課題的實驗，提高了學生的動手能力，培養了學生的創新思維，為他們將來開展實際的科研打下了良好的基礎。

2開展與煤礦區污染控制相關創新性實驗

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

一“、三層次”實驗教學環節

環境工程專業是多學科的交叉學科，需要如化學、化學工程、材料化學等學科的理論、實驗方法和技術來支撐、擴展和延伸自己的內涵和外延[2]。實驗教學的基本任務是通過實驗活動，對學生進行科學方法和實驗技能訓練和培養，使學生能夠完整地、系統地掌握實驗的基本原理、方法和技能以及實驗技巧等。同時，學生通過實驗的實際操作，實現理論和實際的聯系，掌握技能，并能在此過程中提出問題，促進思考，從而使解決問題的能力得到提升，達到自主創新能力培養的目的[3]。在實驗教學環節中，將原實驗課程教學安排和內容進行改革，改變原來實驗內容與理論課程學習同時進行，以驗證型實驗為主的實驗教學。對環境工程專業實驗教學進行調整，在完成基礎化學實驗、環境微生物實驗、環境監測實驗教學的基礎上，將水、氣、固、聲的專業實驗整合為一門環境工程專業實驗，共48學時，集中在第七學期末的兩周內進行，其中水方面專業實驗25學時。實驗技能的培養使學生不僅鞏固了理論知識，訓練分析、判斷、綜合邏輯思維能力和獨立解決問題的能力，還初步培養開發學生的創新能力。

1.強化演示驗證的實驗內容

專業實驗中演示驗證實驗內容是不可缺少的，相關的實驗內容能加深學生對理論知識的認識和理解，加強動手能力和思維能力。演示驗證實驗中設置了水中常見陰離子的測定、顆粒自由沉降實驗、離子交換實驗等內容，同時注意專業實驗內容與環境監測實驗內容不重復設置。

2.突出以學生為主的原則，開設綜合設計型實驗

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

3.培養學生的科學研究能力，開設研究探索型實驗

一、環境科學專業實踐環節存在的問題與不足

（一）傳統的實踐教學屬于保姆式教學，實踐環節極其薄弱

傳統的實踐教學絕大多數是由教師組織，教師準備好藥品與器材，并告知學生每個實踐步驟與操作點，學生被動參與，基本不用動手。這種實踐教學模式難以激發學生的興趣和培養學生的創造性，學生對教師依賴程度高，缺乏獨立性，不利于學生的獨立操作能力培養，學生深入拓展的空間不足、鉆研潛力沒有得到啟迪和開發。如環境科學專業學生認識實習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，但由于學生人數眾多，學生只能跟在指導教師后面聽聽看看，這導致大多數學生聽不到也看不清。由于認識實習時間太短，只能安排學生一天參觀1－2家企業，這導致認識實習所起作用有限。

（二）環境科學專業實踐內容缺乏系統性與科學的組織與管理

筆者從其他高校的調研與所招研究生面試中獲悉，許多院校的實踐環節基本沒有，只有少量的實驗課程，或者只有環境化學、環境監測等少數幾個實驗，并且屬于教師準備充分，學生進行簡單驗證性的實驗，實踐教學內容幾乎為零。

（三）實踐教學以集中參觀為主，難以培養學生的獨立思維能力

大多院校的實踐教學僅以參觀為主，形式大于內容，不能反映污染產生與治理過程中出現的千變萬化的情況，不利于激發學生的學習興趣，不利于培養學生的創造性。這不能反映理學統籌兼顧的大局觀念，更解決不了生產過程中出現的新老問題，而且還會導致惡性循環的產生。認知實習的參觀部分，學生根本無法聽到學習單位指導教師的講解，更不要說進行相應的體驗或操作了。這不能體現新時期環境科學實踐教學任務和培養目標，不利于創新人才的培養。

1環境科學專業實踐教學的培養目標

根據環境科學學科的特點、發展趨勢，特別是社會對環境科學專業人才的需求，要求我們必須培養高素質的環境科學創新人才及高級專業人才．創新人才應具有扎實的理論基礎、科研技能和創新能力，畢業后主要從事環境科學教學科研和高層管理等;高級專業人才，應具有較扎實的理論知識、很強的實踐技能，主要從事環境咨詢服務、工程實施、環境管理等工作．重慶文理學院于2000年開設了應用分析與環境監測專科專業，在此基礎上，根據21世紀經濟可持續發展對環境保護的要求以及西部大開發對環境科學專業人才的需求，于2002年申報本科4年制環境科學專業，并得到重慶市教委批準，2003年開始招生．2007年環境科學成為重慶文理學院的重點學科，2008年成為重慶市的特色專業建設點．目前，該專業具有環境監測與評價和環境治理工程兩個專業方向．重慶文理學院環境科學專業人才培養目標為:培養適應社會主義現代化建設需要，德、智、體、美全面發展，知識面寬、專業技能扎實、實踐能力強、綜合素質良好，在企事業單位和行政部門從事環境規劃、環境管理、資源管理、環境監測、環境評價、生態修復和環境治理等方面的生產技術、技術開發、應用研究和管理工作的高素質應用型專門人才．根據環境科學專業的人才培養目標，重慶文理學院環境科學專業的實踐教學目標為高素質應用型人才的培養．近幾年，重慶文理學院環境科學專業在應用型實踐教學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用型實踐教學模式．

2多模塊、多層次實踐教學體系的建設與改革

我國環境科學專業實踐教學在培養高素質環境專業人才中發揮了重要作用，并形成了由課程實驗、課程/教學實習、社會實踐、畢業論文/實踐構成的實踐教學體系．近年來，重慶文理學院在建立應用型人才培養體系方面做了積極的探索．目前，重慶文理學院的環境科學專業已初步建立了多模塊、多層次的實踐教學體系，該體系由實驗教學、專業實習、科研訓練3個模塊組成，包含基本訓練、提高型訓練、研究創新型訓練3個層次．實驗教學模塊由基礎型、綜合型、設計型實驗組成，重在培養學生基本實驗技能、方法和手段，使學生的科學思維能力和創新意識得到初步訓練;專業實習模塊由認知實習、課程實習、課程設計、生產實習、畢業實習、社會實踐等組成，強化學生的社會實踐感性認識，培養學生分析和解決實際問題的能力;科研訓練模塊由創新實踐、學科競賽、課外科技活動、畢業論文(設計)、參加教師科研項目或工程項目等組成，使學生得到科研訓練，提高學生的創新意識和科研能力．

2．1實踐教學平臺的建設

重慶文理學院化學與環境工程學院利用學校自籌資金、日元貸款項目和中地共建項目等，建立了“環境科學與工程實驗中心”、“化學教學實驗中心”和“分析技術實驗中心”，總面積約為3500m2，儀器設備價值1200余萬元．開設的學科基礎實驗包括無機及分析化學實驗、有機化學實驗、物理化學實驗、儀器分析實驗，專業基礎實驗包括化工原理實驗、環境化學實驗、環境監測實驗、環境微生物實驗、環境生態學實驗，專業方向實驗包括室內環境監測實驗、土壤與農化分析實驗、環境工程學實驗、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、環境科學綜合實驗、環境治理綜合實驗．目前的教學平臺已能滿足我校環境科學專業及相關專業學生基礎實驗教學和專業實驗教學的需要．實習基地是實踐教學的重要載體，基地建設的成效將影響實踐教學的質量［4］．為便于學生實習、見習，經過幾年的努力，重慶文理學院已在市內各區縣建立了穩定的實習基地，在永川區環保局、永川僑立水務有限公司、渝北肖家灣污水處理廠、重慶市環境科學院、江津污水處理廠建立了穩定的見習基地，基本能滿足學生實習、見習的需要，較好地為學生提供了拓展視野、親身體驗的場所．在學生見習或實習期間，還請有經驗的環保技術專家指導學生實習，進行現場教育．通過見習、專業實習、畢業實習等過程訓練，讓學生深入了解社會需求及自身的不足，明確了學習的目的，激發學習的動力，提高了綜合素質．

2．2實踐教學內容的建設與改革