环境工程概论范文

时间:2023-12-27 17:54:20

导语:如何才能写好一篇环境工程概论,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

环境工程概论

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关键词: 环境工程 环境学概论 教学方法

1.课程设置与安排

环境学概论是环境类专业的专业基础课程,环境工程专业的本科生通过该课程学了可以了解环境工程专业的基本概念和基本术语等基础知识外,还可以了解目前我国及全球面临的环境问题的产生与危害,传统环境污染控制方法,以及目前环境工程领域的发展最新动向。通过长期本科教学工作发现,学生进入高校的第一年主要是进行公共基础课程学习,随后是专业基础课程的学习,直到大学三年级才重点涉及专业核心课程,使大部分学生进入高校后学习目的不明确,学习兴趣激发不起来,经常有新生问及我们专业主要学什么的,出去以后能够干什么,是否容易找到工作。甚至到二年级专业基础课的学习过程中,有的学生提出我们到底是生物专业还是化学专业的疑问。针对上述问题,我们结合新生特点,在入学专业教育的基础上在第一个学期开设环境学概论课程,使学生明确环境工程专业需要学习的主要内容,将要解决什么样的问题,采用什么样的解决方法,毕业后可以从事哪些工作。使学生具有更明确的学习目标,为后续专业基础课程学习和专业课程学习打下基础。

2.明确学习目的

为使学生在大学四年具有明确的学习目标,我们在环境学概论的第一次课就对学生进行引导。首先引入学生最为熟悉的我国当前严重的雾霾现象和水污染问题展开讨论,从环境定义到什么是雾霾,什么是水污染的系列基本概念,为什么会引起这样严重的环境问题,如何评价污染的程度,治理这些污染有什么样的方法,是否可以从预防控制角度避免重污染的产生。结合这些简单问题的讨论,给学生阐述大学环境工程专业的课程体系,不同阶段各公共基础课程到专业基础课和专业核心课程的重要地位,以及课程之间的联系,分别主要解决什么问题,基本可以让学生有个初始了解。针对学生最为关注的就业方向问题,主要从以下几个方面进行介绍,首先喜欢从事科学研究和探索的同学,以后可以考取环境类专业的硕士研究生进一步深造,并就我国具有环境类硕士和博士学位点的高校和科研院所给学生进行简单介绍,重点介绍当前学科排名前二十名的高校和科研院所的学科优势特点和主要专家学者。同时介绍与研究生入学考试相关的需要重点学习的课程。其次,有环境工程设计兴趣的同学,可以考虑进入设计院或者环境工程公司,工作后可以考取与环境工程相关的职业资格证书,如注册环保工程师、注册化工工程师等,通过长期积累可以成为环境工程设计类专家。有从事环境工程项目管理兴趣的同学可以考取国家二级建造师和一级建造师成为项目经理,可从事具体的环境工程项目管理与实施。再次,对环境科学感兴趣的同学可以从事环境影响评价、清洁生产审核和环境应急预案编制与咨询等相关工作,同时可以考取注册环境影响评价工程师和清洁生产审核工程师等职业资格,经过长期积累将来可以成为该领域的专家。此外可以考取国家机关公务员从事环境管理工作及环境监测与环境污染治理设施运营等方面的职业资格证书。通过就业方向介绍,学生对从事环境工程专业领域的工作有个大概了解,学习目的将更明确。

3.教材选择与教学内容优化

为搞好环境学概论的教与学,首先教材的选择是关键。结合地方本科院校环境工程专业应用型人才培养的特点,通过综合比较多个出版社的教材,我们选择中国环境科学出版社吴彩斌教授主编的《环境学概论》教材,该教材共包括十三章内容[1]。由于都是概述性内容,可以根据实际情况选讲重点章节,总教学课时32个学时可以满足教学要求。该教材具有深入浅出的特点,知识面覆盖广泛,信息量特别大,主要包括环境问题,生态学基础,自然资源利用与保护,水污染及其控制,大气污染及其控制,土壤污染及其防治,固体废物污染及其综合利用,物理污染及其防治和环境与法等内容。本课程遵循环境问题的提出到分析环境问题产生原因再到解决环境问题的方法这一主线。重点介绍了前十章内容,突出环境学基本概念和基本原理的理解与掌握,涉及具体污染控制原理和工艺不做详细介绍,留给后续专业核心课程详细讨论。此外,紧密联系环境学科发展的最近动向,引入与学科前沿技术发展最近进展的专题,不断充实与更新教学内容。如我国与全球环境问题引入目前广泛关注的雾霾专题和太湖富营养化专题进行讨论,水污染控制技术引入最新的正渗透膜分离技术与光催化技术专题,大气污染控制引入有机废气光催化处理专题。通过这些前沿专题的介绍可以很大程度上提高学生对环境工程专业的学习兴趣。

4.课堂教学方法的探讨

环境学概论课程涉及信息量大,但是从教学内容来看难度不大,内容学生都能够看懂,如果采用传统教学模式则必定达不到良好的教学效果,学生的学习兴趣无法激发。所以必须结合课程特点对传统教学方法进行创新。为此,我们从三个方面进行了尝试。首先搜集当前热点案例采用案例教学,如吉化公司爆炸造成的松花江水环境污染,京津冀和长三角及长沙等长江中下游高频出现的雾霾现象引入全球环境问题;湖南的“镉”米现象引入大气污染和防治与土壤污染及其防治;广东某地电子废弃物拆解造成的重金属污染引入固体废弃物污染与防治分别与学生展开讨论与分析。鼓励学生充分发挥自己的思维空间,从特定案例的环境问题分析出现的原因,污染物质的来源,可能的迁移方式和可采取的治理与预防的措施。重点在于提高学生的参与积极性,使学生从被动接受知识变为课堂学习的主体。其次开展专题讨论教学模式,专题讨论可以激发学生学习兴趣,提高学生独立分析问题与解决问题的能力,为使学生有充分的准备时间,通常在理论教学内容前三到四周,由教师提出某一题目如:“抗生素的使用现状与环境关系”,“农村养殖行业是否需要进行控制”,然后引导学生如何查找资料,整理分析资料并形成自己的观点制成PPT汇报材料在课堂中和同学相互探讨。其中有学生从抗生素的概念、抗生素的历史、我国使用现状、造成的环境危害,以及从政策层面和末端治理等方面消除其负面影响的可行措施进行深入讨论。

5.可以改进的方向

环境学概论是环境工程本科专业的基础课程,涉及的知识面特别广泛,包括与环境保护相关的科学技术知识,人文社会科学知识及法律法规和经济学知识,从课程内容讲难度不大,但是从课程特点看要讲好该课程对教师有更高要求。首先要求教师有非常扎实的环境工程专业理论功底,其次要求教师有较广的知识面。同时要求教师不断更新教学内容和创新教学方法。在理论教学过程中可以适当鼓励学生参与搜集环境方面相关的最新素材,包括图片和案例,建立该课程的教学素材库。课程考试可以采取期末考试成绩和平时成绩的组合方式,适当增加平时成绩的比例,把平时考勤、课堂参与、专题讨论及课程论文以适当比例计入平时成绩。总之,环境学概论课程的教师需要不断增加自身知识储备,增强自身教学技能,不断尝试和总结不同教学方法以达到良好的教学效果。

参考文献:

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多年来由于受到内、外界诸多因素的影响,毕业论文(设计)实践环节中存在很多不足之处,整体水平下滑已成为不争的事实。主要表现为:

1.1毕业实习成了毕业环节主要影响因素

面对择业的巨大压力,多数同学忙于就业、实习、面试等,毕业论文处于从属地位,工作单位要求实习的现象普遍存在,个别学生只能利用晚上和周末时间做实验,严重影响毕业论文质量。

1.2研究生、公务员和事业单位考试影响教学质量

报考公务员和事业单位的学生要花很多时间进行考试准备,最后录取比例很低,考试的多,就业的少。在本来就不是很充裕的毕业环节中再花这么多时间应付考试,对毕业环节的影响是显而易见的。

1.3毕业环节监管体制不完善

目前,大多数院校侧重目标考核而忽略过程管理,这是造成毕业论文整体水平下降的主要原因。

1.4导师精力投入不足,指导不到位

一个教师指导多名学生,加之本身精力有限,投入不多,甚至有些老师放任自流,不加约束管理学生。

二、提高毕业论文质量的对策

2.1调整、规划毕业环节进度

多数院校毕业环节在第八学期进行,研究生、公务员考试等影响其质量。我院从2012届学生开始,毕业论文(设计)环节时间调整至第三学年的期末(即第六学期末)开始,至第八学期期末,时间跨度为整整一年,期间还包括寒、暑假的时间,不同学生可以按不同的需求灵活安排毕业论文时间。比如,准备就业的学生可以在第六学期末就开始毕业环节,包括寒暑假的时间均可利用,这样在第八学期就会有更多的时间去找工作或实习。而考研的同学在第七学期可以集中精力复习考研和进行一定的毕业环节前期工作,如文献查阅、外文翻译等,到第八学期集中时间和精力做论文研究。

2.2建立毕业环节实习基地

毕业环节过程中充分发挥相关企业单位合作办学的先进经验,选择企业中有指导经验的技术骨干力量作为合作导师,结合企业的技术难点开展毕业课题的立项工作,增加实战经验的同时提高毕业论文科技含量,同时为就业创造有利条件。因此,合理选择一批技术力量雄厚、科研水平和生产能力较强,与本专业密切相关的毕业论文(设计)实习基地,能够很好地解决毕业和就业的矛盾,以毕业环节促进就业、就业再促进毕业环节,双向促进实现共赢。我院食品科学专业进行了卓有成效的尝试,目前已经与多家企业建立良好的合作关系,比如娃哈哈、农夫山泉、贝因美等大型食品公司,有力促进了毕业论文整体质量的提高。

2.3实践本科硕士联合指导体系

目前,我院研究生招生规模迅速扩大,个别指导教师指导的本科生和研究生数量相当。本科生和研究生之间的联合指导、协同促进将有助于提高本科生的学习和科研积极性。我院以全国的“挑战杯”、校“运河杯”,院“昂立杯”为平台,通过本科生导师制让大部分学生在大二暑假就进入实验室,使他们的动手能力得到提前锻炼。到大三真正进入毕业环节时,在研究生、导师双重指导下,大大推动了本科生毕业环节工作的顺利开展,保证了毕业环节质量。

2.4营造良好教学氛围

通过几年来的摸索和实践,我院从规章制度、队伍建设、监控措施、评审机制、答辩等方面入手,构建了一套完整的毕业环节过程管理体系,学生毕业环节的质量明显提高,得到了同行专家的肯定。学院在相关毕业环节教学改革项目的引领下,充分研究毕业环节的教学规律,借鉴兄弟院校的相关经验,制订提高毕业环节质量的对策,加强教育,以营造良好的教学氛围。

2.5加强指导教师综合能力培养

指导教师应具有相关的专业背景和较强的工程实践能力,其素质和业务水平直接决定了毕业环节质量。因此,加强指导教师的资格审查和队伍建设,尤其注重年青教师的培养,使青年教师尽快成为指导教师队伍中的主要力量。

2.6强化过程管理和督导

毕业环节开始之前进行资格审查,即到第六学期结束如已获学分累计小于100学分者,不能正常进入毕业环节阶段,按自动延长学制处理。达到规定的学分要求后,方可进入实验室,做毕业论文(设计)。这一规定保证学生有足够的能力和精力来完成毕业论文(设计)。根据毕业环节整体进程的安排,毕业环节指导委员会和质量监控领导小组成员基本每月集中抽查一次,每周各自分头抽查一次,包括学生出勤、实验记录本、实验进度等等。做到周周有检查,月月有汇总,发现问题及时解决。另外,对在实习基地做毕业论文(设计)的学生,学院制订了《校外毕业论文教师调查表》和《校外毕业论文(设计)学生情况调查表》,定期对每位校外指导教师和校外毕业生调查摸底,发现问题,及时沟通处理。

2.7改进导师评价体系

考核是实现过程控制的有力手段,而论文评审则是考核的一个重要环节。之前的论文评阅都是同组教师自由交换,相互评阅。从2012届毕业生开始学院特地开发了毕业论文(设计)网络匿名评审系统,建立了评审教师库,制订了匿名评审程序。评审教师可以在规定时间内使用该系统进行网络审阅匿名的毕业论文,既方便快速,又客观公正,避免了人为因素对评审结果的影响。

2.8创新答辩模式

目前,多数院校采取小组形式,组内优、良、中、差之间平衡,欠缺专业内部整体考虑。我院在小组答辩的基础上进行相应改革,要求每个小组长严格把关,每位学生答辩时间控制在30分钟以内,导师记名记分形式来确定成绩,有争议的及最差和最好的学生参加大组答辩,这样较好地解决了全小组和全大组答辩带来的弊端。

三、结语

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关键词:城市供热 换热站改造 溴化锂吸收式制冷

中图分类号:F291.1 文献标识码:A 文章编号:

1、前言

随着城镇化的进一步发展,北方地区城市集中供热能力和老城区供热管网输送能力已经远远满足不了城市集中供热的需求。面临的问题:城市集中供热需求随着城市的发展日益增长,在节能减排、环保要求越来越高的今天,盲目上马区域性供热燃煤、燃气锅炉房已然受到限制,政府大力倡导热电联产,但因城市集中供热老管网热输送能力达到极限,因此现有城市供热管网的热输送能力成为城市化发展的一大瓶颈。

城市集中供热系统按热源不同一般有热电联产、集中供热锅炉房系统;按供热输送媒介不同则有蒸汽网供热系统和高温水网供热系统。本文探讨的是以热电联产为热源,高温水一次网经二级换热站分布换热给二次网供热的集中供热系统。

2、基于溴化锂吸收式制冷技术换热站联合改造原理及特点

针对现有热源、供热管网情况下,为了提升管网的供热输送能力,新开发了一项基于溴化锂吸收式制冷机组实现供热一次网大温差运行的技术,即在不改变二次网参数的情况下,只改变一次网回水温度的方式就可达到提高一次网热输送能力的目的。其原理见图1所示:

该技术改造特点有:

1)不需要对现有供热管网进行改造,即不需要增加或更换现有管网,避开了繁琐的市政工程改造,只需对二级换热站进行联合改造,改造简单;

2)解决了城市供热需求增加与现有管网热输送能力受限之间的矛盾;

3)新技术基于溴化锂吸收式制冷技术,以溴化锂-水为工质对,环境友好无污染。

3、解决管网热输送能力的问题

管网热输送能力=管网流量×管网供回水温差

在管网不改变的情况下,要想提高管网热输送能力,只有通过增大管网供回水温差来实现,即可通过降低供热一次网的供热回水温度,从而达到一次网大温差供热的方式来实现。比如针对供热一次网供/回水温度参数120℃/45℃,二次网供/回水温度参数50℃/40℃的管网,在不改变现有管网条件以及现有一次网供水参数和二次网供回水参数的前提下,只需将一次网回水温度降低至13℃,可实现一次网供/回水参数为120℃/13℃,从而增加一次网供回水温差32℃,增大一次网热输送能力42.6%。针对目前供热管网设计工况参数而言,通过该方式对二级换热站进行改造可最大提高现有管网的热输送能力约32.5%-42.8%。

4、解决因管网原因限制了热源端热源能力的充分释放问题

目前城市供热首站一般都是采用汽轮机抽汽通过汽水换热器将供热一次网回水加热至供水温度,如将一次网45℃回水加热至120℃供水。

1)由于供热一次网供水管网受设计温度或管道材质的最高温度限制(比如若管网只能承受最高温为100℃),即使供热抽汽压力足够高,也无法通过提升一次网供水温度的方式来实现提升一次管网热输送能力,必将导致热输送能力受到限制,从而使得汽轮机抽汽端热源无法得到充分的释放,也即即使热源端有充足的热源也因管网输送能力不足而无法满足日益增长的城市供热需求。在一次网供水温度受限的情况下,如果通过降低一次网回水温度,扩大一次网供回水的温差即大温差供热,即可使得热源端热能得到充分的释放,从源头上解决了供热不足的问题。

2)受热源端汽轮机供热抽汽压力的约束,即使汽轮机抽汽量足够大,也因一次网热输送能力的限制而无法得到足够的释放。根据热量平衡公式,

Qz=h×q=c×t×m

式中,Qz——供热抽汽热值(kJ);

h——供热抽汽压力对应下的焓值(kJ/kg);

q——供热抽汽量(kg/h);

c—— 一次网供热水的比热容(kJ/(kg·℃));

t—— 一次网供/回水温差(℃);

m—— 一次网供热水流量(kg/h)。

在供热抽汽压力一定(即焓值h是一定的),不改变现有管网(也即流量m一定)的条件下,要想提高供热能力,只有通过增大一次网供/回水温差t来实现。而一次网供水温度又受到了供热抽汽压力的制约,即蒸汽压力一定,供热一次网供水温度只能被加热至该抽汽压力对应的饱和温度,而无法进一步提高,比如供热抽汽压力为0.05MPaG,一次网供水温度可加热至110℃。因此,在不改变现有管网条件下,要提高热源端的供热能力,只有通过降低一次网回水温度来达到。

3)该技术还可结合目前市场上应用成熟的“基于溴化锂吸收式热泵技术回收电厂汽轮机冷凝热用于城市供热”技术,在扩大一次网大温差输送改造后,可以尽可能大地通过回收汽轮机冷凝热,进行网源结合改造,即提高了热电厂的能源利用率,又解决了城市供热能力的缺口。

5、改造案例分析

某住宅区原有供热面积60万平方米,现因附近新开发一小区,新增了20万平方米面积的供热需求。原一次网参数100℃/50℃,二次网参数55℃/45℃,供热负荷为24MW(热指标取40W/m2),一次管网热媒的流量:

=0.86×24×103÷(100-50)=412.8 t/h

式中 —供暖系统用户的计算流量,t/h;

—用户热负荷,kW;

—水的比热,取=4.187KJ/(Kg·℃);

t1/t2—一次网的设计供回水温度,℃。

现有热源取自某热电厂供热首站,热源充足。为了解决新增的20万平方米(热负荷为8MW)面积的供热需求,一般可以采取以下方案:方案一即充分利用原热电厂的热源,通过对管网改造,对管网扩容;方案二,不进行管网改造,在住宅小区附近新建8MW的供热锅炉房;方案三,在不改变现有管网条件,不新建供热锅炉房的情况下,采取本文所阐述的技术改造,只需对现有二级换热站进行联合改造来满足现有60万平方米面积的供热需求,同时新建二级换热站来满足新增20万平方米的供热需求。因方案一需要进行管网改造,投资巨大、建设周期长,且对市政环境影响很大,故不建议采用。表1为新建供热锅炉房和基于溴化锂吸收式制冷技术的换热站联合改造进行经济性比较。

表1:经济性分析比较

说明:1)总投资中不含新增土地征用费;

2)总投资方面,方案三较方案二高约900万元;

3)运行能源费用,方案三较方案二可以省约480万元;

4)每年运行能源节省费用在2个采暖期内即可回收多投资的费用。

6、总结

基于溴化锂吸收式制冷技术对现有热源、管网能力受限情况下对供热二级换热站进行联合改造,可以解决目前因城市发展所带来的供热瓶颈的问题。

1)该技术改造简单。无需对现有管网进行改造,只需对供热二级换热站进行联合改造;

2)溴化锂吸收式制冷技术已经在国际、国内的民用建筑和工业领域得到广泛运用,技术成熟、可靠;

3)相对于管网改造和增加新的供热热源来说,投资低,建设周期短,回收期短;

4)技术可行性高,无需进行大规模的市政工程建设,对社会影响度几乎为零;

5)相对于增加集中供热锅炉房,环保特点显著。完全符合国家供热改造“十二五”规划的环保要求。

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关键词:环境工程;双语教学;教学效果

一、环境工程专业双语教学的目标与定位

随着我国经济的快速发展、国际交流日益频繁,社会对既有丰富专业知识、又有高水平外语能力的“复合型”人才需求量大大增加,从重点高校到普通高校纷纷推行双语教学。所谓双语教学,是指在非外语类课程的教学过程中应用母语和第二语言授课的一种教学模式,既包括教师应用两种语言讲授,也包括师生应用两种语言交流。当前,我国政府和民众对环境问题日益重视,环保概念渐入人心,环保产业不断向前发展,国内部分高校相继开设环境工程类专业,环境工程专业双语教学也在这些高校开展起来。在我国,环境工程专业双语教学通常就是选择汉语和英语两种语言讲授环境工程专业课程的教学模式。高等学校环境工程专业双语教学正是要对原有的英语教学和专业课教学模式进行改革,使本科生能有效掌握环境工程专业术语和英语表达能力,培养英语思维方式,有效地促进学生综合素质的提高,拓宽学生在专业领域的国际视野。

二、环境工程专业双语教学的内容和手段

环境工程专业双语教学作为培养高级复合型人才的有效手段,其教学内容要体现英语语言教学与环境工程专业学科教学的高度融合,从而使它成为培养高级复合型人才的有效手段。双语教学使学科专业知识从以汉语为标识变成以英语为标识,要求教师和学生能同时以汉语和英语两种形式对专业知识进行国际交流。这就要求根据合理的教学目标选择合适的教学内容,因此,环境工程专业双语教学内容要符合学科发展方向,并且课程难度不应低于采用汉语进行教学的标准。近年来,我国高校环境工程专业所开设的双语教学课程主要有环境化学、环境监测、环境土壤学、环境微生物学、环境生物技术、环境生态学、环境生态毒理学、水处理微生物学、环境学导论、环境科学概论、环境工程概论、环境经济学、仪器分析等。南京工程学院环境工程专业选择环境土壤学和环境微生物学两门课程作为双语教学课程。环境工程专业双语教学的模式要求改变我国高校一直以来形成的以教师为主导的“填鸭式”教学方式,增加课堂上师生之间的互动,并优先使用英语。教师要充分运用计算机网络和多媒体技术,制作多媒体双语教学课件,用英文列出专业课程中的重点内容,再选用一些合适的图片用以增加课件的直观性和生动性,并搜集一些英文视频资料,提高学生学习的积极性,使其较快理解和掌握所学专业知识。同时,任课教师应通过互联网或其他方式搜集一些英文资料,根据教学内容让学生利用课外时间阅读相关的英文资料,并在课堂讲授时向学生提问或布置随堂作业,了解学生阅读的效果。双语教学适合采用小班教学的形式,一般以40人左右为宜。双语教学要求学生必须具备一定的英语水平,故环境工程专业双语教学不应该强制性地要求环境工程专业所有学生都参加,而应该在设置一定英语语言和环境工程专业标准的基础上,由学生根据自己的情况选择组成双语教学班。目前,国内多数高校已实行学分制,这就为双语教学的分类开展创造了条件。我校环境微生物学是本科生的专业基础课,有两位任课教师可供学生选择,分别采用双语教学和汉语教学;环境土壤学是专业选修课,学生可以根据自己的兴趣来选择。

三、环境工程专业双语教学的问题及解决方法

1.环境工程专业双语教学的教材建设。目前国内环境工程类专业对于实行双语教学的各门课程还没有统一的教材,因此,一般都是各个高校根据自身的实际情况来选择外文原版教材或者自编教材。因此,对那些采用双语教学的环境工程专业课程,组织国内有关专家编写双语教材就显得非常必要。编写环境工程专业课程双语教材的专家应为该领域的专家,英语水平高,有国外学习或工作经历,并从事过环境工程专业双语教学。双语教材应尽量在不侵犯知识产权的基础上,综合不同外文原版教材,进行节选和编辑,既要保持原版教材的风格,又要使内容符合我国高校的要求。在编写双语教材时,还应列出一些优秀的原版教材作为参考书目,指导国内出版社出版这些书目的影印本,供一些学有余力的学生作为阅读书目选用,拓展他们的国际视野,提高其专业竞争力。

2.环境工程专业双语教学的师资培养。合格的双语教学师资是制约我国高校双语教学向前发展的瓶颈,双语教学师资的建设和培养是提高环境工程专业双语教学水平的关键。我国高校双语教师大致可分为两类:一类是一些英语能力强的专业课教师,环境工程专业双语教师一般属于这一类,他们由于缺乏语言教学方面的系统训练,难以用外语充分表达自己的专业思想和开展互动式教学;另一类是英语专业教师通过较为简单的专业知识进修后转而进行双语教学或者是英语专业的本科生攻读了非外语专业的研究生,他们专业知识不全面,无法深入浅出地讲解环境工程专业知识。作为环境工程专业双语教师,不仅要求专业知识精深,还要求英语水平高、能灵活运用英语来表述环境工程专业知识、解析专业词汇等。因此,环境工程专业双语教学的师资培养和建设是一项系统工程,不可能一蹴而就,应该有步骤、有计划地进行,采用自己培养和引进相结合,国内培训和国外培训相结合,短期培训和长期培训相结合的培养模式。

3.双语教学课程的考核及教学效果。环境工程专业双语教学要灵活采用多种考核、考试形式,促使学生主动学习,注重双语教学的效果。环境工程专业双语教学的考核应借鉴欧美国家的一些先进经验,灵活采用笔试、口试、开卷、闭卷等多样化的考查形式,并将学生平时在课堂上的表现情况纳入综合成绩评定。考核的主要目标是考查学生双语应用和专业知识应用能力,尽量通过设计案例来考查学生解决实际环境问题的能力。环境工程类专业知识性比较强,有的课程对学生来说本来就有一定难度,采用双语教学的模式,加重了学生的学习负担,使得部分外语水平较差的学生更难理解和适应。大学本科生虽然已经过了多年的英语学习,但是他们学习的内容一般以日常用语为主,对科技英语不熟悉,且很多本科生还没有形成使用英语进行交流的习惯,英语听力和口语能力非常薄弱。因此,用汉语讲解环境工程专业课程教学中的重点和难点是必要的,可以避免学生对于课程中难点的学习存在语言障碍,能在一定程度上保证环境工程专业双语课程的教学效果。

参考文献:

[1]刘廷凤,李红艺,丁克强.“环境土壤学”双语教学模式的探索[J].高教论坛,2011(2):56-58.

[2]樊云慧.对高等学校开展法学双语教学的思考[J].高教探索,2013(1):95-99.

[3]谈多娇.高等学校双语教学的关键环节[J].教育研究,2010(10):91-94.

[4]李英华,王丽敏,魏薇,等.环境科学专业课程双语教学的研究与实践[J].吉林化工学院学报,2012,29(2):94-97.

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(一)课程体系固化,以专业为主

从高校研究生培养计划可以看出,研究生的课程受专业限制很大,这就导致本专业研究生与跨专业研究生几乎没有什么区别,个体差异关注不够,课程内容前沿性、综合性不够,交叉学科课程、综合性课程较少。

(二)跨学科人才培养中,研究生课程体系构建导师起主导作用

首先,由于理工类研究生大多是在各自导师的指导下进行个别培养,受导师自身专业背景的局限与依赖,各学科之间存在着较大跨度等原因,致使学生很难进行跨学科研究。其次,当前的研究生培养模式中,导师的课题方向决定研究生的选课方向。

(三)院系设置以学科为主导,不利于跨学科课程整合

目前,我国高校主要以学科为主导设置院系,而以跨学科设置院系的高校较少。现有院系设置不利于不同学科之间的沟通与交流,不利于不同专业之间的课程整合。这样的局面势必会影响学生对知识的追求热情,势必会影响学生的科研积极性,势必会影响学生的创新欲望。

二、农业工程与土木工程跨学科课程体系的构建

前面系统地讨论了建立跨学科培养研究生课程体系的意义及目前存在的弊端,现结合黑龙江八一农垦大学工程学院农业工程与土木工程两个学科的实际,对北方寒区农业水利工程与水利资源利用和设施农业结构防灾减灾两个方向进行跨学科课程体系分析。在确立课程体系时我们设计了《农业工程和土木工程跨学科培养研究生课程体系建设调查问卷》。在制作调查问卷设计时,我们充分考虑两个交叉专业可能出现的课程共通性,尽可能设计更多的课程,力求使交叉学科的研究生具有宽泛的理论基础,使交叉学科的研究生所学到的知识适应两个专业发展的需要。

(一)调查问卷统计

本次发放调查问卷的对象是黑龙江八一农垦大学工程学院的在职教师,共收到23份有效问卷。参与问卷调查的教师年龄集中在28—38岁和38岁以上两个年龄区间,具有硕士研究生以上学历的占95.65%,具有副教授职称和教授职称的总和占65.20%,问卷填写教师的任职专业主要集中在机械设计制造及其自动化专业,农业机械化及其自动化专业和土木工程专业,其他专业总和低于10%。

(二)交叉学科课程体系分析

1.北方寒区农业水利工程与水利资源利用方向。交叉学科研究生培养方案要求学术型研究生所修学分总数大于等于30学分,扣除英语、中国特色社会主义理论与实践研究及自然辩证法概论等必修课外,交叉学科研究生必须选修不少于五门的基础必修课,其中数值分析是学位必修课,还需要选修4门基础必修课。基础必修课的数据统计结果如下:在备选的15门课程中,数值分析得票最高23票,土壤水文过程模拟得票最少仅为8票。考虑到交叉学科研究内容的宽泛性,结合统计结果,去掉土壤水文过程模拟、土壤物理化学、喷微灌理论与技术三门课程。这样在北方寒区农业水利工程与水利资源利用方向就剩下12门课在基础必修课模块内供交叉学科研究生选修。课程名称如下:数值分析、数学物理方程、土壤水动力学、水工建筑物健康监测与检测、节水灌溉工程学、计算流体力学、水土资源规划与评价、高等水工建筑物、新型建筑材料及其应用、灌溉原理与技术、地下水资源评价理论与方法、流体仿真与软件应用。研究生培养方案要求在选修课模块所修学分大于等于10学分,而每门课的学分分配是1.5或2学分。结合统计结果,选修课模块去除土壤学与肥料学及环境水利学两门课,保留其余12门得票较多的课程供交叉学科研究生选修。课程名称如下:水生态工程学、粘性流体动力学、弹塑性力学、生态水文学、现代环境监测与控制、环境水动力学、土壤学与农作物学、水工钢结构、水工混凝土、水文学与水利计算、农田水利学水力学。

2.设施农业结构防灾减灾方向。交叉学科研究生培养方案要求研究生所修学分大于等于30学分。去掉中国特色社会主义理论与实践研究、自然辩证法概论、英语及学位课数值分析,每位交叉学科的研究生必需选择不少于4门基础必修课。问卷结果表明,除设施环境工程学获得11票外,其他13门课,每门课程所得票数比较均衡,最低票数是15票,最高票数是22票。考虑到设施环境工程学和防灾减灾的关联性不是很大,结合统计结果把设施环境工程学去掉不作为基础必修课的选用课程,这样基础必修课就改成13门课,供交叉学科研究生选择。课程名称如下:数值分析、数学物理方程、农业设施概论、农业生物环境工程、结构动力学、高等结构力学、计算力学、有限元原理、工程结构加固技术、建筑火灾安全新技术、地震工程学、建筑结构抗风设计、工程结构优化设计。

在选修课模块中,共列出了10门课,供调查问卷填写人投票选择。统计结果可以看出土壤学与农作学仅有6人投票,考虑到这门课自身的内容和防灾减灾的关联性不大,所以决定把这门课去掉,不在研究生选修课范围内。振动信号处理虽然只得到11位问卷填写人的投票,考虑到模态分析与参数识别需要对数字振动信号处理的技巧和理论基础,所以,振动信号处理仍供交叉学科的研究生选修。其他8门课,每门课的票数相对较均衡,故不作调整。课程如下:弹塑性力学、工程结构分析与软件应用、模态分析与参数识别、振动信号处理、混凝土结构设计原理、钢结构、砌体结构、农业设施环境控制、农业设施设计制造。

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1.近两年根据工程教育认证标准,环境工程专业进一步加强了公共实践环节、专业实践环节等教学内容,大幅增加了实践教学环节的总学时。通过毕业实习和生产实习、工程实训等环节,多方位、多角度地引导学生积极思考,加深学生对工程项目设计和实施的认识,使学生真正感受到教学活动和所学知识的实践意义。在2014版培养计划中,已将环境专业课程实验又增加了20学时;又新增了污染控制综合试验,学时数为48学时;环境监测课程增加16学时的实验内容;将认识实习和生产实习增至七周;进行为期十八周的毕业实习和毕业设计。当然,强化实践教学,不仅仅是在形式上增加总学时和总学分,还应改革实践教学方法、内容,提高实践教学质量。

2.采取新的举措,加强毕业设计教学环节的管理。为保障本科生毕业设计的质量,实行校、院、系三级严格管理和跟踪考核制度,将毕业设计分为初期考核、中期考核和答辩考核等几个不同的考核阶段。初期考核阶段,以环境工程系为单位进行学风教育、开题报告及方案设计的考核审查;中期考核阶段,分别由学院和学校督学组对毕业设计的进度、完成的质量进行考核,针对考核结果和建议,专业导师及时督促、指导学生进行调整、改进;最后进入答辩考核阶段,由5~7名专业教师组成答辩委员会,考核内容包括毕业设计(论文、设计结构方案、图纸、图表、计算及外文)的质量和数量,设计(论文)的新见解及成果,自述及回答问题情况等,对不合乎要求的需重新修改,应付了事的打不及格成绩者需参加二次答辩,二答仍不合格者需重修。通过对毕业设计的严格要求、层层把关,使学生充分认识到毕业设计的重要性和严肃性,端正学习态度、养成良好的学习风气,从而提高毕业设计的质量。

3.加大综合性、设计型实验开放,推行创新性实验,培养科学思维能力和实践动手技能,为培养学生创新精神和实践能力打下坚实基础。自2012年开始进一步开放实验室,提高实验室利用率,学校设立实验室开放基金,保证学生更好地于实验室根据需要自主地进行实验研究、产品开发等,不断加强学生的实验技能和动手能力。环境工程实验室也不断加强建设、积极创造条件,加大对在校本科学生的开放,采取全天开放、阶段性开放、预约开放等多种形式,吸引有兴趣或特长的学生进入实验室学习。

4.加快校内实践基地建设。自启动吉林省教育厅高教强省项目———环境工程专业综合实验平台建设以来,充分利用省教育厅和学校为环境工程专业实验室累计投入的近300万的建设经费,创建了独具工程特色的实验条件和研究场所。新建了一批能够充分体现环境工程基础知识和专业知识的实验装置;同时建立了具有仿真和操作功能的污水处理的综合实训实验系统,包括传统活性污泥曝气系统、Orbal氧化沟系统、MBR池和二次沉淀池等;还新引进城市污水处理厂工程设计和实训软件、通风与大气污染控制工程实验模拟软件。这些实验平台建设,工程性强,极大地提高了学生的工程意识,为训练学生工程实践能力提供了有力保障。

二、加强素质教育,培养全面发展的应用型人才

1.长春工业大学将专业教育和素质教育紧密结合,在传道授业解惑的同时,更注重学生的情商培养,为其立足于社会打下基础。学校完善了教育教学、咨询服务和危机干预“三位一体”的大学生心理健康教育工作体系,建立了校、院、班三级的危机预防和干预系统,形成“125-要爱我”的心理健康宣传教育格局。在素质教育课程平台中,开设《大学生心理健康教育》2学时必修课程和与心理健康教育相关的近20门必选1学分课程。我校为了体现“为学生健康成长服务”的办学宗旨,提出并实践了“离学生最近的教育”,形成了自己的人才培养特色。

2.坚持素质教育贯彻于教书育人过程始终的教育观,促进人文教育与专业教学的融合。我校环境工程专业人才培养方式,注重培养学生提高哲学素养,不断地提升学生的人文精神和职业道德修养。在培养计划的品德与业务素质模块中,已将基本原理概论实践、思想道德修养与法律基础实践等作为必修课程。通过对学生哲学素养教育和人文综合教育与专业教学的有机融合,能够加强学生分析问题的能力、提高学生看待事物的全面性与整体性,有利于学生工程思维方式的建立,更好地将联系的、发展的、辩证的观点和工程思路运用于工程设计、施工以及污染治理,更好地适应社会科技迅速发展的需求。

三、加强师资队伍建设,保证高素质应用型人才培养

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反渗透技术主要是通过利用反渗透膜两侧的静压差,客服溶剂的渗透压,使溶剂通过反渗透膜选择性的截留离子物质,从而实现分离液体混合物的膜过程。从1748年法国科学家AbbleNelh首次揭示了膜分离的现象,膜分离技术的发展经过了一个漫长的时间。膜技术已经广泛的存在在社会生活的各个角落。

一、反渗透技术的概论

1.1反渗透技术的基本原理

渗透技术是把溶剂从相关的溶液中分离出来的膜的分离过程,压力差是渗透技术的主要推动力。反渗透技术又称为逆渗透技术,主要是因为它和自然渗透的方向是相反的【1】。反渗透技术根据不同材料的渗透压不同,分离出大于渗透压的材料,在进行提取、纯化和浓缩。

1.2反渗透膜的分离机理

在反渗透技术中反渗透膜是最重要的部分,反渗透膜分为荷电膜和非荷电膜,以下是几种主要的透过机理。

1.2.1氢键理论Reid提出的氢键理论是把醋酸纤维看作是一个高度有序的矩阵结构的聚合物。当水进入醋酸纤维膜的非结晶部分后,和羟基的氧原子发生氢键而形成结合水。当外界给水分子施加压力时,水分子会从上到下通过一系列的形成氢键和氢键的断裂而不断地从一个氢键的位置移动到另一个位置,通过聚合物离开膜的表皮层进入膜的多孔层。

1.2.2优先吸附—毛细管流动Sour提出的选择吸附—毛细孔流机制是把反渗透膜当做一种微细多孔的结构物质,其基本的理论依据是与其相关的吸附方程,他认为膜的相关化学性质会对溶液的溶质产生一定的排斥作用。在实际的操作中,膜表面的浓度梯度会急剧减少,溶液的膜表面会形成一层可以被吸附的纯净水层,纯净水层中的水分子还在反渗透的压力下透过反渗透膜,离子的化合价越高,排斥效应越强。

二、反渗透技术在环境工程中的应用

2.1重金属废水处理

在环境工程中利用反渗透技术对重金属的废水处理是比较常见和比较重要的。在对重金属的废水处理过程中通常采用超低压的反渗透膜分离或稀释溶液中的铜离子和铬离子等,在进行了相关的反渗透处理之后,对离子的截留会随着进料压力的增加而不断增加,当压力到达某一值时,反渗透技术对离子的截留率达到了百分之九十九以上。

2.2城市垃圾的渗滤液处理

在我国城市的垃圾渗滤液中,水质是比较复杂的,且因为水量变化比较大,所以水中的有害污染物浓度比较高,包括氨氮以及金属的含量。实验证明,反渗透技术可以对水进行有效地处理,使水质的排放达到污染控制的一级标准。随着反渗透技术在实践应用中不断地加强,在环境工程中发挥的作用越来越明显。2.3印染废水的处理在印染等工业排放的废水中含有较多的染料、助剂、无机盐以及纤维杂质、酸碱等有害物质,同时也含有一系列的重金属元素离子,如果直接排放会对环境产生巨大的污染和破坏,而如果使用反渗透技术对排放的污水进行有效地处理,可以缓解废水对环境的污染。

2.4膜集成工艺处理废水

近年来,膜技术广泛应用于废水中,较常用的膜技术主要有微滤、超滤以及反渗透等。集成膜处理具有流程简单、运费低、系统稳定等优点。利用微滤或超滤处理二季废水可以有效地出去水中的悬浮物、胶体以及病毒等杂物,出水可达到杂用水标准。纳滤、反渗透则可以处理三级废水,有效地去除废水中的有机物及有害物质,出水可达自来水的标准。经微滤膜过滤和反渗透膜处理之后出水水质可达到饮用水的标准。

三、环境工程中反渗透技术的未来展望

3.1研究新材料

为了进一步的提高反渗透技术带来的经济效益就必须研制出性质更好、更耐压、更耐热、更具抗氧化性等更容易清洗的膜。

3.2创新工艺流程

为使反渗透技术在未来走的更远更好,就需要开发和研制新的反渗透过程中新的膜的分离方法,开发出反渗透膜分离过程和其他膜分离方法联合使用的工艺流程。如将膜与吸附结合在一起,反渗透与蒸发相结合等多种方式。

3.3开发新的膜分离过程以及膜反应过程

在对反渗透技术进行改进时可以将传统的分离技术与新型的膜分离相结合,也可以将膜分离与反应过程相结合的膜反应过程。提高反渗透膜的使用时间。

结束语

篇8

关键词:教学改革 项目教学法 环境工程制图与CAD

《工程制图与CAD》是高职高专学校环境工程专业的必修主干专业基础课。本课程以企业调研为起点,调研内容以学生将来就业的岗位工作活动为主,真正做到“课程为企业服务”这一宗旨。通过本课程的学习,使学生基本能够看懂建筑结构工程、给水排水、土木工程等与环境工程专业相关的平面图、三视图、标高图,能够较熟练地使用计算机绘制污水处理工程的流程图、装配图等。着重培养学生识图和使用CAD绘图工具的实践能力。但在教学实践中发现,如何把工程制图的理论讲解和CAD制图软件的使用结合是一个矛盾,较难把握。

一、项目教学法的优势

项目法作为一种理论课程与实践项目相结合的教学方法[1],是一种以项目为核心的教与学的方法[2]。该教学方法集中关注于某一学科的中心概念和原理,旨在把学生融入有意义的任务完成过程中,让学生积极地学习,自主地进行知识的建构,以现实的学生生成的知识和培养起来的能力为最高成就目标[3]。在此教学过程中学生为主体,教师应起指导者、协助者角色,并利用情景、协作、讨论等学习环境要素,充分发挥学生的主体性和探索精神,此法在实践性强的课程中有独特优势,使学生既具有必备的理论基础和专门知识,可以熟练的运用AutoCAD软件绘制相关的专业图纸,又具有较强的从事本专业领域工作的基本能力和基本技能,能适应生产、建设、管理、服务第一线需要的,具有从事环境工程,包括环境保护、污染治理工程、城市市政水工程、建筑水工程以及水资源管理等相关行业和领域的管理、施工和运营等方面能力的专门技术人才。

二、项目教学法在《工程制图与CAD》教学中的实践

“以项目为主线、以教师为主导、以学生为主体、注重学习过程与实践活动的融合”[4]是项目教学法的突出特点。人人参与项目过程,注重在完成项目的过程中,对知识和技能的理解和掌握以及对问题的分析和解决能力的培养。把教学中心由教师、课本和课堂转变为学生、项目和实践。教师在过程中起引导、观察、协调和激励的作用。

(1)项目实施前的知识准备

根据环境工程专业的培养方案,在上本课程以前,学生已经接受了《水污染治理技术》、《污水处理设施运营管理》等课程,已有完成本设计项目的基础知识。再在掌握了一定的绘图知识和CAD软件之后,才可顺利实施本项目。所以,在教师给出以水处理工艺为主体的项目后,通过教师讲授及学生的自学,完成学生的有关项目实施的知识准备工作。

(2)项目设计

根据的《工程制图与CAD》课程特点,在学生掌握基本制图知识和CAD软件知识的基础上,教师根据不同学生的学习情况,结合《水污染治理技术》,以各种水处理工艺为项目与学习小组讨论,确定项目的目标及任务。学习小组经过研究、分析对项目的目标及任务提出修改和补充并确定终稿。

(3)项目计划制定

根据前一阶段知识的准备情况,次阶段项目小组主要完成以下两项任务:项目实施的具体时间安排和任务分解。通过明确的时间安排,可以促进学生有条理、有步骤、合理高效的完成项目;通过任务的分解,可以明确小组各个成员在项目中担任的角色,更好的进行团队配合。

(4)项目实施

此阶段,教师主要任务是通过演示、讲解和参与学生讨论,引导和培养学生独立的提出问题、分析问题及解决问题的能力,并完成理论知识向实践技能的转化。教师通过点评、总结学生的实施过程,不仅可以及时纠正学生的错误,提高其独立分析应用能力,还能增加他们的学习兴趣和学习动力。这种思维的锻炼和探索、创新能力的培养,可以为今后较快的适应工作岗位打基础。

(5)项目完成

根据工程制图理论和CAD软件知识以及教师的参与、指导,最终完成某一水处理工艺的局部工程图或流程图,完成项目任务。

(6)自评和教师综合评价

项目完成后,首先通过对自身在项目完成过程中的综合表现自评,找出自身的优势和不足,激发学生的学习兴趣。再通过教师参与的小组自评,客观、全面、公正的对小组每位成员作出鼓励性评价,激发学生学习的动力。

三、项目教学法在《工程制图与CAD》教学中的教学效果

项目教学法引入《工程制图与CAD》教学中,将理论教学和实践教学充分融合,把学生枯燥、被动的接受知识的过程转变为学生主动、积极的探求知识的过程,把教师讲学生听得单一教学模式转变为了教师和学生交流、讨论的学习过程,把脱离实践的课堂教学过程转变为了与工作岗位“零距离”教学过程。在这样一个以“项目为驱动,教师为指导,学生为研究主体”的、学生积极主动参与的新型教学模式下,充分发挥了学生主动学习和探索知识的积极性,锻炼了学生的实践动手能力,培养了学生的团队合作意识,真正把知识转化成了自身的技能。

这种新型的教学方法,不但能够实现培养具有从事环境工程,包括环境保护、污染治理工程、城市市政水工程、建筑水工程以及水资源管理等相关行业和领域的管理、施工和运营等方面能力的专门技术人才,同时对高校的教学水平和教学质量还是一次质的提高,使一次成功的教学改革尝试。

参考文献:

[1]王艳芳. 高职院校_网页设计与制作_课程教学中项目教学法的应用研究[J].文体用品与科技,2011:147-148

[2] 仪玉莉,胡洋,刘景良. 解析高职院校项目教学法中教师的角色[J].辽宁省交通高等专科学校学报,2009,11(2):98-100

篇9

关键词:反渗透技术;环境工程;应用

前言

反渗透技术当前在环境工程得到了很好的应用,且随着人们未来对之在理论方面的不断深入以及技术的不断发展与完善,使反渗透膜得到更进一步的改善,从而使其在环境工程的使用也更加有效。

一、反渗透技术的概论

1.1反渗透技术的基本原理

渗透技术是把溶剂从相关的溶液中分离出来的膜的分离过程,压力差是渗透技术的主要推动力。反渗透技术又称为逆渗透技术,主要是因为它和自然渗透的方向是相反的。反渗透技术根据不同材料的渗透压不同,分离出大于渗透压的材料,在进行提取、纯化和浓缩。

1.2反渗透膜的分离机理

在反渗透技术中反渗透膜是最重要的部分,反渗透膜分为荷电膜和非荷电膜,以下是几种主要的透过机理。

1.2.1氢键理论

Reid提出的氢键理论是把醋酸纤维看作是一个高度有序的矩阵结构的聚合物。当水进入醋酸纤维膜的非结晶部分后,和经基的氧原子发生氢键而形成结合水。当外界给水分子施加压力时,水分子会从上到下通过一系列的形成氢键和氢键的断裂而不断地从一个氢键的位置移动到另一个位置,通过聚合物离开膜的表皮层进人膜的多孔层。

1.2.2优先吸附一毛细管流动

Sour提出的选择吸附一毛细孔流机制是把反渗透膜当做一种微细多孔的结构物质,其基本的理论依据是与其相关的吸附方程,他认为膜的相关化学性质会对溶液的溶质产生一定的排斥作用。在实际的操作中,膜表面的浓度梯度会急剧

减少,溶液的膜表面会形成一层可以被吸附的纯净水层,纯净水层中的水分子还在反渗透的压力下透过反渗透膜,离子的化合价越高,排斥效应越强。

1.3反渗透技术的特点

反渗透技术不论是理论知识还是实际操作,都是使用物理方面的知识,具有

很多强大的功能:(1)相对于其他的一些物理处理手段,反渗透技术只是采用了压力作为推动力,其消耗应该是最低的。(2)反渗透技术在一般的室内温度下既

可以进行工作,对室温没有态度的要求。(3)不适用任何的化学药剂,自身没有

任何的化学反应,对于环境几乎的零污染。(4)相关的设备体积较小,占地面积不会太大,操作简单有效,工作人员无需经常对设备维护。

二、环境工程中的反渗透应用

因为在反渗透膜分离法中,当分离效率越高,操作起来就会越容易且还具有占地面积小、运行费用低、耗能低等有点。另外,当膜与膜组件的性能提高的时候,反渗透技术将会更加频繁被应用于环保领域,例如石油化工、纺织工业、废水处理、造纸厂以及纸浆等等。

2.1重金属废水处理

在环境工程中利用反渗透技术对重金属的废水处理是比较常见和比较重要的。在对重金属的废水处理过程中通常采用超低压的反渗透膜分离或稀释溶液中的铜离子和铬离子等,在进行了相关的反渗透处理之后,对离子的截留会随着

进料压力的增加而不断增加,当压力到达某一值时,反渗透技术对离子的截留率达到了百分之九十九以上。世界上的很多国家都把反渗透技术使用到了城市废水处理当中,一部分的废水在经过简单处理后会被用做厕所冲水,还有一部在经过反渗透技术过后,可以拿来浇灌绿化植物,进而从实际行动上做到节约用水。

2.2城市垃圾的渗滤液处理

在我国城市的垃圾渗滤液中,水质是比较复杂的,且因为水量变化比较大,所以水中的有害污染物浓度比较高,包括氨氮以及金属的含量。实验证明,反渗透技术可以对水进行有效地处理,使水质的排放达到污染控制的一级标准。随

着反渗透技术在实践应用中不断地加强,在环境工程中发挥的作用越来越明显。

2.3印染废水的处理

在印染等工业排放的废水中含有较多的染料、助剂、无机盐以及纤维杂质、酸碱等有害物质,同时也含有一系列的重金属元素离子,如果直接排放会对环境产生巨大的污染和破坏,而如果使用反渗透技术对排放的污水进行有效地处理,可以缓解废水对环境的污染。

2.4斗膜集成工艺处理废水

近年来,膜技术广泛应用于废水中,较常用的膜技术主要有微滤、超滤以及反渗透等。集成膜处理具有流程简单、运费低、系统稳定等优点。利用微滤或超滤处理。季废水可以有效地出去水中的悬浮物、胶体以及病毒等杂物,出水可达到杂用水标准。纳滤、反渗透则可以处理三级废水,有效地去除废水中的有机物及有害物质,出水可达自来水的标准。经微滤膜过滤和反渗透膜处理之后出水水质可达到饮用水的标准。

三、环境工程中反渗透技术的未来展望

3.1膜材料的研究与创新

随着反渗透技术的进一步发展,无疑要对新的材料与工艺进行进一步的研究与开发,从而使反渗透分离技术对经济效益的增加、竞争能力的提高以及应用范围的扩大都有着更进一步的推动作用。 为了进一步的提高反渗透技术带来的经济效益就必须研制出性质更好、更耐压、更耐热、更具抗氧化性等更容易清洗的膜。

3.2膜分离技术的创新

为使反渗透技术在未来走的更远更好,就需要开发和研制新的反渗透过程中新的膜的分离方法,开发出反渗透膜分离过程和其他膜分离方法联合使用的工艺流程。例如将吸附同膜分离结合起来,蒸发同反渗透结合起来,离子交换树脂同反渗透膜技术结合起来,冷却同膜分离结合起来等等各种结合方式。

开发新的膜分离过程以及膜反应过程在对反渗透技术进行改进时可以将传统的分离技术与新型的膜分离相结合,也可以将膜分离与反应过程相结合的膜反应讨程提高反渗诱膜的伸用时间。

还可以对反渗透的预处理方法、氯化以及脱氯化加以改善,从而使反渗透膜的元件得到有效保护,进而使其使用寿命又能够有所增加。

3.3降低操作压力

压力是反渗透技术主要的推动力,操作所需的压力直接影响到投入生产能量的大小。目前,压力成本是反渗透技术当中最高的一项成本,比反渗透薄膜的成本还要高。因此,降低反渗透技术当中的压力是非常重要的,这将使反渗透技术未来发展中应该首先解决的问题。

3.4解决渗透膜污染问题

反渗透薄膜在经过长时间使用过后,会在当中累计相当多的污垢和杂质,这些杂会对反渗透薄膜产生污染。为此,应该大力开发反渗透薄膜清理技术,研究与反渗透薄膜相关的清洁剂,从而解决反渗透薄膜被污染的问题。

3.5加工工艺的提升

时代在不断的发展,人们对任何的事物的要求都会越来越高,反渗透技术的

加工工艺也不例外,虽然现在的加工工艺能够满足人们生产的需求,但是在未来又有新的挑战在等着我们,因此,我们应该做好一切的准备,加快研究反渗透的加工工艺,当新挑战到来的时候,反渗透技术能够稳定应对。笔者相信在未来,反渗透技术必定成为工业加工当中的主流,将会有越来越多的领域需要反渗透技术的加入。

结语

反渗透技术的出现,让我们的生活和生产有了很大的改变,环保节能是现在

人们最为关注的问题,反渗透技术就很好的诠释了这一特点,自身的特性加上独特的工艺技术,更换了很多传统工业加工方式,让工业生产更加的环保节能。有助于推进环境工程取得更进一步的发展。

参考文献

[1]钟 清.浅议环境保护工程[J].现代环境卫生工程,2002(3):69-70.

篇10

【关键词】:环境;岩土工程;问题

中图分类号: TU-023 文献标识码: A 文章编号:

引言

随着工业的迅速发展,环境问题已引起人们的极大关切,如何保护好人类赖以生存和发展的土地、海洋与空间,已成为广大自然科学工作者、社会科学工作者的研究课题和使命。高速发展的经济建设改善了人们的生活条件,但也在一定程度上干扰了生存环境,对生态平衡起了负面效应,岩土环境问题亦由此而产生。从70年代开始,世界上一些工业化国家相继建造核电站,为了保证安全,这些国家的政府有关部门均要求在核电站付诸施工之前必须进行环境影响评估。由于岩土工程师在核电站选址方面往往是首席专家,因而也很自然地成为环境影响评估的总协调专家,在环境岩土工程研究方面扮演着主要角色。环境岩土工程学是一门新兴的综合叉学科,它涉及岩土力学与岩土工程、环境工程、土壤学、卫生工程、地质学、水文地球物理、水文地质、地球化学、工程地质、采矿工程以及农业工程学等。

环境岩土工程的定义

环境岩土工程作为一个新兴的研究领域,在近年来得到了快速的发展,其内涵也在不断地丰富之中,目前对于环境岩土工程的理解不一,所给出的定义也是不一致的,还未有统一的定义,其研究的内容与范围也存在着许多的差异,当前,一般对环境岩土工程的定义有两种观点:

一种是以环境岩土工程学的创始人方晓阳为代表,认为其实一门交叉的学科,研究土、岩石的物理性质及其与生物圈、大气圈、岩石圈、水圈和微生物圈之间的相互作用,这种观点是把环境岩土工程作为一门土壤科学、环境科学与工程和岩土工程的交叉学科,在层次上高于环境工程与岩土工程,是岩土工程发展的新阶段,是环境科学与工程和环境科学的汇合点。

另一种观点是把环境岩土工程作为岩土工程学科中的一个分支学科,还是属于岩土工程的范畴,其目的是为了应用岩土工程的原理与方法来解决环境问题;在进行环境岩土工程的研究时,传统的岩土工程学理论与方法作为环境岩土工程的开端与整个工程的框架是必不可少的。

二、环境岩土工程的工作内容

虽然他们对环境岩土工程的定义认识是有所不同的,但其本质是一致的,即环境岩土工程是一门多学科交叉的学问,它是以岩土工程的活动为中心,来探索岩土工程与环境两者之间的关系,以能够达到岩土工程活动与环境之间的相互协调发展。其具体的包括两个方面的内容,一是用岩土工程的观点理论来解决一些由人类的活动而引起的次生环境岩土工程问题和自然界中已经发生或即将发生的原生环境岩土工程的问题;二是在进行岩土工程的活动时,要使环境保护与岩土工程两者有机地结合起来,并考虑岩土工程活动对环境的影响。其研究的内容包括:(1)针对岩土工程活动所造成的诸如地面沉降等环境岩土工程的问题进行评价与治理;(2)管涌、滑坡、地震等灾害对岩土工程活动的影响与分析,这一点与传统的环境工程地质学与工程地质学研究的内容是比较相近的;(3)名胜古迹的保护、垃圾的填埋处理、核废料的处置等新的内容。环境岩土工程使我们站在一个更高的层次去考查和分析岩土工程,对其的研究有着重要的意义,使我们周围环境更适宜于人类的生存和发展,更加符合自然规律,。

环境岩土工程专业分工与特点

由于环境问题涉及的面比较广泛,问题本身往往又比较复杂,环境岩土工程学与相邻各专业在工作内容上不可避免地要出现交叉甚至重合。这些相邻专业有环境工程地质学、环境工程学、水文地质学土壤学、水力学、地震学、、工程地质学、工程地震学等等。但是,不同学科之间的关系应该是:(1)学科发展上应该是相互的渗透,而不是以邻为壑;(2)在方法论上要发挥所长,相互的补充;(3)在工作环节上要相互衔接,或者是平行的探索;(4)相互交叉的课题应该是各有各的侧重。学科及其分工也是不断发展的,正像机、电科的发展越来越趋向于“机电一体化”一样,在环境岩土学科的专业分科以及各分科专业的分工上也不可能是一成不变的。

即便是相对成熟的学科,有时在分工上也是相互的渗透,并且不同专业的学者,看法也未必一致。在地震、污染治理和废料处置等问题即是如此。目前正确的做法应该是发挥所长,加强交流,相互补充,在发展中形成各自的专业重点。作为环境岩土工程,工作的重点应该是:(1)应该强调尽量做到量化地解决问题;(2)与更加广泛的问题相比较时,侧重于与土木工程有关的问题,包括工程受环境的影响和工程对环境的影响;(3)与更加宏观的问题相比较时,侧重于与工程有关的区域性问题,特别是工程场地问题;(4)能够发挥岩土工程理论与方法的问题;(5)与岩土特性有关的问题。

4几个环境岩土工程方面的重要问题

1.特殊土问题

膨胀土的显著特征是吸水膨胀和失水收缩。一般工程技术人员容易忽视其对工程建设造成的破坏,主要是因为在天然含水率的情况下处于比较坚硬的状态,如果其含水量保持不变,则不会有体积变化。所以在工程施工中,建造在含水量保持不变的黏土上的构造物不会遭受由膨胀而引起的破坏。

黄土是一种以粉粒为主,多孔隙,弱胶结的黄色沉积物。黄土湿陷性一般造成的建筑物的地基变形,迅速而又比较强烈,而且往往规模比较大。为了防止与减轻湿陷性黄土引发的环境岩土工程问题,在建筑中要加强对湿陷性黄土的地基勘察工作;对其地基必须进行加固处理;常见的湿陷性黄土地基处理的方法有:强夯法、垫层法、、挤密法、预浸水法等。要积极地开展湿陷性黄土的湿陷变形、边坡的稳定和黄土岩溶的研究,严格规范各种工程的建设活动。

2.垃圾填埋问题

目前处理城市垃圾的方法主要有高温堆肥、焚烧、卫生填埋。国内外运用最广的垃圾处理方式即是卫生填埋。卫生填埋是选择和采用合理的填埋结构,最大程度地减少和消除对环境特别是地下水体的污染,是一种比较有效的处理垃圾方式。垃圾填埋厂的设计关键之处在于淋滤液收集系统、衬垫系统、封顶之处和气体收集系统。淋滤液收集系统是用来收集填埋场中产生的淋滤液并将其排放至废水处理站或集水池集中来进行处理。衬垫系统是位于填埋厂底圈和四周的一层屏障,用来隔离固体废弃物和淋滤液以防止对填埋厂四周的土及水等造成污染。封顶系统是为减少封闭后对填埋厂的渗入。气体收集系统用来收集废弃物中的有机成分分解时产生的气体。

3.过度的开采引起地面沉降的问题

导致地基沉降最主要的因素是过度地抽取地下水,还有过度采取地热,石油、天然气等也会导致地基的沉降,它会使含水层的水平面下降,孔隙水的压力也随之减小,而上覆地层的压力不变,故孔隙水压力的减少值等于土颗粒骨架的附加的有效应力。当地下水位升降变化时会出现以下两种的情况:(1)当地下水位只在基础底面以下的压缩层范围内变化时,可能会引起地基基础的附加沉降。如果地下水突然下降或土质不均匀也可能会造成建筑物发生变形破坏;(2)水平面的升降变化只在地基基础底面以下的某一定的范围内发生变化时,地下水位的下降仅稍增加基础的自重,此时对地基基础的影响不大。

结语

环境岩土工程作为一个新兴的研究领域,在自身的发展中正经历着一个重要的阶段,自然环境的恶化、地震、洪涝灾害的频频发生,这都对环境岩土工程提出了严峻的挑战。这都要求我们要不断改变与创新环境岩土工程的方法与手段来解决这些问题。

参考文献:

[1]何朋朋,姚磊华.环境岩土工程研究综述[J].岩土工程界,2007(8).