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水处理生物学论文篇1
理论知识是工程实践的基础，在2012年教育部《高等教育本科专业》中将“给水排水工程”专业更名为“给排水科学与工程”专业[2]，名称的更换标志着科学理论基础在专业人才培养的重要性。因此在《水处理新技术》课程教学的案例选用上，需要理论与工程实践并重，同时与教材紧密结合，通过案例来启发学生思考，并建立理论和实践的联系。
在生物脱氮新技术单元，以短程硝化-反硝化工艺（SHARON）工艺为案例进行介绍。传统硝化过程是指氨氮（NH4+）先氧化成亚硝氮（NO2-），再被氧化成硝态氮（NO3-），两个步骤分别由氨氧化细菌（AOB）和亚硝化氧化细菌（NOB）催化完成（式1和式2）。
NH4+ + 1.5O2――NO2- + H2O + 2H+ （1）
NO2- + 0.5O2――NO3- （2）
这两个过程是独立的，且亚硝酸还原菌能够以NO2-为底物进行反硝化反应（式3），而不是传统观念认为只能以NO3-为底物进行反硝化反应（式4）。
在案例教学中通过介绍短程硝化-反硝化的微生物学理论知识，使学生更容易理解SHARON工艺的运行方式与特点。综合比较化学反应式1和2，理论上氧气（O2）可以节省25%，对应工艺过程中可以节省曝气量25%；综合比较化学反应式3和4，甲醇（CH3OH）可以减少40%，对应SHARON工艺反硝化过程中可以节省外加碳源40%。这样从理论和工艺两方面进行案例分析，加深学生对SHARON工艺的理解，并增加其对生物脱氮新技术的认识。
2 案例需具有新颖性和典型性
与文献相比，教材往往具有一定的滞后性。在《水处理新技术》教材中介绍的新技术、新工艺，它们的特点与应用范围可能会随着实际工艺研发而发生一些变化。为了及时掌握这些变化，需要阅读最新文献。案例选用上也要紧跟水处理新技术的发展，及时补充新知识，才能避免学生走出校园后出现知识与实际情况脱节的问题。
在厌氧生物处理技术中，以厌氧颗粒污泥为案例，介绍最新的分子生物学技术――荧光原位杂交技术（FISH）在厌氧颗粒污泥菌群检测中的应用，讲解其在厌氧颗粒污泥形态特征检测中的应用，并介绍厌氧颗粒污泥形成的机理。通过这些讲解，让学生了解厌氧生物处理技术的最新发展成果与研究技术。
另外，案例选用要具有典型性与代表性，不能只有一、两篇文献的报道，而要得到广大同行的认可，并经过工程实践的检验，这种案例才更有说服力。
3 案例应与科研紧密联系
我校《水处理新技术》课程是在给排水科学与工程专业大四上学期开设，很多学生即将开展毕业设计（论文），一些同学随后会进入研究生阶段开展课题研究。因此可以通过案例激发学生兴趣，培养学生科研能力。在氧化沟工艺介绍时，以我国的第一座三沟式氧化沟污水处理厂――邯郸市东污水处理厂为案例，介绍氧化沟工艺运行流程图、各构筑物的运行参数及对污染物的处理效果。这样学生在做排水方向毕业设计，遇见氧化沟工艺的设计就能与课堂知识联系起来；或者学生在做氧化沟生物脱氮的毕业论文的时候，课堂所学知识可以为毕业论文的开展提供良好的基础，进一步为研究生生物脱氮相关课题研究奠定基础。
4 增强与学生的互动性
水处理生物学论文篇2
苏州某印染企业排放的废水约5000m3/d，主要包括浆料浓水、浆料清洗水、印染浓水、印染清洗水。废水具有有机污染物含量高、色度深等特点，属于难处理的工业废水。该废水经过曝气调节池 混凝沉淀池 水解酸化池 接触氧化池 沉淀池 混凝沉淀池处理后，达到了国家排放标准，但排水中仍含有大量难降解处理的大分子有机物环境保护论文，污染物浓度和色度较高，不能够满足生产用水的要求中国学术期刊网。
为响应国家提出的节约水资源、保护环境、发展循环经济、建设环境友好型社会的号召，并降低企业生产用水成本，企业兴建了一套处理规模为5000m3/d的中水回用工程，实现废水的资源利用。
1、工艺流程及特点
针对该废水的水质特点，在试验的基础上，本公司确定了以砂滤、臭氧、曝气生物滤池为主的组合工艺对其进行深度处理和回用。工艺流程见图1。
图1 废水回用处理工艺
Fig.1.Technology diagram of wastewater reuse
污水站处理后的废水直接流入回用调节池，由提升泵入石英砂过滤器以去除前段处理工序残留的微小絮凝体，然后自流流入臭氧氧化池，最后经曝气生物滤池(BAF)处理后回用。臭氧氧化池利用臭氧氧化废水中残余的难以生物降解的有机物环境保护论文，将其转化为可生物降解的有机物，从而显著提高了印染废水的可生化性[1]，
2、主要构筑物设计及运行参数
2.1 回用调节池和回用水池
回用调节池和回用水池共壁合建，半地下室，钢砼结构，有效容积均为200m3。
2.2 砂滤器
采用4台外形尺寸为φ3000mm×4000mm的砂滤器，滤料采用0.5~1mm的均质石英砂中国学术期刊网。设计滤速为V=8m/h，反冲洗周期为24h。反冲强度为10~12 L/(m2s)，反冲洗历时10~15min。冲洗方式为先采用空气冲洗，然后气水联合冲洗环境保护论文，最后用水反冲洗，
2.3 臭氧氧化池
臭氧氧化池为钢砼结构，设2座。为了提高臭氧的溶解效率，将臭氧池设计成多格串联式，接触时间为30min。臭氧发生器为青岛国林实业有限公司生产，单台臭氧产量为600g/h，臭氧通过设在池底的刚玉微孔曝气器分散成微小气泡后进入废水中，臭氧投加量控制在(12±2)mg/L。在臭氧池后加设停留槽，减少残留的臭氧对后续BAF的生物处理效果的影响中国学术期刊网。
2.4 BAF
BAF为钢砼结构，共设8座环境保护论文，并联运行，COD容积负荷约1.0kg/(m3d)，下降式运行，流速为2.0m/h，填料层高度为2m，接触时间为30min，采用水槽堰板均匀布水，底部出水。填料采用比表面积大、表面粗糙、易挂膜的陶粒填料。
BAF池能耗低、氧转移率高、抗击负荷能力强，且使用寿命长。在BAF池底装有人工反冲装置，反冲的出水回到原污水处理站调节池。
2.5主要设备
（1）砂滤器4台环境保护论文，规格为φ3000mm×4000mm；
（2）砂滤器提升泵；KL（W）80-160，6台（4用2备），流量为50m3/h，扬程为32m，功率为7.50kw；
（3）臭氧发生装置：空气源，CF-G-2-600型，2台，臭氧产量为600g/h；
（4）BAF曝气风机：BK5006型，3台（2用1备），风量为7.07m3/min环境保护论文，水柱为6m，功率为11.3kw；
（5）BAF反洗风机：BK6008型，2台（1用1备），风量为15.1m3/min，水柱为6m，功率为22.6kw；
（6）BAF反洗水泵：KL（W）125-200B，2台（1用1备），功率为22 kw；
3、工艺运行
该回用系统于2008年5月开始调试运行，调试约1个月后，对COD的去除率趋于稳定环境保护论文，业主方化验室对出水进行了为期3个月的连续监测验收，经检验出水各项指标均达到了设计要求，并开始进行部分回用于车间生产用于冷却循环水和漂洗水，提高了水的重复利用率。同时顺利通过了业主方组织的专家组验收中国学术期刊网。
4、经济效益分析
整个深度处理规模为5000m3/d，占地约1000m2，总投资为750万元，吨水运行成本为1.4元, 经过1年多的稳定运行，平均每天回用水量约为1800m3。
该公司将河水处理后回用于车间生产的用水成本为0.9元/m3，达标排污费0.26元/m3，两项合计约1.16元/m3环境保护论文，每年约节省费用1800×1.16×300=62.64万元，经济效益十分可观。
5、结论
针对苏州某印染厂印染废水的特点，以该企业污水站排水为对象，采用采用砂滤、臭氧氧化、BAF等工艺进行深度处理，出水达到企业生产用水要求，取得了较好的环境效益、经济效益和社会效益。经过1年多的运行，系统运行稳定，维护管理方便，运行效果良好，得到了环保部门的支持和推广。
参考文献
水处理生物学论文篇3
文章编号：1671-489X（2015）08-0133-02
疾病预防控制人员是应对突发公共卫生事件的主力军，而目前各医学高校所培养的预防医学专业人才是突发事件应急队伍的后备军。本课题组前期调研发现，预防医学专业学生突发公共卫生事件应急理论知识缺乏，现场应急处置能力较差，毕业后无法快速适应工作岗位要求[1]。由此可见，作为培养应对突发事件人才的预防医学专业教育，其培养模式急需改革[2-3]。
因此，本研究以饮用水突发公共卫生事件应急处置为主线，以学生应急能力培养为目的，打破学科的界限，重组实验内容，设计开发综合设计性实验项目，希望通过探索建立新的实验教学模式，提高学生的应急能力、创新能力和专业技能，塑造应急型公共卫生人才。
【实验目的】通过开展饮用水突发公共卫生事件调查，强化学生应急处置能力，包括接报正确处理能力、证据采集筛选能力、调查分析能力、数据统计分析能力、生物安全防范技能、实验室理化分析技能及微生物检验检疫能力、报告撰写能力、事件防控能力等。
【课程计划】打破学科限制，按学科将实验内容进行模块化处理，实现多学科的整合；打破理论与实验课的界限，将部分实用性较强的理论知识放在实践课上讲解（如各种调查处理方法、科研论文撰写、相关标准条例的解读等），实现理论与实践的有机结合；增加校外实习学时（如自来水厂水处理过程参观等），带着问题进课堂，再做实验。
【教学方法】PBL案例教学法：在典型案例的引导下，提高学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。双语教学法：提高学生实验内容专业英语素质，并为留学生相关学科实验教学打下基础。
【课程组织】由潍坊医学院公共卫生学院进行协调安排，将各实验模块分配到相应教研室，由各教研室完成相关内容的讲授工作及考核工作，具体课时安排和开展顺序可参照下文。操作过程中，一方面依托公共卫生实验中心，开放学生与科研实验室，实现资源共享，建成满足突发公共卫生应急处置能力培养的多元化综合性教学训练平台[4]；另一方面实行本科学生课外科研导师制[5]，学生在实验授课教师和课外科研导师的双重指导下，保质保量完成各项实验工作。
【实验流程】
1）感性认识：了解环境卫生及食品卫生基本情况（参观自来水厂、食品加工企业等），启发学生分析环境及食品中有害性物质的存在对人体的危害。
2）理论讲解：介绍各实验要掌握的内容、方法，结合实例对学生进行讲解，启发学生对环境污染、食品污染等对人体危害的重要性；介绍现场流行病学调查方法、现场监测技术、现场采样的原则、方法和质量控制。
3）现场流行病调查、监测及采样：模拟现场，由学生按照理论讲解内容，分组分模块对现场进行调查、监测及采样。
4）实验室分析及数据统计处理：对现场所采集的样本进行实验室检测，汇总现场问卷调查、环境监测、实验室检测结果，建立数据库并进行统计分析处理。
5）总结评价：综合现场调查结果及实验室分析结果，全班共享，分组讨论交流，然后写出综合实验评价报告。
【考核方式】
1）实验操作考核（现场演练）：接报公共卫生突发事件问询处理；现场采样（食品、水、生物制品等）；理化
分析；生物安全防护；无菌操作；实验专业技能操作等（占总成绩的60%）。
2）调查报告撰写：基本情况、流行病学调查情况、卫生学调查、实验室检测、病因分析、鉴别诊断、结论、防控措施、附件（国家标准等）（占总成绩的30%）。
3）实验理论考核：爆发流行病学调查方法与步骤、突发公共卫生事件应急条例、食物中毒的诊断标准与程序、科研论文的撰写等（占总成绩的10%）。
【课程内容】
背景资料 2006年9月23日上午10：00，XXX疾病预防控制中心接到某人电话报告：YYY乡ZZZ村86人发生不明原因群体性腹泻，主要症状为起病急、恶心、腹痛、腹泻（呈粘液、水样便），部分病人有低热、呕吐和里急后重等症状。接报后，当地县委、县政府立即召开专题会议研究部署防病工作。主管卫生工作的副县长亲临现场指挥，县卫生局立即抽调当地疾病控制、卫生监督、医院等部门的专业技术人员共计10名组成调查组赶赴现场进行流行病学调查及处理。经详细调查及采样检测后确定这是一起水源性感染性腹泻暴发事件，暴露因素为村民饮用了被产毒型大肠杆菌污染的水源（2号水井）。通过采取病人隔离治疗、污染水源消毒处理、密切接触者预防性服药等一系列综合防治措施后，疫情得到迅速控制。
调查处理模块汇总如下。
流行病学模块
实验01：突发公共卫生事件应急条例（1学时）
实验02：爆发流行病学调查方法与步骤（1学时）
卫生统计模块
实验03：调查问卷设计指导（1学时）
实验17：科研论文的撰写（调查报告）（1学时）
环境卫生模块
实验04：突发水源污染事故应急处理（讨论课）（1
学时）
实验05：自来水厂参观（4学时）
实验06：水体污染源调查和水样的采集与保存（1学时）
实验07：水质检测和卫生学评价（水中硫酸盐的测定）（2学时）
食品卫生模块
实验08：食物中毒调查处理的讨论（1学时）
实验09：食物中毒诊断标准与技术处理原则（GB 14938―94）（1学时）
卫生微生物模块
实验10：水中菌落总数的测定（2学时）
实验11：水中大肠菌群的测定（2学时）
实验12：粮食中真菌的检测（2学时）
附：综合实验评价报告模版
1）基本情况：事发地点地理位置、气象环境、人群分
布、经济发展、生活习俗等特点。
2）水源情况：通过饮水调查了解病例发生与水源关系，筛选可疑污染源。
3）发病情况。
①临床特征：临床症状及体症，以及主要实验室检查结果。
②流行特征：人群分布、空间分布、时间分布。
4）实验室资料。
①患者致病因素的检测结果（如微生物、化学物质等）。
②水、食品样品采集及检测结果（如微生物、化学物质等）。
5）病因分析：结合现场调查结果及实验室化学分析、生物样品的检验检疫，总结分析出致病因素，并列出主要分析依据。
6）诊断依据：结合中毒患者临床症状、实验室检查、现场流行病调查及实验室化学分析、微生物检疫等手段，做出疾病诊断。
7）控制措施：结合案例致病因素及发生原因，提出综合预防控制措施，并总结经验教训。
参考文献
[1]江敏，刘达伟.我国预防医学生应急能力培养现况研究[J].中国高等医学教育，2007（5）：36-38.
[2]李华，万成松，郑莉，等.加强实践教学改革，培养应急型公共卫生人才[J].医学教育探索，2007（11）：1013-1014，1023.
[3]李乐，龙鼎新，唐双阳，等.新形势下应急型预防医学人才培养举措初探[J].基础医学教育，2013（8）：765-767.
[4]袁国保，李乐，龙斌，等.创新师资与平台建设模式 强化预防医学专业应急能力培养[J].西北医学教育，2011（3）：
水处理生物学论文篇4
水质工程学是环境工程专业和给水排水工程专业的主要专业课之一。本课程以物理化学处理知识和生物化学处理知识为主要授课内容，对水质概念、水质标准、水体污染的危害与自净、水处理原理等基本概念和理论进行了系统讲解，探讨水处理新技术和新工艺及其未来发展前景。这些学习内容是水处理环保工作者必须学习的，对培养环保水处理技术人才和环保水处理技术发展都有重大的意义。因此，如何能将水质工程学与高等技术人才培养紧密结合起来，是目前环境工程和给排水工程专业教育工作的重中之重。目前全国高校都在积极探索和积累教学与教研经验，并取得了大量有价值的教学成果。笔者在此基础之上，根据自身所在院校的师资、设备及教学条件，积极探索运用实验、实习和课程设计等多手段结合的联合教学模式辅助充实课堂教学，以提高水质工程学课程的教学质量和教学效果。
一、水质工程学特点及笔者的研究环境
水质工程学主要讲授的内容包括水质与水处理概论、混凝、沉淀、过滤、吸附、氧化还原与消毒、离子交换、膜滤技术、活性污泥法、生物膜法、脱氮除磷技术、厌氧生物处理技术、污泥处理等净化作用[1]。与以往的水处理课程不同，水质工程学在整个过程中是以处理原理为主线，进一步加强了对水处理原理和机理的深入阐述[2]。因此，该课程需要大量的学科基础课做铺垫，才能更好地理解和掌握本课程。在学习本课程前，需要掌握化学、水力学、水处理微生物学、水分析化学等基础课程，这就对授课双方均提出较高要求。笔者所就职的院校为河北工业大学，其作为国内工科性大学之一，是我国培养工业技术人才的地方高等院校。本学校给水排水专业以培养工程技术型和科学研究型人才为教学目的，在教学过程中不断做好夯实基础理论教学，加强对学生工程实践、工程意识、工程能力的培养，使学生不仅理解水处理基础理论，而且能熟练掌握水处理的设计、计算和科学研究的基本方法，为将来从事环保工程和给排水工程设计、科研及运行管理工作奠定必要的理论和应用基础。
二、水质工程学课堂教学措施
课堂教学是本科教学的主要途径，做好扎实的课堂教学是本科教学的基础所在，通过课堂授课将大量知识点和内容传授给学生也是强化水质工程学学习的必要条件。但水质工程学本身具有很强的工程性和理论性，单纯依靠教师的笔写口授，很难让学生理解和掌握。因此在课堂授课过程中，笔者不仅仅依靠传统教学方式，更需要采用多种教学手段，完善教学内容，在进行基础内容灌输的同时，培养学生的创造性思维、提高他们的创新能力，激发他们的学习兴趣，提高教课质量。
1.在传统教学方式的基础上，结合现代化教学手段。传统教学方式中，以教师为主导，采用板书形式，对学生给予引导。对水质工程学中的大量基础原理与反应机理，使用传统方式教学能收到很好的教学效果。如公式推导、机理阐述等部分，需要一步一步对学生进行教授，而板书具有直观的连续性。老师还可以通过教学过程观察学生的反应，判断学生的接受和理解程度，适时增加分析步骤，帮助学生理解和掌握所学知识。同时，板书教学方式对教师的教学逻辑性也有很好的锻炼作用，能更加有效地提高教师的教学水平和能力。水质工程学本身又是工程性很强的课程，大量的机理和原理均是为水处理工程构筑物的运行而服务的。没有见到实际工程设施时，学生需要很强的空间想象能力才能理解构筑物的外观、结构和运行过程。而这种想象力对刚开始接触水处理工程的学生是困难的。使用多媒体课件能很好地解决这个问题。教师通过收集构筑物相关内容的图片、视频、仿真模型等各种资料，在课堂上提供给学生，让学生对所学内容有直观的认识，激发他们对所学知识的学习兴趣。
2.课堂讨论与课后作业结合，启发式教学。采用传统与多媒体课程教学方式，也要避免教师“填鸭式”的教学方式。教师在教学过程中，单纯讲述概念、公式、构筑物结构形式、运行特点等基本知识点，学生机械接受知识，学习仅仅只是为了应付学校考试，没有对水处理的实际运行和未来发展进行思考，这些对学生和给排水专业的发展、进步是极为不利的。教师应将水处理工艺与工程实际相结合，对现实生活中与水处理的相关内容进行适当解释，并课堂中提出问题，引发学生讨论，提高学生能动性，激发学生学习兴趣。如，在讲授水质与水污染部分时，应引入当前发生的污染事件，分析事发原因和解决问题的方法。在介绍膜处理工艺中，介绍海水淡化处理中前期藻类存在对工艺的影响、可采用的解决方法，以及所采用的方式是否对后续处理工艺造成不良影响等，促使学生对所学过的水处理方式进行分析，活跃课堂气氛。在课堂的教学内容中，不能完全按照课本的模式，要根据现代水处理的发展进程，将给排水注册和环保注册工程师考试的内容引入教学内容，使学生能够紧跟专业发展方向。同时，课后留一定量的作业，让学生对所学内容进行适当复习；教师则可根据作业情况，了解学生对知识点的理解和掌握程度，并以此为据，改进教学方法，提高教学效果。
三、实验教学方式
水质工程学是给排水专业的必修专业课，其要求是在掌握基础理论前提下，理论解释实际，培养学生将理论应用于实践的能力，因此实验教学是不可或缺的环节。水处理是一个复杂的过程，其涉及到有机化学、无机化学和微生物等领域。随着科学技术的发展，水处理中应用的新技术、新工艺、新理论越来越多。这就要求水质工程学在教学、实验中不能故步自封，需要紧跟科技发展形势，使学生不仅仅在学习过程中掌握实验技术和基础原理，更是为了让学生适应社会和科学发展，成为有用的水处理工作者。因此，在建立水质工程学的实验教学内容时，要从水处理的基础理论、工程应用性和新技术发展等方面综合考虑，保留原有的基本原理类实验，增添新的综合性实验、设计性实验和演示性实验。根据水质工程学内容要求和目前水处理发展趋势，结合本校现有实验室的设备，将水质工程学的实验学时由8学时调整为20学时，设置操作性和演示性实验。操作实验主要包括：自由沉淀实验（验证性实验）、混凝沉淀（验证性实验）、纯水制备实验（包括活性炭吸附-离子交换-反渗透膜过滤）（综合性实验）、Fenton试剂实验（设计性实验）和充氧实验（验证性实验）。操作性实验能训练学生的动手能力，验证性实验可加深学生对基础理论的理解，综合性实验将部分新技术添加入学生实验中，使实验教学贴合当前水行业新发展，激发学生对实验探索的主动性和积极性，使得教学效果事半功倍。针对印染废水，设计采用Fenton试剂方式对有机污染物进行处理，对废水的pH、COD、色度等指标进行检测，使学生对这种物理化学处理方式的运行、原理和检测有全面深刻的了解，使学生能积极主动地提出问题、解决问题，最终自主完善实验。演示性实验包括：机械搅拌澄清池、普通快滤池、V型滤池、气浮池、生物转盘反应池、氧化沟、生物接触氧化反应池等。学生直观地面对微缩构筑物，再由教师讲解构筑物的结构组成以及运行方式，能加深对构筑物的理解，增强教学效果。
四、补充实践教学
给排水专业的教学不仅仅是让学生了解和掌握水处理的基础理论和反应机理，而是要将学生培养成为合格的水处理工程和研究人员，让学生进入社会后，能更好地由课堂过渡到社会实践中。因此，需要对学生进行课程设计和课程实习的实践教学。水质工程学教材的重点是水处理的基础理论，设计计算部分涉及较少。很多学生也是鉴于对课程的考试或未来考研的要求，将学习重点放在教材中的基础理论上，而对工程中的设计手册、设计规范等工程材料关注较少。这样就导致学生在就业后面临着难以进入到工程实际中的状况，甚至有些已经毕业的学生识图能力极低，这对学生的今后发展是极为不利的。在另一方面，学生仅从书本上对基础理论进行学习，却不知学习这些理论的意义和作用，这样的学习也会大大降低学生的学习积极性。因此，尝试将课程设计的设计计算提前在课堂中讲解，并在理论教学中引入设计手册等设计资料，逐步培养学生查阅资料、自主学习的能力，提高学生的设计兴趣，并在后续的课程设计中完成整个水厂的工艺设计和各个构筑物的设计计算，让学生通过自主地查阅资料和完成设计，使他们更深刻地理解水质工程学的学习意义和目的。此外，在认识实习和课程实习中带领学生参观多个水处理工艺，也给予他们直观的教学印象，他们能在实际处理的流程中，将课堂的基础理论与工程实践结合，提高学习热情和对实际工程的理解能力。这些都有利于提高水质工程学的教学效果和教学质量。
五、结语
水质工程学作为工程学科，与理论学科不同，它的教学方式方法应有自己的独特性。为提高水质工程学教学质量，需要对其的教学方法、组成乃至整个教学模式进行深入的研究和探讨。本文从课堂教学方式、实验教学内容和实践教学模块几个部分分别阐述，水质工程学应结合基础理论、学科发展现状和学校现有资源，不断地改革和完善教学模式，从多方面提高学生的学习积极性和创造性，在培养学生自学能力的基础上，增强他们发现问题、解决问题的工程实践能力，将他们培养成为全面发展的专业型人才，为我国社会建设和经济发展贡献力量。
参考文献：
水处理生物学论文篇5
1.合理组织教学内容
该门课程是给排水专业的主干课程《水质工程学》（包括给水和排水）的前导课程，和其他专业生物教学不同的是要紧密围绕“水处理和水质控制”为核心实施教学。所以重点介绍水中存在的病毒、细菌、放线菌、真菌等以及在水质净化中有重要作用的古细菌、原生动物和微型后生动物和水生植物的基本形态和生理特性。在介绍生物对碳元素、氮元素、磷元素等的转化原理时结合具体的污水处理工艺中的脱氮除磷工艺设计要求讲解，使教学内容更具有实际意义，为后续课程教学打下坚实的基础。在介绍微生物生理和营养时，要密切结合在水处理工艺的好氧处理和厌氧处理，介绍呼吸类型和代谢途径。
2.应用实例教学，提高学生学习兴趣
水处理生物学是一门与生活实践、工业应用有密切联系的应用课程，在学习过程中，尤其在讲授应用微生物进行污水处理原理部分内容时，应该带领学生参观污水生物处理工艺，观察活性污泥或生物膜的性状，在参观中给学生讲授污水处理工艺及微生物在其中所起的作用。在讲授大型水生植物治理水环境时，引入一些工程实例，以多媒体的形式展示给学生，这样能使学生带着兴趣深入地理解微生物在处理中的作用。除了教授教材中的基本理论，更要引进工程实践中一些有影响的或与学生生活比较贴近的实例。
3.引导学生研究型学习
《水处理生物学》教学注重学生不仅要对对水中存在的各种微生物形态与结构的观察，更重要的是要求学生掌握独特的研究学习的技能。学生应该在教师指导下的自主性、探索性学习活动。在教学过程中讲解藻类这一章节时，正好是春末夏初，学校里的河流断面中流速缓慢的区域有大量红色的物质出现，学生很好奇这是什么现象形成的，这时候就引导学生取样观察，了解藻类生长的环境条件，藻类的种类和形态特征，加深了学生对水体中藻类的知识的掌握。本学科也是发展中的学科，在生物学领域不断有新技术、新手段产生，比如说新型的微生物菌种在水处理领域的应用，微生物检测的新方法PCR-DGGE，在讲解到相关章节时就可以引导学生通过图书馆、网络等途径了解新技术，新方法。
4.充分利用多媒体教学
进行“水处理生物学”教学时，恰当地运用多媒体技术、合理地设计课件内容，才能制作出高质量的课件；运用多媒体教学，精心组织安排教学过程，才能取得良好的教学效果。微生物形体极微小，看不见，摸不着，为了使学生对微生物有更加感性的认识，提高他们的学习兴趣和学习效果，最好采用多媒体教学。例如，讲微生物大小时，病毒、细菌、酵母、霉菌等通过色彩鲜明的图片展现给他们，收到了很好的效果。在讲述微生物在水处理工程中的应用时，配以城市污水生物处理工艺中活性污泥和生物膜等的图片，使学生对微生物的巨大威力和处理效率大为佩服，学生对所学的知识有比较强的感性认识，同时也使得他们认识到掌握微生物知识在给排水专业学习中的重要性。
5.强化实验教学，强化技能训练
改革实验教学，提高教学质量，是高等教育应长期持的一个重要环节，要通过实验让学生掌握全面的理论识，还要经过足够的能力训练，使其具备适应特定岗位要的综合工作能力。根据教学大纲要求，学生需要通过4个课时的实验课掌握光学显微镜的结构、光学原理及操作与使用方法，掌握水体中主要微生物的检验技能，掌握控制水体微生物生长的方法，以确定水和废水的生物学性质，了解主要的水处理微生物的个体形态和结构特征，掌握从水体中分离和培养微生物的方法和技能。按照这个要求，经过几年的实践和探索，我校制定了完整的实验计划，利用光学显微镜观察酵母菌、霉菌、放线菌、活性污泥中的原生动物、后生动物、菌胶团等的形态，在这个过程中不仅能掌握光学显微镜的操作，还能完成对各种微生物形态的观察。在完成观察任务后，继续对活性污泥中微生物进行纯种分离，接种，培养（任选稀释平板法或平板划线法），培养学生操作技能。在培养36小时后观察培养出来的菌体、菌落，进一步熟悉光学显微镜的操作方法。课时少，但是实验内容比较多，所以实验前就要做好准备工作，做好酵母菌，霉菌样本的纯培养工作，取曝气池新鲜活性污泥样本工作。在实验指导过程中也要依据教学经验，对历届学生实验操作时不太注意或易出错的环节，讲解时着重提出来，并且在他们实验操作过程中时监督检查，如“显微镜的操作和使用”的实中的操作步骤、“无菌操作”实验是否严格无菌操作，提高他们的效率。
以上几点便是笔者在教学过程中的实践与思考，当然关于水处理生物学的教学方法还有很多地方需要深入探讨，也很多需要进一步改革。总的来说，希望经过不断的教改反思，能不断地提高教学质量，培养出适应现代社会发展的合格给水排水工程专业人才。
参考文献
水处理生物学论文篇6
硫是地球上所有生命的基本元素硫循环对环境有着重要作用硫物质迁移转化的途径如图1所示硫的化合价范围是从
ymbolm@@ 到+6这一特殊的价态致使地球上的硫物质处于动态的循环过程大量含硫污水排放到地表径流最终流入大海硫污染物融入硫循环的各个方面对自然生态系统和生物健康带来负面影响高浓度的硫物质会危害环境中的生物这些硫污染物通常出现在采矿、畜牧业、食品加工、纸浆和皮革、染料和洗涤等行业中大部分可溶性的硫物质随着地表径流进入海洋硫污染物对自然生态系统会产生负面影响：其氧化产物挥发到大气中产生酸雨会给生物体带来严重的健康风险且会腐蚀材料基于这些负面的影响人们花费了大量的人力和财力来处理这些污染物目前处理含硫废水的技术主要包括汽提3、氧化和生物化学方法尽管这些技术可以有效去除硫污染物但是它们都有高能耗高运行成本的缺陷学者不断寻求高效、低耗和少排放的新技术处理含硫废水
微生物燃料电池（MicrobialfuelcellsMCs）利用微生物降解废水中的有机和无机物质并产生电能1991年abermann等提出用MC处理硫酸盐的一种可能机理随后一些学者为这一领域的发展做出了贡献然而硫物质的转化过程很复杂在涉及到包含诸多电化学反应和生物反应的机理方面还存在一些争议尽管abermann等提出了用MCs处理硫酸盐但其假设的机理并没有后续学者的试验支持且他们报道的电流密度超过了0mA/cm这一数值甚至于高于目前学者报道的数据影响因素和机理方面知识的欠缺导致在实际应用方面缺乏有效的理论指导0世纪80～90年代汪尔康研究组在生物膜电化学方面做了很多基础性的研究用多种电分析化学技术研究了仿生膜的离子传输作用和电子转移过程这些理论方法对于研究硫污染物的处理具有重要的指导作用
水处理生物学论文篇7
1 生态工程介绍
1.1 生态工程
生态工程以复杂的社会—— 经济 —— 自然 复合生态系统为对象,遵循应用生态系统中物种共生、物质再生循环及结构与功能协调等原则,以整体调控为手段,以人与自然的协调关系为基础,以高效和谐为方向,为人类社会及自然环境双受益和资源环境可持续 发展 设计的具有物质多层分级利用、良性循环的生产工艺体系。以期同步取得生态环境效益、经济效益和社会效益[1]。
1.2 生态工程原理
生态工程涉及生态学、生物学、工程学、环境 科学 、经济和社会等领域,原理众多。我国学者(马世骏1986、颜京松1986、ma&yan1989,yanetal1992)在系统生态学理论的基础上,对生态工程的原理作了精辟论述和提炼。把生态工程原理 总结 为整体、协调、自生、再生循环等基本原理。孙铁珩,周启星等[2]提出污水生态工程是指运用生态学原理,采用工程学手段,把污水有控制地投配到土地上,利用土壤-植物-微生物复合系统的物理、化学等特征对污水中的水、肥资源加以回收利用,对污水中可降解污染物进行净化的工艺技术,是污水治理与水资源利用相结合的方法。
2 主要生态工程污水处理技术
2.1 污水土地处理系统
污水土地处理系统是一种污水处理的生态工程技术,其原理是通过农田、林地、苇地等土壤--植物系统的生物、化学、物理等固定与降解,对污水中的污染物实现净化并对污水及氮、磷等资源加以利用[3]。根据处理目标、处理对象的不同,将污水土地处理系统分为慢速渗滤(sr)、快速渗滤(ri)、地表漫流(of)、湿地处理(wl)和地下渗滤(ug)五种主要工艺类型[4]。
土地处理系统造价低,处理效果佳,其工程造价及运行费用仅为传统工艺的10%~50%。其中污水湿地生态处理系统又称人工湿地,目前研究最为深入、应用最广泛。通过人工湿地生态工程进行水污染控制不仅可以使污水中的水得以再生利用,还能使污水中的有机物、n、p、k等营养物得到利用。整个系统呈自然式良性循环,构成了具有自适应、自净化能力的水陆生态系统。该系统管理简单,稳定后几乎不需要人的参与,物耗、能耗低,效率高。生态系统中的植物群体不需要另行施肥与灌溉,还兼有美化环境的功能,这种生态净化方法实现了水环境可持续发展[5]。
以人工湿地处理系统为例,土地生态处理系统对污水的净化机理如下:系统中的填料(介质)具有巨大的比表面积,易形成生物膜,污水流经颗粒表面时,其中的污染物质通过沉淀、过滤、吸附作用被截留[6]。
2.2 污水生态塘处理系统
生态塘系统是以太阳能为初始能源,通过在塘中种植水生作物,进行水产和水禽养殖,建立人工生态系统,,通过天然的生化自净作用,在自然条件下完成污水的生物处理[7]。有机物质在生态塘处理系统中得到降解,释放出的营养物进入了复杂的食物链中,产生的水生作物、水产都可以被收获。生态塘处理系统能够有效地处理生活污水及一些有机 工业 废水,对有机物和病原体有很好的去除效果,具有投资少、运行费用低、运行管理简单的优点。但该系统占地面积大、易出现短流、温度较高时易散发臭气和孳生蚊虫、对氮磷的去除效果不稳定。近年来,我国生态塘污水处理工艺研究侧重在两个方面[8]:筛选、培育高效水生净化植物;组合曝气、水生植物、水产养殖多个生物处理单元的综合功能,营建生化一体化水生动植物复合生态体系,是污水处理与资源利用的完美结合,构建了一个完整的生态系统和良好的内部良性循环系统。
2.3 蚯蚓微生物滤池系统
蚯蚓生态滤池是滤床中建立的人工生态系统,由滤床填料、蚯蚓及布水系统等组成。系统利用蚯蚓和微生物的协同作用对污水中含有的各种形态污染物质进行处理和转化。蚯蚓可对污水和污泥进行吸收和分解,清扫滤床,防止堵塞[9]。蚯蚓粪便可以滤除污染物,提高处理效率。蚯蚓的存在可作为家禽饲料。污水中的生物膜污泥微生物通过食物链最终被有效地转化为蚯蚓的增长及其排泄物,而蚯蚓的机体及其排泄物又可成为他微生物的分解利用对象,从而进行新一轮的生态循环。
3 生态污水新型处理技术
如利用土壤毛细管浸润扩散原理,研制成功的地下毛细渗滤系统(the underground capillary seepage system,ucss)[11]。地下毛细渗滤系统(ucss)的中心部分是地下毛细渗滤槽,它通过土壤过滤和微生物降解来去除污水中的污染物。在一定程度上解决了常规土地净化污水处理系统占地面积和运行费用问题,还可回收污水和营养物质(包括氮、磷和钾)用于植物生长。
活机器(living machine)系统是加拿大出生的海洋生物学家约翰·托德(john todd)发明的,是利用太阳能以及利用由多种多样直接或间接从太阳获得能量的生物组成生态系统,将水产养殖与人工湿地结合起来并封闭在温室里,以创造一个高效的污水处理过程[12],包含了沉淀、过滤、净化、吸收、挥发、硝化和反硝化、厌氧和好氧分解过程,在获得高标准水质的同时避免了 自然 处理系统占地大、滞留期长、寒冷气候处理效果欠佳等弊端。
结语
污水生态处理技术基本上不涉及化学能的投入和化学品的消耗。根据国情,我国的污水治理必须走生态处理技术的道路[13]。
参考 文献
[1]钦佩,安树青,颜京松.生态工程学.南京大学出版社[m],1997.
[2]孙铁珩,周启星,张凯松.污水生态处理技术体系及应用[j].水资源保护,2002,3:6-9.
[3]钱文敏,陆轶峰,普红平,张斌.分散生活污水的土地处理综析[j].云南环境 科学 .2005,24(4):40-43.
[4]杨文涛,刘春平,文红艳.浅谈污水土地处理系统[j].土壤通报,2007,38(2):394-397.
[5]程璞,李多松,张雁秋.城市小区分散式生态污水处理[j].能源环境保护.2004,18(6):4-10.
[6]郑洁敏,牛天新,宋亮.污水生态处理技术概述[j]. 杭州农业科技, 2008 (2):26-28.
[7]黄梅,李小兵.我国生态塘污水处理工艺的研究与应用[j]. 企业 技术开发.2004,23(12):19-21.
[8]种云霄,胡洪营,钱易.大型水生植物在水污染治理中的应用研究进展[j].环境污染治理技术与设备.2003,(4):36-40.
[9]朱继红,宋碧玉,王启中,邹鹏,刘琳.新型污水生态工程处理技术[j].污染防治技术.2003,16(4):107-110.
[10]杨键,杨健,娄山杰.一种新型环境友好污水处理工艺--蚯蚓生态滤池[j].国资源综合利用.2008,26(1):16-19.
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1.1 生态工程
生态工程以复杂的社会——经济——自然复合生态系统为对象,遵循应用生态系统中物种共生、物质再生循环及结构与功能协调等原则,以整体调控为手段,以人与自然的协调关系为基础,以高效和谐为方向,为人类社会及自然环境双受益和资源环境可持续发展设计的具有物质多层分级利用、良性循环的生产工艺体系。以期同步取得生态环境效益、经济效益和社会效益[1]。
1.2 生态工程原理
生态工程涉及生态学、生物学、工程学、环境科学、经济和社会等领域,原理众多。我国学者(马世骏1986、颜京松1986、ma&yan1989,yanetal1992)在系统生态学理论的基础上,对生态工程的原理作了精辟论述和提炼。把生态工程原理总结为整体、协调、自生、再生循环等基本原理。孙铁珩,周启星等[2]提出污水生态工程是指运用生态学原理,采用工程学手段,把污水有控制地投配到土地上,利用土壤-植物-微生物复合系统的物理、化学等特征对污水中的水、肥资源加以回收利用,对污水中可降解污染物进行净化的工艺技术,是污水治理与水资源利用相结合的方法。
2 主要生态工程污水处理技术
2.1 污水土地处理系统
污水土地处理系统是一种污水处理的生态工程技术,其原理是通过农田、林地、苇地等土壤--植物系统的生物、化学、物理等固定与降解,对污水中的污染物实现净化并对污水及氮、磷等资源加以利用[3]。根据处理目标、处理对象的不同,将污水土地处理系统分为慢速渗滤(sr)、快速渗滤(ri)、地表漫流(of)、湿地处理(wl)和地下渗滤(ug)五种主要工艺类型[4]。
土地处理系统造价低,处理效果佳,其工程造价及运行费用仅为传统工艺的10%~50%。其中污水湿地生态处理系统又称人工湿地,目前研究最为深入、应用最广泛。通过人工湿地生态工程进行水污染控制不仅可以使污水中的水得以再生利用,还能使污水中的有机物、n、p、k等营养物得到利用。整个系统呈自然式良性循环,构成了具有自适应、自净化能力的水陆生态系统。该系统管理简单,稳定后几乎不需要人的参与,物耗、能耗低,效率高。生态系统中的植物群体不需要另行施肥与灌溉,还兼有美化环境的功能,这种生态净化方法实现了水环境可持续发展[5]。
以人工湿地处理系统为例,土地生态处理系统对污水的净化机理如下:系统中的填料(介质)具有巨大的比表面积,易形成生物膜,污水流经颗粒表面时,其中的污染物质通过沉淀、过滤、吸附作用被截留[6]。
2.2 污水生态塘处理系统
生态塘系统是以太阳能为初始能源,通过在塘中种植水生作物,进行水产和水禽养殖,建立人工生态系统,,通过天然的生化自净作用,在自然条件下完成污水的生物处理[7]。有机物质在生态塘处理系统中得到降解,释放出的营养物进入了复杂的食物链中,产生的水生作物、水产都可以被收获。生态塘处理系统能够有效地处理生活污水及一些有机工业废水,对有机物和病原体有很好的去除效果,具有投资少、运行费用低、运行管理简单的优点。但该系统占地面积大、易出现短流、温度较高时易散发臭气和孳生蚊虫、对氮磷的去除效果不稳定。近年来,我国生态塘污水处理工艺研究侧重在两个方面[8]:筛选、培育高效水生净化植物;组合曝气、水生植物、水产养殖多个生物处理单元的综合功能,营建生化一体化水生动植物复合生态体系,是污水处理与资源利用的完美结合,构建了一个完整的生态系统和良好的内部良性循环系统。
2.3 蚯蚓微生物滤池系统
蚯蚓生态滤池是滤床中建立的人工生态系统,由滤床填料、蚯蚓及布水系统等组成。系统利用蚯蚓和微生物的协同作用对污水中含有的各种形态污染物质进行处理和转化。蚯蚓可对污水和污泥进行吸收和分解,清扫滤床,防止堵塞[9]。蚯蚓粪便可以滤除污染物,提高处理效率。蚯蚓的存在可作为家禽饲料。污水中的生物膜污泥微生物通过食物链最终被有效地转化为蚯蚓的增长及其排泄物,而蚯蚓的机体及其排泄物又可成为他微生物的分解利用对象,从而进行新一轮的生态循环。
3 生态污水新型处理技术
如利用土壤毛细管浸润扩散原理,研制成功的地下毛细渗滤系统(the underground capillary seepage system,ucss)[11]。地下毛细渗滤系统(ucss)的中心部分是地下毛细渗滤槽,它通过土壤过滤和微生物降解来去除污水中的污染物。在一定程度上解决了常规土地净化污水处理系统占地面积和运行费用问题,还可回收污水和营养物质(包括氮、磷和钾)用于植物生长。
活机器(living machine)系统是加拿大出生的海洋生物学家约翰·托德(john todd)发明的,是利用太阳能以及利用由多种多样直接或间接从太阳获得能量的生物组成生态系统,将水产养殖与人工湿地结合起来并封闭在温室里,以创造一个高效的污水处理过程[12],包含了沉淀、过滤、净化、吸收、挥发、硝化和反硝化、厌氧和好氧分解过程,在获得高标准水质的同时避免了自然处理系统占地大、滞留期长、寒冷气候处理效果欠佳等弊端。
结语
污水生态处理技术基本上不涉及化学能的投入和化学品的消耗。根据国情,我国的污水治理必须走生态处理技术的道路[13]。
参考文献
[1]钦佩,安树青,颜京松.生态工程学.南京大学出版社[m],1997.
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[5]程璞,李多松,张雁秋.城市小区分散式生态污水处理[j].能源环境保护.2004,18(6):4-10.
[6]郑洁敏,牛天新,宋亮.污水生态处理技术概述[j]. 杭州农业科技, 2008 (2):26-28.
[7]黄梅,李小兵.我国生态塘污水处理工艺的研究与应用[j].企业技术开发.2004,23(12):19-21.
[8]种云霄,胡洪营,钱易.大型水生植物在水污染治理中的应用研究进展[j].环境污染治理技术与设备.2003,(4):36-40.
[9]朱继红,宋碧玉,王启中,邹鹏,刘琳.新型污水生态工程处理技术[j].污染防治技术.2003,16(4):107-110.
[10]杨键,杨健,娄山杰.一种新型环境友好污水处理工艺--蚯蚓生态滤池[j].国资源综合利用.2008,26(1):16-19.
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一、前言
钢铁工业是我国重要的经济增长行业，对我国工业化的进程有着十分重要的作用，钢铁工业废水是钢铁工业生产运行过程中产生的一些污水或者是废水，对生态环境都有着十分严重的影响，为治理废水污染保护水环境，人们经过长期努力，已经建立了许多净化处理钢铁工业废水的技术方法，并已广泛应用于实际的废水处理工程中，这些技术方法通常可以分为物理法、化学法、物化法、生化法等。常用的技术方法各有自身的优点，同时也不同程度地存在着某些不足之处。例如,有的技术方法对难降解污染物净化不彻底、处理速度慢，而有的可能造成二次污染，有的设备投资大、处理费用高等。随着国家推进削减主要污染物排放总量工作的开展以及逐步提高污染物排放标准，现有的技术方法难以满足更高的要求，因此有必要探索更加经济有效、便于推广应用的新技术。
二、钢铁废水一般处理方法
1. 物化法处理钢铁废水
物化法是最常采用的一种处理钢铁废水的方法，尤其是在处理含油或稀含油废水时。即采用絮凝的方法在废水中投入絮凝剂以除去废水中的金属离子，从而达到处理废水的效果。石家庄钢铁有限责任公司采用物化法处理钢铁废水的工艺流程见图1。
图 1废水处理一般流程
上述处理工艺的关键技术是采用高效的水质添加剂。李建波等采用上述工艺路线优化出了几种缓蚀剂的质量配比，筛选出了经济、高效和环境友好型水质稳定剂配方，处理后的废水回用做循环冷却水，更有效地解决了高浓缩倍数下循环水系统的腐蚀、结垢和微生物滋生问题。
2.生物法处理钢铁废水
在多数情况下，采用物理-化学方法处理废水中的金属所需设备成本高，而且对起始金属浓度低的废水处理效果不好。近年来，一种可供选择的生物法已明显地受到重视，例如通过金属离子在生物体内积累达到处理废水的目的。邬文鹏等对生物膜法处理焦化废水进行了研究。实验采用具有特定载体的生物滤池—生物流化床组合工艺处理焦化废水，结果表明，在最佳工艺参数下，该系统CODCr 去除率达到87.1%。NH3-N 去除率达到97.5%，出水达到国家废水排放标准（GB8978-1996）一级排放标准。
3. 物理法即通过物理作用分离、回收废水中的污染物。包括沉淀法和吸附法等，以热交换为基础的处理法也属于物理处理法。孙慧芳等采用化学改性前后的活性炭对焦化废水进行吸附预处理，并对其吸附性能进行了检测。结果表明，经硝酸改性后的焦炭对氨氮的吸附常数从0.0097L/mg增加为0.077 L/mg；对氰化物的吸附常数从0.0024L/mg增加为0.0739L/mg。KOH改性后的焦炭吸附废水中氰化物的吸附常数从未改性前的0.0024L/mg增加为0.0955L/mg。陈玲桂等采用微波辐照方法对废活性炭进行再生实验，再生效率高达85.3％。将再生活性炭用于处理焦化废水，实验结果表明，其对焦化废水的处理效果佳，COD 去除率最高可达80.7％。张雪峰等采用高梯度磁场处理热轧厂废水，结果表明，处理后的废水铁离子含量从161.75 mg/L降到20 mg/L左右。经过处理的水质达到了工艺循环水的水质标准。何选明等研究了不同条件下粉煤灰对焦化废水中总铬去除率的影响实验。结果表明，粉煤灰粒径为150 μm，用量为4g ／L，搅拌时间为40min，pH=3的最佳条件下，焦化废水中总铬去除率可达90%。张璇等采用电絮凝法深度处理焦化废水，实验确定了最优工艺参数为电流强度 7.5A，反应时间 8min，pH=8，极板间距3mm 时NH3-N 去除率为55％，COD去除率为75％，得到的处理水COD≤100mg／L，NH3-N ≤ 15mg ／ L，均达到国家一级排放标准。
4.膜分离技术
膜技术是利用膜的选择透过性，根据污染物质粒径与水分子不同借助较高的外压达到分离污染物的目的。该技术理论上可以使粒径大于膜孔径的所有污染物质都去除。根据膜孔径的大小，可分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜。其中纳滤膜是有前景的除砷技术之一，它拥有比反渗透膜更高的产水量和更低的能耗，且不需要任何化学药剂，非常适合于小型水厂以及用水终端。但该技术对设备、膜、操作条件的要求都很苛刻;阻挡层带负电荷的膜对于AS(V)的去除有效，对以电中性形态存在于水体中的As(111)的去除效果并不理想，需要对原水进行预权化处理，成本很高。
四、钢铁废水处理发展趋势
根据PEST分析法，影响行业未来发展前景的因素主要有经济因素、政治政策因素、社会文化因素及技术因素等等。
1.从经济因素角度讲，主要有两个方面，一是宏观经济发展环境，二是行业发展情况。其一，宏观经济发展方面，钢铁工业行业短期内将持续平稳发展。从目前钢铁工业生产情况来看，现在正处于平稳增长期间。根据国家统计局的数据，2010年10月份，我国规模以上钢铁工业增加值同比增长13.1%，比1-9月份回落了0.2个百分点。重钢铁工业增长13.2%，轻钢铁工业增长12.9%。从上述数据来看，目前我国钢铁工业发展水平正在稳步增长，短期内也将持续良好态势，但随着通胀压力的日益显现，以及从2011年开始政府投资项目的不断紧缩，未来能否保证钢铁工业生产的持续发展成疑。其二，就行业来看，钢铁工业废水的行业发展前景与钢铁工业废水排放行业的发展密切相关。从前文的分析可知，2009年，造纸及纸制品业排放总量最大，占统计排放总量的近1/5，其次是化学原料及化学制品制造业、纺织业、电力热力的生产供应业等。2010年10月份，在主要产生钢铁工业废水行业中，纺织业增长10.5%，化学料及化学品制造业增长13.3%，非金属矿物制品增长17%，通信设备、计算机及其他电子设备制造业增长13.3%，电力、热力的生产和供应业增长6.8%，黑色金属冶炼及压延加钢铁工业增长4.6%。短期看，这些行业一直保持着持续增长的态势。同时，由于很多地方的钢铁工业废水没有得到专业的整治，因此还存在很多盲点，也将成为钢铁工业废水行业发展的机会。
2.从政策环境看，目前我国对钢铁工业废水治理日益重视。随着中国钢铁工业经济的高速发展，“调结构、保增长”的发展模式更促使钢铁工业企业的废水治理越来越受到重视，尤其对于石油化工、钢铁、有色金属、造纸等行业的污染治理尤为迫切。根据国家推出的4万亿拉动内需投资的战略安排，节能减排和生态工程大约将分到2100亿元。发改委环资司环保处处长赵鹏透露，近几年，国家发改委还将加快三大环保重大工程建设，推动环保产业发展。包括城镇污水处理、垃圾处理设施建设、重点流域钢铁工业污染防治工程。其中，重点流域钢铁工业废水治理设施建设将有较大投入。从行业的市场容量来看，2008年，我国钢铁工业废水排放总量为241.7万吨，占废水排放总量的42%，比上年减少2%，钢铁工业废水COD排放量为457.6万吨，占COD排放总量的34.6%，比上年减少10.5%，钢铁工业氨氮排放量2 9 . 7 万吨，占氨氮排放总量的23.4%，比上年减少了12.9%。在钢铁工业治污方面，2008年取得了一定的成绩，但据透露主要排放指标还是不能达到环保要求，如我国全部钢铁工业废水的COD浓度依然维持在189.3mg/l的水平。根据中国环保产业协会水污染治理委员会秘书长王家廉透露，十二五期间，预计可削减COD排放量150万吨以上，氨氮两万吨以上，按照投资需求计算，削减钢铁工业COD需要投资300亿元，削减钢铁工业氨氮需要投资60亿元；估算十二五期间，钢铁工业废水治理投资总需求约为1250亿元，预计钢铁工业废水治理行业的销售产值为1375亿元。根据环保部环境规划院及北京科技大学相关研究人员对造纸、食品制造、食品加工、饮料制造、纺织、化工、医药、石化、钢铁、电力、机械、化纤和其他等13个行业的预测（根据污染减排等约束性目标，确定目标值），钢铁工业废水的排放、处理、投资等有如下趋势：到2020年，钢铁工业废水的产生量将不断上升，呈直线上升趋势，但由于国家对钢铁工业废水的处理，排放量则保持在较小的增幅，基本保持平稳。在处理率上，从2005年到2010年有一个较大的发展，由于处理率达到较高的水平，因此从2010年到2020年，处理率的变化不大，基本保持平稳上升趋势，回用率也呈现这一趋势。在对钢铁工业废水的投资上，主要区分为用于治理的投资和运行费用两部分。通过预测我们可以看出，未来用于治理的投资将逐年下降，由于钢铁工业污水处理设施的逐渐增多，运行费用则将大大上升，一定程度上也起到了降低治理投资的作用。
3.从社会文化角度讲，钢铁工业废水治理的重要性越来越受到重视。随着钢铁工业的发展，我国各地由于钢铁工业废水导致的污染现象越来越严重，社会公众对于钢铁工业污染的认识也随之加深。如2010年初紫金矿业钢铁工业废水渗漏污染汀江事件就引起了全国关注。而我国各地河水被污染，沿岸居民体内重金属超标事件时有发生，也一次又一次将钢铁工业废水治理问题推向风口浪尖，随着民众意识的逐步觉醒，钢铁工业废水治理将得到越来越多民众的支持。
4.从技术角度讲，越来越多先进的钢铁工业污水处理技术将改善钢铁工业污水处理质量，节约成本，有利于促进钢铁工业废水处理行业的发展。一方面是我国国内钢铁工业废水处理的设备制造和技术研发越来越受到重视，很多民营企业开始走自主研发道路；另一方面，拥有先进技术设备及管理能力的外资企业近年来也十分看好中国的钢铁工业废水投资运营及设备市场，更多的企业开始进驻国内，将为我国钢铁工业处理市场带来更多的活力。从另外一个角度讲，随着节水技术的发展，耗水工业单位GDP的吨水投入也将越来越少，工业废水排放量也将随之减少。
五、结束语
钢铁工业是我国重要的行业之一，因此，加强对钢铁工业废水处理十分重要，要不断推进各种新工艺和新技术的应用，促进钢铁工业用地和谐发展。总之，从钢铁工业废水市场未来的发展前景角度看，还是有很大空间的。虽然我国钢铁工业废水的排放总量近年来有下降的趋势，但国家对达标排放标准的要求越来越高，加之近年来我国一直坚持排放物的总量控制原则，按照我国政策的一贯做法，钢铁工业废水的总量控制将会越来越严格，也就给了专业投资运营者、技术设备的提供者更大的发展空间。
参考文献：
[1]罗敏，翟建文，全膜法在钢铁工业废水处理回用中的应用[会议论文] 2009 - 全国冶金节水与废水利用技术研讨会
[2]李育杰，中国钢铁工业环境保护现状与发展[会议论文] 2003 - 2003年冶金能源环保生产技术会议
[3]卢宇飞，袁洪，何艳明，钢铁工业废水深度处理工艺与设备研究[会议论文] 2011 - 中国金属学会冶金技术经济学会第11届学术年会
[4]王明，路嘉兴，焦化废水处理研制工作报告[会议论文] ，2004 - 2004年全国钢铁工业水处理新技术交流
水处理生物学论文篇10
一．引言
水资源紧缺问题已成为世界性问题，目前全球范围内约有60%以上地区的陆地淡水供应不足，有40多个国家处于严重缺水状态，全世界约有1/3的人口无法得到安全供水。我国同样面临水资源短缺的问题，为了水资源紧缺问题，各个城市开始研究水回用技术和再生处理技术。城市处理污水的中水回用技术就是其中典型的水资源再生利用的一种方式。
二.我国污水回用现状。
我国在这方面起步较晚，目前我国最大的水资源再利用项目：高碑店污水处理厂再生水回用项目已经实施全线贯通。用于园林、环卫、工业等行业。我国早在1985 年将城市污水处理与利用列入国家科研课题，相继在北京、青岛、泰安、天津、大连、太原、淄博等城市开展了污水回用的实验研究工作，其中有些城市己修建了污水回用试点工程并取得了积极的成果，为全国的中水回用提供了技术依据，积累了一定的实践经验。
北京是我国污水回用发展较快的城市，至2010 年污水的再生利用量达到10 亿m3。大连市自1994 年以来，先后在12 座大型建筑中配套建设了中水实施，日节约淡水2000m3。
宁波市目前仅有一家中水回用单位，即宁波市污水处理厂的中水初级回用工程，污水处理后的出水灌溉厂区的草坪绿化。虽然我国部分城市在中水利用走在了前而，但是中水资源的利用与开发总体进展缓慢。
三.中水回用技术。
城市中水深度处理回用的处理技术按其机理可分为物理化学法、生物化学法和物化生化组合法等；按工艺路线可分为传统石灰石法、膜法处理工艺。以上工艺技术都能把污水处理为适合各种回用途径的出水，甚至达到高标准水质要求。先进的膜处理技术可以获得高质量的处理出水，但投资较大，传统深度处理技术的投资相对较低，但存在不少问题，且回用范围较小。因此，探索适合我国国情的中水深度处理回用新技术和工艺设备，对于经济、安全、快速地解决我国城市的缺水与水污染问题具有重要的意义。
城市中水深度处理回用在严重缺水的中东、非洲地区和经济发达的北美、西欧已成功应用多年，研究成果颇丰。特别是美国和加拿大，多数火力发电厂都是采用市政污水处理厂处理后的出水作为电厂的水源，在此领域技术处于领先地位。近年来，其工艺技术也在不断改进，过滤方式已逐步改变为膜处理工艺。
我国在城市污水回用方面的研究起步较晚，已经建成的中水回用工程多以传统石灰石处理工艺为主，应用膜生物反应器技术的大型工程实例还较少，且存在通量低、易污堵、能耗高、一次性投资较大等问题。目前，不少单位正在积极开展这方面的研究，寻求适合我国国情的经济合理的新工艺技术。国内污水厂中水回用大体有五种处理模式：一是采用膜过滤—反渗透双膜处理工艺；二是采用水解酸化—生物曝气—深层过滤—消毒处理工艺；三是采用浮选—过滤处理工艺；四是采用高效过滤处理工艺；五是采用絮凝沉淀工艺。
1.中水回用工艺流程：
中水回用处理一般包括预处理、主处理及深度处理三个阶段。其中预处理阶段主要有格栅和调节池两个处理单元，主要作用是去除污水中的固体杂质和均匀水质；主处理阶段是中水回用处理的关键，主要作用是去除污水的溶解性有机物；深度处理阶段主要以消毒处理为主，保证出水达到中水水标准。
中水回用主处理技术主要包括生物法、物化法及膜分离法。其中生物处理法是利用水中微生物的吸附、氧化分解污水中的有机物，包括好氧和厌氧微生物处理，一般采用多种工艺相结合的办法；物理化学处理法以混凝沉淀（气浮）技术及活性炭吸附相结合为基本方式，提高出水水质，但运行费用较高；膜处理技术一般采用超滤（微滤）或反渗透膜处理，其优点是SS去除率很高，占地面积少等优点。
处理工艺流程为：原水格栅调节池提升泵生物反应器循环泵膜组件消毒装置中水贮池中水用水系统
中水回用技术作为目前节约水源、防治水污染的重要途径，充分利用中水回用技术一方面缓解城市供水压力，同时大大节省企业排污费，降低生产成本，；另一方面保护周边环境的卫生，给城市营造良好的工作生活氛围。
2.中水回用技术特点：
（1）能高效地进行固液分离，将废水中的悬浮物质、胶体物质、生物单元流失的微生物菌群与已净化的水分开。分离工艺简单，占地面积小，出水水质好，一般不须经三级处理即可回用。
（2）可使生物处理单元内生物量维持在高浓度，使容积负荷大大提高，同时膜分离的高效性，使处理单元水力停留时间大大的缩短，生物反应器的占地面积相应减少。
（3）由于可防止各种微生物菌群的流失，有利于生长速度缓慢的细菌（硝化细菌等）的生长，从而使系统中各种代谢过程顺利进行。
（4）使一些大分子难降解有机物的停留时间变长，有利于它们的分解。
（5）膜处理技术与其它的过滤分离技术一样，在长期的运转过程中，膜作为一种过滤介质堵塞，膜的通过水量运转时间而逐渐下降有效的反冲洗和化学清洗可减缓膜通量的下降，维持MBR系统的有效使用寿命。
3.新型两级过滤膜生物反应（DF-MBR）技术
新型两级过滤膜生物反应（DF-MBR）是利用生化过滤单元去除水中的大部分有机污染物和悬浮颗粒物，减轻后续膜过滤单元的运行负荷，提高膜通量，减小膜过滤单元的设计规模及占地面积，进一步降低系统造价。
DF-MBR基本工艺流程为：
4.生物接触氧化法。
生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺,即采用活性污泥法与生物接触氧化法相结合的方式，好氧曝气采用活性污泥工艺，利用好氧微生物菌群氧化分解污水中的有机物，接触氧化工艺是通过生物膜的作用进一步吸附，降解污水中的有机物。具体结构采用的是多段推流式，即生物接触氧化池内分成多格，污水串联流过每一格间。可使每格生长的微生物与负荷条件相适应，有利于专性微生物的培养驯化，提高了处理的效率。
四.结束语：
中水处理技术是基于全球水资源紧缺和废水外排污染而兴起的技术，城市污水处理中水回用，既减少了污水直接排放的污染程度，同时又能最大程度的对水资源进行再生利用，可谓一举多得。城市污水就近处理并回用，可以保证水资源稳定可靠，同时又能减少供水管网的压力，有利于环境城市污水处理及排水管网的压力，缓解水资源紧张的问题。城市污水处理、中水回用正成为污水处理和发展的重要方向。
参考文献：
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[4]李善仁 肖艳 LI Shan-renXIAO Yan 上海市白龙港城市污水处理厂中水回用工程[期刊论文] 《中国给水排水》 ISTIC PKU -2009年2期
水处理生物学论文篇11
曾先生的见解值得思考。的确，自然为何?美在何处?人与自然应当取什么关系?这一系列生态美学的核心问题，在直接以自然山水为描绘对象的中国传统文人山水画艺术中就反复涉及。因此，虽然生态美学只是二十世纪才诞生的学科或研究方向，并非“古已有之”，但从问题实质而言，我们认为，传统文人山水画艺术以自己独特的方式，阐发了有关生态美学的深刻见解。
一、自在美：传统文人画论中的自然观
如何看待自然，是生态美学的首要问题。这个问题在文人画论中有相当多的相关表述。
道家思想被认为是文人山水画的理论来源。道家认为，本真的、原生的自然是美的。老子说：“道生一，一生二，二生三，三生万物。”(《道德经》)庄子则指出：“天地有大美而不言。”(《知北游》)即是说，道是世界的总根，一切都由其化生；而化生之德是无上的，因而也是至美的。自然之美在于它是世界的本真、源头。在传统绘画美学看来，自然之美，因其为道无言之化生。
这种自然观在山水画论中亦反复表述过，被视为中国山水画论之开山的宗炳认为，图画山水乃“圣人含道哄物，贤者澄怀味像” (《山水画序》)。圣贤们能够理解自然之道，因而他们通过勾勒物像来感受自然之大美。清代的石涛认为，画之法，统一于自然之本质。“太古无法，太朴不散；太朴一散，而法立矣。法于何立?立于一画。一画者，众有之本，万象之根，见用于神，藏用于人，而世人不知。”文人画家常以诗的语言描绘自然的美，如，“春山澹冶而如笑，夏山苍翠而如滴，秋山明净而如桩，冬山惨淡而如睡。”这说明，在他们看来，“山水常常是世界本质的表现”。“天地运行的道理所在，就是山水的实质之所在”。这个意思在石涛《画语录》中也有明确表达：“得乾坤之理者，山川之质也。”自然万物之美，源自道之化生。感受美和体验自然之道，激发了文人们涉足画事。
在文人画理论家看来，自然万物不仅有物质实体的存在，亦寓内在的品性；自然美是万物“自美其美”，因而可以称其为“自在美”。
宗炳在《画山水序》中说，“山水质有而趣灵。”意即山水既作为实质性的自然存在物，又有内里的成分。和宗炳同时代的王微亦有“形者融灵”之语，更把“融有灵性”扩大到一切有形体的对象。至于“世徒知人之有神，而不知物之有神”(宋·邓椿：《画继》)，“岂独山水，虽一草一木亦莫不有性情”(明·唐志契：《绘事微言》)，则明白如常话，指出世问自然物就如同每个人，都有意识，有思想和情感。道化育自然万物，而且蕴藏于万物之中，让它们是其所是，故山水草木各有情态。这虽有原始时代“万物有灵”思想的痕迹，但这种事物之“各为其是”，与神话中风雨雷电后面都有一个“神”主使的观念其实是不同的。这种思想和西方关于自然的观点更相抵牾。西方文化秉持的是二元论：自然是无机的，机械盲目的，只有人才是精神主体。客观唯心论大家黑格尔，虽然把自然界作为理念发展的必经环节，自然为理念之自我否定和转化，理念之“身体”，但自然界终究是一片“死寂”。在黑格尔看来，美只是由于理念，美是理念，只是它要借助感性材料(自然、实体)显示出来。中国美学却不如此看待自然，而是把自然存在物当作“人格化”的存在。人，以及自然事物，均有内在的品格。自然风光之所以美，因为它是道(理念)的产物，是道使其为“这样”；道(理念)并不离弃具体事物而去，而是寓于事物中；事物自为其是正是天地自然之道。所以，苏轼说，擅画和知画，在于知“山石竹木水波烟云，虽无常形而有常理”。他称赞表兄文与可画竹之高妙，因为与可竹虽千变万化，却“合于天造”“得其理矣”。事实上，早在文人画论奠基之时，苏轼就用文字通俗地“论画以形似，见与儿童邻”。这一表述将中国传统绘画关于自然万物的理解定格下来。
归纳起来，传统文人画论关于“自然”、“自然美”的观点主要是：自然也有其外在和内在的两方面，是这两方面的统一；外在机械静止的自然，其内里蕴含着道、规律。自然之美在于其为世界的总根或源头；自然之美不同于世间一般所说的美，而属于最高的美、大美，非圣贤不能体验、把握。
二、再造美：人与自然关系在绘画实践中的表达
生态美学最终要处理的是人与自然的关系问题。这个问题处理的好坏，决定着生态美学能否深入下去，能否获得理解、支持，并起到引导社会进步的作用。在传统文人山水画艺术中，关于人与自然的关系的理解最充分地体现在绘画实践中。
首先，文人山水画艺术把人与自然之间的关系看作是同一而并立。因为道是总根，包括人在内的自然万物都由它而来，故为“同一”。道无偏私，它赋予山川树木机理、品性、韵致、格调，赋予人以情感、思想、意志和态度，所以人和他周围的物之间并无高低贵贱之别，是等价等值的。这一点也使中国文化思想和西方关于人和自然的“主／客”思维相揖别。表现于绘画艺术，西方绘画中的人是第一位的，自然只是人用以自我表述的工具、陪衬。而中国山水画中，正如美国艺术史家埃利奥特·多伊奇(eliotdeutsch)所看到的“人和自然是一体的，只能把它们在一起加以显示。”“人和自然之间的关系是任何一方都不优越于对方。人没有征服了自然，自然也不对人予以无情的控制。”文人山水画往往给欣赏者静谧安宁、优美和谐的愉悦感，即在于画者并不凌驾于所描绘的对象上，而是采取凝神静观，与对象交通相应、同构契合而达成。
其次，传统文人山水画创作实践反复证明了的一个观点是：人是最高的自然，他的自然就是内在自由的表达。绘画艺术美作为“再造美”是人立足于自然“自在美”之上的创造。这种创造是作为人的一种“自然”。
从社会学角度考察，中国文人山水画产生于传统时代文人知识分子对压抑现实的消极反抗，是他们力图从尘世樊笼中逃脱的独特方式。山水画中的“逸格”，是从标示现实中的逃逸慢慢转化到对规矩、程式的反叛。故此，“山水(画)”被他们视为“风流潇洒之事”，若能“写出胸中一点洒落不羁之妙”，“余复何为哉?畅神而已”因而，文人山水画不走“忠实摹写视觉所见之自然”的自然主义再现之创作道路，而是选择以形来写心中山水，取代对客观山水的描绘。我们知道，传统文人画家都不是职业画家，传统文人画“重视临摹”而“蔑视创作”——这当然不足取，但为何不足取而能在画史上长期存在?从“笔墨”这个角度其实很好理解。既然笔墨足以写胸中之意，纸面上的山川河流到底真不真实，“像不像”，不是文人画家深虑的问题，关键是要抒写他内在的东西。“妙在似与不似之间”，现代的齐白石这句话可谓揭橥中国画之奥秘。这句话本身又充满玄妙，“神”似而“形”不似——这是通常的理解。然而，在董其昌的《青弁图》与真实的青弁山之间，果然存在所谓“神”方面的“似”吗?董其昌自己辩白道，“以境之奇怪论，则画不如山水；以笔墨之精妙论，则山水决不如画。”原来，图画最终的精义甚至不在对山水的摹形写神，其根本乃在于“笔墨”。
笔墨被认为是中国画的底线，无笔无墨，中国画也就不存在了。什么是笔墨?无非是毛笔沾黑墨在宣纸上勾、皴、点、染的过程、结果及其实现的效果。然而“笔墨并不仅仅是抽象的点、线、面，或是隶属于物象的‘造型手段’，笔墨是画家心灵的迹化、性格的外现、气质的流露、审美的显示、学养的标记。笔墨本身是有内容的，这个内容就是画家的本人”。这话说得很明白，也很到位。而作为实践者，当代画坛大家吴湖帆先生就曾感慨：“人之好坏在性情之中，画之好坏即在笔墨之内，绝非门外汉能识得。”这说明，文人山水画真正追求的是画家的自我情感意志和理想愿望的表达，是其性格气质和涵养品质的“自然”流露。于是，我们读解张彦远的“夫失于自然而后神，失于神而后妙，失于妙而后精”就不会感到疑惑，为什么以自然山水为对象的山水画恰以“自然”为高，为逸格。
文人画家的这种创作实践究竟说明了什么?无非是肯定了“人不游离于自然之外，而是本身就是一种自然”这可以说是中国思想。中国传统美学与西方哲学美学思想最深刻的不同之处。也就是说，人的自然性不表现为简单的依附自然环境，而是表现于他有思想情感、精神品质或内在自由；人借助一定的方式——比如绘画，能使情感、愿望、理想得以表达、实现，这种实现，是人的创造，对于原生的自然美而言，则可称为“再造的美”，也就是通常所说的“艺术美”。这是关于人的最高的自然。
三、自在美与再造美的统一
传统文人山水画艺术中蕴含的“生态美学”思想已如上文所述。虽不尽全面、具体，也已得其荦荦大者。指出中国传统文人山水画艺术中蕴含着生态美学思想资源，绝不是为了一种心理上的满足，而是要为当下的研究给予启迪，提供思路。那么，传统文人山水画艺术关于自然、人与自然关系的思考，对我们今天的生态美学研究有何启示呢?
有必要先明确制约生态美学发展的根本之所在。我们知道，西方生态美学是在生态学的引导下产生、发展起来的，生态美学承续了生态学对于自然生态环境急剧破坏的忧思和焦虑，其直接目的是唤起人们对自然环境的关注、爱惜和保护。故此，生态美学就大力倡言自然是美的，并且期冀获得社会公众的理解和认同，并以相应的现实行动来达到上述目的。于是，“自然全美”成了生态美学的强命题。“自然全美”论在西方以艾伦·卡尔松“肯定美学”为代表。在肯定美学看来，只要是自然的，就是美的。自然万物无一不美，无处不美。在中国生态美学界也有与肯定美学持相近观点的研究者。这样的理论观点，似乎可以说是生态美学由其产生的前提及内在逻辑必然导出的结论。
但问题是，这种理论命题除了显示出研究者们极大的焦虑和强烈的使命感外，同时也把生态美学研究逼入了死角：既然自然全美，无所不美，那么不用说所谓的“征服自然”的生产劳动，即使人类的任何行为，都会对自然产生影响，都是对“美”的侵凌、伤害，这样一来，人最好毫不动弹!我们所能做的，仅只是守持一个静止、死寂的自然。自然已经足够完美，我们只需要仰观俯察，被动照单接收。然而，人不能活动不能创造，那人存在于世界又是为了什么呢?艺术美作为人工创造的美又还有什么存在的必要呢?于是，“美学”本身甚至人自己也失去了存在的价值和意义。生态美学从肯定自然滑向了对人、人类社会的彻底否定，不啻为一个巨大的思维困境和理论歧途。
这种思维困境和理论歧途，其实是西方思想中的二元对立思维的逻辑必然。西方思想固然也首先肯定人从自然产生，但又把人从自然抽取出来，使之凌驾于自然，成为自然的主子及对立物(主／客二元)。一切以人的意志为转移，根据人的需要来裁决，在剜除了人的自然属性之后谈人的需要，谈人的生存和发展，这里面存在着重大的偏失。通常所谓的“美”就建立在这种偏失上。而当代西方生态美学却又在另一极点重新堕入迷途——西方“自然全美”思想是通过否定“人类中心主义”和“二元论”思维确立起来的。然而，人类中心主义有“强的”和“弱的”之区分，是否能一概抹杀?二元论思维是人思维方式之一，在自然科学领域尤为必要，人文社会科学研究中亦有其合理运用之处，完全放弃二元思维则实乃因噎废食。而西方生态美学对二者弃之如敝履，就从一个极端滑到了另一个极端。
然而中国式思维却不如此。中国哲学美学是以同一性思维为其理论思维方式。在关于自然、人与自然关系问题的认识上，中国文化思想推崇自然，肯定自然之美。它从宇宙自然原初应有的状态，从人与自然在发生学上的一致性来看待自然，得出自然万物有其发展变化的规律，万物——包括人在内都是自然演化的结果，因而不存在人与其他自然物的绝对差别。人适合于在自然环境中生存与发展，有理由把这种环绕人的生命系统和状态理解为“美”的。“美”是一种和谐统一的生命状态。人本身镶嵌于这种状态之内。对自然美的肯定，是人对自身所处和谐统一状态的肯定。
沿袭同样的思维方式，于是在中国文人山水画美学中，人与自然、自然美和人工美一艺术美之间因此也就不存在什么矛盾、拮抗之处。在画者和理论家的观念中，“自然”事实上囊括人在内，因而人本身也是自然。人之为自然不仅是其身体具有物质性，更在于他在社会历史进程(也就是更宏大的“自然史”)中不断丰富起来的内禀。人的自然的呈现不单是他要和自然界进行物质交换以维持生命存在，更重要的是他把内在的意志、要求以及欲望、情感实现出来(艺术创作)，转化成为另一种现实性存在(艺术)；这种实现无伤于自然(不破坏自然规律，即绘画中对物“理”的正确把握和传达、“传神”)，有利于人更好地生存和发展(解决人与社会、现实与理想之间的冲突矛盾)。
水处理生物学论文篇12
一、研究综述
目前已有的国内文献中尚没有关于生态县环境建设的专题研究，针对该问题的论述大多集中在生态县建设措施、规划编制、路径探索等总体研究中或通过典型案例形式呈现出来，综述如下：部分学者认为，生态县环境建设要充分发挥政府职责、划定功能示范区以及选择合理的建设模式等；部分学者提出应当重视生态补偿机制的构建，使其能够为生态县环境建设提供强有力的支持和保障；部分学者提出生态县环境建设应优先进行重要环境工程项目，通过重要工程项目带动整体建设；部分学者认为应当通过控制污染物排放、降低资源消耗、开发清洁能源来推动生态县环境建设；部分学者提出农村环境基础设施建设在生态县环境建设中的重要性，认为应统筹规划城乡环境基础设施建设，并以此作为生态县环境建设的突破口；其他学者也提出生态县环境建设应以农村环境综合整治为契机，改善日益严重的农村环境污染状况，提高农村居民生活质量。国外研究从不同方面和不同角度分析了生态县（市）环境建设的基本情况并提出解决方案，1990年著名的“城市生态组织”阐述了生态城市环境建设的十项原则；1997年，澳大利亚政府提出生态城市发展规划，为生态城市环境建设设计了框架；与此同时，生态城市国际会议也提出了生态城市建设计划书，为生态城市环境建设开辟了新思路；其他研究也都集中在重新利用、循环回收、能源保护、能力修复等方面，为发展中国家生态县（市）环境建设提供了经验和借鉴。国内外关于生态县环境建设方面的研究大都结合现实问题展开，具有重要的理论意义和实践价值，但这些研究也存在一定的不足，主要表现为：（1）缺少对生态县环境建设理论依据的研究，或相关理论探讨不深入、不全面，不能够为生态县环境建设提供有效的理论支撑，因此难以把握生态县环境建设问题的实质；（2）缺少针对生态县环境建设的专门研究，即没有将生态县建设指标进行分解和细化，研究内容与研究结论不具体、不详细、针对性和操作性不强；（3）缺少针对生态县环境建设的全面研究，大多数研究仍停留在单个问题解决的层面，欠缺系统性、整体性、规范性的阐述和论证。本文将生态县建设指标进行分解，并以“生态学马克思主义”理论为视角专门研究生态县环境建设，同时将环境建设置于整个生态县建设中统筹规划与设计，提出生态县环境建设的根本在于建设制度的创新；生态县建设中的生态环境体系构建，将水环境建设、大气环境建设、固体废物处置、噪声污染防治结合起来，突出生态县环境建设的全面性、整体性和系统性。
二、“生态学马克思主义”与生态县建设
关于“生态学马克思主义”，高兹、莱易斯和福斯特都从不同的角度提出生态危机、资源枯竭、环境恶化虽表面可解释为人与自然相处的不和谐，在理念、方式与行动上存在缺陷，但实质原因则在于人与人之间关系的偏差以及由此带来的社会制度的偏差。因此，“生态学马克思主义”理论要求我们不仅要从技术层面分析生态环境问题，而且要从制度和人际关系角度来不断改革所有不完善之处，从而解决生态环境问题。“生态学马克思主义”理论不仅认为社会制度创新是解决生态环境问题的关键，而且其最值得深思之处在于提出了只有社会主义制度才能从根本上解决这一难题。他们围绕生态文明建设，批判资本主义生态环境危机，阐述社会主义建立的必要性。“生态学马克思主义”理论在为社会主义增加新内容的同时，充分展现了社会主义制度的优越性。在社会主义制度下，在中国特色社会主义旗帜下，通过树立社会主义核心价值观念，生态环境建设和生态文明建设才能够顺利实现。生态县（含县级市）是在县级行政区域范围内实现经济、社会、资源、环境、生态协调和可持续发展，是县级生态示范区和生态园区建设发展的重要支撑和最终目标。基于“生态学马克思主义”的生态县建设，就是通过生态文明制度创新，在县域范围内建立人与自然、人与人之间和谐、可持续的关系，即通过构建具有中国社会主义特色并符合县域实际的生态文明制度和生态县建设制度，加快生态县建设进程，实现生态县建设目标。“生态学马克思主义”与生态县建设之间的辩证关系要求我们必须以“生态学马克思主义”为指导，使之成为我国生态县建设的理论支撑，构建全新的人的生活方式和社会制度，从而为生态县建设提供有益路径。反过来，生态县建设实践也极大地丰富了“生态学马克思主义”的内涵，为“生态学马克思主义”理论提供了新的实践源泉。
三、生态县建设环境指标及其分类
根据《生态县、生态市、生态省建设指标（试行）》的规定，生态县建设指标分为经济发展指标、环境保护指标和社会进步指标。其中，涉及生态县环境保护的指标共有21项，可分为水生态环境保护指标、大气污染防治指标、固体废物处置与利用指标、噪声防控指标等四类。水生态环境保护指标是县域水生态环境保护方面的基本要求，是合理利用县域水资源环境、防治水生态环境破坏的重要举措，主要包括县域水环境质量总体要求、集中式饮用水源水质达标率与村镇饮用水卫生合格率、城镇生活污水集中处理率与工业用水重复率、农村卫生厕所普及率、化肥施用强度及农村灌溉达标率等内容。大气污染防治指标是县域大气污染防治方面的基本要求，是整治县域重要污染点源、实施总量控制和开发新能源的条件和依据，主要包括县域空气环境质量总体要求、主要污染物排放强度、农村生活用能中清洁能源所占比例及秸秆综合利用率等内容。固体废物处置与利用指标是县域固体废物处置与利用方面的基本要求，是推动县域固体废物无害化处置与高效回收利用的重要保障，主要包括城镇生活垃圾无害化处理率与工业固体废物处置利用率、规模化畜禽养殖场粪便综合利用率及农用塑料薄膜回收率等内容。噪声防控指标是县域防控噪声污染方面的基本要求，是提高县域居民生活环境质量、减少噪声污染危害的重要手段，主要包括县域噪声环境质量总体要求、隔音或消音处理等内容。水生态环境保护指标、大气污染防治指标、固体废物处置与利用指标、噪声防控指标等四类指标共同构成了生态县建设环境指标的主要内容。以“生态学马克思主义”为导向，强调对以上指标的分解和落实，强调制度形成与完善在生态县环境建设中的重要作用，通过制度保障生态县环境建设的有效推进，构建具有中国社会主义特色并符合县域实际的生态环境体系，才能不断满足生态县建设的要求，加快生态县建设的进程，推动生态县建设的创新，实现生态县建设的目标。
四、生态县建设中的生态环境体系构建路径
构建具有中国社会主义特色并符合县域实际的生态环境体系，应着手从以下几个方面进行：（一）县域水生态环境体系构建。开展河道整治与雨污分流整治，加快县域生活污水、生活垃圾处理等环保基础设施建设；加强县域工业企业的环境监管，加快污染源在线监控系统建设；科学划定饮用水源保护区，保障城乡饮水安全；深化小流域综合治理，合理开发利用水资源。贯彻实施国家水法律法规，加强县域水资源统一管理；健全水价机制，实行鼓励节约用水的水价制度；推广高效农业灌溉节水技术；加强节水型工业管理，形成节水型经济结构；加快县域污水处理工程建设，实施污水资源化。建设人工湿地，形成点、线、面结合的县域湿地系统，逐步修复县域水生态系统；实施以削减水污染负荷、提高水体水质功能为主要目标的县域污水再生利用工程。（二）县域大气污染防治体系构建。加强对县域内各种炉窑的工业粉尘和二氧化硫污染防治监管，对未实现达标排污的企业限期治理；根据国家总量控制要求，实行县域排污总量控制；加强民用燃煤二氧化硫污染控制。开展县域生态环境建设，防治建筑、拆迁、市政、运输、堆放和地面的扬尘污染；及时清扫路面，防治道路扬尘污染；加强城郊结合部扬尘污染防治，防止通过空气输送对城区的污染。开发经济、清洁、可再生新能源，积极探索再生能源的利用，大力发展农村沼气；发展替代能源；提高优质能源和可再生能源的消费比重，优化县域能源结构；积极推广新工艺、新设备、新技术，发展能源综合利用技术和能源环保技术。（三）县域固体废物处置体系构建。推行县域生活垃圾袋装化，实行收集、贮存、运输和无害化处置监管；逐步实行垃圾分类收集；建设密闭式的垃圾压缩式转运站，减少垃圾收集环节和在城区停留时间，避免二次污染。建设县域可再生废旧物资回收系统，推进再生资源回收利用，提高废物综合利用率；建立县域物资和废物交换中心，促进物资交换和副产品与废物的处置。建立县域生活垃圾集中收运处置体系和运行机制；构建县域环境卫生清扫保洁、垃圾收集、运输处置市场化运作模式；城区生活垃圾处置以焚烧为主，结合卫生填埋以及综合处理等多种处置技术；非城区以卫生填埋为主，焚烧、综合处理为辅。（四）县域噪声防控体系构建。禁止县域街道、广场、公园内组织的娱乐、集会等活动使用音量过大、严重干扰周围生活环境的音响器材；对可能产生环境噪声污染的营业性场所，居民区内有噪声排放的单位或个人，采取有效的防治措施。采用技术先进的设备，降低声源强度；调整县域工业布局，使高噪声设备尽可能远离噪声敏感区；对高噪声设备进行隔音或消音处理，减少工业噪声外泄对环境的污染。禁止县域内高噪声施工机械设备在夜间和午休时间使用；合理调配建筑工地砖瓦灰沙石等建筑材料的运输装卸时间。
主要参考文献：
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水处理生物学论文篇13
一、《环境工程》教学模式存在主要问题
（一）内容多，课时少
《环境工程》由四大部分组成，分别是水污染控制工程，大气污染控制工程，固体废物处理与处置，噪声防治技术。而水污染控制工程部分分为物理，化学，生物处理三大模块，大气污染控制则分为颗粒污染物和气态污染物控制两大模块，内容多且杂。其中基本原理性知识的教学要占去四分之三左右的课时，因此应用型知识和工具型知识的课时就显得不足，从而难以体现课程的工程实践性强的特点。
（二）学生工科基础相对薄弱
《环境工程》起源于理工科大学，工科院校的环境工程专业课程体系及教学内容以数学、力学、材料学和工程学等专业为主，工程设计和工程治理课程学时和内容较多。而本校环境科学专业在课程设置上侧重生态与生物方面，学生工科方面基础薄弱，对于工业知识与工科学生相比接触较少，按照传统的教学要求，学生学起来比较吃力，导致教学进程缓慢，且效果不好。
（三）教材与实际应用联系少
《环境工程》的教材内容偏向于各个工艺理论知识讲解，完整工程实例基本没有，而某一种废水或废气的处理需要多个工艺组成，在教学过程中如果完全按照教材编排的内容和顺序讲授，学生没有办法在脑海中建立起完整的工艺流程，面对实际工程处理往往束手无策。
（四）授课方式单一
课堂教学很大程度上还依赖于教师单向讲授。与实际应用结合不够紧密，虽然对案例教学进行尝试，但仅仅局限于举例子的水平[2]。授课过程中，全程进行多媒体的播放与讲授，很少或几乎没有板书，缺乏教师与学生之间的互动，造成很多学生上课注意力不集中，教学效果差。
实验教学一般采用实验指导书+教师讲解+学生操作的教学模式。学生一般被动地做实验，机械地测量相应的参数，缺少自己分析、处理问题的机会和习惯。这种呆板的教学方法，使实验过程中缺少思考、缺少提问、缺少讨论，抑制了学生的思维积极性，从教学内容到教学方式没有给学生留出足够的发展空间。
（五）验证性、演示性实验多
受传统教学模式和实验条件等方面的限制，此前大多以单一的验证性实验为主，虽然能巩固和加深学生对基础理论知识的掌握，但是学生照固定的实验步骤机械化的操作，记录实验结果，撰写实验报告，结果会导致学生的知识面过窄，实验方法和技能单一，创新意识和创新能力不够，缺乏将各种实验方法、技术综合应用的能力[3]，学生在做毕业论文或将来面对研究中的问题束手无策。
（六）理论教学与实践教学脱节
虽然《环境工程》与《环境工程实验》安排在同一学期，但受到实验条件的限制，很难在某一实验内容理论教学完成之后就进行实验，时间安排相对滞后。学生在上实验课上对之前所学的理论内容有所遗忘，未能起到加深对理论知识理解及应用的作用。互动和渗透不够，脱节现象比较严重。
针对上述问题，我们拟通过“课题-实验-设计”的教学模式改革，充分发挥学生在学习过程中的主体作用，使学生更好地掌握水、大气、固废污染控制工程的基本理论，理清各种控制过程的内在联系，通过这些理论分析各种污染控制过程，优选各种控制方法。计算机能力得到加强，提高学生分析问题解决问题的能力，即应用所学理论对典型事例进行分析、消化、创造能力。促进学生的综合能力和创新能力的培养，培养学生成为基础扎实、知识面宽、计算机能力强、有创新意识的高级工程技术人才。
二、“课题-实验-设计”模式
（一）合理安排教学内容
绍兴是有名的水乡，环境污染控制工作目前也集中在水处理部分。《环境工程》理论课程涉及的知识繁杂，量多，而学时又有限。根据学生就业要求，教学内容侧重于水污染控制部分。水，大气，固废的课时比例大致安排为7：2：1。
对教学内容作删繁就简、有机整合。《环境工程》中部分知识与《环境评价》《环境监测》等课程之间部分内容是重复的，可以省掉这些重复部分，侧重于处理工艺的选择、设计和反应器的运行管理调试方面。
另外环境科学是发展中的学科，新概念、新理论、新技术和新工艺层出不穷，日新月异。因此，必须不断补充、更新教学内容，这样使学生迈向社会时不至于产生很大的落差。
（二）构建“课题-实验-设计”的实践教学模式
我们在整合《环境工程》和《环境工程实验》两门课程的基础上采用“课题-实验-设计”的实践教学模式。即“由例到理”的决策型案例教学。
（1）课题：首先根据教学目标，将教学内容分为10个模块（表1），分别为混凝，沉淀，吸附，离子交换，好氧活性污泥法，好氧生物膜法，厌氧生物法，颗粒污染物控制，气态污染物控制，固废处理与处置。
表1：课程内容模块划分与对应课题题目
每个模块的内容，设置一个课题，例如“混凝”模块对应课题“利用混凝工艺处理印染废水的研究”。课题提供印染废水的水质，水量，收纳水体功能区划等。要求学生给出解决方案。根据学生兴趣，我们将考察班40人分为10组，每组一个题目。在学期初，教师给出相关课题，学生开始查阅相关资料。选择课题“混凝工艺处理印染废水”小组的同学在学习混凝这部分知识前，就需要通过查找资料，对“混凝工艺”的原理，实验方法，工艺流程，及最新研究进展有所了解。
课题1 混凝法深度处理印染废水
某印染企业常规二级生化处理出水水质见下表，二级达标，一级不达标，色度超标。“十二五”期间，该地区环保部门要求工业废水全部达到国家污水综合排放标准中的一级标准。印染废水深度处理技术有吸附、混凝、氧化、膜分离等技术，其中混凝法具有投资费用低、设备占地少、处理容量大、脱色率高等优点，在国内外印染废水中被广泛应用。试采用化学混凝法深度处理该废水，以达到一级水质排放标准。
要求：
1）掌握混凝方法的机理进展
2）学习选择合适的化学混凝剂
3）分析影响混凝效果的因素，并确定最佳混凝条件
4）了解混凝法最新研究
（2）实验：针对所给废水的性质，学生在查阅资料和老师指导的基础上设计处理方法，并利用实验室现有条件，进行实验，不断完善实验步骤，最终形成一套相对完善的实验方案。当讲授到“混凝”这一章节时，教师只讲解混凝的基本原理和基本工艺流程，小组派1名代表介绍混凝工艺的最新研究进展。理论学习完成之后，即进行“利用混凝工艺处理印染废水”实验教学，由该小组成员指导全班学生完成。
（3）设计：水污染控制工程7个模块学习完之后，布置设计大作业，相对于课题，设计内容则更综合具体，需要学生将所学的模块知识融会贯通，应用到实际工程实例中（课程设计题目见表2）。如“印染废水处理综合设计性实验”。综合设计涉及到上述7个模块中大部分的工艺。将原先10个小组的同学各抽出一名同学组成新的小组，共4组，每组完成一个设计题目，提交一份设计报告书，并作课堂报告，进行答辩。
表2：课程设计题目
“课题-实验-设计”的实践教学模式，充分发挥了学生在学生中的主体作用，提高了学生自学，思考问题，解决问题的能力。加强了学生之间的团队协作。让学生明白所学何以致用。
（三）开设网上课堂，加强课后互动
“课题-实验-设计”的教学模式，需要教师和学生之间非常多的互动。可以建设课程网站，开设网上课堂，提供课程教学大纲、参考文献资料和完整电子版教学课件，提供城市污水处理厂工程设计实例、有机废水处理站工程设计实例、居民小区污水处理及其回用工程设计实例等多个工程案例，为“课题-实验-设计”的实践教学模式提供规范的指导；设置留言栏，学生可以与老师或同学共同探讨某一方面的教学内容或理论、工程问题，提高教学的交互性和学生的探索性，启迪学生的创新思维。
（四）“课题-实验-设计”评价体系
虽然教学的目的不是为了考试，但一个合理的考核方式，是有利于新教学方法的实施的。由于“课题-实验-设计”属于开放的教学模式，因此考核方式的选择尤为重要。在考核方式上，我们主要考虑学生基础知识的掌握，自主学习能力，协作能力和创新能力。在三个模块的课程学习完成之后，会对这三个部分的基础知识做一个小测验，检查学生对该部分知识的掌握情况，占总成绩的15%。课题的评分点则分为资料查阅的全面性，讨论的积极性，团队分工的合理有效性，内容的切题性，创新性，条理性。占总成绩的30%。课程设计的评分点分为以下几点：是否积极有序开展小组讨论，并作详细记录；团队分工是否明晰，协作是否有效；讲解是否清晰、明朗；文献资料掌握是否丰富，综述是否全面、有条理；污水设计流程是否合理、各构筑物选型是否恰当；设计报告书书写格式是否符合规范，语言是否通顺；课堂报告PPT制作是否精美，简洁；是否对讲解内容作了充分的准备；仪表是否端庄、自然；是否在规定时间内完成。占总成绩的55%。实验成绩单独计入《环境工程实验》，评分点为，实验设计的合理性，实验操作的规范性，数据处理的规范性，讨论的全面性。
“课题-实验-设计”的教学模式，在两轮的改革中初显成效，学生们普遍反应，在学习了环境工程这门课后，大家的团队协作能力，自主学习能力和科研能力都有了很大的提高。与大学其它课程一样，本课程面临着理论教学和技术培养两个方面深入改革的艰巨任务。因此，在今后的教学中应注重学科前沿、注重社会需求与学生能力培养之间的紧密联系，培养出应用型的复合人才。
经费来源：绍兴文理学院2011年度课程教学模式改革试点项目
[参考文献]
[1]蒋展鹏.环境工程学[J]，北京、高等教育出版社、2005.
