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水利水电发展前景范文

时间:2023-09-21 16:38:41

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水利水电发展前景

第1篇

(重庆水利电力职业技术学院,重庆永川402160)

摘要:受多种因素影响,目前国内高职院校普遍存在发展瓶颈。在生源竞争激烈和社会经济转型的大背景下,学校必须正视当前面临的挑战,遵循社会发展的规则,早日制订具有针对性的发展规划,不断积极探索、开拓创新。对于重庆水利电力职业技术学院来说,应从“控制规模、深度发展,抓特色、出精品,拓展发展渠道”几个方面入手,促进自身的不断发展,在未来的竞争中立于不败之地。

关键词 :高职院校;深度发展;精品;发展渠道

中图分类号:G710文献标识码:A文章编号:1671—1580(2014)05—0065—02

收稿日期:2013—11—20

作者简介:张军红(1983— ),男,河南商丘人。重庆水利电力职业技术学院,讲师,博士,研究方向:水土保持。

吴松(1968— ),男,重庆忠县人。重庆水利电力职业技术学院,副教授,研究方向:高职教育与教学

通讯作者:李静(1969— ),男,重庆合川人。重庆水利电力职业技术学院,教授,博士,研究方向:环境科学与工程。

近年来,在国家的大力支持下,我国高等职业技术教育取得了长足发展。据教育部《2012年全国教育事业发展统计公报》显示:截至2012年底,在全国2790所普通高等学校和成人高等学校中,高职(专科)院校1297所,占据了我国高等教育的半壁江山。[1][2]

多年来,以注重学生“技能”培养为主的高职院校,为社会培养了大批具有一技之长的实用型人才,为我国社会经济的发展做出了巨大贡献。然而,经过前一阶段跨越式发展的高职院校,现阶段面临着生源下降、规模效益递减等新问题。客观因素是随着高等教育适龄人口的减少、高等教育不断扩招力量的释放,使当前高职院校面临着前所未有的激烈的生源竞争;主观因素是高职院校自身定位不准确,重硬件建设、轻内涵建设,导致发展动力不足,竞争力下降。[3][4]在当今产业结构调整和社会经济转型的时期,如何提高高职教育的质量和效益,使其更好地适应社会的转变,是关系到高职院校未来发展前途的重要命题。

重庆水利电力职业技术学院也面临着不少问题,如目前学院开设的支柱专业仍以偏向传统水利、建筑的专业为主,在未来水利、建筑行业用人量减少的情况下,学院如何面对学生就业难的问题?此外,“人才培养、科学研究和社会服务”是高校的三大任务,而目前学校在科学研究方面的实力还比较薄弱,社会服务方面做的工作也相对不足。[5]在生源竞争激烈和社会经济转型的大背景下,学校必须正视当前面临的挑战,遵循社会发展的规则,早日制订具有针对性的发展规划,不断积极探索、开拓创新,在未来的竞争中立于不败之地。

一、控制规模、深度发展

近年来,扩大招生规模是我国高校发展的特点之一。重庆水利电力职业技术学院从1997年的在册学生不足1500人,到如今的在册学生7000多人,招生规模在10多年间扩大了4倍多。随着我国计划生育政策影响的显现,“90后”独生子女比例增加,高校适龄人口总体呈下降趋势;加之近年来国外高校在我国的招生规模日益扩大,高职院校面临着严峻的招生竞争压力。在此背景下再通过扩大规模求发展已不是明智之举,只有控制招生规模,谋求深度发展,在提高人才培养质量和增加学校自身内涵上下工夫,才能在未来的竞争中立于不败之地。我们认为,学校应当立足水利学科专业,控制学历教育的规模,发挥学院水利人才高地的作用,调动学院高层次人才为水利行业提供技术支持、政策咨询等服务,向产学研相结合的方向深度发展。

二、抓特色、出精品

办学特色是指一个学校在长期的发展过程中形成的、适合自身发展的、具有自己独特风格的办学之路。它既包涵治学方略上的办学观念、办学思路,也包括教学上的特色专业、特殊人才培养模式、特色课程体系和教学方法等。[6]对于重庆水利电力职业技术学院来说,“控制规模、深度发展”的具体措施就是要“抓特色、出精品”。以“水利”立校的学院本身已具有一些特色,如学院紧紧围绕“水文化”建设校园文化,校园建筑、景观建设充分展现了以“水”为载体的校园文化;内涵上强化水文化研究,着手建设重庆市水利数字科技馆、水文化研究推广中心,积极打造以“水文化”为特色的校园文化、以“水利水电”为支撑的专业特色,在重庆市593个高职专业中,我院有13个专业属于唯一设置。

目前,学校的现状是特色还不够突出,精品课程内容太少。如水利工程系开设的“节水灌溉”专业,由于宣传力度不够等多种因素,导致多年报考人数不够理想。而在国家加大推进生态文明建设和我国整体水资源匮乏的情况下,发展节水灌溉技术,走以色列式的高效农业之路是未来农业发展的必然选择。因此,就“节水灌溉”专业本身而言,很具有发展前景。对于重庆水利电力学院而言,“抓特色、出精品”要从两个方面着手,一是抓传统特色专业,如水利水电工程等,在这些传统强项专业上再加大投入力度,着力打造市级、国家级精品课程、精品专业,使其真正做大、做强,打造成学校的品牌。第二,对于“节水灌溉”等新开设的专业,在经过充分调研和论证后,要确定几个具有较好未来发展前景的专业,对于这种新兴专业在控制规模的基础上,加大支持力度,在不断探索中打造新兴特色专业,为学校适应未来的竞争奠定基础。这样通过打造传统强项专业和扶持具有未来发展前景的新兴专业两种精品模式,实现两条腿走路,可以增加学校未来的竞争力。

三、积极拓展发展渠道

在“抓特色、出精品”,打造学院品牌的同时,还要积极拓展发展渠道,不断提升学院的内涵建设和综合竞争力。“积极拓展发展渠道”就是要求学校利用自身的资源优势,积极拓展社会服务功能,通过服务社会来实现自身的发展。21世纪是知识的时代,知识的更新速度前所未有,在此背景下要求人们,尤其是毕业以后走上工作岗位的人员也要不断地学习,以弥补自己知识方面的不足,适应时展的需要。继续教育是顺应时展的一种新型教育模式,也是高校服务社会的一种形式。它以提高人的综合素质、满足人们的现实需求、促进人的全面发展为目的,对促进我国经济发展方式转变和产业结构调整、推进创新型国家建设、构建终身教育体系和建设学习型社会具有重大的意义。[7]

许多高职院校本身承担着继续教育的功能,也具有开展继续教育的优势。如重庆水利电力职业技术学院是“全国水利行业特有工种职业技能鉴定站”、“重庆市水土保持与生态建设培训中心”、“重庆市水电行业国家职业技能鉴定所”。学校现在每年都承担着市水利局等相关部门、单位的培训任务,但是,在继续教育规模和质量上,都有待提高。如在国家大力推进“生态文明建设”、“节水型社会建设”等大的时代背景下,就要求学校具前瞻意识,积极组织校内教师展开相关领域的研究,并就社会需求方面展开调研。对顺应时展潮流、社会需求的内容开展相关培训,一定能取得较好的效果。

四、结论

受多种因素影响,目前国内高职院校普遍存在招生竞争激烈、学生就业压力大等发展瓶颈。在生源竞争激烈和社会经济转型的大背景下,学校必须正视当前面临的挑战,遵循社会发展的规则,早日制订具有针对性的发展规划,不断积极探索、开拓创新,才能促进学校的发展,使其在未来的竞争中处于不败之地。对于重庆水利电力职业技术学院来说,学校的发展应从“控制规模、深度发展,抓特色、出精品,拓展发展渠道”几个方面入手,才能促进学校的不断发展,使其在未来的竞争中处于不败之地。

参考文献]

[1]孙云志.包容性发展:高职院校发展的新模式[J].中国职业技术教育,2013(15).

[2]冯春霞,王秀玮.生源危机下高职院校发展困境与出路的探讨[J].淮海工学院学报(人文社会科学版),2013(7).

[3]朱雪梅,叶小明.直面生源危机:中国高职院校发展格局与战略[J].现代教育管理,2012(8).

[4]高尚荣.科技创新载体:高职院校发展新的增长点——以江苏高职大学科技园为例[J].宁波职业技术学院学报,2013(1).

[5]李静,张焕红,张燕等.新形势下水利类高职院校发展思路探索[J].宁夏农林科技, 2011(11).

第2篇

关键词: 有毒有机污染物 电化学法 前景

近年来电化学处理废水的技术得到了飞速发展,给废水处理带来了新的活力,但目前该技术在国内外仍处于开拓阶段,需要改进的方面很多。其重点在于对电极材料的改性[1,2],在早期的电化学技术中,人们多用金属做阳极,这类电极在处理废水的过程中容易发生溶出现象(如CuCu2+)[3],使得阳极损耗,并且向水中引入杂质。而不溶性的惰性电极(如Pt等)的催化活性不高,处理废水的效果不甚理想。DSA电极不会发生溶出,并且具有较高的催化活性[4-8],因而受到研究者的关注,并迅速发展成熟起来。现在对于阳极材料的研究主要集中在DSA阳极的性能改进上,重点在于如何延长电极寿命,提高电催化的活性。

电化学反应是在电解池中进行的,因此电解池的结构对废水处理的效果有很大影响。在发生直接电氧化时,污染物只有传质到电极表面,才能对其进行降解。而间接电氧化时,高效率的处理只有在污染物与电化学产生的强氧化剂充分混合才能实现。因此用电化学方法处理废水必须提高污染物的传质过程,加速污染物与氧化剂的混合,这就需要有高效的反应器。由于污染物的电化学氧化发生在阳极表面,因此增大阳极表面积可提高降解效率,有助于提高时空产率。充分考虑各方面的影响因素,设计出高效合理的化学反应器,最大限度地提高电解反应速度,增大单位电解槽的反应量是该领域工业化的紧迫任务。

尽管国外电化学处理废水已有了很大的发展,其中不少已达到了工业化应用的水平,但电化学作为一门在净化环境中有所作为的学科,还处在不断发展中。我国电化学处理废水进展缓慢,特别是在加强电化学技术与其他物理、化学、生物等其他环境处理方法联用方面[9,10],如把电化学与声、光、磁技术相结合,使其发挥各自的优势形成协同效应,降低处理成本,提高工艺的经济性和实用性,拓宽电化学应用领域。

目前电化学实验的主要处理对象为模拟废水、单一污染物质的废水或者染料废水,对于其他成分复杂的实际工业废水因其pH值、含盐量等变化较大而缺乏较多的研究[11,12]。笔者认为,随着电极材料的结构和形态,电极反应活性和选择性,电化学催化反应技术及反应器结构,供电方式和电极材料的优化组合,以及多种技术的联合使用等方面的改善。电化学方法处理难生物降解、成分复杂的废水将会有较好的应用前景。这一研究领域的突破,对提高电化学处理工艺的效率、降低处理成本具有非常重要的意义,可以为治理废水中的污染物提供一种经济实用的新技术。

参考文献:

[1]刘汉水,余夙,童少平,马淳安.电化学氧化和臭氧化预处理酸性化工废水的效能研究[J].电化学,2013(05).

[2]张垒,王丽娜,付本全,吴高明.三维电极电化学反应器深度处理焦化废水[J].环境工程学报,2013(09).

[3]徐文英,樊金红.高廷耀.硝基苯类化合物在铜电极上的电还原特性和还原机理[J].环境化学,2005,VOL24(01).

[4]Shao-Ping Tong.Chun-An Ma.Hui Feng.A novel PbO2 electrode preparation and its application in organic degradation[J].Electrochimica Acta 53(2008)3002-3006.

[5]Peidong Yao.Xueming Chen.Hao Wu.Dahui Wang.Active Ti/SnO2 anodes for pollutants oxidation prepared using chemical vapor deposition[J].Surface & Coatings Technology 202(2008)3850-3855.

[6]GuangYu Zhao.HuLin Li.Electrochemical oxidation of methanol on Pt nanoparticles composited MnO2 nanowire arrayed electrode Applied[J].Surface Science 254(2008)3232-3235.

[7]Guohua Zhao.Yiting Tang.Rui Chen.Rong Geng.Dongming Li.Potential and current oscillations during formaldehyde oxidation on platinum particles dispersed in three-dimensional pore networks of TiOx/Ti[J].Electrochimica Acta 53(2008)5186-5194.

[8]Jiefei Yu.Margaret J.Kupfer le.Two-stage Sequential Electrochemical Treatment of Nitrate Brine [J].Wastes Water Air Soil Pollut:Focus(2008)8:379-385.

[9]高俊侠.新型两段式超声强化电化学方法降解染料废水[J].水处理技术,2013(09).

[10]李媚,王克之,李雪莲.吸附-电化学氧化耦合处理对氯苯酚废水及动力学[J].环境工程学报,2013(09).

第3篇

关键词:水电站 经营管理 施工控制 成本控制

1 工程概述

官地水电站位于雅砻江干流下游、四川省凉山彝族自治州西昌市和盐源县交界的打罗村境内,上游与锦屏二级电站尾水衔接,下游接二滩水电站。引水发电系统采用单机单管供水,共装4台单机容量600MW的水轮发电机组,总装机容量2400MW。由中国水电六局为主承建,中标合同总金额约为9.6亿元。主厂房布置在大坝轴线下游右岸山体内,厂房(含安装间、副厂房)最大开挖尺寸243.44×31.10×76.30m(长×宽×高)。地下厂房位于斜坡应力集中带以内,置于新鲜的P2β15-2角砾集块熔岩和P2β15-1层斑状玄武岩中,副厂房和主厂房北端一带,错动带较多,错动带以NWW~NNW向陡倾角为主,裂隙以NNE向中陡倾角为主,裂隙多新鲜闭合,结合紧密,延伸短;厂房最大埋深达287.0m,经孔壁法测试,围岩最大主应力σ1达到39.63Mpa,这在国内尚属首次;厂房跨度为31.10m,目前在国内排名第四位。

本合同项目工程地质复杂,施工难度系数大,通过激烈竞标中标,单价低,给项目的经营管理带来了严竣的考验,为此,项目部通过强化管理,创新经营思路,采取有效的措施,从细节入手,将经营管理工作科学化、精细化,并通过建立科学、精干、高效的管理机构,规范管理运行机制,取得了良好的经济效益和社会效益。

2 强化现场施工过程中的管理

严格实行岗位责任制。官地水电站引水发电系统项目复杂,质量、安全等要求较高,为了确保工程保质保量完成,项目部实行风险责任管理,明确责任分工,将工程进度、质量、安全、资源管理等关键岗位,责任到人,明确奖罚,严格问责,规范运作,保证工程顺利施工,每年底进行严格的考核,并认真总结经验教训。

严格按照规章制度办事。项目经营管理有统一的制度规范,流程和应急措施。各项工作按照工程制定的制度运作,官地引水发电系统项目部立足现实,联系实际情况,确保制定项目的质量、安全、工程技术、工程施工、工程验收、结算等管理办法与规定都符合相关的实际需求,保证了工程中的每个环节都有章可循,有据可依。

严格履行程序。工程项目经营管理中的每项环节,如施工计划,验收标准等,都将责任落实到具体的单位与个人,及时做好签字等确认手续,避免出现来回推诿等事宜。

严格把控施工过程。项目施工中的各项工作,要求必须有明确的分管领导和责任人;各职能单位和部门按照分工明确责任,按章办事,工作到现场,要充分发挥管理和监督职责;工程中的各个环节需要有计划、有报告等。

3 强化工程成本控制

项目部在整个施工的组织与管理上实行成本严格把控制。施工过程中,做到每一项都要进行成本预算,明确提出成本控制目标,严格按照成本控制措施运作,有效利用资源,实现科学、高效施工。做到低消耗、高产出,杜绝浪费,实现成本控制目标。

物资成本控制。严格区分主料与辅料的区别采购。主料由项目部统一安排采购源,采购商。辅料由各项目施工小队控制,严格控制采购量,需要多少就采购多少,既要避免资源的浪费,又要避免采购量的短缺导致工程的进展受影响。采购要严格做到审批管理。严格做好物资的前期准备,各供货商的物资协调工作,要确保满足工程的日常施工需求。在这里,笔者探讨一下关于官地水电站工程项目经营管理中的材料控制问题。对于一个项目而言,其最大的成本费用往往属于材料费用,其中有些材料费用甚至占据了分部工程的70%及以上,因此在建设中应严格控制材料费用的支出。官地水电站在材料费用控制上主要在于两个方面:价格与数量。项目部根据具体的情况,严格控制计划、采购、贮存、发放、生产等过程的材料消耗。主要作法为:其一,材料的选用根据设计图及现场需求来确定;其二,控制好材料的价格,应“货比三家”,做好相应的市场调研工作,选择最合适且价格最合理的材料,杜绝高额与无序采购;其三,选购的材料应按照规范操作进行贮存,并定期进行材料清点,对于周转料及易购料尽量不要储存;应杜绝施工中的材料浪费,并制定相关的奖惩措施。最后,应成立相关的采购小组进行材料采购,并定期对产品的质量及相关市场价格等进行调研,从而择优选择。

工程资金成本控制。资金成本的控制主要是在施工过程中,对劳务、设备、物资采购等进行计划管理制度。资金的发放按照工程的预算计划进行阶段式发放,并进行记录。严格把控管理漏洞,降低资金成本。

4 精细化管理变更与索赔工作

加强项目合同的管理工作。一个项目的经营成败与合同管理有十分密切的关系,所以要认真加强合同管理,仔细研究合同条款,明确认识合同中规定的责任与义务。辨识合同中的风险,特别要注意工程的工期、合同价、施工方法、材料等规定,对偏离合同规定范围的应立即提出相关的索赔意向。

变更与索赔的常规化运作。成立专门的工程变更与索赔控制小组,负责工程中的变更与索赔事宜,将变更与索赔工作深入到工程的每一个环节中。首先,充分重视合同分析和施工项目工程造价控制的策划工作,将变更索赔工作职能化、日常化;其次,在过程中重视变更索赔项目基础资料的收集工作,同时建立规范的变更索赔项目台帐,定期召开变更协调会并使之制度化;第三,与业主、监理、设计建立良好的人际关系,重视合同履约,为变更索赔创造条件。

工程项目开工前,合同管理人员须对各级项目管理人员及职能部门负责人进行合同宣贯,提升合同管理成本意识。施工过程中,重视变更索赔项目基础资料的收集和签证工作,为变更索赔工作提供必要的条件,工程照片尤为重要。定期清理已发生未申报、已申报未批复变更索赔项目,针对具体变更索赔项目的进展及存在的问题深入分析,提出具体的规划和要求,以便及时申报、追踪和谈判。

此外,官地水电站通过精细化的管理变更与索赔工作,在索赔工作上还积累了如下两个重要的经验:1)要求工程造价人员定期每周至少两次深入工地熟悉现场施工情况,参加每周的监理协调会、专项技术讨论会,发包人协调会等外部会议,以及联营体周、月、年度计划会、施工措施讨论会等内部会议;要求技术、生产等人员必须参加专项变更索赔讨论会议和对监理人、发包人的谈判。2)对于报送给监理人、发包人的重要文件(包括主要技术文件、重要变更索赔报告等)必须实行工程造价人员和技术人员会签,总工程师、总经济师审查,总经理批准制度。

5 实行现代化的工程管理办法

重视对成本收益进行核算。加强对工程中每个成员的成本意识,要认识到成本与企业利益之间的关系,企业降低了成本就是利润,必须加大企业降低成本的力度。通过不断及时的掌握工程的进度,从工程的每个方面,每个环节进行有效的成本控制,做到既不影响工程的质量,也不对工程的整个进度产生消极的影响。做到每一个螺丝钉都能物尽其用。正确认识成本与利益之间的关系。企业的生存之道就是要不断地追求利润。企业在在追求利润最大化的同时,要认识到成本与利益的关系。不能单方面的考虑成本的问题,也不能把利润问题片面化。成本的降低是剔除工程管理的过程中存在的冗余的,或者不合理的环节,而不是一味的进行规模的缩减,甚至造成工程不能正常完工的现象。完善过程的每个处理环节,做到环环相扣。

建立优秀的工程项目管理团队。工程项目管理是一个复杂系统,需要将各方面的人力,物力进行有效的结合,不仅要保证项目的进度与安全,还要关注员工的生活、工作、思想等方面,这就需要一个优秀的项目管理团队。管理团队不仅要确保工程的正常实施,也要关注人文方面的管理。可以阶段性的组织员工进行施工中的注意事项的学习,丰富大家的工地文化生活,组织一些文艺演出等等。

加强员工专业技能的培养。官地水电站引水发电系统工程项目中有很多专业项目,结合工程项目的特点,把工程项目的结算按照部位进行划分,以此纵向发展每个员工的实践操作能力。根据员工的专业技能进行分组,并且让同组人员结合现场施工、验收、结算及变更索赔的流程进行及时的分析及必要的跟踪掌控,这样对于质检、技术、经营等部门的紧密团结有着积极的作用。项目部领导小组成员则根据分组人员的表现进行评价,对一些贡献突出的小组采取奖励的措施,从而形成一种竞争氛围,促使员工不断进步与发展。采用这种方式的好处在于:1)在项目人员变动情况下,新加入成员在同组成员协助下,能迅速进入状态工作;2)其技术人员对每道工序都能互补,利于复合型人才的培养;3)定期更换人员对相关报表等资料进行汇总,并校核前期人员的成果是否有误。

经营管理是一门科学,不能一蹴而就,需要在不断的实践中总结经验,认识工程,深入项目管理中的方方面面,要认识项目管理中的一些好的方面,合理的一面,更要发现存在的一些问题和漏洞,进行不断的改进,使项目能正常的进行开展,也能不断的优化团队,增强每个人的管理意识,管理观念和管理方式方法。

6 完善的工作考核与结算制度

合理的考核制度在工程管理中占有重要的地位。合理的考核制度,不仅能加强工程成员对工程的认知感,对工程的归属感,也能对员工起到激励的作用,是保证工程良好完工的基础。

考核制度要客观化,要用事实说话。合理的考核制度必须建立在客观的事实基础之上,要以工作的结果为依据。考核要从员工的工作完成情况、工作的质量等方面,尽量进行全方位的考核。

严格控制分包工程结算。当分包工程及机械设备租赁合同拟定之后,必须严把各个关卡,由相关负责人签字确认之后才能进入下一个步骤。对于分包工程结算而言,其中最为重要的是分包计量,要做好这个工作,需注意以下几点:1)根据项目划分情况,选择其计量职能部门责任心强的人专门负责此项工作,相关人员密切配合;2)对于计量中容易失控的大项,项目部领导亲自主抓,以免给项目部利益带来不必要损失,在不损害项目部利益基础上,使外协队伍合理的利益得到保证,真正做到双赢。

7 结语

工程项目经营管理在水电工程建设与施工中的重要性正不断凸显出来,只有通过科学合理的项目经营管理,企业才能有效的降低成本,提高企业经济效益。项目管理的实践是漫长的,需要我们从实践出发,不断地总结先进经验,吸取教训,在实际项目中不断地推广先进的项目经营管理经验,在项目经营管理的学说上进行理论与实践的不断创新与完善,为项目管理的发展做出贡献。官地水电站引水发电系统工程项目历时五年,在不断探索与创新中取得了一系列成就,尤其在工程项目经营管理上,虽然竞标导致了可能出现巨额亏损,但在建设中采取的措施对竞标上的不足进行了弥补,通过加强施工现场的管理、工程成本的控制、精细化管理变更及索赔、实行现代化的经营管理及完善的工作考核与结算制度等,使得工程项目在经营管理上取得了很大的成就。

参考文献:

[1] 杨沛建. 专业化管理师企业管理基础 [M]. 北京: 中外管理杂志社. 2001.

第4篇

关键词:膜分离技术;电镀废水;处理技术;工业生产;环境污染 文献标识码:A

中图分类号:X703 文章编号:1009-2374(2017)06-0053-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2017.06.027

工业是一个国家的支柱产业,工业发展过程中会对环境产生严重污染,电镀行业是全球三大污染工业之一,在电镀废水中,含有大量的重金属离子、氰化物等,其中一些属于致癌、致突变的剧毒物质,对人类会造成严重的危害,当废水排入水中,还会对水体产生污染,使得水体毒化,对生活在其中的鱼类和其他生物造成极其严重的威胁。虽然电镀废水对环境以及人类的危害严重,但是电镀废水中有一些价值较高的金属,可以回收利用。当前对电镀废水进行处理的技术主要有集中,比如化学沉淀、氧化还原、离子交换、电解法等,随着该行业研究的不断深入,一些其他的方法也逐渐应用在电镀废水的处理过程中,比如铁氧体法、膜分离技术、吸附法、生物法等新技术,在电镀废水处理过程中应用这些新技术,可以提高废水的回收效率,减少直接排放废水带来的污染。其中膜分离技术是一种高效率的回收技术,实用性较高,是当前发展前景最好的一种新技术。

1 膜分离技术的特点

膜分离技术指的是通过膜对各种物质进行过滤和分类的技术,膜能够对不同的物质进行选择性透过,可以完成物质的分离、提纯以及浓缩。膜分离技术是一种物理技术,无相变、低能耗,其效率较高,而且能够实现节能目的,其处理过程易于控制,不会对外界产生污染,根据待分离的物质的大小,可以将膜分离技术分为微滤、超滤、纳滤和反渗透。微滤对于电镀液的预过滤比较适用,超滤则主要应用在电泳漆的回收过程中,纳滤和反渗透在化学处理的后处理以及工艺纯水的制备过程中使用比较广泛。借助膜技术对电镀生产过程中的重金属漂洗水进行分离和浓缩,可以对其中的金属离子进行回收,同时还能实现对水资源的回收利用,使得漂洗水中的金属和水之间可以形成闭路循环。当前,膜分离技术在电镀水的处理过程中有十分广泛的应用,各国都在积极加强对这种技术的研究和开发。

2 膜分离技术在电镀水处理中的应用现状

有学者在电镀镍漂洗水的处理过程中采用膜分离技术,通过对漂洗水进行浓缩以及回用发现,这种技术在电镀液中应用是可行的,膜分离技术可以对其中的镍离子进行有效地截留,其中截留率大于99%。在实验中选取的镍离子浓度为145mg/L,经过膜分离技术浓缩之后,浓缩液中的镍离子浓度达到50g/L,而其余的透过液经过处理之后还能回收利用。这种工艺对于金属液中的金属和水都能利用,但是由于采用两级反渗透,其消耗的能源较多,投资也比较大。

在膜分离技术中,膜是很关键的物质,膜的过滤效果会对金属液的处理效果产生直接影响,有的学者以异丙醇为主要原料,经酸解、除醇、干燥和烧结过程,制成了陶瓷超滤膜,在外界施用大约0.2MPa的压力,在此压力下进行超滤分离,并且经过沉淀处理,最终得到电镀废水上的清澈液体。实验结果表明,膜的通过量会不断下降,而且下降速度比较快,比如开始过滤10分钟左右,膜的通过率大约为2.61立方米,而开始70分钟之后,膜的通透率变为0.5立方米。经过沉淀之后,电镀水中的金属离子主要以络合、配合物的形式存在,可以通过孔径比较小的陶瓷超滤膜从而被截留。其中金属铜的去除率达到70%,金属铬的去除率大约为10%,在透过液中,铜、铬、镍的浓度分别是0.0663mg/L、0.0051mg/L和0.0763mg/L。

利用金倮胱勇绾衔锏男灾式行电镀废水膜分离试验,该实验的流程如图1所示:

该实验中,聚丙烯酸钠是络合剂,采用该物质对含有铜离子的电镀废水进行处理,其中液体的pH值对铜离子在废水中的存在形态有很大的影响,产生络合反应的前提是液体的pH值要大于6,在试验中将液体的pH值调节到2~3,就可以使得铜离子从络合物中释放出来。研究还表明,在解络反应之前,有一个超滤过程,随着液体中的体积浓度因子不断增大,废水中的铜离子和聚丙烯酸钠的浓度也会不断增大,而且还会影响膜的通透性,使得通量下降。但是,铜离子和聚丙烯酸钠之间形成的络合物是比较稳定的,超滤膜对铜离子的截留率不会改变,同时,解络反应之后,超滤回收的聚丙烯酸钠与原始的聚丙烯酸钠具有相似的效果。这种工艺对电镀废水中的铜离子的回收率可以达到96%之多,同时,经过处理之后排放的水,铜的含量较低,其浓度小于1.0mg/L,满足外界环境对废水的排放要求。

另一组学者采用纳滤对含有铬例子的废水进行实验,具体的实验装置如图2所示:

微滤器的孔径很小,为5μm,纳滤膜为NF90-2540型卷式纳滤膜,切割分子量为300。实验结果表明,纳滤膜能够对电镀废水中的铬离子进行有效地处理,其去除率能够达到98%,经过过滤之后的液体,铬的浓度低于0.5mg/L,可以达到排放标准,同时还能用于对镀件的漂洗。铬溶液的浓度对膜的截留率的影响不大,但是过滤液中的铬离子的浓度会随着铬溶液浓度的增加而上升,而且液体的pH值也会对铬的截留效果产生显著的影响。

外国学者也对膜分离进行深入研究,其中有学者研究了膜处理电镀镍废水过程中pH值对分离过程的影响。研究结果表明,如果过滤方式为超滤,对于超滤膜而言,当液体的pH小于3.68时,基本不能对金属离子进行截留,但是随着pH值的不断上升,其截留率会发生改变,当pH值为6.6的时候,截留率会达到98.7%。对于反渗透膜而言,如果电镀废水中含有弱酸根离子,当电镀废水的pH值较低的时候,透过液的pH值要比原液高,当pH值达到6.6的时候,透过液的pH值比原液低,当原液的pH值为6的时候,透过液和原液的pH值相等,随着原液的pH值不断升高,膜的通量会降低。

3 膜分离技术在国内的应用情况

从20世纪70年代开始,我国开始有工厂应用膜分离技术处理电镀镍废水和回收镍,经过20多年的发展,在本世纪初,膜分离技术才开始大规模、广泛的使用,有公司利用膜分离技术回收电镀泡沫镍废水中的镍和水。此后越来越多公司开始采用膜分离技术进行电镀废水处理,比如宁波科宁达工业有限公司、宁波光华电池有限公司、长沙力元新材料股份有限公司等,对膜分离技术的应用都比较多。比如长沙力元新材料股份有限公司是全国知名的连续化带状泡沫镍生产厂家,其产量在全世界都处于领先地位,但是在电镀生产过程中,产生了很多含镍废水,长沙力元膜分离项目,就是对该公司电镀废水中的镍离子进行分离处理的工程,一开始该公司采用化学处理法进行处理,产生的效果不好,而且排放的废水中镍离子的浓度依旧比较高,还产生了较多的含镍污泥,对环境的污染愈发严重,随着膜分离技术的应用,其废水排放中的金属离子含量降低,而且经过处理之后的水资源也可以利用。经过处理之后,回收水中的总溶解固体量小于10mg/L,成橹柿拷嫌诺牡缍乒ひ沼盟。运行过程中,基本达到行业生产标准和环境排放

要求。

4 结语

综上所述,电镀行业是工业生产中的一个重要行业,在电镀生产过程中会产生很多电镀废水,废水直接排放会对环境造成严重污染,给人们的健康带来威胁,在排放废水之前应该要加以处理。传统的处理方式是化学沉淀处理,这种方法会产生其他的沉淀污染,而且过滤效果不好。膜分离技术可以从金属溶液中分离出各种重金属离子,将重金属离子和水溶液分开利用,对很多电镀水中的价值较高的金属都能实现高效回收,所以膜分离技术可以促进电镀行业的可持续发展,实现清洁生产。

参考文献

[1] 吴耀荣.膜分离技术在电镀废水处理中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2012,(31).

[2] 黄华锋.探讨膜分离技术在电镀废水处理及金属回收中的应用[J].中国化工贸易,2015,(31).

第5篇

【关键词】小水电站 集中监控管理模式发展

一、 前言

贵州白水河梯级小水电位于贵州省黔西南州安龙县境内,分一、二级两个电站,距白水河公司总部兴义100KM。一级电站装机6MW,二级电站距装机34MW,总装机40 MW,年设计发电量为2.03亿千瓦时。白水河一级电站始建于70年代,完全建成于1982年,二级电站始建于1998年,完全建成于2000年。白水河电厂目前共有员工63人,其中运行、维护人员35人,每个电站设两个运行值,每值6人,采取大倒班运行值班模式,主要负责白水河一、二级两个电站的运行和维护工作,设备大、小修、技术改造采取外包方式进行。

二、白水河梯级小水电集中监控运行管理模式提出的背景

白水河电厂建成于80年代初,电厂员工绝大多数是那个时代进厂工作的老员工,仅有极少数是1998年修建二级电站时进厂年轻员工,普遍存在人员结构老化,平均年龄45周岁以上,初中毕业的员工较多,学习能力较弱,对电厂新技术、新工艺接受能力较差、且随着时间的推移,部分老员工逐渐退休,电厂运行、维护人员逐步减少,年轻的新员工一时又不可能补充太多,运行、维护值班的矛盾逐渐变得越来越突出,为解决白水河电厂运行、维护值班的矛盾问题,并建立运行、维护值班长效机制,降低运行成本、提高工作效率,以适应电力行业发展的需要,很有必要实施白水河一、二级梯级小水电集中监控。

三、白水河梯级小水电集中监控运行管理思路和模式

为降低运行成本,提高工作效率,并适应电力行业发展的需要,结合白水河电厂实际情况,提出了白水河梯级小水电集中监控工作思路。第一步:实施监控系统改造;第二步:开展运行维护强化培训;第三步:建立集中监控制度;第四步:进行运行维护优化组合;第五步:实施集中监控;第六步:实现远程监控。

四、白水河梯级小水电集中监控运行管理实施情况

1)、实施监控系统改造

为实现集中监控,计算机监控系统功能是基础。白水河二级电站始建于1998年,完全建成于2000年,建成投产时同步投运了北京水科院的计算机监控系统,并实现了二级电站的监控功能,但白水河一级电站始建于70年代,完全建成于1982年,当时由于技术和经济条件的限制,未设计有计算机监控系统,直至2002年扩建3#机组时,才引入了湖南京电的计算机监控系统。因厂家技术力量不足,计算机监控系统软件功能设计较差,运行了5年,效果不太理想,一直只能监视不能控制。为实现集中监控,2009年我公司实施了白水河一级电站计算机监控系统改造,引入北京水科院的H9000v4.0a版水电厂计算机监控系统,并将白水河二级电站的H9000v1.0a版计算机监控系统升级为v4.0a版。实现了一级电站三台2 MW机组和二级电站两台17 MW机组的监控功能,经过一年多时间的试运行,效果较好,在白水河一级电站集中监控室对两个电站5台机组进行自动开停机、负荷调整、监视等功能均比较正常,2010年7月,正式将白水河二级、一级两个电站5台机组的开停机、负荷调整、监视等操作权全部切由一级电站集中监控室运行人员控制,为白水河梯级小水电实现集中监控奠定了基础。

2)、运行、维护强化培训

为实现集中监控,提高运行、维护人员的技术素质是关键。2010年7月,白水河电厂正式启动了运行、维护人员集中强化培训工作。从应知应会入手,务求实效地开展运行、维护人员岗位培训,培训以熟悉两个电站设备结构、《运行规程》、《两票管理标准》和《运行值守制度》,掌握设备巡回检查内容、现场操作方法和提高事故处理应变能力为主,每周安排周一下午和周二全天集中培训,每阶段培训结束,对培训人员进行考试、考核。通过强化培训,培养一批责任心强、专业技能过硬的复合型集控运行、维护人员,为运行、维护人员优化组合、顺利实现集中监控做好准备。

3)、建立集中监控制度

为实现集中监控,建立必须的规章制度是保证。2010年9月,白水河电厂开展了集中监控规章制度的编制工作。对白水河电厂现有的运行、维护管理制度进行梳理、修订和完善,建立健全集中监控必须的规章制度,包括《值守制度》、《监盘制度》、《巡视检查制度》、《消缺制度》、《两票管理制度》和《考核制度》等20多个制度,以保证集中监控运行管理模式的顺利实施。

4)、运行、维护优化组合

为实现集中监控,进行运行人员优化组合是核心。2010年11月对运行、维护人员进行优化组合,通过理论和实际操作技能考试、演讲竞争上岗,选拔责任心强、技能过硬的运行、维护人员到集中监控运行岗位,将其它人员充实到维护岗位和后勤岗位。

5)、实施集中监控

为实现集中监控,实施集中监控是目标。2011年2月对白水河一级、二级电站现有的四个运行值24人缩减为集控后的两个运行大值共18人,每值6个集控运行人员,3个值守人员。6个集控运行人员轮换在白水河一级集控室值班,主要负责一级、二级电站自动开停机、负荷调整、监盘和一级电站巡视检查、现场操作和事故处理;3个值守人员轮换在白水二级电站值守,主要负责二级电站巡视检查、现场操作和事故处理。运行、维护人员调配情况如下:

表1:现有运行、维护人员(35人)

表2:集中监控运行、维护人员(30人)

五、白水河梯级小水电集中监控运行管理的发展前景

白水河梯级小水电逐步由集中监控运行管理模式过渡到“无人值班、少人值守”运行管理模式,并达到兴义远程监控是白水河梯级小水电运行管理模式的最终目标。发展展望是:拟利用3至5年时间,在兴义办公大楼设置远程集控中心,在白水河、大田河、中山包三个电站选拔责任心强、技能过硬、年轻有为的运行人员、成立2个远程集控运行值共12人,每值6人,轮换在兴义远程集控中心值班,主要负责白水河、大田河、中山包等三个梯级小水电站自动开停机、负荷调整和监盘等,各梯级小水电站分别成立值守组,负责本电站巡视检查、现场操作和事故处理。通过远程集中监控,逐步实现“无人值班、少人值守”,逐步扭转小水电站人员技术力量缺乏、工作效率低下的被动局面,以适应电力行业发展的需要。

六、结束语

随着电力工业技术的发展,小水电实现远程集中监控和“无人值班、少人值守”运行管理已经不是一个新鲜的事物,国内也有部分流域大中型水电实现了远程集中监控运行。白水河梯级小水电已经初步实现了现场集中监控功能,通过设备整治、网络通讯改造和人员培训,不断提高设备可靠性和人员素质,最终达到兴义远程监控是完全可以实现的,且在兴义远程对博达系统三个小水电实现远程监控也是可以实现的。梯级小水电实现集中监控和“无人值班、少人值守”,可更加优化利用人力资源,有效地降低生产运行成本,是小水电群运行值班模式的一种发展趋势。

作者介绍:

徐声健 男 汉族机电工程师1986年毕业于贵州工业大学电力系统及自动化专业学士学位主要从事水电站机电设计工作。

第6篇

关键词:林下经济;布局;任务;重点;丽水市

1引言

为科学利用林下土地和空间,建立以林业为主体,种植、养殖、采集、旅游等相配置,多层次、多时序、长短效益相结合,农林牧副等协调发展的复合经营体系,提高单位面积土地产出率,加快兴林富民步伐,促进社会主义新农村建设,以科学发展观为指导,以建设效益林业为核心,以兴林富民为宗旨,充分发挥林地资源优势和林荫空间优势,积极组织开展林下种植、养殖、采集、旅游等立体复合生产经营,使林、农、牧各业实现资源共享、优势互补、循环相生、协调发展,促进林下经济向集约化、规模化、产业化发展。通过典型示范、政策扶持、科技支撑、企业带动,实现农民收入和森林资源“双增长”。

2发展原则

2.1坚持生态优先、统筹兼顾的原则

坚持生态优先,在确保森林资源安全的前提下,科学合理利用林地资源,推动林下经济持续健康发展,统筹生态保护与农民增收,兼顾生态效益、经济效益和社会效益,确保产业发展与生态建设良性互动。

2.2坚持因地制宜、分类指导的原则

根据林龄、林地及其空间环境条件,充分发挥资源优势,分类指导,突出特色,科学规划,多元发展,宜林则林、宜果则果、宜菜则菜、宜药则药、宜菌则菌、宜草则草、宜禽则禽,合理配置生产要素,发展适合本地特点的林下经济。

2.3坚持示范带动、稳步推进的原则

在合理经营的基础上,加强示范基地和专业合作组织建设,以点带面,稳步推进。注重科技含量,提高收益率,发展中注重强化龙头企业,基层专业经济合作组织建设,提高农民组织化水平,引导规模化发展。

2.4坚持市场推动、政府引导的原则

紧密结合市场需求,积极引导林农发展适宜的林下产业,力求获得最大的经济效益。联合相关部门,密切配合,搞好协调,加强指导,大力宣传,广泛发动,逐步扩大规模,形成产业。

2.5坚持科技创新、优质高效的原则

加强科技支撑体系建设,加大科技培训和实用技术指导力度,增强林下经济发展的科技含量,实现优质、高产、高效。

3布局分析

(1)林下养殖区。建立以莲都区、松阳县、龙泉市、庆元县等为重点,云和县、青田县、遂昌县等共同发展的区域化、规模化林下禽类养殖格局。

(2)林下种植区。建立以缙云县、青田县、景宁县等重点中心产区,云和县、龙泉市、庆元县等共同发展的区域化、规模化林下中药材种植格局。

(3)林下食用菌区。以龙泉市、庆元县等为核心重点区域,莲都区、云和县、龙泉市、遂昌县等共同发展的林下食用菌产业格局。

(4)林下采集区。林下采集以竹类及油茶为重点。笋竹林基地建设布局以竹林分类经营为基础,根据竹林资源分布和产业发展水平以及交通条件确定优势区域;建立以青田、莲都、缙云、松阳为油茶中心产区,云和、遂昌等县共同发展的油茶区域化、规模化产业格局。

(5)森林旅游。发掘森林休闲养生(养老)发展增长点,开展基础工作,初步实现由“林业大市”向“森林休闲养生(养老)强市”的发展转变。

4建设任务

4.1林下种植

充分利用丽水市丰富的林下资源发展复合种植业,主要发展模式为:林——笋模式,开发竹园经营,推广四季竹笋技术,提高竹笋产量;林——油模式,在低丘山地重点发展优质木本油料树种——油茶;林——苗模式,在林缘、林荫及林下空地培植苗木花卉;林——药模式,在林下种植耐荫的铁皮石斛、肿节风、鱼腥草、黄精、元胡、百合、白术等药用植物;林——菌模式,林下种植培育松菇、香菇、木耳、竹荪等菌类;林——粮模式,林下种植玉米、花生、马铃薯、豆类等森林粮食;林——菜模式,林下种植蕨菜、马齿苋、生姜等森林蔬菜。

4.2林下养殖

充分利用林下空间发展立体养殖,主要发展模式为:林——禽模式,在林下圈养鸡、鸭等禽类;林——畜模式,在林下圈养或放养兔、猪、羊等家畜,实现饲料下山和肥料上山的生态循环;林——蜂模式,利用林木放养蜜蜂,发展养蜂业。林——驯模式,利用林下森林环境和气候条件,人工驯养繁殖梅花鹿、石蛙、野猪、大鲵等野生动物。

4.3林下产品采集加工

充分利用林下产业的产品资源,大力发展林下产品的加工、流通和销售业,拓宽林下经济产业链,提高经济效益。主要发展木本油料、竹材竹笋、森林果品、香精香料、森林蔬菜、木质藤本等采集加工。

4.4森林景观利用

充分发挥林区山清水秀、空气清新、生态良好的优势,合理利用森林景观、自然文化环境和森林食品,发展林业观光园区、森林人家、森林庄园、农家乐等观光旅游、休闲度假、生态养生等,开发富有地方特色的森林食品、果品、茶叶、药材等森林旅游商品,逐步形成功能比较完善的森林旅游景区。

5建设重点分析

5.1加强生态经济兼用林建设

加快转变发展方式,坚持生态建设产业化,产业建设生态化,把生态建设和产业建设结合起来,推进生态与产业协调发展。按照适地适树的原则,选择生态经济兼用型树种,利用宜林荒山荒坡,大力加强生物质能源林、工业原料林、珍稀名贵林和休闲风景林基地建设。对疏林和杂灌林,进行补植改造,套栽经济树种、特色林果树种、用材林树种或常青树种,优化树种结构,提高林分质量。加快森林培育,增加森林资源总量,达到既绿化国土,又增加农民经济收入的目的。

5.2大力发展林下种植业和养殖业

在不改变林地用途,确保生态安全的前提下,在全省范围内,根据自然资源条件,利用林地空间,因地制宜地发展以种植、养殖为主的林下经济。结合各地实际,分区域在适宜地区种植叶类山野菜、浅根系中药材、优质牧草、观赏花卉和培育食用菌。充分利用林地空间,分区域在适宜地区发展林下养殖业。在掌握繁育技术的条件下,依法、科学、规范地开展野生动物驯养繁育,在向社会提供替代产品、增加农民经济收入的同时,促进野生动物资源保护。

5.3开发森林旅游

充分发挥林区山清水秀、空气清新、生态良好的优势,利用森林景观、自然环境,发展森林旅游,兴办森林人家和农家乐,开发旅游产品,发展餐饮、住宿、商品零售等服务业。建设一批国家级或省级森林公园、自然保护区、生态旅游观光园,初步实现“场场是景区,区区是景点”,为市民创造生态休闲避暑、度假观光娱乐、生态休闲疗养和森林运动养生的条件。至2015年,初步建成以丽水市为中心的25个森林休闲养生(养老)基地,其中6个为市本级、19个为县(市)级。建设一批国家级或省级森林公园、自然保护区、生态旅游观光园,初步实现“场场是景区,区区是景点”,为市民创造生态休闲避暑、度假观光娱乐、生态休闲疗养和森林运动养生的条件。同时在各基地建设中联系产品建设,开发森林蔬菜、食品、森林药膳等保健品,统筹当地风俗文化,创建特色品牌基地。

5.4林下采集

竹产业方面以冬鞭笋和大径竹为主的高效笋竹林主要布局如下:一是庆元黄田以及龙泉小梅、八都、上垟、锦旗一线;二是松阳竹源、枫坪、谢村以及遂昌高坪、应村、妙高、三仁一线;三是其他重点县(市、区)重点乡镇,如景宁县景南乡、东坑镇,莲都区大港头镇、黄村乡,缙云县新川乡、双川乡,云和县安溪乡、雾溪乡,青田县章村乡等。到2015年竹林面积达到220万亩,竹林培育产值12亿元,年增长10%,年均亩产值达到545元。构建生态经营的技术体系,实施分类经营和定向培育。建设高效竹林40万亩,亩均年产值1200元以上,其中冬鞭笋为主的笋用林20万亩,大径竹材用林20万亩;建设笋竹两用林60万亩,年均亩产值600元以上;建设材用林60万亩,年均亩产值400元以上;建设生态型竹林60万亩。油茶产业发展以建设高标准生产基地为基础,以培育壮大龙头企业、大力发展油茶精深加工为重点,加快二产发展,形成一、二产业的合理布局和协调发展,大力推进油茶产业化经营,提高油茶产业综合效益。到2020年,全市油茶栽培面积达到 100万亩,其中高接换种10万亩,新品种造林20万亩,高产示范林30亩,低产林改造40万亩。高接换种和新品种造林的产油量达到25kg/亩,产值1000元/亩;高产示范林产油量达到15kg/亩,产值600元/亩;低产林改造产油量达到7.5kg/亩,产值300元/亩。油茶产业总产值达到10亿元,其中,一产6亿元,二产4亿元。

5.5典型示范

要注重发挥典型示范、引路和带动作用。通过领导抓点、对口帮扶等,按照“扶优扶强”的原则,集中扶持,加强指导,在全市培养和树立一批林下种植、养殖、森林旅游和林产品加工示范典型。及时发现、认真总结、广泛宣传、大力推广典型经验和典型做法,以点带面,推动全局。在全市开展大规模的林下高效种植、养殖示范基地和示范点建设,建立的示范基地和示范点基本包括林下高效种植养殖的各种模式类型。全市建立示范基地30处,每处种植基地面积不少于100亩,养殖基地面积不少于50亩;建立示范点50处,每处种植示范点面积不少于30亩,养殖示范点面积不少于10亩。每个县市区根据本地实际情况,建立示范基地1~2处,示范点3~4处。

参考文献:

[1] 丽水市林业局.丽水市林下经济发展总体规划[R].丽水:丽水市林业局,2012.

第7篇

关键词:电催化氧化;染料废水;优势;问题

中图分类号:X703.1

文献标识码:A文章编号:1674-9944(2015)04-0188-03

1引言

随着我国经济与工业技术的快速发展,各个行业排放的污染物种类繁多,对环境和人们生活危害加大,尤其是印染行业产生的染料废水,具有色度高,酸碱性强,高生物毒性,难降解等特点,不经过处理任意排放会给水环境带来严重危害,因而对染料化合物废水的处理一直是人们关注的问题。电催化氧化法是通过电化学过程中产生较高氧化还原电位的OH、O等自由基与染料分子之间的氧化还原反应使有机物转化为CO2和H2O,达到去除污染物的目的。当前,电催化氧化工艺技术作为发展较快的新方法,在染料废水处理领域成为研究热点。

2电催化氧化法概述

电化学催化氧化法处理有机废水在1940年左右由欧美发达国家兴起,但受到当时有电资源及硬件条件的制约,没得到广泛的发展和应用,到1960年,全世界电力的开发与应用水平大幅提高,电化学氧化方法处理废水逐渐进入快速发展时期,但到目前为止,国内外科学家对电化学氧化法处理废水的技术有了初步了解和应用,但对其深入的研究不够完善,处理废水的各类也比较单一,主要集中在水中溶解性金属阳离子的还原处理,目前有机废水污染越来越严重,电化学方法逐渐开始应用于有机废水的处理。电化学氧化是在设计的水处理装置内,水分子在电压作用下与有催化活性的阳极反应从而产生具有高氧化还原电位的自由基,通过自由基与有机分子发生反应,破坏分子结构,达到去除有机物的目的,是未来有机废水处理发展的趋势,尤其是难以用生物法处理的有机废水。根据所采用的电极材料的不同可以分为以下两种不同的的过程,一种是污染物在电极表面直接发生氧化还原反应,称为直接电化学氧化,另一种是利用电极产生的自由基(较高的pE值)与污染物作用,称为间接电化学氧化。

2.1直接电化学氧化

直接电化学氧化主要是污染物与阳极表面直接作用,发生电子转移直接改变污染物分子结构,电极表面作为反应发生的区域,因为降解速率与程度不同分别称为电化学转化和电化学燃烧,电化学转化是把污染物质转化为其它一种或者几种中间产物,从而提高污染物的可生化性能,然后进行后续生物化学处理;而电化学燃烧则是将有机物在反应器中直接完全氧化为CO2和H2O。电化学燃烧比电化学转化反应更彻底,但消耗能量也相对较多。

2.2间接电化学氧化

间接电化学氧化是利用水在阳极发生电化学反应产生的具有较强氧化还原特性的活性自由基,与污染物发生氧化还原反应将其去除,活性自由基作为发生电子交换的载体,既可以是电化学反应生成的瞬时产物,也可以是特制的催化剂,间接电化学氧化的瞬时中间产物一般是产生的・OH或・O等自由基来氧化有机物,此外当电解溶液中有Cl-存在时,可以产生ClO-,进而产生更强烈的氧化作用,电化学间接氧化既有电极的氧化因素,也有自由基的氧化作用,所以反应的速率非常高,同时这些自由基氧化性强,一般对有机物的氧化降解更彻底,而且只在外加电压、极板间产生电流时才会产生自由基,电压消失,电流停止,自由基的氧化作用就会停止。

3电催化氧化在国内外染料废水处理中

的研究与应用

电催化氧化技术因为反应过程中运行条件和影响因素众多,目前对其机理的研究不够深入,只能大致从表面上解释有机物被分解的原因以及各种不同条件下对有机物分解去除效果影响,但对具体在分解过程中发生的转化规律不能进行深入的解释和论证。

阮湘元等[1]研究了有机染料废水在经铝系及PAM混合絮凝预处理后,在钌氧化物和钛氧化物制备的催化剂电极氧化絮凝床内,极板间电压4.8V,HRT为5h,使染料废水达标排放。

赵国华等[2]采用电化学方法,经过氧化还原反应制备了纳米级金属铂颗粒电极。通过SEM分析表明,铂微粒在空间网络形状的氧化钛膜中分布呈均匀分散状态,而且颗粒直径很小,铂微粒能够完全展露,使得纳米铂颗粒电极反应活性位置分布广泛,氧化还原作用强。研究还发现纳米级铂颗粒电极对甲醇的电催化氧化行为,在不同的酸碱度介质中纳米级铂颗粒电极对甲醇的氧化性能均明显优于常规的金属铂片电极,可能是因为纳米级的颗粒在状态和性质上与原物质发生质的变化引起的。采用两种不同的铂电极催化氧化降解甲基橙染料时,纳米铂微粒电极的平均氧化分解性能远远高于普通金属铂电极,这进一步表明纳米级铂微粒电极具有良好的催化活性。

方建章等[3]研究了用电化学方法生成强氧化剂H2O2和HClO处理酸性铬兰K染料废水。在电解过程中向阴极表面通纯氧,氧在阴极上还原可生成H2O2,以NaCl作为电解质,Cl-在阳极上还原为Cl2,Cl2进一步转化为HClO,HClO是强氧化剂,可氧化降解燃料分子。反应时间30min,脱色率和化学需氧量去除率分别达到90%以上和75%以上,当处理时间增加到50min时,两个指标分别增加至100.0%和83%。

周建等[4]采用电催化氧化法处理染料废水,当反应时间40min,H2O2的加入量与废水体积比为0.005∶1,催化剂的用量与废水为0.005∶1,pH值为2.5时,处理效果达到最佳。电解处理后能够进一步降低废水的COD与色度值,未达到排放标准的染料废水经生物化学处理使排放水质达到国家规定的二级排放标准。这为电催化法作为染料废水预处理工艺提供了理论基础。

余琼卫等[5]的实验以Ti为基体,并通过一定方法制备了Sn和Pb氧化物半导体催化剂电极。并通过扫描电镜和电化学等手段分别对以上两种电极进行结构和电化学特性检测。在相同工作条件下,Sn半导体电极的析氧电势比Pb半导体电极高,且其对实验中的模拟废水COD值分解去除速度更迅速。在模拟染料废水处理体系中,提高反应温度有利于促进染料的降解,可能是因为染料分解反应是吸热反应,高温有利于反应进行。反应过程中检测到降解产物CO2充分证明有机物的矿化。

王敏等[6]在催化电解法去除渗滤液中CODcr、NH3-N的动力学研究中,进行了渗滤液的SBR出水中CODcr、NH3-N的去除研究,在一定工艺下,对渗滤液的SBR出水进行电化学氧化,反应时间为30min时,NH3-N去除率100%,当反应时间增加到120min时,CODcr的去除率达90%以上;有机物指标的分解反应符合一级动力学反应方程,其速率常数随反应器中的电流密度的增加、极板间距的减小而提高。

李天成等[7]在电催化氧化技术处理苯酚废水研究中,分别测定了SnO2/Ti复合电极、不锈钢电极、柔性石墨电极的析氧电位,并以这三种不同电极材料,施加5V左右电压,对模拟苯酚废水进行了电化学氧化分解实验。研究表明:析氧过电位次序为不锈钢<柔性石墨<SnO2/Ti,处理后水的化学需氧量值约为100mg・L-1,且出水的苯酚浓度<0.5mg・L-1。处理取得良好效果。

贾金平等[8~10]研制了铁/活性炭纤维的复合材料电极,并应用该电极对染料废水进行处理,研究结果表明,在最佳工艺条件下,该复合电极可以对染料废水的脱色率达到100%,TOC的去除率也达到60%以上,处理的效果比采用单一的铁电极要更好,从而证明活性炭纤维在该复合电极中起了主要的作用,我们认为具体催化作用机理可能是因为活性炭纤维其具有较大的比表面积和对污染物有较强吸附能力有关。

娄红波等[11]采用碳棒电极,在室温下进行了电化学法处理苯酚模拟废水的研究,通过改变废水中Na2SO4电解质浓度、电极电压、pH值和初始浓度等条件,研究了不同条件对处理效果的影响,研究结果表明:处理最佳条件为pH值为8.0,电极电压为5.5VNa2SO4电解质浓度为20.0g/L。最后对苯酚的降解机理进行了初步探讨。但我们认为,最佳处理条件的适用范围有限,因为电极间距及电极表面积大小的影响对处理效果影响也非常大。

林海波等[12]以炼油厂二级出水回用为目的,研究了电催化氧化法降解炼油厂二级出水CODCr的方法。实验结果表明:电催化氧化法可在炼油厂二级出水回用中降解CODCr,当废水处理后ρ(CODCr)小于30mg/L时,处理每吨废水的电能消耗在1kW・h左右。CODCr的降解效果依赖于废水性质、电解时间、电极材料、电流密度、电极间距、电解槽结构、废水流量等因素。

殷钟意等[13]在活性炭负载纳米TiO2电催化氧化处理染料废水中,用溶胶凝胶―动态吸附法制备颗粒活性炭(GAC)负载纳米二氧化钛(TiO2)催化剂,以甲基橙的脱色率为考察指标,研究TiO2/GAC电催化反应体系对甲基橙染料废水的电催化氧化性能。实验结果表明,在甲基橙废水pH值为4,TiO2/GAC催化剂用量为0.5g,Fe2+浓度为250mg/L,电解电压为16V时,电催化氧化30min的条件下,甲基橙脱色率达99.2%,COD去除率达93.1%。

电催化氧化方法和光催化结合方法处理染料废水近年来引起研究人员的兴趣,李国亭等[14]在电催化降解偶氮染料酸性橙Ⅱ的降解过程研究中采用光照协同作用,采用具有电催化活性和光催化活性二氧化钛掺杂PbO2复合材料电极,研究了对偶氮染料酸性橙Ⅱ的光助电催化降解效果。结果表明,单独电催化过程会产生大量醌类化合物,可能是因为电催化不足以降解这类化合物,因而在溶液中积累;而在光协同电催化氧化过程中,光催化氧化过程大大减少了电催化过程中产生的醌类物质。在反应时间为120min,光协同电催化氧化是其使TOC去除率高于单独电催化1.5倍以上,协同作用非常显著。

在钛基二氧化锡电极电解过程中羟基自由基检测及电催化机理中,丁海洋等[15]采用浸渍――热分解方法制备了钛基二氧化钌(Ti/RuO2)和钛基二氧化锡(Ti/SnO2)两类尺寸稳定阳极电极。以扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对电极结构进行了表征。用循环伏安法(CV)比较研究了Ti/RuO2和Ti/SnO2电极直接电催化氧化苯酚性能,表明苯酚在Ti/RuO2和Ti/SnO2电极上均可发生直接电氧化反应,两种电极上氧化峰电位分别为0.96和1.43V(vs.Ag/AgCl)。以对苯二甲酸为捕获剂,利用荧光光谱法进行了羟基自由基(・OH)检测。Ti/SnO2电极在电解过程中能够产生・OH;而Ti/RuO2电极・OH的生成极其微弱。Ti/SnO2电极电解过程中生成・OH是其具有高电催化活性的主要原因,也表明了用荧光法进行羟基自由基检测方便、灵敏,可以用于电催化过程羟基自由基的检测。

4电催化氧化法的优势

目前电催化氧化法应用于有机废水处理,优势主要在以下几个方面。

(1)电能属于清洁能源,可以再生,并且该方法对电能利用效率{,反应条件宽松。在废水处理过程中,主要是依靠瞬时活性自由基和电子,无需额外添加化学药剂,没有二次污染,对环境不产生负面影响。

(2)电催化氧化法不仅能对有机物进行矿化分解,另外本身不引入菌胶团,没有生物污染,同时电化学产生的强氧化性的活性自由基对废水中的有害生物起到杀灭作用,这样可采用生物法作后续消毒的工艺。

(3)基础建设和运行成本较低[16],控制简单,工艺组合灵活,可以单独处理污水,也可为难生物降解的高浓度废水提供可生化性预处理。

5结语与展望

电催化氧化法处理污水有深远的发展潜力和广阔的发展空间[17],尽管电催化氧化工艺处理染料废水有许多优势,但目前还是存在很多急需解决的问题,这些问题的产生主要体现在电极组成结构、电催化氧化的机理、高催化性能电极的研发以及电催化氧化整体工艺的研究这四个领域,这是电催化氧化水处理研究领域的热点和难点,同时对电催化氧化的工业化应用研究还有待加强,今后的发展要从解决实际问题出发,逐步把理论研究过渡到实际工业应用研究上。

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