时间:2022-05-01 22:34:01
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇钢铁工业论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
1钢铁工业自动化的发展特征
钢铁自动化的发展带来的不仅是生产上的效率与产量的提升,更重要的是钢铁自动化对降耗节能、完善产品质量等多方面,都充分发挥了极其重要的作用。仪表检测抗震动性强、耐高温与抗粉尘环境等特征,都是钢铁自动化工业在实际工作中的具体体现。对控制管理钢铁工业自动化,要具有周密的复杂性,并能够适应整个过程中的变化,从而达到灵活掌控。在现代信息技术的支持下,构成了一套完整的钢铁自动化体系,呈现出按顺序控制与连续管理控制相结合的批量半连续生产模式。
2自动化在我国钢铁工业中的应用现状
目前,在我国的钢铁企业中存在着发展的不同差异,通过企业的发展与经营状况可以清楚的看出,自动化发展与装备应用发展存在着发展不平衡现象。出现这种现象的原因是:在钢铁企业中比较领先的,因其成套或是部分引进了国外先进技术,从而在自动化水平上呈显著较高的水平。对于中等企业大都始建于二十世纪五六十年代,生产设备与加工工艺明显落后,因此出现控制监测仪表在特殊情况下的检测的情况。到二十世纪八十年代开始,大多的钢铁企业认识到了自身存在的不足,所以钢铁企业纷纷开始引进国外的先进设备,重新对企业进行一次重建或是改造,通过这次的技术及设备的变革之后,钢铁企业的自动化控制水平有了质的飞跃。通过这次重大的企业改革之后,目前,新建企业与之前的中高企业均都采用PLC、DCS自动化控制系统,并能较好的控制自动化系统。而中小企业也采用国PLC、DCS自动化控制系统,但在控制方面还不够成熟,处于过渡阶段。
3自动化仪表在我国钢铁工业中的发展策略
3.1提高智能化控制与先进控制相结合的应用策略,所谓的智能化控制就是在操作员操作过程中,只要在控制系统中输入相应的数据就可以完成整个操作,前提只需要掌握设备的操作方法即可。智能控制技术在钢铁工业中得到了广泛的应用,并且发挥了显著的效果。而在先进控制的推动下,智能控制得到了进一步的提升,两者较好的结合在了一起。在实际工作中进一步的向工程化方向发展,使PLC、DCS系统充分发挥其控制系统价值与功能潜力。
3.2重视系统开发和现场总线控制仪表的应用,实现自动化系统与现场设备智能化连接,是由现场总系来实现的,通过现代化数字通信技术直接扩展到现场级仪表,从而现场智能仪表接收来自中央控制DCS系统百分之六十至百分之八十的控制功能,进而构成了现场总控制系统FCS,将测量、控制一体化和明确的分散控制。从而使得控制系统的安全性可靠性进一步提高。在钢铁工业中,我们要重视对现场总共控制系统的应用及开发,让自动化仪表的功能优势充分发挥出来,研究现场自动控制仪表同有关系统的实际应用策略,制定出符合钢铁工业发展的实用性方案。
3.3适应钢铁工业发展趋势,全面开发特殊的专用仪表,在钢铁工业的实际生产中,对多种特殊专用仪表综合应用的情况,如在对极高温度进行测量,并分析其成分、测量液面,高温高速移动钢带,以及产品的大小等。鉴于这种特殊仪表的应用范围之广,我们要采用现代化的手段,利用计算机、现代化微处理器等来促使其自动化、机电一体化的发展。如今很多钢铁工业积极利用现代化技术研发特殊专用仪表,譬如应用CCD元件,红外线、光纤、射线检测装置等,并将其投入到工业生产过程中,随着钢铁工业的发展,我们要继续研究开发更先进的自动化仪表,从而提高钢铁工业综合生产水平。
4总结
当今是数字化的时代,自动化仪表是现代化信息技术的高科技产物,也是信息技术的重要体现,本文就自动化仪表在钢铁工业中的应用与发展做了粗略阐述,并对自动化仪表在我国钢铁工业中的发展策略,提出了几点建议性意见,钢铁工业要立足于创新改革,积极响应现代化技术的发展要求,只有这样才能提高钢铁工业的综合市场竞争力,促进钢铁工业的长足稳定发展。
作者:徐翀 单位:安钢集团自动化有限责任公司
摘要:本科毕业设计是高等教育教学培养的最后一个环节,是检验学校人才培养效果的重要手段。本文以材料成型及控制工程专业学生为对象,分析了目前毕业设计中存在的一些问题,并重点分析学生投入不足的原因,在此基础上提出了充分考虑学生个体差异,因材施教的指导思想,阐述了这种指导思想的可行性和必要性。
关键词:毕业设计(论文);指导;因材施教
内蒙古科技大学坐落在“草原钢城”包头,1956年建校,1960年更名为包头钢铁学院,隶属原冶金工业部,1998年划归管理,2003 年更名为内蒙古科技大学。它定位于一所教学研究型普通高等学校,以冶金工程、材料工程、矿业工程等优势学科为依托,形成以工科为主,建设在冶金、材料、矿业、机电、建筑、能源等领域具有优势的学科专业体系,培养“上手快、留得住、后劲足”,具有实践能力、创新意识和创业精神的高级应用型专门人才[1]。
我校材料成型与控制工程系始创于建校伊始的1956年,由轧钢这个具有相当长历史的老专业发展和演变而来,专业改造后在名义上这一老专业方向不存在了,但新专业传承了轧钢这一老专业的特点与内涵。本专业是我校传统的优势学科,1996年获得材料加工工程硕士学位授予权,2004年获得材料工程领域工程硕士授予权,目前是材料科学与工程博士学位支撑点建设学科。1998年教育部进行高等院校本科专业目录调整时,设立了材料成形与控制工程这样一个新的本科专业,从该专业在我校的演变历史可以看出其专业范围重点还是传统的轧钢专业,以侧重于为钢铁工业培养专业技术人才为主要目的,毕业生的去向也主要集中在钢铁企业[2]。
一、当前毕业设计(论文)中存在的主要问题
(一)设计(论文)的命题
命题是毕业设计(论文)的起航点,立题不当,可能会使整个毕业设计的创新性和目的性黯然失色[3]。实际毕业设计(论文)中选题不当常有发生,其原因各异。
有些命题过于陈旧,这尤其体现在毕业设计的命题上。按照我校本专业的传统,毕业设计主要是针对钢铁企业轧钢厂的生产车间进行设计。随着我国的钢铁工业近10年来迅猛发展,发生了天翻地覆的变化,新的装备和控制手段被大量的应用到现代化的钢铁生产线上,产品结构发生的更本的变化,很多传统的观点和思维被打破[4]。在这种背景下,部分命题仍然按照10年以前的标准来制定,就显得有些更不上时代,不仅如此,还会造成学生可能存在抄袭现象,影响了对学生的锻炼效果。
青年教师不能很好的把握毕业设计(论文)题目难度,这一点在笔者身上显得尤为突出。笔者在博士毕业后,第一次指导学生做毕业设计(论文),在给部分学生制定毕业论文题目时,没有考虑到学生本身的知识结构的局限,题目超出了学生所能承受的范围,在完成毕业论文的过程中遇到了很多问题,影响了毕业论文的顺利进行。
(二)学生投入不足
1、就业对学生毕业设计(论文)投入的影响。就业对学生毕业设计投入的影响是本专业近期才出现的问题,是一个新问题。鉴于我校本专业毕业生拥有较强的专业性,在2008年以前我国钢铁工业迅速发展期间,本专业大四学生一般在秋季学期就找到了相应的工作。然而近3年来,随着钢铁工业整体的不景气,我校本专业学生的就业形势也受到不少影响,很多学生在大四的春季学期即进行毕业设计的学期还没有能够确定工作,尤其是女生。由于存在就业的压力,迫使学生将更多的精力放在联系工作之上,真正投入到毕业设计中的精力和时间有限,毕业设计时心不在焉,出现懈怠情绪。笔者所带的学生中就存在这种现象,在整个期间,主要的精力放在联系工作上,对整个毕业设计进程影响严重。
2、考研对毕业设计投入的影响。近些年来,随着就业压力的增加,为了缓解这种压力不少学生选择考研,一般初试成绩约在3月份出来,那些过了初试需要准备复试的学生,在此期间难以全心去做毕业设计,这种状态一般会持续到5月中旬,在研究生入取基本结束后,这部分学生才可能完全集中精力去准备毕业设计。
此外还有一部分学生是那种本身学习成绩较差,在最后一学期不仅有就业压力而且更重要的是还要疲于应付各种挂科的清考。这一类的学生本身基础比较差,在理论学习阶段就养成了对学习不认真、得过且过的习惯,在就业和清考双重压力之下,只能有很少的精力投入到毕业设计中。这类学生在笔者所带的学生中也存在,也是另笔者最头疼的学生。
3、学生投入不足,也有部分原因是学生对毕业设计(论文)的重要性认识不够。部分同学对研究题目认识不足,准备不充分,设计过程往往流于形式,其表现往往是应付了事。这是一种普遍的心态,具有普遍性。
二、相关问题的改进
(一)完善命题
命题是指导教师的最重大的任务,为了保证质量,在命题是笔者认为需要在以下几个方面把关:首先从专业培养目标出发,设计的内容应与本行业最新的发展趋势密切相关,这需要指导教师密切关注当下国内外钢铁工业的发展趋势;其次设计(论文)题目难度应适中,尤其是青年教师需要尽量避免这种现象的出现,针对青年教师容易出现这样的问题,个人认为系主任要对青年教师制定的题目进行审核,对研究和设计的内容进行把关,以确保学生能够运用所学知识和现有条件在规定的时间内完成毕业设计;最后,还需保证题目的多样性,不仅要保证学生1人1题,更重要的是要避免题目重复出现。
(二)因材施教
学生经过大学四年的学习,个体存在很大的差异,且新时期的学生每个人所追求的目标亦不相同,自身想法很多,因此在面对毕业设计时,学生心中所想也不尽相同,当然最终的基本目的还是一致的即能够完成毕业设计,顺利毕业。
鉴于不同学生各自拥有不同客观条件和自身追求,因此作为指导教师在面对学生是不能采用一刀切的方式进行指导,而是需要客观的面对学生所固有的个体差异,因材施教,以确保每个学生都能完成毕业设计,顺利毕业。
为此作为指导教师,首先应该主动了解学生的基本情况。在初见学生的时候,明确学生的就业情况,是否签约,签约的意向以及将来拟从事工作的类型;了解学基础课的学习成绩,是否存在补考和最后的清考;学生的考研状况,报考的学校和专业。
其次在明确学生的相关背景之后,充分考虑到学生的个体化差异,为不同学生量身定做其毕业设计或论文的内容。具体的指导思想是重点培养对本学科有兴趣的学生且精力足够,将来要从事钢铁工业生产或者研究领域的学生,按照评优的标准去要求这些学生,激发这类学生的潜力,这类学生以做毕业论文为主,提前培养他们运用所学知识解决问题的能力,让他们能够学以致用;对于需要找工作,且将来乐于从事钢铁工业的学生要重点帮扶,这类学生以做毕业设计为主,我校本专业的毕业设计以轧钢车间设计为主,整体套路成熟,但是缺乏创新性。让这类学生做毕业设计可以让学生了解轧钢生产基本流程,设备状况,了解车间设计的目的和意义,对将来熟悉工作环境打下一个良好的基础。对于能力有限(主要是那些基础课程成绩很差,还需要参加补考和清考的学生),则需要重点照顾,适当降低对他们的要求,让需要补考的学生有足够的时间去准备补考,同时指导教师要花更多的时间去跟踪指导他们的设计,以避免学生过于放松设计;对于那些完全无意于从事本专业的学生,则不能再专业方面对他们施加过大的压力,因为学生已经对本专业的学习没有兴趣也就没有做好毕业设计的动力,对于这样子的学生,个人认为应该尽量的帮助他们完成最基本的毕业设计内容,确保顺利毕业。
(三)严格纪律
当然,对待不同的背景的学生采用不同的指导思想,并不是说放松对学生的要求。严格纪律仍然是不可或缺的,是毕业设计能够顺利完成是一个重要保障。
指导教师在充分考虑学生个体差异情况下制定研究和设计内容后,在毕业设计的开始就要明确毕业设计的纪律,以严格的出勤、过程监控、结果检查、毕业答辩规章制度以及考核办法,使学生认识和重视毕业设计,端正毕业设计态度,认真完成毕业设计。 转贴于
此外,认真做好毕业设计的教育、动员和宣传工作,使学生充分重视毕业设计在教学中的重要地位,亦是不可缺少的过程。
三、总结
综上所述,本科毕业设计工作是高等学校人才培养的重要环节,在面对新的环境下出现的系列问题,指导教师一方面需要加强在命题科学性,前瞻性以及合理性方面的探索,另一方面要充分考虑学生自身的背景以及兴趣爱好,在指导学生时因材施教,充分发挥每个学生的积极性,并辅之以严格的纪律,使学生顺利完成毕业设计,提高能力,为将来的工作和进一步深造打下坚实的基础。
参考文献:
[1]李保卫.内蒙古科技大学本科教学水平评估自评报告[J].包头:内蒙古科技大学,2008.
[2]李振亮,陈林,包喜荣,郭瑞华,刘永珍.材料成型控制工程基础课程建设与教学改革探索[J].中国冶金教育,2009,(2):30-33.
论文摘要:随着信息技术的不断发展,计算机已经在各行各业中的作用越来越重要,企业管理方式也在发生着根本的变化,我国企业的改革不断深入,创新管理和知识管理是企业管理方式的新走向。为适应新时期企业管理方式的变革,企业必须加强管理信息化建设。企业管理信息化建设在提高企业管理水平,促进管理现代化,建立现代企业制度,对降低成本,加快技术进步,增强市场竞争力,提高经济效益等方面都有着现实和深远的意义。
一、传统钢铁工业面临挑战,需要进行信息化改革
中国现已称为世界上最大的钢铁生产与消费的国家。钢铁工业也是中国加入WTO后面临的第一场世界贸易大战。中国钢铁工业协会会长吴溪淳在钢铁企业信息化国际研讨会上概括了钢铁企业建设信息化的实质所在:信息化和经济全球化正在迅速而深刻地改变着人们的生产生活方式,改变着国与国之间、企业与企业之间的生存竞争环境。加入WTO之后,我国钢铁企业正直接地、全面地面对国际市场的全方位竞争。这种严峻的形势要求我们必须加快采用现代信息技术和网络技术及与之相对应的现代管理方式来改造产业面貌和提升产业水平,推动产业的优化和升级。信息化是个大战略。推进钢铁企业信息化,是钢铁行业自身提高竞争力、适应新经济、实现现代化的内在需要,是钢铁企业适应国际环境、融入全球经济的战略选择。企业信息化建设的新浪潮正在给中国钢铁企业的经营管理带来深刻变革。
二、销售管理信息化是整个信息化过程中的重要环节
在一个以市场为基础的企业中,销售是整个企业运作的龙头。销售产品的多少、销售服务质量的好坏、销售管理的优劣直接影响企业的成本和利润。通过对销售工作的科学管理和销售信息的科学利用,可以一方面帮助企业确定生产的规模与排产计划、降低库存与生产成本,另一方面可以帮助企业确定产品发展方向、预测市场需求的变化、指导新产品的开发等。因而,利用先进的计算机技术对销售工作进行有效的管理是整个企业实现科学化管理的首要任务。
客户对钢材的品种、规格(如板材的宽度、厚度、镀层和机械性能指标等)需求越来越多样化,客户需求呈现多品种、小批量特点。这就对钢铁行业的信息化提出了更高的要求。钢铁企业对用户需求的预测越来越困难,为了减少库存,节约成本,最有效的运作策略是将传统以预测为主轴的推式系统改为以需求计划为主轴的拉式系统。企业生产将减少预测性生产,变成主要按订单生产;生产模式也由过去的大批量生产方式改变成多品种、小批量生产方式。这种生产模式下,企业的销售部门应该对生产部门的情况非常了解,掌握生产线的实时数据,避免签订不合理合同,避免出现合同价格低于生产成本、交货期根本无法保证等问题;生产调度人员要能够及时掌握生产的历史情况和现时数据,方便根据实际产能进行小订单合并,制订科学合理的生产调度计划,对生产部门进行科学的指挥与协调;而生产部门也需要及时掌握当前的各项订单情况、生产计划指令,能够快速准确地根据销售合同和调度计划安排班组生产。
三、利用ERP技术增加企业规模,提高销售能力
ERP(Enterprise Resource Planning)的意思是企业资源计划系统,是指建立在信息技术基础上,以系统化的管理思想,为企业决策层及员工提供决策运行手段的管理平台。ERP属于企业信息化管理的范畴。ERP是将企业所有资源进行整合集成管理,即将企业的物流、资金流、信息流进行全面一体化管理的信息系统。其功能模块不同于以往的MRP或MRPⅡ的模块,不仅可用于生产企业的管理,而且在许多其他类型企业,如一些非生产、公益事业的企业也可导入ERP系统进行资源计划和管理。在企业中,一般的管理主要包括三方面的内容:生产控制(计划、制造)、物流管理(销售、采购、库存管理)和财务管理(会计核算、财务管理)。这三大系统本身就是集成体,它们互相之间有相对应的接口,能够很好地整合在一起来实现对企业的管理。因此,通过ERP系统,对产、供、销的全过程及对企业所有资源进行协调对物流管理中的销售管理的能力提高有重要的作用。
ERP是一种基于“供应链”的管理思想,它扩展了管理范围,给出了新的结构,把客户需求和企业内部的制造活动以及供应商的制造资源整合在一起,体现了完全按用户需求制造的思想。这种经过了整合的企业管理系统实现了客户信息部分、销售业务流程部分、决策支持部分以及一般信息交流部分的完全整合,从而方便了企业在新经济时代的高效管理,赢得企业长久的竞争优势。ERP销售管理模块是销售分系统中最为重要的一个模块,用于帮助制定价格表,对销售的整个生命周期进行管理,并且帮助销售部门掌握订单的回款情况。销售管理模块从功能上可进一步划分为新订单、当前库存查询、客户资金往来、销售订单管理、退换货、报价管理6个子模块。ERP销售管理信息化能够对水泥企业现有业务进行全面、准确、详尽地分析,为企业管理者提供系统、直观的销售分析结果,评价企业实际销售效果;以系统化管理思想整合内部资源,对产销运输进行计划,达到最优及最佳资源组合;抓住市场机遇,大大提高企业的经济效益,推动销售管理信息化更快、更完善发展。
平台工具的使用,打破了以往物采公司(采购)、配进中心(库存)、销售,财务中心独立而导致的信息孤岛、信息壁垒和信息割据,有效解决了此类现象的发生,实现了统一平台上的信息共享。销售、采购、项目管理和财务系统的集成,强化了企业资金管理;财务与制造的集成使实时成本核算成为可能,强化了财务的事中监控作用。
四、结语
企业管理信息化是企业管理工作的必由之路,各级领导都应该重视这项工作,把企业管理信息化作为提高管理工作质量的重要措施来抓,作为提高经济效益的重要手段来抓,作为管理现代化的重要基础工作来抓,作为建立现代企业制度的重要内容来抓。信息化不仅是企业管理方式的改变,也是企业壮大自身和进行可持续发展的重要途径。通过信息化在钢铁企业在销售方面的应用,中国钢铁企业在国际上的竞争力将进一步加强。
参考文献:
关键词:加热炉;能效评估;指标体系;层次分析法
中图分类号:TP311 文献标识码:A文章编号:1009-3044(2017)02-0210-03
Research and Implementation of Energy Efficiency Evaluation System for Reheating Furnace in Iron and Steel Industry
CHEN Wang, LING Wei-qing, DAI Yi-ru
(CIMS Research Center, Tongji University,Shanghai 201804,China)
Abstract:Heating furnace is an important energy consumption equipment. This paper constructed a set of index system that includes energy consumption, production, state and environment combined with thermal theory. At the same time, based on AHP, this paper studied an evaluation model that includes dimensionless, indicator empowerment and weighted calculation. Based on the above researches, a comprehensive energy efficiency evaluation system of the heating furnace was realized and applied to an Iron and Steel Industry Furnace Engineering Technology Co in ShangHai. An evaluation of the Stepping heating furnace was conducted .The index that lead to low energy efficiency was founded and provided to improve heating furnace's energy efficiency as a basis.
Key words: heating furnace; energy efficiency evaluation; index system; AHP method
1 背景
能效评估技术从上世纪70年代始源于美国,在我国也得到了长足发展,已经广泛应用于钢铁、建筑、电力等各个行业。加热炉是钢铁工业轧钢工序的重点能耗设备,其能耗占整个轧钢工序的60%-70%,加热炉的能源消耗和设备状态都会影响其生产效率,同时其排放的二氧化硫等污染物对环境污染严重[1]。尽管很多钢铁企业已经加强对加热炉的管理,但仍然缺乏一套信息化系统来综合评估加热炉生产中的能效水平。因此,需要研究并实现一套能从多角度综合评估加热炉能效水平的系统。
2 系统关键技术研究
2.1 加热炉能效评估指标体系
构建加热炉能效指标体系需要根据评价目的反映有关加热炉的各方面状况,本文结合炉子热工理论,从能耗、设备状态、生产和排放四个方面研究影响加热炉能效的关键因素[2],构建如图1所示的能效指标体系结构,该体系为层次化结构,分为三个层次,顶层为目标层:加热炉综合能效指标;中间层为准则层:四种类型的能效指标;底层为指标层:可经统计数据计算的具体指标。
下面对体系结构图中的四类指标做详细说明:
1)加热炉能耗指标
在实际生产过程中,加热炉内的燃烧需要使用混合煤气和助燃空气,余热回收使用净环水,同一型号的炉子在对同一钢种进行加热时使用的工艺是固定的,所使用煤气的成分和比例、助燃空气的消耗系数都是工艺中的固定参数。因此加热炉的能耗指标要包含混合煤气流量、助燃空气流量和净环水流量,这三项指标互不重叠又便于计算,以混合煤气流量的计算为例:
[B=LT] (1)
其中,B:流量,Nm3/h;L:一段时间内的总消耗量,Nm3;T:时间段,h。
2)加热炉生产指标
加热炉生产指标研究加热炉在生产过程中的热收入、热支出、板胚的装入装出、氧化烧损、炉体散热等要素之间的关系,生产指标可以包含炉子热效率、炉子平均产量和氧化烧损率等。以炉子热效率计算为例:
3)加热炉状态指标研究
加热炉设备生产状态会影响生产效率和能源消耗,将设备状态作为评估的一部分,可通过能效评估结果诊断出换热器破损、水梁结垢等设备异常。具体指标有换热器效率、空气过剩系数和烟气含氧量等。以换热器效率为例:
4)加热炉排放指标研究
加热炉排放指标主要研究二氧化硫、氮氧化物和粉尘等废气排放,废气的排放情况直接反应了加热质量和能源利用率,对废气排放进行评估,可促进加热炉的节能减排。这方面的指标有二氧化硫浓度、氮氧化物浓度和粉尘浓度等。以二氧化硫浓度为例:
2.2基于AHP的加热炉能效评估模型
结合指标体系的分层次、多指标的特点,基于层次分析法(AHP)构建了如图2所示的加热炉能效评估模型:
该模型有如下几个过程:
1)加热炉基础数据->统计数据
将加热炉能耗、热支出和废气排放等数据,通过计算公式转换为煤气流量、炉子热效率和二氧化硫浓度等数据。
2)统计数据->指标
统计数据的计算依据指标定义,计算出的数据需要映射到相应的指标上,例如计算出的炉子热效率这一项数据可以映射到生产指标下的炉子热效率这一项指标。但是,不同统计数据的量纲不同,映射到指标上之后需要进行无量纲化处理。将指标分为效益型和成本型,不同类型指标的无量纲化处理方法如下[3]:
①效益型指标:评价值随着指标值的增大而增大的指标,它的无量纲处理方法如下:
[Z(j)=Xn(j)i=1,2,..,kXi(j)] (5)
其中,表示第j项指标在时间n下的统计值,表示第j项指标在评估时间段k内的统计值之和。
②成本型指标:评价值随着指标值的增大而减小的指标,它的无量纲处理方法如下:
[Z(j)=1-Xn(j)i=1,2,..,kXi(j)] (6)
3)指标->加热炉能效综合指数
这个过程需要使用层次分析法(AHP)为指标赋权,再将权值和指标无量纲处理后的值进行加权计算,可得出能效综合指数。具体步骤如下[4]:
①构造指标层判断矩阵:以准则层中生产指标下的四个二级指标为例,需要构造一个4*4判断矩A[ij],矩阵中的每一项a[ij]表示指标a[i]相对于a[j]的重要程度,重要度表示方法可参考AHP算法相关资料。
②由判嗑卣蠹扑闳ㄖ担合仁褂霉式(7)将矩阵的元素按列归一
[A’ij=aijj=1naij] (7)
再用公式(8)将归一化后的元素按行相加
[A'i=i=1maij] (8)
最后用公式(9)将按行相加后的结果归一化得到权重
[Wj=ajj=1naj] (9)
③一致性检验:一般认为,当一致性检验的结果小于0.1时判断矩阵是可以接受的,一致性检验的方法可参考AHP算法相关资料。
④参照前三步,计算指标层其余指标的权值,再计算准则层指标权值。
⑤完成权值计算后,使用公式(10)计算出能效综合指数。
[I=i=1mj=1nwijxij] (10)
其中,[wij]为指标的权值,[xij]为无量纲处理后的统计值。
4)加热炉能效综合指数->低能效指标
使用钻取分析中的下钻分析技术从指标维上分析评估结果,寻找造成能效低下的关键指标。
3 系统实现与应用
3.1系统实现
钢铁加热炉能效评估系统将加热炉能耗、生产、状态和排放这四类数据集中管理,系统提供计算模型对基础数据进行统计计算。此外,系统实现了基于指标模板灵活制定指标体系的功能,各项指标可以和统计数据绑定,无量纲化的过程在后台自动进行。用户可以直接调用系统集成的AHP算法进行能效评估,并分析评估结果,找到能效较低的指标。系统实现界面如图3所示。
3.2 系统应用
本系统在上海某钢铁工业炉工程技术有限公司进行了应用,使用从2015年11月到2016年5月的数据对步进式加热炉进行能效评估,评估结果如图4所示,结果表明:环比这七个月的能效,呈现逐步下降的趋势,其中2015年11月能效最高,2016年4月的能效最低。
接着,下钻分析能效最低点,寻找造成能效低下的指标。如图5所示,从2015年4月这个点可以向下钻取到准则层四个指标,其中能效指标的贡献率最低,再向下钻取能效指标下的各个指标,发现混合煤气流量这项指标是造成总体能效低下的关键指标。
4 结束语
本文研究与实现的加热炉能效评估系统对钢铁工业加热炉的能效进行了定量评估和定性分析,系统成功应用于某钢铁工业炉公司,并可推广到其他相关企业实施。但系统基于AHP建立的评估模型存在主观性强、运算复杂等缺点,后续需要研究并集成其他模型。
参考文献:
[1] SUN Wen-Qiang, XIE Guo-We. Thermal value theory and its application to energy-saving for continuous heating furnace[J]. Journal of Northeastern University,2009(10):1454-1457.
[2] 陈光,蔡震纲,张红光, 等. 大型加热炉群能效指标评价诊断体系的建立与系统开发[C]. 第八届全国能源与热工学术年会论文集,2015.
论文摘要:对于正在加快工业化进程、全面建设小康社会的中国而言,钢铁工业仍是推动我国国民经济又好又快发展的支柱产业。然而我国钢铁行业产业集中度低、产品结构不合理等结构性的突出矛盾导致戒国钢铁产业的健康发展遇到了瓶颈时期严重制约我国钢铁工业整体竞争力的提升。本文根据现阶段国内钢铁产业结构升级中出现的新特点,分析了钢铁产业升级过程中出现的“瓶颈”并深入探讨了相应的解决对策。
论文关键词:价格博弈;产业集中度;枝术创新;成本竞争
在今年1月14日国务院常务会议原则通过《钢铁产业调整振兴规划》之后,经过两个多月的酝酿,《钢铁产业调整和振兴规划细则》在3月20日公诸于众。为中国国民经济的支柱产业,钢铁业的兴衰直接关系着下游产业的发展,在国家出台十大产业振兴规划中,钢铁产业Ⅲ页理成章地成为包括汽车产业在内的首批出台的调整振兴规划之一。这次调整主要是以控制总量、淘汰落后、企业重组、技术改造、优化布局为重点,着力推动钢铁产业结构调整和优化升级,切实增强企业素质和国际竞争力,加快钢铁产业由大到强的转变。
我国钢铁产业是国民经济的重要支柱产业,涉及面广、产业关联度高、消费拉动大,在经济建设、社会发展、财政税收国防建设以及稳定就业等方面发挥着重要作用,对保障国民经济又好又快发展做出了重要贡献。但是,钢铁产业长期粗放式发展所积累的矛盾也日益突出,比如产品创新能力不强、产业集中度低、产业布局不合理等。中国钢铁业的危机既与外部市场环境的剧烈变化有关,也与钢铁业自身存在的诸多问题有关。下面通过研究与分析我国钢铁产业结构升级中遭遇到的发展瓶颈及其形成动因,在此基础上相应的提出具体的解决对策。
一、我国实现钢铁产业结构升级遭遇到的瓶颈
1各自议价导致谈判博弈中利益受损
中国是世界第一钢铁大国,也是世界第一铁矿石进口大国,然而连续数年,在我国主要大型钢厂与国际主要铁矿石供应商的谈判中,中方无论如何努力,却始终处于被动地位,每次均以供方的提价而告终。虽然铁矿石大幅涨价从根本上讲是市场供需关系决定的,但除此之外,很多民营企业纷纷“出洋越海”组团去谈矿、买矿,也是国内铁矿石价格猛涨的“致命因素”之一。比如此次巴西淡水河谷公司(VALE)2008财年准备就两种铁矿石基准价格分别上涨65%和71%,宝钢还在谈判桌上与对方“周旋”之时,国内一些中小钢铁企业却率先同意了淡水河谷提出的价码,从而使谈判陷入了被动,在与对方的价格博弈中陷入困境,买卖双方的相互依存和制约关系也被打破,丧失了议价话语权。
造成这种议价博弈困顿局面的深层原因则是我国钢铁产业集中度过低,无法形成一股强大的话语权在谈判桌上占据主动位置。根据2007年世界各主要钢铁生产国产能排名前三位的钢铁生产企业的数据计算出的产业集中度,中国钢铁业的产业集中度与发达国家相比明显太低。中国钢铁业由于产业集中度低,谈判代表的背后是分散发展的数以千计大小不同的钢铁企业,在议价博弈中难以给对手形成足够的压力,“店大欺客”的中国商业古训一览无遗。
提高产业集中度的有效途径是大力推进产业问优势企业的并购重组力度,但要实现并购后产业绩效的提高,我国钢铁产业面临的难题是由于中国的大型钢铁企业大部分还是国企,所以,有政府的意志参与重组也就变得顺理成章,这就使得重组带有强烈的政府色彩。此时,合并重组的力量来自于地方政府的利益本能和发展冲动,具体表现为省级政府主导下的指令性合并,重组的主要动机是规避外部兼并,建立进入障碍,保护地方利益,因而这不是真正市场意义上的重组,不符合《钢铁产业发展政策中“支持和鼓励有条件的大型企业集团,进行跨地区的联合重组”的发展方向。
2、资源匮乏导致失去低成本优势
目前,我国已查明铁矿资源储量607亿吨,采矿前景十分广阔。但“十五”期间,由于铁矿石价格低,开采成本高,国家没有特别重视建设铁矿石项目,“采矿不如买矿”成为主流声音。由于投资不足,国有地勘单位处境艰难,直接从事地质勘查的人员急剧萎缩。新探明和可供开发利用的资源明显减少,造成了我国自产铁矿石产量停滞不前。
由于世界钢铁工业第二次高速增长,使得铁矿石等资源价格快速提升,对于中国这样一个缺乏资源、铁矿石一半以上依靠进口的国家,钢铁企业竞争力受到了明显削弱。中国虽然矿石储量丰富,却品位较低,开采成本较高,这也进一步加剧了对铁矿石进口的依存度。
二、我国钢铁产业突破发展瓶颈的对策
1、提高产业集中度,实现价格博弈均衡
提高中国钢铁业集中度的必由之路是中国核心钢铁企业在全国范围内的并购重组,同时这也是加快在铁矿石谈判中达成供需力量平衡的一个重要支撑。要顺利实现并购重组,切实实现重组后钢铁企业经营绩效的提高,应注意以下几点:
1.1钢铁产业重组要以市场化为导向。钢产量在地域上的相对集中,并不能说明钢铁产业集中度的提高,只有大力推进钢铁企业跨地区、跨省市、跨所有制的联合重组,才能组建具有国际竞争力的世界级钢铁集团,提高全行业的产业集中度。宝钢集团与新疆八一钢铁集团在2007年元月签署资产重组协议,由此宝钢正式增资控股八一钢铁。这次并购是我国钢铁业第一次真正意义上的跨地域并购,其创立的“政府推动+市场化运做”的并购新模式,使利益和风险共担,且易于操作,这一并购模式将成为国内钢铁业并购的标杆。
1.2实现并购重组形式的多样化。根据国有资本在重组过程中的不同模式,并购重组形式也应该随之多元化。主要的形式包括有:(1)逐步推进,一般分为三步走:第一步是先牌子,第二步是人事方面的统一;第三步才是实现资产方面的整合。后两步不用安排具体时间表。鞍钢和本钢成立鞍本集团就是采用这种形式实现重组。(2)股权整合,第一步是产权股权整合,若同省的几家钢铁公司同属省国资委,则可将目标企业的全部国有资产整体划归并购企业,下一步则是资产业务整合与企业改组改制。唐钢、宣钢和承钢三钢合一组建了新唐钢公司即是采用了此种形式,他们同属河北省国资委。(3)三是直接实现多元化股权。即直接引入省外的民营钢铁企业,重组后的新集团股权结构一步就位。此外,随着我国资本市场的发展,以换股、增发新股等方式筹集重组资金,包括实现整体上市也正成为一种流行趋势。
2实现矿钢一体化,增强成本竞争优势
为了弱化对主要矿石供应商的过分依赖,我国大型钢厂应该开始投资国内及海外采矿业,谋求铁矿石开采的控制权,加大对外投资办矿或联合办矿的力度,通过投资控股或参股等多种方式,建立长期稳定的铁矿石、炼焦煤资源基地。当我们手中握有资源,铁矿石价格谈判中的博弈力量对比自然也会倾向于我方。近年来,我国大型钢铁企业为打造“矿钢一体化”生产模式不断地进行着“尝试”。如鞍钢集团与澳大利亚企业合作,修建南、北两条铁路干线750公里和澳卡杰港口,该项目是矿石运输、出口的配套工程;宝钢集团与澳大利亚矿业巨头FMG集团联手在西澳皮尔巴拉地区合资开发一块潜在目标为亿吨的磁铁矿资源矿山。
【关键词】铁矿石;全铁含量;检测技术
随着我国工业的飞速发展,对于钢铁的需求量与日俱增。同样,钢铁工业的发展也成为衡量一个国家经济与科技发展水平的重要指标。在这样的背景下,铁矿石的需求量越来越大。在进行铁矿石的贸易过程中,随之而来的问题就是对铁矿石品味进行检测,以确保其含铁量达标。目前常用的全铁含量检测技术包括化学检测法以及X光荧光光谱检测法。
1.铁矿石检测工作现状分析
在铁矿石全铁含量的检测过程中,化学检测法在很长一段时间被广泛采用。这种检测方法主要是通过化学反应中的氧化还原,在将铁矿石样本溶解的基础上,利用三氯化钛等还原剂化学药剂将高价铁离子还原成低价铁离子。随后再通过诸如重铬酸钾把三氯化钛等还原剂重新氧化。在化学检测法中,一般使用的指示剂多位苯胺磺酸钠,通过滴定重铬酸钾溶液,再其滴定完成后通过计算使用的重铬酸钾溶液的量来计算铁矿石的全铁含量。
但是随着我国铁矿石的贸易量与检测量的不断增加,铁矿石检测工作量不断加大,使得这种传统化学检测铁矿石全铁含量方法暴露出一系列问题。主要表现在以下几点上。第一,导致检测工作量过大。化学检测的一个弊端就是检测大多需要经过检测人员手工操作,这就使得检测工作量急剧增多,增加了工作人员的工作量。第二,检测时间过长。因为检测工作量的问题,也导致对铁矿石样本的检测时间周期过长,检测批次堆积,大大延长了检测所规定的时间。第三,需要大量的化学药剂。这一点弊端最为重要,化学检测所消耗的不仅包括盐酸、硫酸等化学试剂,还包括水电等能源。这导致化学检测在浪费资源的同时还容易造成环境污染。
2.化学检测法(EDTA滴定检测法)
一般来说传统的测量铁矿石全铁含量的化学检测法主要依靠盐酸将铁矿石溶解后,利用其中三价铁离子还原为二价铁离子后滴入适当氯化汞的方式进行测定。虽然这种方式较为精确,但是因为氯化汞的剧毒性,从而导致每次检测后对水源与环境的污染较重。笔者下面所介绍的EDTA滴定检测法则较为环保。
2.1检测原理
用pH调节至1.5的盐酸将铁矿石样品溶解,然后采用EDTA滴定的方式。其中所使用的指示剂为磺基水杨酸,滴定过程中发现试剂颜色由原先的紫红色转变为淡黄色即可判定滴定结束。需要注意的是, EDTA滴定法测适用于测定全铁含量在1-20,如果含铁量过大,则会导致滴定终点难以观察,进而影响检测的效果。
2.2检测主要方法步骤
具体来说,采用EDTA滴定方式检测步骤如下:
将0.2g铁矿石放入250mL容量的烧杯内,并在其中放入pH值为1.5左右的浓盐酸,随后加热。加热完成后待其冷却后再转移至容量瓶中,注水稀释并摇匀。随后从中取出25mL放入锥形瓶,并加入浓硝酸适量后煮沸,随后再将甲酚红指示剂加入。此后再将氨水加入,当颜色变为浅黄色即可,随后再煮沸。最后再用EDTA滴定的方式加入磺基水盐酸,直至颜色从紫红变为淡黄色。
采用此种方式的计算公式如下所示:
Fe%=×100
其中,M样―样品重量,单位(g);Mfe―铁的摩尔质量;
V―滴定使用的EDTA溶液数量;C―EDTA标准液摩尔质量
EDTA滴定方式检测所需要的试剂主要包括浓盐酸、浓硝酸、0.1%的甲酚红指示剂、氨水、10%硝基水杨酸指示剂、20%的六次甲基四胺以及EDTA标准溶液等。其中需要注意的是加热过程中温度不宜过高,以防止三价铁离子水解,导致检测结果有误。另外,EDTA滴定方式检测只适用于全铁含量范围在1mg到20mg的铁矿石,如果超出则会导致检测结果不准确。
3.X荧光光谱检测法
3.1 X荧光光谱检测法
该方法相对于化学检测法来说属于仪器检测法。荧光指的就是在光的照射下发出的光,尔所谓X荧光光谱检测法,指的是借助X射线荧光分析仪,对被检测铁矿石进行X射线照射。这样一来就可以通过对X射线荧光进行具体分析,从而检测出被测铁矿石各组成成分的具体含量。换句话说,这种方法主要是利用了特征X射线的物理原理。
众所周知,不论是哪一种化学元素的原子都具有的能级结构,在这个结构中核外电子都围绕固有的轨道运行,并且具备特有的能量。当内层的电子受到充足的X光照射时,就会摆脱该元素原子的禁锢,转化为自由电子。对于这样的现象我们称之为原子的激发态。一旦产生这样的过程,即电子转换为自由电子后,其他外层电子就会弥补空缺,与此同时还会以X射线的形态释放能量。因为其放出的X射线能量确定,所以我们称之为特征X射线。
3.2 X荧光光谱检测法的步骤
X荧光光谱检测法分为以下四个步骤:
首先是配置溶液。需要用到的溶液包括无水四硼酸锂、硝酸锂以及溴化锂等。其次是处理 铁矿石样本。主要包括将铁矿石样本称重、铁矿石样本的溶解、铁矿石样本的浇铸以及试料标准的制取。第三就是再进行X光照射后分析X射线荧光的光谱。最后一步则为数据的计算。也就是工作人员计算所发生的特征X射线的强弱程度以及类型,从而计算出铁矿石样本中各组成元素的主要类型与含量。
4.总结
综上所述,对于铁矿石中全铁含量的检测技术来说,不论是化学检测法还是X荧光光谱检测法,都被广泛应用。但是随着科学技术的不断进步与发展,化学检测法因为所耗费的化学药剂与人力物力过多且较为复杂,并且产生和排放的过量化学物质会导致严重的环境问题,已逐渐被人们所淘汰。而X荧光光谱检测法则因为较为快捷便利的特点被越来越多的采用。
【参考文献】
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[2]张丽君,吕宪俊,陈平,王桂芳,杜飞飞.某褐铁矿是全铁含量的测定[J].金属矿山,2010(09).
【关键词】中国钢铁行业 并购 市场化
一、引言
伴随着中国经济的高速发展,中国钢铁行业进入一轮快速增长期。其爆发式的增长使中国从1996年起粗钢产量居全球第一。然而第一名的背后却存在铁矿石成本居高不下,产品同质化程度严重,产业布局不合理等问题。为了解决钢铁行业的无序发展,中华人民共和国国家和发展委员会于2005年颁布了《钢铁产业发展政策》,有效推动了中国钢铁行业并购的发展进程。随着2008年末金融危机的蔓延,中国钢铁行业受到国外经济环境疲软以及国内需求拉动降低的双重影响,其并购趋势已经逐渐由行业内转向供应链上下游。整合中国钢铁企业的规模,提高中国钢铁行业的市场竞争力,优化钢铁产品结构等几方面将引导中国钢铁行业下一步并购战略的展开。
二、中国钢铁行业并购的模式
中国钢铁行业自2005年之后,涌现出一轮又一轮的并购浪潮。根据其并购模式的不同,可以归纳为以下几种:
(一)中央企业跨区域对地方企业的并购
作为中国钢铁企业龙头老大,宝钢近几年频频出手,先后跨区域并购了八一钢铁和宁波钢铁。从成效看,宝钢的跨区域并购模式、“行政加市场”的手段得到了业界的广泛认可。以八一钢铁为例,2007年,经国务院国资委批准,八一钢铁集团48.46%的国有股权无偿划转由宝钢集团持有,宝钢集团成为八一钢铁的实际控制人。八一钢铁正式进入宝钢集团后,引入了宝钢的先进技术和管理理念。同时,宝钢向新八钢注入30亿元资金,支持其改造生产线、提高管理水平、调整产业结构,增强产品竞争力;八一钢铁则发挥其区位优势,将宝钢的销售布局扩大到中西部,并有效地辐射到西亚地区。
宝钢集团属于中央企业,而八一钢铁集团属于新疆地方企业,因此这种资产无偿划转的方式,仅限于同属国有企业之间的并购重组,并且主导企业具有明显的优势,常现于政府主导的并购重组中。
(二)地方政府成立新企业统一并购行政区域内部企业
山东省重组济钢和莱钢,成立山东钢铁集团;河北省重组唐钢、承钢、宣钢、邯钢成立河北钢铁集团,主要采取行政主导、资产捏合的方式。2008年3月山东钢铁集团有限公司成立,而历经4年的时间,其下属的济南钢铁以换股形式合并莱钢股份,山东钢铁股份有限公司才正式亮相资本市场。这种整合式的区域内并购重组由于企业经营模式、资产状况、工资收入、管理层人员安置等因素的影响,存在一定的阻力。但山东省内有效压缩了钢铁行业规模,通过建立钢铁精品基地,加速钢铁企业转型升级,提高核心竞争力。
(三)战略联盟式联合重组
2005年鞍本钢铁集团的成立意味着中国钢铁巨无霸的诞生。而鞍钢集团和本钢集团只是名义上的联合,实质未发生股权转换。双方倚靠辽宁省较为丰富的资源,共享市场,优势互补,并针对自身的特点制定了较为独立的发展规划。因此,鞍本联姻,可以增加规模效应,对辽宁省整体钢铁业的发展具有推动作用。但这种非产权型的联合,大多采用比较松散的方式,仅仅是一种战略上的合作。
(四)民营企业的自发并购重组
《钢铁工业“十二五”发展规划》提出,要大幅减少钢铁企业数量,全国形成六家至七家具有较强市场竞争力的企业集团。因此,占据中国钢铁行业半壁江山的民营钢铁企业只能通过并购重组才可以生存。2008年末,唐山39家民营钢企共同出资,成立了长城钢铁集团和唐山渤海钢铁集团。两家钢铁企业拟在2012年通过搬迁改造,减量置换等手段,最终整合成一个布局合理、技术先进、产能1000万吨以上的钢铁集团。民营企业的合并,对中国钢铁产业结构的提升起到了很大的作用。
二、中国钢铁行业并购的特点
与国外钢铁行业成熟的并购相比,中国经济制度的不完善导致中国钢铁行业在近十年的并购过程呈现出不同的特点。
(一)政府导向明显,缺乏市场化并购
从并购的几种模式可以看出,政府在并购中起到了举足轻重的作用。每一次大的并购行为都有政府在背后做推手。并购体现的是政府的意志,而非企业本身的需要,某种程度上有些企业是“被并购”。中国钢铁企业走进了只追求规模效应,而疏忽了利润最大化的怪圈。政府的包办行为造成政府实际上成为企业经营亏损的最终买单者,不利于企业的自我约束[2]。这种非市场化的并购会降低优势企业的竞争实力,使他们背上沉重的包袱,导致经济效益大幅下滑。
(二)钢铁企业盲目并购,缺乏战略布局
近年来,中国钢铁行企业希望通过扩大规模,增加产能在世界钢铁行业中占有一席之地。而这种产能竞赛导致中国钢铁企业在并购中以机会为导向,“捡到篮里就是菜”,至于这种机会性的并购与企业未来的战略布局是否吻合一致缺乏考虑。盲目的并购行为导致中国钢铁企业产量不断上升,利润逐年下降。很多企业在并购前缺乏战略设计,并购后使企业整合陷入困境。
(三)并购的外部环境不成熟,阻碍较多
随着越来越多的省内钢铁企业并购发生,提高了地区钢铁产业的竞争力,但这种区域内的大范围整合的另一目的是为了防御本地区钢铁企业被区域外其他优势钢铁企业并购。这种行为造成了区域内钢铁市场的相对垄断,不利于市场竞争,更容易形成市场的割据。同时,中国与并购相配套的法律制度,金融机构等也不尽完善,导致并购过程中无法可依,融资手段匮乏,增加了企业并购的难度。
三、中国钢铁行业并购的趋势
在一定条件下,横向并购能使企业规模扩大,生产要素增加,从而引起规模收益的递增。过去数年,中国钢铁企业无论是实施区域内重组还是跨区域并购,基本采取横向并购的方式。
而基于产业链的纵向并购在近两年里逐渐成为中国钢铁企业应对铁矿石价格上涨和钢材市场萎靡的策略。通过纵向并购,中国钢铁企业可以稳定铁矿石等原材料的供应和产品的交付能力,制订有效的作业计划可缩减原材料的闲置时间和产品的交付周期,从而降低了成本,大幅度提高生产效率。同时针对下游行业的发展情况,并购重点客户的配套工厂,提高钢材的深加工能力,促进钢铁服务贸易的发展。只有建立完善的产业链,才有利于抵御上下游给钢铁行业带来的风险,稳定供求关系和市场地位。
单纯的横向并购和纵向并购在未来的一段时间内还将会是中国钢铁企业并购的主要形式。但这两种形式的简单融合已经难以提高中国钢铁产业转型升级的速度,同时可能造成恶性竞争,强行兼并等负面影响。因此,中国钢铁行业首先要建立相互持股的战略联盟,形成一批在全球钢铁行业中有实力、有对抗力的大企业。其次确立自己的核心竞争力,引入混合并购的方式,围绕核心竞争力实行多元化经营,为自己的资金实力扩容。
四、结论
中国钢铁行业并购不能以企业的发展速度和规模为单一的目标,必须从调整产业结构,提高产业集中度,增强核心竞争力等多方面入手,改变现有落后产能规模大、高端产品缺乏、产业布局不合理的情况。只有不断完善现有的并购模式,通过横向并购,纵向并购和混合并购相结合的方式,提高钢铁行业的盈利能力,才可以改变由政府主导的并购行为,真正实现市场化并购。
参考文献
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关键词:焦化废水,絮凝剂,投加量,COD,色度,pH
0.概 述
随着钢铁工业的迅速发展,我国每年都有大量焦化废水产生,而焦化废水是一种含大量有机物、高氨氮的有害废水。如何实现对焦化废水的有效处理,已成为治理工业有机废水的一个重要课题。目前,对焦化废水的治理方法很多,包括物理化学法、生物法及湿式氧化法[1]、利用烟气处理[2]及超临界氧化法等技术[3]。本文针对某焦化废水厂经生物法处理后,其COD和色度不达标的情况,研究絮凝沉淀法对出水COD和色度的去除效果影响。
1.实验部分
1.1 实验用水
实验采用经蒸氨―水解酸化―SBR组合工艺处理之后的焦化废水,其CODcr浓度为260mg/L,氨氮浓度为170mg/L,pH值为7.5,色度为29。
1.2 实验内容
实验研究分为以下几个部分:
⑴ 研究不同絮凝剂对焦化废水的处理效果,确定最适宜的絮凝剂;
⑵ 研究絮凝剂的最佳投药量、pH;
⑶ 投加PAM作为助凝剂,研究不同的处理效果。
实验设备及药品:
JB50-D型增力电动搅拌机;GENCO6010便携式pH计;微波密封消解COD速测仪;比色管;所有药品均是化学纯。
1.3 絮凝剂的选择
水处理絮凝剂主要有无机高、低分子絮凝剂和有机高分子絮凝剂。。目前常用的无机絮凝剂主要有铝盐和铁盐及其水解聚合物。铁盐有优于铝盐的地方,如适用的pH范围较宽、絮凝体比铝盐密实等优点。有机高分子絮凝剂的品种比较多,大多数效果良好,但价格昂贵,一般作为助凝剂使用。目前最常用的是聚丙烯酰胺(PAM)。
本实验首先用不同的絮凝剂对废水进行絮凝试验,根据实验结果,选用效果比较好的絮凝剂,再研究其使用条件。
为了获得最佳的絮凝处理效果,实验选取MnSO4,Al2(SO4)3,Fe2(SO4)3,CuSO44种絮凝剂进行对比实验。实验了相同pH条件下,不同絮凝剂对废水中污染物的浓度去除率的影响。将上述4种絮凝剂分别配制成浓度为10%的溶液,取3ml溶液加入到150ml废水中,调整pH=10,先快速搅拌(转速为270r/min)5min,再慢速搅拌(转速为50r/min)30min。此时絮凝剂与废水中的有机胶质微粒进行迅速的混凝、吸附与附聚。搅拌完成后静置1h,测其上清液的CODcr及色度。通过数组实验后,其平均去除率见表2-1。
通过对絮凝效果的初步比较,选用絮凝效果较好的Fe2(SO4)3作为后续实验中首选的絮凝剂,并通过改进絮凝条件确定其最高的去除率。
表2-1 各种絮凝剂对焦化废水的去除效果
关键词:冶金工程;人才培养模式;培养方案
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1674-9324(2012)07-0114-02
一、课程体系改革势在必行
随着时代的发展,科学技术加速发展,知识积累呈指数增长,新的技术革命促进了信息化社会的发展,人类社会的学习方式、工作方式、生活方式、生产方式乃至思维方式也在不断改变,以知识传递为特征的传统课程体系已不适应21世纪对人才培养的客观要求,高等教育课程体系改革势在必行。我国现有的高等教育取得了空前的发展,但仍然面临着前所未有的困境和挑战。主要体现在高等教育体制改革不能适应社会主义市场经济发展的需要,教育思想、教育理念不能适应时代的要求,教学内容、教学方法不能适应创新型人才培养的要求等。因此,人才培养模式、专业设置、课程体系、教学内容和方法等的改革势不容缓。
二、高等教育的培养目标应是拓宽的专业教育
我国高等学校的办学模式是在当年的计划经济条件下形成的。建国初期主要是借鉴前苏联教育模式,按行业设置专业。不可否认这种教育模式在当时为冶金工业的发展做出了重大贡献。但是在新的历史时期,原有专业培养的人才已不能适应新时代要求;随着冶金及材料工程生产规模的迅速扩大,计算机自动控制的系统工程得到充分利用,现有的培养模式,已经不能适应新技术发展的要求。上个世纪80年代,将炼铁、炼钢、电冶金三个专业调整为钢铁冶金专业,专业面有所拓宽,但专业宏观结构不尽合理,严重影响着本科人才的培养质量。因此有人主张我国高等教育应尽快与国际接轨,培养“通才”。笔者认为,现阶段我国高等教育的培养目标还应是拓宽的专业教育,而不应是通才教育。为了培养基础扎实、知识面宽、能力强、素质高的人才,更加适应社会发展的需要,必需改变过去过分强调专业对口的培养模式,拓宽专业口径,实现人才培养模式的转变。人才培养模式的转变,关键是从注重知识的继承与传授向注重能力和素质培养为主转变。2000年教育部本科专业设置目录将钢铁冶金、粉末冶金、有色冶金、冶金物理化学四个专业合并为“冶金工程”专业。这就是要强化基础教育,注重学科交叉与渗透,全面培养学生的各种能力。
三、加强学生基础理论的培养
面对未来要求,工程技术人才将是掌握整个工程技术系统所涉及的有关学科专业的知识和方法,能够在形势和任务多变的情况下,在群体的协调工作中对跨学科领域的问题进行综合考察和分析,求得最合理解决方法的“综合性复合型”人才。显然,在高等学校有限的学制内完全达到这一要求也是非常困难的,但是培养新型的工程技术人才已经成为当今世界许多先进国家高等工程教育发展的主流。
1.强化公共基础课教育。专业教学计划是高校按照培养目标对学生进行培养的具体设计图,是人才培养目标、培养规格的具体体现。主要包括专业培养目标、培养规格、学习年限、课程设置、学时配置、实践环节等项内容,其中培养方案中的目标和规格是制订教学计划的基本依据,课程体系的设置和课程内容的学时配置是教学计划的核心。为了适应高等人才目标的具体要求,充分体现拓宽专业、加强基础、学科交叉、注重能力和素质培养的模式,我们对教学计划作了如下调整:①调整课内理论总学时到2300学时以内,改变过去填鸭式、灌输式的教学方法,采取课堂精讲与课下多练相结合的方式,运用启发、引导、讨论和提问等教学方法,使学生变被动学习为主动学习,让学生从学会什么向会学什么转变。②加强公共基础课教学,增加总学时。重点是增加外语和计算机课总学时,并要求外语和计算机学习四年不间断。外语课除了240学时的公共外语课外,在三、四年级还开设48学时的专业外语。专业英语的内容由过去只讲钢铁冶金逐渐向科技英语拓宽;同时鼓励学生学习第二外语。在毕业设计(论文)中要求有一定数量的外文参考文献,并翻译1到2篇外文文献。计算机课内总学时由40学时增加到100学时,其内容由过去只讲Basic语言改为讲计算机原理、Fortran语言、网络技术和软件设计等内容。学生在课程设计和毕业设计中要求使用计算机进行设计计算、绘图,用计算机打印设计说明书和论文;同时在冶金数学模型课中充分利用计算机的优势,以提高学生应用计算机解决专业问题的能力。
2.加强专业基础课教育。冶金热力学、冶金过程传输原理、金属学及热处理三门课为冶金专业的三大理论支柱,为拓宽专业口径,夯实专业基础理论,本次课程体系改革,我们对这三门课进行了认真细致的研究,对授课内容和学时都进行了调整。冶金炉热工基础为原钢铁冶金专业的另一门专业基础课,这次改革将本门课改为冶金过程传输原理,它侧重于冶金过程中三相间的动量、热量和质量传递规律,理论性较强、覆盖面宽,特别是加强了数学解析内容,增加了专业理论深度,有助于提高学生分析和解决问题能力的培养。未来的钢铁工业将由规模效益型向质量、品种效益型转变,新型材料不断涌现,为此,在金属学基础上增加一门属于金属学范畴的选修课——金属强韧化,为学生将来进行新材料的开发研究奠定理论基础。
论文关键词:全自动沙石过滤器,优化使用
1前言
全自动沙石过滤器作为工业净循环水系统中的一种水处理设备,一般安装在低压力水系统的过滤工艺中,起到处理水中悬浮物的作用。这种过滤器在南通宝钢钢铁有限公司的很多循环水系统中都有配置。在公司的高炉、电炉、连铸、热轧、制氧等几乎所有的重要净循环水系统中都配有全自动沙石旁滤过滤器。但由于设备设计安装、运行操作方式、设备维护、水质等多种原因,导致这些系统中的全自动沙石过滤器在实际运行中出现了各种问题而影响生产。经过技术人员组织攻关,最大限度地发挥了原有设备的作用,为生产水质稳定提供了有力保障。
2全自动沙石过滤器工作原理
2.1全自动沙石过滤器的工作原理
图1全自动沙石过滤器示意图
如图1所示,全自动沙石过滤器通常情况下只有一个进水阀门,整个过滤器形似一个长球,内部有分水斗、过滤仓(根据处理能力一般有几个独立的过滤仓)、自动虹吸反冲洗排污管等主要部分组成。
正常过滤水时,需要处理的水通过过滤器进口阀门及管道进入过滤器内部的分水斗,分成三股或四股水流进入沙石滤料过滤仓,水流在自身重力的作用下沿图中粗实线方向通过滤料层,然后流到过滤器中上部的清水区从出水口排出。水流在通过滤料层时,水中的固态杂志和一部分油分被滤料截留下来,水体得到过滤处理。
随着过滤的进行,滤料层截留的污物越来越多阻力越来越大,滤料层上部的水位逐渐上升(水压逐渐升高以通过滤料),当水位沿虹吸排污管上升到顶部时将有少量水沿管道向下流,水流流动过程中将管道中的空气逐渐带出导致管道内形成一定的负压产生虹吸作用,大量水从虹吸排污管中排出。由于虹吸排污管较大、上下压差大,水流迅速以致排水量大于分水斗中的来水,这时过滤器中上部的清水在压差的作用下将沿原来的方向反向通过滤料层流向虹吸排污管,达到了清洗滤料层的作用。随着虹吸排污的进行,过滤器清水区的水位逐渐下降,当水位下降至虹吸排污的虹吸破坏管管口以下时,虹吸破坏管吸入空气虹吸排污被破坏,虹吸排污终止,过滤器又重新进行过滤运行。
2.2全自动沙石过滤器的优点
从上述运行原理可以看出,这种全自动过滤器具有几个优点:
(1)全自动沙石过滤器具有很高的自动运行功能,且设备全部由钢铁、沙石等机械部分组成,没有什么电器仪表及各种阀门等附件,使得这种过滤器的操作、维护很简单。
(2)这种过滤器的运行动力主要依靠水的势能,这种势能较小,在一般的循环水系统中完全可以通过系统回水压力很容易满足,不需要消耗太多的有用功。
(3)过滤器的反冲完全根据滤料层的阻力进行,只有系统运行到一定程度它才会反冲排污,可以很好的节约水资源。
3全自动沙石过滤器运行中存在的问题
全自动沙石过滤器在实际运行中,由于各种原因导致其运行中发生各种问题。
(1)全自动沙石过滤器运行一段时间后,由于内部滤层的阻力上升,过滤器开始自动反冲洗,但反冲洗无法自动停止,导致系统水量损失过多,引起水池水位大幅下降,如运行监控发现处理不及时影响系统供水安全。
(2)全自动沙石过滤器运行一段时间后,过滤器反冲洗排污口有小股水流出,但水量未达到正常反冲洗水量、水质清澈,且水流一般长时间不能中断,导致系统水量异常损失。
(3)过滤器进口阀门操作难以控制,有时同样的进水压力、管道但进水阀门不能同样开度、或者停运后重新使用时就不能开到原来的开度,否则就会发生反冲洗不停、持续排清水等问题。
(4)有点全自动沙石过滤器自动反冲洗时反冲洗水量较多,反冲后水池需大量补水。
(5)全自动沙石过滤器一旦打开进口阀门投入使用后将进入全自动运行状态,很难判断它何时反冲洗过,过滤效果如何。
4问题分析与优化使用
全自动沙石过滤器运行中存在问题既有其设计缺陷,也有安装和使用不合理引起的。就该设备设计本身而言,其设计思路巧妙,整个设备几乎只有一个进水控制阀门,无一电子仪表信号就能实现全自动过滤、排污。但也正因为它太过“简单”使其在使用中很“任性”,操作者难以控制。我们对全自动沙石过滤器运行中存在问题进行深入分析后,从设计、安装和使用三方面进行了改进。
(1)利用手持式流量计对每台过滤器进行进水流量检测,通过调整进水阀门开度调试合适的进水流量,将进水流量控制在过滤器设计处理能力范围内(或过滤器实际能够较稳定运行的流量上),并固定阀门开度。对重要系统的过滤器考虑安装进、出水流量计,一方面便于调整过滤水量,监控过滤器运行,另一方面,通过计量可以统计系统过滤水量、排污水量等数据。
(2)在每台过滤器的进出口安装水样取样阀,定期取水样检测进出水浊度、悬浮物等指标检查过滤器过滤效果。为过滤器检修提供信息。
(3)将过滤器反冲洗排污口敞开或开观察孔,操作人员可以通过敞开的排污管或观察孔就可以方便地巡视过滤器的反冲洗情况,及时发现异常情况及时处理。
(4)对一些因各种原因导致的无法正常自动反冲洗、自动反冲洗经常不停等过滤器,为了避免异常反冲洗引起补充水浪费、水质处理效果差等问题,我们采取了废弃其“全自动反冲洗功能”,改用定时人工反冲洗的办法,即过滤器运行一定时间后,人为加大过滤器进水流量,一般情况下过滤器均开始反冲洗,待反冲洗出水比较清澈后再关小(或暂时关闭)进水阀门,待反冲洗停止后再将进水阀门恢复至之前运行位置。
5结果与讨论
通过实施上述改进后,我公司的全自动沙石过滤器目前基本全部投入运行,且运行基本稳定,为水质的处理和稳定提供了有力支撑。水质化验数据和补充水量数据显示,过滤器全部投入运行后,水质指标有所改进、补充水量也基本稳定。现场工人也反映现场操作比较放心。
但全自动过滤器还有需要改进的地方,比如如何较为方便地观察其过滤阻力、如何判断它在某个时间段自动排污过,我们将进一步研究。
参考文献
关键词:人地观;学习观;评价观
高中地理跨“人文与社会”“科学”两个学习领域。单从词眼上分析,上述话中就有几个“敏感”的词汇频频出现在知识界和教育界的讨论之中。高中生虽然很想倾听这种“讨论”,很想对高中地理进行真实地“触摸”,但因为种种原因,他们没有时间。鉴于此,高中地理老师的责任更为巨大,如何打造高效的地理课堂,让学生学得更多、走得更远呢?
一、理念:正确的人地观不可或缺
高中地理课程中有大量与人口观、资源观、环境观、可持续发展观有联系的教学内容。可以说,人地关系是课文的主线,帮助学生形成正确的人地观不可或缺;帮助学生正确认识人口、资源、环境、发展等问题,应该成为高中地理老师的经常性和基础性工作。
例如,在鲁教版高中地理必修一第四单元《从人地关系看资源与环境》的教学中,应该选取学生可以理解和接受的典型实例,使学生对人地关系等问题形成正确认识:地理环境是人类活动的外部条件,并不是决定性条件;但在特定的场合,地理环境可以成为人类活动的决定性条件,通过这种辩证的分析,使学生形成正确的人地观。
一方面,一些工业基地往往建在矿产地附近,但有些工业基地,如我国上海宝山钢铁工业基地,周围并无大型铁矿、煤矿,但却是著名的工业区,原因是借助优越的地理位置和发达的海运,摆脱了矿产资源的地域限制。这样的情况,教师一定要帮助学生弄清楚。另一方面,还要用典型事例说明,在特定场合,自然环境会对人类活动产生决定性影响。如采掘工业的布局,矿产资源的数量、质量往往具有决定性影响。
作为高中地理老师,不仅仅要关注知识的生成,更要注意在学生的心田上种下这样一些种子:科学人口观的种子、资源观的种子、环境观和可持续发展观的种子……正如徐学平所说:“人心是块田,种什么,长什么。”
二、过程:主动的学习观不可或缺
关于主动学习和自主学习,法国的茨维坦・托多罗夫有一句话解释得再明白不过了:“即针对外部强加标准的解放运动和由我们自己选择的新标准的建构运动。”高中地理课堂就需要这样的“解放运动”和“建构运动”。说实话,今日的课堂,机械、模仿、被动接受和单项灌注已经没有生命力,没有“市场”,促进学生主动和富有个性地学习才是正途。
例如,帮助学生学会自己设计和实施野外观察、观测、调查等实践活动;大力提倡探究性学习,帮助学生形成主动探究地理问题的意识和能力;积极创造条件开展研究性学习和开放性学习等(如请校外专家开办讲座);重视独立与合作相结合的学习方式;组
织学生通过直观动态材料(录像)观看商业网点布局情况……
值得一提的是开展分层学习很有必要。课程基本理念中提出“满足学生不同的地理学习需要”,这说明关注学生个体、尊重个体差异,已成为时代共识。高中地理教学应力求做到层次化,有难有易,为学生提供丰富的发展“菜单”,为学生提供不同深度和广度的学习材料,布置不同难度的作业,从而创造出一种自由舒展、多元发展的教育氛围。
三、反馈:多样的评价观不可或缺
一个地理教师如果从不容许自己止步于浅薄单薄,就一定要重视评价这一关。因为正确的、多样的、有温度和有人情味的评价,是师生间“私谊”关系升温的剂。反之,冰冷的、“俯视”的评价氛围,既关闭了学生的学习之门,也关闭了其情感之门。苏联教育家阿莫纳什维利曾经说:“儿童的灵魂不是一堆无生命的建筑材料。实际上,儿童的灵魂是一种生气勃勃的精神、激情、改造和创造的力量。”的确,恰当的评价能够唤醒这种力量。
在具体评价时,主要是衡量其理解能力和在解决实际问题中运用已学知识的能力,看学生对地理概念、原理、规律、理论的表述状况;能否激活所储存的已学知识,能否将相关知识迁移到具体情境之中。例如,在鲁教版高中地理选修二第一单元第三节《海岸带与全球海平面变化》的教学中,检测“运用资料,说明海平面变化对海岸带自然环境以及社会经济发展的重大影响”的达标程度,面对学生已经完成的小论文、宣传板报、绘制图表等,教师的评价要特别注重学生利用信息源的情况,资料的多样性、可靠性、全面性,一定要对小论文、绘制的图表的质量给予全面、公正、温馨、有故事的评估等,如此,方能给学生注入更大的内驱力。
在评价时,应该关注学生以下方面的变化与发展:
1.地理学习动机、学习兴趣、地理学与现实生活的密切联系和地理学的应用价值、地理审美情趣与鉴赏力。
2.实事求是、坚持真理、勇于创新的科学精神。
3.可持续发展观,环境、资源的保护意识和法制意识,社会和自然环境的责任感,关心和爱护人类环境的行为规范。
教师在评价时,不仅仅是注重知识、技能等这些“外部”知识,更要注重情感态度与价值观这些“内部”资源。因为真正的学习与情感有关,那里才是学习的“核心地带”。
参考文献:
关键词:废水,氨氮,饮用水
1.概述
氨氮的存在使给水消毒和工业循环水杀菌处理过程中氯量增大;对某些金属,特别是对铜具有腐蚀性;当污水回用时,再生水中的氨氮可以促进输水管道和用水设备中微生物的繁殖,形成生物垢,堵塞管道和用水设备,并影响换热效率,更严重的是氨氮是造成水体富营养化的重要原因。氨氮存在于许多工业废水中。钢铁、炼油、化肥、无机化工、铁合金、玻璃制造、肉类加工和饲料生产等工业,均排放高浓度的氨氮废水。某些工业自身会产生氨氮污染物,如钢铁工业(副产品焦炭、锰铁生产、高炉)以及肉类加工业等。而另一些工业将氨用作化学原料,如用氨等配成消光液以制造磨砂玻璃。此外,皮革、孵化、动物排泄物等废水中氨氮初始含量并不高,但由于废水中有机氮的脱氨基反应,在废水存积过程中氨氮浓度会迅速增加。不同类的工业废水中氨氮浓度千变万化,即使同类工业不同工厂的废水中氨氮浓度也不完全相同,这取决于原料性质、工艺流程、水的耗量及水的复用等。进入水体的氮主要有无机氮和有机氮之分。无机氮包括氨态氮(简称氨氮)和硝态氮,亚硝态氮不稳定可以还原成氨氮,或氧化成硝态氮。有机氮有尿素、氨基酸、蛋白质、核酸、尿酸、脂肪胺、有机碱、氨基糖等含氮的有机物。在一定的条件下有机氮会通过氨化作用转化成无机氮。免费论文参考网。
2.水体富营养化及其危害
2.1水体富营养化现象及主要成因
“富营养化”是湖泊分类与演化方面的概念,过量的植物性营养元素氮、磷排入水体会加速水体富营养化的进程。水体富营养化现象是指在光照和其它适宜环境条件情况下,水中含有的植物性营养元素氮的营养物质使水体中的藻类过量生长,在随后的藻类植物的死亡以及异样微生物的代谢活动中,水体中的溶解氧逐步耗尽,造成水体质量恶化、水生态环境机构破坏。
当水体中含N>0.2mg/L,含P>0.02mg/L水体就会营养化。水体营养化后会引起某些藻类恶性繁殖,一方面有些藻类本身有藻腥味会引起水质恶化使水变得腥臭难闻;另一方面有些藻类所含的蛋白质毒素会富集在水产物体内,并通过食物链影响人体的健康,甚至使人中毒。如海生腰鞭毛目生物的过度繁殖能使海水呈红色或褐色,即俗称“赤潮”;沟藻属是形成赤潮的常见种类,它们所产生的毒素会被贝类动物所积累,人体食用后会引起严重的胃病甚至死亡。水体中大量藻类死亡的同时会耗去水体中的溶解氧,从而引起水体中鱼虾类等水产物的大量死亡,致使湖泊退化、淤泥化,甚至变浅、变成沼泽地甚至消亡。据统计,我国平均每年有20个天然湖泊消亡。我国广东珠海沿江、厦门沿海、长江口近海水域、渤海湾曾多次发生藻类过度繁殖引起的赤潮,造成鱼类等水产物大量的死亡,使海洋渔业资源遭到的破坏,经济损失严重。而水体一旦富营养化后没有几十年的时间是很难恢复的,有的甚至无法恢复,如美国的伊利湖是典型的富营养湖,科学家估计需要100年才能恢复。
2.2降低水体的观赏价值
通常1mg氨氮氧化成硝态氮需消耗4.6mg溶解氧。水体中氨态氮愈多,耗去的溶解氧就愈多,水体的黑臭现象就越发严重。这就影响了水体中鱼类等水生生物的生存,使其易因缺氧而死亡。富营养的水质不仅又黑又臭,且透明度差(仅有0.2m),往往影响了江河湖泊的观赏和旅游价值。随着改革开放的深入,人民群众的生活水平日趋提高,旅游已成为人们越来越广泛的需求。而水质优良的江河、湖泊、公园是城市景观的重要组成部分,也是人们生活娱乐、游泳、观赏、休闲的最佳场所。但我国的大部分湖泊已呈现出不同程度的营养态。有些通常发黑、发臭,人们已无法在其中游泳、游览了,更观赏不到鱼类在其中嬉戏的情景,大大降低了这些湖泊的利用价值。影响当地人民的生活,并且也严重影响当地的旅游业发展,造成较大的经济损失。
2.3危害人类及生物生存
当水体中pH值较高时。氨态氮往往呈游离氨的形式存在,游离氨对水体中的鱼及生物皆有毒害作用,当水体中NH3-N>1mg/L时,会使生物血液结合氧的能力下降;当NH3-N>3mg/L在24~96h内金鱼及鳊鱼等大部分鱼类和水生物就会死亡。可使人体内正常的血红蛋白氧化成高铁血红蛋白,失去血红蛋白在体内的输氧能力,出现缺氧的症状,尤其是婴儿。当人体血液中高铁血红蛋白>70%时会发生窒息现象。若亚硝酸盐长时间作用于人体可引起细胞癌变。经水煮沸后的亚硝酸盐浓缩,其危害程度更大。免费论文参考网。以亚硝酸盐为例,自来水中含量为0.06mg/L时,煮沸5min后增加到0.12mg/L,增加了100%。亚硝酸盐与胺类作用生成亚硝酸胺,对人体有极强的致癌作用,并有致畸胎的威胁。美国推荐水中亚硝酸盐的最高允许浓度时1mg/L,而我国上海第一医院建议在饮用水中的亚硝酸盐的浓度必须控制在0.2mg/L以下。
水体中的氮营养来源是多方面的,其中人类活动造成的氮的来源主要有以下几方面:1.未经处理的工业和生活污水直接排入河道和水体:这类污水的氨氮含量高,排入江河湖泊,造成藻类过度生长的危害最大。城市污水、农业污水,食品等工业的废水中含有大量的氮、磷和有机物质。据统计,全世界每年施入农田的数千万吨氮肥中约有一半经河流进入海洋。美国沿海城市每年仅通过粪便排入沿海的磷近十万吨。2.污水处理场出水:采用常规工艺的污水处理厂,有机物被氧化分解产生了氨氮,除了构成微生物细胞组分外,剩余部分随出水排入河道,这是城市污水虽经过二级常规处理但河道仍然出现富营养化和黑臭的重要原因之一。3.面源性的农业污染物,包括废料、农药和动物粪便等。
3.氨氮废水处理的研究现状及主要处理技术
氨氮处理技术的选择与氨氮浓度密切相关,而对一给定废水,选择技术方案主要取决于以下几方面:(1)水的性质;(2)处理要求达到的效果;(3)经济效益,以及处理后出水的最后处置方法等。根据废水中氨氮浓度的不同,可将废水分为3类:高浓度氨氮废水、中等浓度氨氮废水、低浓度氨氮废水。随着工业的发展,中、高浓度的氨氮废水排放日益增多。免费论文参考网。现在,由于对氨氮废水的控制日益严格,对氨氮废水的处理技术要求越来越高。工业废水的氨氮去除方法有多种,主要包括物理法、化学法、生物法等。其中物理法有反渗透、蒸馏、土壤灌溉等技术;化学法有离子交换、氨吹脱、折点氯化、焚烧、催化裂解、电渗析、电化学处理等技术;生物法有藻类养殖、生物硝化、固定化生物技术等。虽然每种处理技术都能有效地去除氨氮,但应用于工业废水的处理必须具有应用方便、处理性能稳定、适用于废水水质且经济实用的特点。根据国内外工程实例及资料介绍和环境工作者所研究的重点,目前处理氨氮废水比较实用的方法主要有折点氯化法、选择性离子交换法、氨吹脱法、生物法以及化学沉淀法等。下面就这几种方法作一简单介绍。
3.1折点氯化法去除氨氮
折点氯化法是将氯气(生产上用加氯机将氯气制成氯水)或次氯酸钠通入废水中将废水中的NH4+-N氧化成N2的化学脱氮工艺。当氯气通入废水中达到某一点时水中游离氯含量最低,氨的浓度降为零。当氯气通入量超过该点时,水中的游离氯量就会增多。因此该点称为折点,该状态下的氯化法称为折点氯化。废水中的氨氮常被氧化成氮气而被脱去,处理氨氮废水所需的实际氯气量取决于温度、pH值及氨氮浓度。氧化每克氨氮需要9~10mg氯气,pH值在6~7反应最佳,接触时间为0.5~2小时。在上述条件下,出水中氨氮浓度小于0.1mg/L。
折点加氯法处理后的出水在排放前一般需要用活性碳或二氧化硫进行反氯化,以去除水中残留的氯。1mg残留氯大约需要0.9~1.0mg的二氧化硫。在反氯化时会产生氢离子,但由此引起的pH值下降一般可以忽略,因此去除1mg残留氯只消耗2mg左右的碱(以CaCO3计)。
折点氯化法最突出的优点是可通过正确控制氯的添加量和对流量进行均化,使废水中全部氨氮降为零,同时使废水达到消毒的目的。对于氨氮浓度低于5mg/L的废水来说,用这种方法较为经济。为了克服单独采用折点加氯法处理氨氮废水需要大量加氯的缺点,常将此法与生物硝化连用,先硝化再除微量残留氨氮。氯化法的处理率达90%~100%,处理效果稳定,不受水温影响,在寒冷地区此法特别有吸引力。虽初次投资较少,但运行费用高,副产物氯胺和氯代有机物会造成二次污染,所以氯化法只适用于处理低浓度氨氮废水。
3.2选择性离子交换法去除氨氮
离子交换是指在固体颗粒和液体界面上发生的离子交换过程。离子交换法选用对NH4+离子有很强选择性的沸石作为交换树脂,从而达到去除氨氮的目的;而常规的离子交换树脂不具备对氨离子的选择性,故不能用于废水中去除氨氮。沸石具有对非离子氨的吸附作用和与离子氨的离子交换作用,它是一类硅质的阳离子交换剂,储量丰富价格低廉,对NH4+有很强的选择性。
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