时间：2022-06-18 16:55:00
关键词：数字化；汽车；制造工艺；应用
汽车制造业是推动社会经济发展水平不断提高的重要行业，加入WTO以后，我国汽车制造行业得到了迅速发展，汽车制造产量及汽车消费能力也在不断提高。与此同时，汽车制造行业引进了各种先进设备、技术及制造工艺，加快了现代化汽车制造行业生产线、流水线的快速转型。
一、车身成型工艺概述
汽车车身成型工艺是汽车制造流程中能够明显反映汽车制造流程特点的密集型工艺流程。在接到汽车生产大批量任务时，为了在规定时间内完成高质量的制造工序，车间往往会选择各种先进的汽车制造工具、机械设备、自动化控制技术等，以满足汽车制造工艺对车身成型焊接工艺提出的高要求。车身成型工艺是将汽车整体结构所需部件进行组装，包括侧围、底板、门盖、总拼等，然后通过采用焊接工艺完成整个车身的组成。汽车车身成型工艺在设计及组装焊接过程中，需要制造员工花大量时间去统计焊点，并根据车身特点进行焊数千焊点的分配，确保焊点处于正确焊接方位，便于机械设备进行零部件安装，同时保证在规定时间内完成。但是，在车身成型焊接工艺过程中，常常会面临着各种问题，比如如何在最短时间内进行工艺结构分配、如果保证焊点精确分配到正确焊点等。
二、传统汽车制造工艺设计中出现的问题
传统的汽车制造工艺设计属于独立串行设计，需要汽车制造厂和供应商两方共同完成数据信息传递，而现阶段的信息传递方式比较落后，大多数为纸质文档类，在少许应用电子数据进行传递的环节中，还存在许多问题，如双方数据传递出现前后不一致、数据版本与采集设备中的数据版本不匹配等。导致汽车制造厂无法做到随时随地管理汽车焊接工艺整个流程，无法准确把握汽车焊接工艺制造的安全性和精确性。同时，供应商也没办法在第一时间获取制造厂中的产品变动信息，很难做到与焊接工艺设计保持同步频率，不利于接下来的工艺流程。
除此之外，由于不能实现大批工艺数据传递，供应商在进行焊接工艺作业时，发现预先确定的设计方案中还存在许多与实际工艺细节不相符的情况，供应商也没有条件及工具去验证和分析这些工艺是否适合汽车制造需求，导致汽车车身焊接后续作业量急剧增加，后期的产品与模具配合、焊枪与夹具配合等工艺流程等都直接进入试制阶段，为汽车制造流程埋下许多工艺设计隐患。在后期出现问题之后再进行补救，会造成制造工艺设计成本的大量浪费。由此可见，传统汽车制造工艺设计没有做到“防范于未然”，将焊接设计工艺有可能出现的问题一股脑放在试制阶段，增加了汽车制造工艺设计风险。
三、运用数字化汽车制造技术解决汽车制造问题
数字化汽车制造工艺是为解决传统工艺设计问题提出的以软科学为代表的，具有自动化、智能化的先进工艺技术。目前，汽车制造行业最典型的就是“数字化工厂”先进制造技术，即结合汽车制造要点，通过信息平台将数字化制造理论合理运用到制造工艺、虚拟化工艺流程设计、工艺模拟实验当中，确保汽车制造工艺实施与工艺的可行性分析同步进行，改善传统制造工艺中“物理实验在后”的流程，率先运用数据验证将制造工艺设计中的风险排除在外，从而提升了汽车制造整个工艺设计流程的质量和效率。
运用数字化汽车制造技术进行工艺设计的流程主要有：根据汽车制造厂给出的车身要求，确定车身设计中的焊接点、连接点等；汽车制造工艺规划阶段，选择新产品作为流程模板匹配对象，确定工艺流程结构；在前两步基础上，得出工艺流动结构图，划分出车身焊点的具体范围；展开产品的招投标工作；确定供应商后，运用数据分解平台对初步工艺设计流程进行模拟验证和分析，确保流程在规定时间内完成；完成工艺设计后，通过数字化平台，展开制造厂与供应商之间设计数据的传递；又将汽车制造厂提出的变更设计数据传递供应商，实现汽车制造厂和供应商之间的数字化协作，最终确定项目设计工艺。
四、总结
总之，数字化制造系统在汽车制造工艺中的应用不仅仅缩短了汽车制造流程时间，还减少了制造工艺流程作业及工艺所耗费的生产成本和试制成本。目前，国内一些大型汽车制造厂商为进一步压缩制造时间，提高工艺制造质量，已经引进数字化制造工艺研发软件平台，相信今后数字化汽车制造工艺会受到更多汽车商家的青睐。
参考文献：
[1]朱俊.焊接技术在汽车制造中的应用[J].现代焊接，2013（8）
[2]李俭.浅谈汽车车身制造工艺同步工程[J].汽车工艺与材料，2010（8）
[3]周自强.戴国洪教授数字化制造工艺与装备技术研究工作评述[J].常熟理工学院学报 2012（10）
作者简介：
关键词：污水处理厂;CAST;化学除磷;二氧化氯;设计
中图分类号：U664.9+2 文献标识码：A 文章编号：
1、工程概况
近年来,天水市麦积区工业园的规模大幅度增加,重点引入食品化工、科技创新等项目,导致污水排放来源复杂,有机负荷较高。为有效解决园区污水排放问题而建立该污水处理厂。本污水处理工程针对高有机负荷、低水量的混合型污水，采用CAST反应＋化学除磷的污水处理系统,具有节省占地、处理效果好、抗冲击负荷强等优点。污水处理厂设计规模6×104m3/d,配套管道约37.18km，出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准，新建厂区总体占地面积约87.9亩，总投资约1.89亿元。
2、工程设计
2.1、设计水质
进出水水质表1
2.2、工艺流程
污水处理厂针对氨氮、磷含量较高、来源复杂的原水,中心处理构筑物为CAST系统和化学除磷系统。出水采用二氧化氯消毒, 污泥采用机械浓缩脱水工艺。工艺流程如图1所示:
图1工艺流程图
2.3、污水及污泥处理系统工作原理
（1）、污水：污水经粗、细格栅进入CAST系统,CAST工艺在主反应区的前面设置了生物选择区。生物选择区呈缺氧-厌氧状态，此段有效抑制丝状菌的膨胀,预处理的污水和回流污泥进行混合,同时回流污泥中的硝酸盐氮经反硝化去除,聚磷得到释放,达到了较好的脱氮除磷效果。污水处理后经CAST反应池末端滗水器排出。整个工艺的进水、曝气、沉淀、排水4个过程都在同一池内循环运行,有别于传统活性污泥法构筑物的组成结构,各生化反应池并联排布,实现单池间歇运行,整体连续进水。
化学除磷的工作原理是进一步降低出水总磷的指标，以便达到一级B的出水标准。
（2）、污泥：来自CAST反应池的剩余污泥进入贮泥池，根据贮泥池泥位，控制开启污泥进料泵及一体化浓缩脱水机和加药计量装置，脱水后泥饼经无轴螺旋输送机送至运泥车运出。
2.4、主要构筑物选型设计
（1）沉砂池
沉砂池采用旋流沉砂池，其特点为：
① 除砂效果好，运行稳定可靠。
② 以机械搅拌形成旋流，避免曝气，对后续生物池厌氧环境的形成非常有利；
③ 土建投资低，造价不到曝气沉砂池20%。
④ 设备数量少，检修简便，设备投资低于曝气沉砂池。
⑤ 运行费用低。
（2）CAST池
作为本工程核心构筑物，生物池的合理设计至关重要。涉及的主要问题及解决办法如下：
1).停留时间
停留时间决定了生物池池容，直接影响着土建投资。本工程要求氨氮去除率为77.1%，磷去除率75%，COD去除率为88%,BOD去除率为90%,SS去除率为93.3%,根据生物池中BOD5、NH4-N、NO3-N，P等物质浓度随停留时间变化的工艺特性曲线，结合国内已投产各污水厂运行总结、生产试验以及关于CAST工艺停留时间的中试报告，最终确定本工程工艺中污水总停留时间4h，其中厌氧区0.5h，在厌氧区可获得更高的磷释放率，在好氧区可获得更高的磷摄取量，从而保证生物池磷去除率。
2).曝气方式
曝气方式决定了氧利用率，影响到污水厂长期运行费用。此次设计采用微孔曝气方式，氧转移利用率高，氧利用率在清水中达到38%，在污水中达到24%，高效节能，同时可加大池深，减小占地面积，减少地基处理费用。同时根据溶解氧浓度控制鼓风机供气量，曝气量调节更灵活，更利于节能。厌氧区有生物选择的功能，以高BOD5负荷的环境抑制丝状菌生长，避免了污泥膨胀现象，保证出水SS值低。
3).沉淀方式
反应池停止曝气，微生物利用水中剩余的溶解氧进行氧化分解，CAST池由好氧状态向缺氧状态转化，开始进行反硝化，活性污泥逐渐沉到池底。
CAST反应池沉淀过程是理想的静置沉淀，泥水分离效果好，处理水水质优于连续活性污泥法。
利用CAST专用的滗水器，以滗水的方式，不扰动沉淀后的污泥层，同时挡住水面的浮渣不外溢，将沉淀后的上清液贴水面缓慢的撇出；
滗水器的堰口负荷为20-30L/（m.s）,最大上清液滗除速率30mm/min,滗水时间1h，以保证出水SS值。
4).运行方式
CAST工艺以一定的时间序列运行，其运行过程包括充水一曝气（历时2.0h），泥水分离（历时1.0h），上清液撇除（历时1.0h）四个阶段。整个系统周期循环运行，循环过程中，反应器变容积运行，曝气阶段结束后，在静置条件下使活性污泥凝聚并进行泥水分离，沉淀结束后通过滗水器排出上层清液并使反应器中的水位恢复至设计最低水位，然后，周而复始，重复运行，为保证系统在最佳条例上运行，在滗水阶段末期排泥。运行过程中，从好氧主反应区回流部分污泥至生物选择区。
（3）化学除磷池
设置单独的化学除磷池，主要有以下几个方面的原因：1.根据已有运转的CAST工艺除磷效果在60％左右，本工程要求磷去除率达75％，故需设置化学出磷；2.经过对已运转类似工程的比较分析认为将除磷剂直接投加至CAST池的第二主反应区效果不甚理想；3.增加单独的化学除磷池便于远期回用水的利用，本次采用的混凝反应＋沉淀的化学除磷池可以兼作远期回用水处理工艺的前段，节省了二次投资。混合采用静式管道混合器混合，网格反应＋斜板沉淀工艺保证投加药剂与处理污水的充分接触反应及排泥。
2.5、主要构筑物工程设计
（1）粗格栅及提升泵房
设粗格栅间一座,平面尺寸:18.3m×12.2m,内设2条栅渠,渠宽1.1m。设2台液压移动抓爪式清污机，栅条间隙20mm。格栅间内设电动单梁悬挂起重机一台,起重量为5t,便于设备检修。污水提升泵房规模6.0万m3/d。为了适应污水量的变化,采用大小泵搭配的方式进行提升污水。泵房内设2种型号的潜水排污泵,小型潜水排污泵,单台流量为Q=610m3/h,扬程H=19m,电机功率为N=55kW,共设2台;大型潜水排污泵,单台流量为Q=1100m3/h,扬程H=19m,电机功率为N=100kW,共设3台（两用一备），其中一台变频。
（2）细格栅及沉砂池
设细格栅间一座,内设3条栅渠,渠宽1.5m。设3台螺旋格栅除污机，栅条间隙5mm。格栅间内设电动单梁悬挂起重机一台,起重量为3t,便于设备检修。采用旋流沉砂池2座，直径3.65m，停留时间45s，有效容积15m3。搅拌机转速10～15r/min，功率1.1kw。砂水分离器功率0.37kw。
（3）CAST生化池
生化池共2座,1座分为4格，每格尺寸为：53.3X25.0m，1座总尺寸为：106.6X50.0m,有效水深为5.5m。每格有效容积为7328.75m3，其中生物选择区容积为：687.5m3，水深：5.5m，1座CAST反应池总有效容积为：29315m3，总占地面积为：5330m2。
每格反应池按时间顺序间歇运行,保证每座可以连续进水。每周期分为:进水、曝气、沉淀、滗水。根据CAST池内污泥浓度情况可在沉淀结束后排泥。采用4h1周期运行。每格每周期设计处理水量Q=1375m3,排水比为：0.18，容积负荷：0.4kgBOD5/m3池容，MLSS：4000mg/l，污泥负荷为：0.1kgBOD5/kgMLSS。
CAST池总排出含水率为99.4%的剩余污泥为1800m3/d，每天产生的干泥量为10.8t/d。经脱水机后，污泥含水率为80%，污泥量为54t/d。污泥龄为20d。需要总供气量为244m3/min。
生化池的进水-曝气（边进水边曝气）时间为2.0h。沉淀阶段历时1.0h,在沉淀阶段停止曝气、进水和回流。排水历时1.0h,滗水高度1.2m,每池反应池末端设1台旋转式滗水器,每座反应池中后部设1台剩余污泥泵:单泵流量Q=58m3/h,扬程H=6m。回流污泥泵:单泵流量Q=350m3/h,扬程H=4m。
曝气配置离心鼓风机4台,标准状态下(20℃)需空气量为98m3/min,升压68.8KPa,N=160kW,流量调节范围45%～100%。每座活性污泥生化池的好氧段采用盘式曝气器13804个。工作通气量1.5-4m3/h.个。
（4）化学除磷池
设化学除磷池1座，其主要作用是进一步降低出水总磷的指标，以便达到一级B的出水标准。采用静式管道混合＋网格反应斜板沉淀工艺，平面尺寸26.9×20.85m，有效水深4.5m。网格平均流速0.13m/s。停留时间取15min。
（5）接触池
设接触池1座，使处理后的污水在出厂前与二氧化氯有足够的接触时间，保证灭菌效果。平面尺寸25×17.6m，有效水深4m。接触时间：≥30min。
（6）加氯加药间
设计投加FeCl3进行化学除磷,投加量与污水中总磷的摩尔比采用2。最大加氯量标准10mg/l，最大加氯量25kg/h。药库储存量按最大投加量10d计。
加氯加药间一座，面积145.8m2，其中包括ClO2发生器2台，HCl贮药罐1套，NaClO3贮药罐一套，计量泵4台，电动葫芦2套。投加方式采用计量泵投加。
（7）贮泥曝气池
设贮泥池一座，15.0×12.0m，有效水深4.6m。位于连续运转的污泥泵房和污泥脱水机房之间，起调节和平衡二者污泥量的作用，贮泥池内设风机辅助式推流曝气机1台。贮存8.0h反应池平均剩余污泥量及化学除磷池排泥量。推流搅拌连续运转，曝气间歇运转。
（8）污泥脱水机房
设污泥脱水机房一座，24×12×7.8m。内设污泥螺杆泵3台，两用一备，Q=40-60m3/h，H=20m，N=11kw；带式浓缩脱水一体机2台,单机处理能力40-60m3/h，功率10.25kw；螺旋输送机2台；全自动投药装置1套，内含计量泵等；空压机2台等。
脱水机每天连续运行16h。投配泵、加药装置、冲洗装置、螺旋输送机与脱水机同步运行。
污泥量(干重)：10.8t/d
污泥体积：剩余污泥量共1800m3/d，污泥含水率99.4％。
脱水后泥饼含水率80%，体积60m3/d。
混凝药剂投加量4kg/t（PAM），耗量32.4kg/d。
3、结论
(1)采用CAST工艺,在同等处理水量及处理效率下,处理构筑物少，土建和设备投资较低；运行灵活、安全、可靠；在进行生物除磷脱氮操作时，整个工艺得到良好的控制，抑制了丝状菌大量繁殖，避免了污泥膨胀；采用盘式曝气器，保证较高的氧利用率；泥龄在15～25天，经好氧稳定的污泥不需要厌氧消化处理等。整个工艺合理、安全、抗冲击能力强。
(2)采用化学除磷池不仅可以有效降低出水总磷含量达到排放标准，而且便于远期回用水的利用，可以兼作远期回用水处理工艺的前段，节省了二次投资。
(3)采用生物除磷与化学除磷相结合,除磷效果更加显著。
(4)采用一体化带式浓缩脱水机,有效地降低能耗。
(5)采用二氧化氯消毒具有以下效果：
①强氧化性和广谱杀菌消毒。不生成三氯甲烷（THMS）类等有毒副产物，具有后续氧化和杀灭作用，有效PH值范围3-9；
②脱色和除臭作用；
③微絮凝作用。且对水中Fe2+、Mn2+有很好的去除效果。
(6)采用先进的控制系统和仪表，对于进水流量和水质变化引起的生物池中溶解氧的变动实行在线监控，以通过变频装置实现曝气量的自动调节；通过变频装置控制回流污泥量，减少不必要的能源消耗。
(7)整个厂区照明、通风、空调等设施，根据季节、气候的不同,合理使用，降低能耗。
参考文献:
[1] 林英姿,陈丽君,刘海臣,刘志生.CAST工艺污水处理厂设计总结.《环境工程》,2008年12月第26卷第6期
关键词: 《煤化工》 教学改革 教学方法
一、概述
《煤化工》课程是涵盖煤化学、化工原理、反应工程等内容的综合性学科。此门课程通过对煤化工产品开发的生产原理、生产方法、工艺计算、设计、操作条件及主要设备等的介绍,使学生具备煤化工专业的坚实基础,对煤化学工业的原料选择、工艺路线设计优化、典型单元操作及化工工艺的实现有深刻的认识和理解,具备对煤化工工艺流程进行分析、设计、改进及开发新工艺和新产品的能力,从而更好地服务于煤炭行业。淮北市是全国五大煤炭生产基地之一,地质储量100亿吨,远景储量350亿吨。2011年原煤产量达3373万吨,居全国第四位。淮北师范大学(以下简称“我校”)坐落在淮北市,发展煤化工专业有着得天独厚的地理优势。为了满足淮北及周边矿业集团对煤化工专业人才的需要,我校化学与材料科学学院在化学工程与工艺专业开设了《煤化工》专业必修课程。但是,在教学实践中作者发现学生对这门课程的学习疏于对课堂内容的理解和思考、学习兴趣不高。为了充分调动学生积极性和主观能动性,使我校学生在将来的工作岗位上更有竞争力,作者对《煤化工》课程的教学大纲、教学内容安排、教学方法和手段进行了一系列的探索和改革。
1.教学内容的相应调整
由于我校仅开设了煤化工课程,学生对煤化学相关的名词概念不了解,对于教学内容备感生疏。因此,我及时调整教学内容,制定适宜的教学大纲,首先穿插介绍一些煤化学相关内容,包括:煤的生成、煤的结构、煤岩学、煤的物理性质、煤的化学性质等内容。着重强调煤的分子结构理论,探究煤的结构与组成和性质之间的关联性,寻找组成和性质的变化规律。同时在教学中总结煤化学理论与煤化工的相关知识之间的联系,使学生对煤化工的相关知识有了深刻的认识,从而增强了对本课程的兴趣。其次是,对于煤化工课程的重点内容,如:煤焦化、煤的液化和煤的气化,做重点介绍。尤其对工艺原理,流程,以及设备装置的结构特点,结合图片和实例做细致具体讲述,使得学生对煤化工的重点知识有更加深刻的认识。既增加了学生学习的兴趣,又提高了其学习的积极性。
2.课堂教学方法多样化
考虑到三年级学生已经完成了对化学基础课程的学习,对于化学理论知识已经有了一定的认知。因此,在教学方法上,我将传统的以教师讲述为主的单一课堂教学模式,转变为讨论式、启发式的新型教学模式,让学生参与到课程的讨论中来。通过布置专业课题或就自己感兴趣的课题,让学生课下查阅相关资料,课上积极参与互动讨论,大胆提出自己的见解,突出学生的主体作用,发挥教师的导向作用,从而调动学生的学习积极性,提高学习效率,促进学生技能的全面提高。同时要强调的是,学生为查阅资料,准备材料花费了不少精力,教师须及时跟踪,认真批阅和讲评,从而提高学生的积极性。
3.充实并更新教材内容
现今,国际煤化工行业发展迅速,许多新技术、新成果不断被应用于生产之中。老的流程工艺逐渐被自动化程度更高的新工艺、新设备所取代。因此,在介绍教材上成熟老工艺流程的同时,要适当穿插与当今煤化学和煤化工发展前沿相关的内容,增加关于当今世界上的最新工艺、设备的讲述,使学生对当今新的工艺流程有更多的认识。因此对于教师而言,仅仅掌握教材上的内容是远远不够的,还需要时时跟踪当今煤化工发展的前沿理论,更好地充实自身理论水平,这样才能更好地激发学生学习的兴趣。另外,由于《煤化工》具有实践性较强的特点,教学过程中必须注意理论联系实际,把教学和实际生产过程有效结合起来,使学生既能在实践中加深对书本知识的理解,又能提高动脑、动手的能力。为此,根据学校周边厂矿企业生产实际,我们走访焦化厂,了解其生产工艺(备煤工艺,炼焦工艺,化产工艺,甲醇工艺,干熄焦工艺),并将具体生产工艺流程的相关知识增加到教学活动中,理论联系实际,使学生对实际工业生产有了更深刻的认知。既增加了学生的学习兴趣,又使学生对企业的生产流程有了更加清晰的认识,得到了用人单位的一致好评。
4.传统教学与多媒体教学相结合
煤化工课程内容涉及大量的设备图和工艺流程图,采用常规的板书,在黑板上画流程图耗时耗力,不能满足现代化教学的需要。此外,板书绘制的流程图为二维平面图,学生对设备构件的立体构型、工艺流程中原料和产品流向等没有完整的概念。学生理解起来非常吃力,教师讲授过程同样费力。引入多媒体教学可以有效地解决上述问题,实现教学目的。借助多媒体辅助教学软件,开发了煤化工多媒体辅助教学课件,尤其是工艺原理图、设备示意图,可以借助专业绘图软件直观、形象地向学生展现,可以帮助学生理解复杂的装置立体结构和工艺流程图,增加学生的学习兴趣及理解程度。此外,借助于网络上丰富的教学资源来充实课堂教学内容,在教学过程中根据具体需要,及时地向学生介绍国内外最新的煤化工生产工艺流程和技术等,并对国内外知名煤化工企业的最新动态、发展趋势需求等进行信息传递,使学生不仅加强和巩固了理论知识,增加了学习的积极性和主动性,而且提高了学生再就业环节中的适应能力和解决实际问题的能力,从而更好地服务于企业和社会。
总之,通过激发学生的学习兴趣、调整教学内容、结合煤化工研究的前沿理论、传统教学与多媒体教学相结合,能提高煤化工教学的质量,满足经济日益发展对创新型人才的需求。教师要想取得更好的教学效果,就要有创新意识和科研进取精神,不断完善教学内容,调整教学方式更好地为学生服务,提高教学质量。
参考文献:
[1]张香兰,王启宝.《煤化工工艺学》教学中问题启发式教学方法初探[J].化工时刊,2011,25(10):64.
[2]沈扑.《煤化工工艺学》课程的教改实践与探索[J].新课程研究,2010,177:37.
化工设计 课程联系 教学改革
近年来，化工设计课程在工科类院校受到越来越多的重视。2003年，化工教指委的《“化学工程与工艺”专业创新人才培养方案》中指出：工程设计在化工高等工程教育中具有重要地位和作用。通过化工设计，培养学生综合应用各方面的知识与技能，解决工程问题的能力。这表明化工设计作为实践教学环节，在化学工程与工艺专业的学生培养过程中具有重要地位。余国琮院士等多位专家在《面向21世纪“化学工程与工艺”专业人才培养方案》制定过程中也提出：要培养学生的创新能力，应该在科学引导的前提下，保证学生有充分的自学时间，以用来收集资料、思考问题。为此，新培养计划要求精简课程内容并采取现代化教学方法提高效率。化工设计过程本身就是一个创新过程，牵涉专业广泛，与国家政策、企业行业标准、环境保护等各个领域都密切相关，学生需要运用自己对专业理论的理解，结合实践课程内容来解决实际问题。因此，对于化工设计课程，在教学过程中应充分强调其与其他课程之间的联系，并引导学生独立学习，尽量规范地完成设计工作。
一、加强化工设计与理论课程的联系
化工设计的先修课程涉及到多门基础理论课，包括物理化学、化工原理、化工热力学、化工分离工程和反应工程等，还包括一些工艺学课程，其中的专业基础知识用于分析具体工艺过程，对各类设备设计计算和选型。从设备选型、工艺计算到图纸设计也是专业课程内容的升华。
对学生而言，进行某一工艺过程的流程设计、物料衡算、设备选型等工作时，需要能正确地运用专业知识，设计的不同阶段会出现很多问题。例如，反应途径选择，目的产物及副产品的分离方式、分离顺序确定，化工体系的计算方法，相应物性数据的获取，设备选型等，这些内容又与专业课程有密切的联系。在化工设计开始之后，再让学生回顾之前的学习内容是比较困难的，往往需要教师重复讲解知识点和计算实例，增加了指导难度，也会浪费时间。因此，需要专业理论课程授课时就提前向学生说明相关知识点与化工设计之间的联系。一方面，这要求授课教师既要理解基础理论，还要理解化工设计的内容，并合理地将二者结合；另一方面，让学生了解到所学内容在化工设计中应用，增强学习目的性，激发学习兴趣。换句话说，将化工设计与专业理论课程相联系，对化工设计和理论课本身都有益处。
二、加强化工设计与生产实习的联系
化工设计是对具体的化工工艺过程进行设计分析的过程，是理论联系实际最主要的通道，生产实习作为学生接触实际装置最直接的途径，必须强调二者之间的联系。
目前，本科生在化工设计过程中，普遍表现出工程意识的缺乏，很少参考教材以外的资料。只有通过生产实习到现场了解实际情况，有直观的认识和切身的体验，才能在设计中加以运用。化工设计应该安排在生产实习之后进行，这有利于学生做设计时联系现场的装置。因此，有必要让学生带着一些具体的任务进行生产实习。例如，画出管道仪表流程图；了解各种设备、原料来源、产品规格、公用工程等；了解“三废”处理、节能措施等，这一过程也是学习思考的过程。经历这样的实习之后，学生对装置有了直观的认识，对书本上的理论有了更深的理解，这样完成理论与实践相互促进、交叉进行的学习过程，是十分有益的。
当然，工程意识的培养不是短期能够完成的，需要长期锻炼和经验积累，对于本科学生来说，大部分概念来自于指导教师，所以对教师进行培训、增加工程经历十分必要。
三、加强化工设计的规范性
化工设计是一门理论与实践结合很强的课程，要求指导教师不仅具备专业理论知识，还要有一定的现场实践经验。为此必须对化工设计指导教师进行相应的培训，可以到设计院等单位进修并参与实际设计工作，积累设计经验；同时及时了解行业内最新的设计规范和设计标准，用于指导学生，具有重要意义。
通常化工设计结束后，学生要上交设计计算书、管道仪表流程图、车间设备平立面布置图等，这需要制定统一的格式规范，有助学生建立规范意识。例如，化工装置的设计文件应参照《化工厂初步设计文件内容深度规定》HG/T20688-2000、《管道仪表流程图设计规定》HG20559-93、《石油化工企业总体布置设计规范》SH/T3032-2002、《化工装置管道布置设计规定》HG/T20549-98、《石油化工管道布置设计通则》SH3012-2000等相关技术标准规范进行编制。此外，尽管化工专业的本科生在化工设计中对公用工程、环境保护等问题涉及较浅，也应该让学生了解相关的行业规范，建立规范意识。
四、改革指导方式，鼓励学生交流
化工设计完成的好坏，与教师的指导有很大关系。指导教师要不断改革指导方式，设法引导学生思考并完成理论与实践相结合的过程，还要注意培养学生的创新能力，鼓励学生提出自己的想法，并在设计过程加以合理体现。
化工设计不同于一般的理论课，着重培养学生分析和解决实际工程问题的能力，培养工程素质、团队意识和创新精神，在设计过程中，应该鼓励学生进行讨论。指导教师引导学生交流可以采用多种形式，例如，按照不同的观点分组讨论；让学生推举代表，上讲台讲解；对同一题目进行不同方案比较或经济评价，拓宽设计思路，引导学生做更深入的思考等等。总之，应该对提出独特见解的学生加以鼓励，对设计中出现的问题予以归纳总结，不断提高指导能力。
在设计手段上，逐步引入化工绘图软件、工艺设计软件，参照华南地区高校的竞赛模式，鼓励学生用计算机辅助完成设计任务，激发学生的创造性。设计最后环节经常被忽视，大多数学生对关键知识点的理解及自己发现的问题疏于总结，对此教师可以给出具体要求，促使学生写出设计体会和总结。各届学生可以把经验介绍给下一届，使化工设计课程具备延续性、不断进步，从而提高设计效果。
五、结语
总之，随着化工设计课程在化学工程与工艺专业学生培养过程中越来越重要，一方面，我们要加强化工设计与专业理论课程之间的联系，使学生尽早建立设计理念，有意识地增强工程意识，使设计过程更加顺利；另一方面，也要加强化工设计与生产实习之间的联系，能使学生更好地理解实际装置及设备的布置特点，把理论与实践更好地结合起来，增强设计兴趣。指导教师要加强自身的工程经验，改进指导方式，引导学生主动思考、积极交流，有效地提高设计效果。
参考文献：
[1]余国琮，李士雨.“化学工程与工艺”专业创新人才培养方案的制定与实践[J].天津大学学报（社会科学版）,2004，6（1）：1-5.
一、工艺流程题的结构和特点
1.工艺流程题的结构
工艺流程题的结构大致可以分为三部分。题头一般是简单介绍该工艺生产的原材料和生产的目的；题干部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来；题尾主要是根据生产过程中涉及到的化学知识设置系列问题。由此构成一道完整的化学试题。
2.工艺流程题特点
一是试题新颖且信息含量大，能较好考查学生的自学能力，如阅读提炼信息能力和资料的收集处理能力。二是试题源于生产实际，以解决化学实际问题作思路进行设问，设置情境真实，能较好地培养学生理论联系实际、学以致用的学习观；三是试题内容丰富，涉及的化学基础知识、基本技能较宽，不仅能考查学生对双基知识的掌握情况，还考察学生应用双基知识解决化工生产中有关问题的迁移推理能力。
二、化学工艺流程题的分类
从高考角度来看，大致可以有以下的分类。以生产过程中主要可分为原材料转化工艺流程题（如侯德榜制碱法）、产品除杂提纯工艺流程题（如海水纯化工艺流程题）、电解工艺流程题（如电解法制取铝）和资源、能源综合利用工艺生产流程题等。
三、化学工艺流程题解题方法
1.首尾分析法
对一些线型流程工艺（用简图可以表示为ABC）试题，首先分析生产流程示意图中的原材料与产品，找出原料与产品之间的转化关系，弄清生产流程过程中原料转化为产品的基本原理和除杂分离提纯产品的化工工艺，然后再结合题设的问题，逐一推敲解答。以用硫铁矿（主要成分为FeS2）来生产硫酸为例，在定量转化关系上有FeS2～2H2SO4。2011高考上海卷第27题、2011高考天津卷第9题等既是该类型。
2.化整为零法
对于用同样的原材料生产多种产品（包括副产品）的工艺流程题，用简图可以表示为
对于此类试题可以逐个分析总流程图中的分流程图，如此更容易找到解题的切入点。如2011高考山东卷第30题、2011高考广东卷第32题等。
3.交叉分析法
有些化工生产选用多组原材料，事先合成一种或几种中间产品，再用这一中间产品与部分其它原材料生产所需的主流产品。用简图可以表示为
以这种工艺生产方式设计的工艺流程题，为了便于分析掌握生产流程的原理，最简单的方法，就是将提供的工艺流程示意图画分成几条生产流水线，上下交叉分析。2011高考福建卷第24题、2011江苏卷第16题均为该类型。
4.“瞻前顾后”分析法
有些化工生产，为了充分利用原料，变废为宝，设计的生产流水线除了主要考虑将原料转化为产品外，同时还要考虑将生产过程的副产品转化为原料的循环生产工艺。用简图可以表示为
解答这种类型题，用“瞻前顾后”分析法。瞻前顾后分析法，指分析工艺生产流程时，主要考虑原料转化为的产品（瞻前），同时也要考虑原料的充分利用和再生产问题（顾后）。2011高考安徽卷第27题、2011高考四川卷、第29题即为此类题型。
四、化学工艺流程题常考知识点
1.原料预处理阶段的常见考点：①溶解 浸出（酸浸、碱浸） ②加快反应速率（固体粉碎常见）③灼烧、焙烧、煅烧④反应条件控制
2.中间物质分离提纯阶段的常见考点：
⑴化学方法除杂分离：①调pH除杂（尤其以Fe3+为常见） ②试剂除杂（多为酸、碱）等
⑵物理方法除杂分离：③过滤④萃取⑤蒸馏等
3.获得产品阶段的常见考点
①洗涤（冰水、热水――考虑到物质的溶解度）②蒸发（反应时的气体氛围――如防止氧化；抑制水解）③蒸发浓缩、冷却结晶④蒸发结晶、趁热过滤⑤重结晶
4.其他常见考点
①化学、离子方程式 （氧化还原反应）②实验仪器（玻璃棒、容量瓶、滴定管、分液漏斗等）③计算以及误差分析④实验安全（浓硫酸的稀释、防倒吸、可燃性气体的点燃等）
关键词：污水处理；AAO工艺；节能；降耗
中图分类号：X703.1 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）10-0022-01
1 生物脱氮除磷原理及应用评价
污水处理过程中，生物脱氮的完成主要经过了三个阶段：氨化作用、硝化作用和反硝化作用，三个阶段具体过程如下：第一，好氧条件下，通过氨化菌将污水中的蛋白氮、有机氮转化为氨氮，这一阶段称为氨化作用；第二，氨氮在硝酸菌的作用下又转化为硝酸盐氮，这一阶段称为硝化作用；第三，缺氧条件下，通过反硝化菌，硝酸盐氮又变成氨气，从污水中冒出来，这一阶段成为缺氧反硝化作用。
AA0工艺在脱氮除磷和去除有机物方面具有一定优势，尤其是在处理高浓度生活污水和工业废水方面效果更为显著，在低温、恶劣条件下，仍然可以保持稳定工作状态，不足之处在于此工艺有效发挥作用对C源要求较高，否则在脱氮和除磷之间就会产生严重的碳源矛盾，为了有效解决这一矛盾，当前主要做法是通过改进AA0工艺得到倒置AA0工艺，采用亮点进水方式，有效减少初沉池停留时间，并且增加进水碳源有机物，促使C源不足问题得以初步解决。此工艺的优点是操作简洁、投资少、能耗低、运行状态稳定，是城市污水处理厂常用处理工艺之一。
2 城市污水处理系统的控制
当前，在城市污水处理方面采用的运行控制技术是反馈和前馈控制，如图1所示。反馈控制基本流程是科学控制系统设置值和实际值之间的偏差，从而实现有效控制变量的改变，最终消除偏差。前馈控制流程是通过科学测定干扰，灵活调整控制变量，消除干扰对污水处理过程产生的影响。实践证明两种控制技术都能够在城市污水处理方面产生良好效果。与前馈控制相比，反馈控制优点更为突出，在实践中应用也较为广泛。
3 AAO工艺节能降耗过程
AAO工艺污水处理过程中，DO、内回流比R，外回流比R、泥龄SRT、水温以及PH值等都会对脱氮除磷效果产生影响。污水处理过程中耗能较大的环节是回流和好氧段曝气。污水处理过程中如果水质得到保证，则可以以入水量和水质作为参考，对各个方面进行综合考虑，包括：工艺构型、处理单元性能、硬件条件等，从而优化整个工艺流程和提高AAO工艺运行的精度，反应池的生态环境才能够达到最佳状态。污水处理过程在精确的曝气和回流作用下，需氧量和回流量大大减少，在出水量达标的情况下，运行效率可以得到大幅度提高，从而实现节能减耗。
AAO工艺污水效果主要通过三个变量来控制，分别为：外回流量、内回流量和溶解氧设定值，三个变量都可以通过进水负荷的调整得到科学控制。在实际污水处理过程中，氨氮浓度测量工作比较容易开展，并且同一污水处理厂进水氨氮总量较为稳定，因此，进水氨氮负荷可以反映出总的氮负荷。由此可见，前馈控制中AAO工艺的各项运行参数可以通过COD负荷、氨氮负荷以及两者的比值进行科学调整。
4 控制策略的实际应用
污水厂污水处理过程中采用前馈―反馈控制系统，运用上述策略科学控制AAO工艺运行过程，发挥AAO工脱氮除磷的最佳效果，既能够确保污水处理水质，又能够充分降低能耗。实践证明，采用污水处理厂前馈―反馈控制系统污水处理水质，可以有效保证出水的水质质量，具有显著的社会效益和经济效益。除了出水的含磷量较高，需要进行化学除磷之外，污水总含氮量可达到排放标准。因此，在污水处理过程中，一旦进水负荷发生变化，就可以实现供气量的科学调节和控制，并且能够保持较稳定的氧浓度，加上适时调节曝气量能够降低动力消耗，因此，最终可以达到节能降耗的目的。
5 结语
综上所述，AAO工艺节能降耗技术在在污水处理中发挥着重要作用，促使污水处理厂提高水质的同时，还获得了巨大经济效益，具有较好的推广价值。随着科学技术的发展，更多新型的污水处理工艺将会出现，与AAO工艺结合使用就会获得更好的污水处理效果。
参考文献
[1]崔晨，王伯铎，张秋菊.污水生物脱氮除磷新工艺的研究[J].地下水，2011（02）.
摘要：从习近平总书记文艺工作座谈会讲话的“三结合”思想入手，即通过讨论其文艺观中世界主义文化视野与民族文化复兴梦想的结合、人民主义文艺观和社会主义核心价值观的结合、党的战略性领导与文艺工作自主性的结合，透视其文艺思想宏阔的哲学视域、政治远见及新时期文艺战略方针，以期为文学创作和理论建构提供参考。
关键词：“三结合”;习近平;文艺思想;政治哲学;文艺战略
2014年10月14日，习近平总书记于北京组织召开了文艺工作座谈会，并在会上做了重要讲话。他以高瞻远瞩的政治视野和卓越的战略眼光展开对新时期文艺工作性质和目标的部署，为当下文化与文艺工作的发展提供了思想资源、智力支持和实践指南。讲话以国际视野和民族情怀为背景，以文艺传统与现实为基础，以责任与目标为指向，从当前文艺工作的历史使命、时代需求、创作导向、价值内涵、行动方针五个方面全面阐释了习近平新时期文艺思想体系，打造了以政治哲学为底蕴、文艺战略为措施的，兼具历史感与现实性、结合国际视野与民族精神的，充分体现文艺时代内涵的理论体系。该思想继承了毛泽东、邓小平等老一辈革命家对文艺工作的指导性意见，并在实现中华民族伟大复兴的高度上发展了前者的内涵，赋予其新的时代内容和现实指导意义，是新时期文艺思想领域的又一次理论飞跃。讲话以其丰富的内容和深邃的内涵铺展横贯东西的视野、纵贯历史的豪迈，有激励使命的梦想、改进现实的责任，更有为人民倾心奉献的执着和价值观的引领构建。可以说，习近平总书记的文艺思想有效地实现了三个“结合”，即世界主义文化视野与民族文化复兴梦想的结合、人民主义文艺观和社会主义核心价值观的结合、党的战略性领导与文艺工作自主性的结合。从这三个方面对习近平总书记文艺思想做宏观式解读，有助于深入学习讲话精神、进一步发展社会主义文艺。
一、世界主义文化视野与民族文化复兴梦想的结合:宏阔的政治哲学视野
习近平文艺工作座谈会讲话展现的文艺思想绝非单一维度的文艺理论方针和策略，更非狭义的学理层面的理论构建，而是面对复杂多变的国际政治与文化语境，以全新的政治眼光和宽广的哲学视野对当前中国文艺工作发展方向的把控。国家的发展除了依靠经济、科技、军事、国防等物质性力量，更要依赖文化、文艺等精神力量。对历经近代历史沧桑巨变的中国来说，闭关锁国不行，盲目西化更不行。当代中国的世界性地位靠的既不是穷兵黩武，更不是文化霸权。中华文化的巨大包容性曾经并正在践行着与世界文明的交流、互鉴，以独立自主而又涵养万物的姿态融入世界文化大潮中，以中华文明的独特魅力感染和吸引着世界各国文明。作为三大古老文明体系之一，中华文化不仅早已成为世界文明百花园中的一朵奇葩，更以其融合性和对话性实现与西方文明的互补和共建。中华文化本身就是一种世界性的文化，它既推展普适性的道德伦理，又彰显差异性的思想意义。中华文明曾经书写人类文明历史的辉煌，如今正以世界性的姿态和担当成就复兴民族文化的重任。习近平总书记在讲话中点明了文艺工作的政治性质和哲学功用，并强化了文学艺术对加快中华民族现代化进程、推进与世界各国交流的重要作用:“人类文明是世界各国人民创造的，而中华文明历史悠久、源远流长，不仅为中华民族提供了丰厚滋养，而且为世界文明贡献了华彩篇章［1］。”从儒家的“仁爱”思想塑造的世界性伦理到近现代的白话文改革和现代文学的兴起，中国文艺成就了中国文化的世界性情怀。从全球文化和文艺的流动来看，无论是丝绸之路开启的东学西渐还是近代以来的西学东渐，中华文明和中国文艺非但未被西方话语吞没，反而感染并影响着西方文明体系的改革，平衡甚至改变世界文明的格局和进程。从这个意义上来讲，中华民族秉承的文化传统从未被削弱，而是面临再次崛起和复兴。中华民族的伟大复兴紧紧依靠中华文化的伟大复兴。这不仅是中国面对变革中的世界屹立不倒的必然选择，也是中国实现全面现代化的必由之路。建设中国特色的社会主义需要中华文化的复兴和启蒙。中华民族具有强大的创造力、培育共同情感和价值、共同理想和精神的能力［1］。中华文化内在的道德诉求、情感培育和审美情怀不仅是塑造中国精神的强大能源和动力，是实现中华民族伟大复兴的基础和支持，也是打造开放的中国、世界性中国的前提保障。文艺作为时代的先锋，最能“感时代之脉搏、和时代之要求”，代表时代风貌、引领时代风气、构筑时代精神。无论是欧洲文艺复兴巨人们开启的人类思想之解放，还是我国先秦诸子成就的百家争鸣之恢宏文化气象，抑或启蒙运动和现代主义思潮缔造的人类文明新篇章，无一不见证着文艺对人类社会的巨大影响:发端于文艺的社会思潮参与甚至改变历史进程。中华民族文化的复兴重点在构建“中国精神”———使中国人民能够克服千难万险、历经世界风云变幻始终屹立不倒的向心力和凝聚力。“中国精神”是中国这个古老而伟大的民族一脉相传的精神气质和民族气节，是以爱国主义为核心的价值观体系。当前文艺创作更要以弘扬“中国精神”为主旋律，改变“萎靡”“浮躁”的创作风气，为构建社会主义精神大厦添砖加瓦。在复兴中华文化、发扬时代精神的目标指引下，习近平总书记对文艺工作提出两点要求:一是打造精品。二是不断创新。精品之“精”首先在于思想的精深，即传播当代中国价值观、体现中华文化精神、反映中国人审美追求，思想性、艺术性、观赏性统一的作品;精品要对人生观有塑性作用，反映生活真谛，实现世界性的交流对话。其次，“精”还体现在艺术精湛、制作精良。时下，在艺术的创作、传播和研究领域均不同程度地存在格调低下、价值观扭曲的倾向，更有浮夸、奢靡之风。端正态度、摆正心态，贯彻为人民服务的宗旨是文艺工作者耐得住寂寞、精益求精的思想基础［2］。文化繁荣发展的关键在于创新。在创新中继承和发扬传统，艺术才有长久的生命力。创新是观念和手段的结合，是在反映时代精神的前提下艺术个性化的表现。要将时代内容、多彩形式和高尚胸襟紧密结合，实现价值引导、精神引领、审美启迪。繁荣文艺、推动创新不仅依靠文艺领军人物和德艺双馨的艺术家，更要把社会责任感和正确的道德观作为创作的指向。引导和团结新生艺术群体，使之成为繁荣社会主义文艺的有生力量。
二、人民主义文艺观和社会主义核心价值观的结合:战略性文艺眼光
习近平总书记的文艺思想是马克思文艺观的当代阐释，充分展现了文艺服务人民的战略眼光，为提高文艺品味、实现文艺为人民服务的价值提供了思想保障［3］。它在继承马恩文艺思想的基础上，对当前文艺工作的性质、功用作了辩证的、历史的阐发，构建了人民主义文艺观，提出“人民需要文艺、文艺需要人民”的论断。更为重要的是，习近平强调，社会主义文艺必须要培育和弘扬社会主义核心价值观，凸显并强化爱国主义精神、传递真善美的价值导向。社会文艺存在的前提是人民的生活与实践。中国社会主义文艺的主体是人民，即中国历史与现实的缔造者［4］。文艺必须也只能反映人民的伟大实践才是正确的、有生命力的。当前，中华儿女正在为实现中华民族复兴的强国梦努力奋斗着，他们正书写着前所未有的历史，锐意进取、励精图治、开辟崭新的实践领域，以更独立、更优秀的形象屹立于世界民族之林。这一伟大历史进程呼唤人民文艺的记录和表现，因此，在这个历史高度上，亟须社会主义文艺的“人民性”构建其本质、导引其方向。人民是文艺的主体，意为人民是文艺表现的主体、评判者和鉴赏人，所以，文艺必须以服务具体的、活生生的人为目的，要以人民的精神文化需求为创作指向，表现人民的情感、生活、思想。文艺具有独特的认识属性，反映现实，并具有实践意向。习近平总书记强调，文艺作为特殊的意识形态，对促进“两个文明”建设具有不可或缺的作用。建设社会主义物质文明必须要有精神文明作为保障;人民文艺承担着不断提升人民精神生活水平的任务，时代需要高品质、高品位和高风格的文艺作品。同时，中国要以更加开放的姿态迎接与世界各国的交流互动也需要借助文艺的力量:推介中国文化、传播中国精神、展现时代风貌，实现中华文化的世界性播撒，以更卓越的姿态展现于世界人民面前。从文艺自身发展规律来看，“人民性”是社会主义文艺的动力源和方向盘。从创作素材、表现主体、美学旨趣、发展动力、艺术价值、社会效应、创新实践、思想导向等方面，习近平文艺思想阐述了文艺“人民性”的内涵。人民和人民生活是文艺表现的主体和主题，宏阔的社会生活是文艺工作者创作源源不绝的素材库。社会主义文艺要植根现实生活、紧跟时代潮流，才能发展繁荣;只有顺应人民意愿、反映人民关切，才能充满活力。社会主义文艺应秉持“以人民好恶为好恶、以人民美丑为美丑”的美学观，在人民的生活与实践中挖掘、塑造和提升美的事物、美的观念、美的情怀，积累正能量、构建新理想、宣传“中国梦”。判断文学艺术品价值的主体和标准都是人民:为谁书写、怎样书写的问题决定着文艺作品的价值和效应。扎根人民生活才能合理指导创新，走进人民生活才能创作出艺术精品。文艺创作要合理表现、积极引导、路线正确，要打击假恶丑，更要塑造真善美;既要放眼世界之先进，又要表现民族之独特。要充分发挥文艺在社会主义建设和实现强国梦中的作用，必须强化它的意识形态功能，而不是削弱或淡化它的价值属性。习近平总书记以“三个弘扬”“两个借鉴”全面论证了当前文艺工作必须承载和传扬的价值观内涵。“三个弘扬”分别为“弘扬爱国主义的核心价值观”“弘扬真善美的永恒价值”“弘扬中华优秀文化传统”，三者共同作用于达成“中国精神”的历史绵延性和现实指导意义。社会主义文艺作为建设精神文明的重要平台，必须有效推进社会主义核心价值观在全民族范围的广泛传播。充分发挥文艺作品感人、化人的作用，使全社会全民族共同践行社会主义核心价值观，提升民族精神文化素质和道德修养，推动社会主义建设全面发展。文艺对价值观的塑造和弘扬不能脱离“艺术性”和对真善美的追求，要以艺术的形式、贴近人民的方式表现当代中国精神［5］。要借鉴中华优秀文化和世界优秀文艺，前者为当代文艺发展提供了动力源，后者赋予中国文艺以丰富性和多元色彩。中华传统文艺不仅内在地涵养着流传至今的道德理念、伦理价值，更充满隽永的美学精神。中华文明历来推崇爱国、复礼、精诚、守信等民族核心价值，并且始终以缔造真善美的精神境界和文艺品格为创作的目标和评判标准。有建设中国特色社会主义新时期，文艺必须适应开放的国际政治环境、多元的世界文化语境。当代中国文艺的发展是民族文艺和世界文艺的融合和互动，在发扬中华文明悠久文化的同时，吸收不同民族文明的当代成果，从而形成固本培元和枝繁叶茂并行不悖的态势。
三、党的统一领导与文艺自主性的结合:辩证唯物主义的工作方针
党对文艺工作的领导方针是建设文化社会主义和社会主义文艺发展的内在要求。文艺工作是党的重要工作内容，承载着传播马克思主义、巩固社会主义意识形态、弘扬中国精神等战略任务。当前，我们国家正在党的领导下全面开展中国特色社会主义建设、朝着实现中华民族伟大复兴的目标努力迈进，而愈发开放和复杂的国际环境给中国文艺带来更多的挑战和考验。在当前的形势下，中国文艺要健康持久地发展，必须要强化党性、人民性，保证发展过程中不变性、不变色，在坚持党的路线基础上，充分发挥文艺工作的自身规律，推动文化事业发展繁荣、更快更好地建设社会主义文化强国。中华人民共和国成立以来，我国一直实行“二为”的文艺方向和“双百”的文艺方针。党的文艺方针政策不仅代表着先进文化发展的方向，符合文艺繁荣发展的客观需求［6］，而且是建设社会主义文化必须坚持的路线，是提高文化自信力和自觉性的基本原则。习近平总书记在《讲话》中强调，党对文艺工作的领导要与时俱进，要深入贯彻辩证唯物主义和历史唯物主义的工作方针。既要针对人民群众发展了的新需求、文艺自身形态的新变化，深化改革、完善政策、健全体制，又要提升党的执政能力的战略高度，把文艺工作纳入重要议事日程，加强宏观指导，把好文艺方向，提高创作生产的组织化程度，防止把文艺创作生产完全交由市场调节的倾向［7］。各级政府要把文艺事业纳入经济社会发展总体规划，纳入考核评价体系，落实中央支持文艺发展的政策，制定本地支持文艺发展具体措施，不断加大文艺事业投入力度。各级党委宣传部门要发挥统筹指导作用，充分调动各方面力量做好文艺工作，形成党委统一领导，宣传部门牵头，文化、教育、新闻出版广电、文联、作协等部门和团体协同推进，社会各方面积极参与的文艺工作新格局。重视和加强文艺工作建设必须要尊重和遵循文艺自身规律，充分发挥其自主性和能动性，强化文艺学、文艺批评等学科对于文艺工作健康良好发展的批评研究作用［8］。社会主义文艺领域的观念、理论、思潮的演变和发展不仅关乎文艺自身的形态和性质，更是党的文艺方针政策的基本原则和核心内容。因此，要树立为人民创作的观念，以马克思主义理论为指导，继承创新中国古代文艺批评理论优秀遗产，批判借鉴现代西方文艺理论，运用历史的、人民的、艺术的、美学的观点评判和鉴赏作品，引导文艺创作与创新。尊重艺术规律，尊重艺术创作和艺术人才，发扬艺术民主和学术民主，真正形成“百家争鸣、百花齐放”的文化和学术氛围，着力打造精品、激励创新、促进艺术人才的涌现。文艺工作者要严格自律，以弘扬社会主义核心价值观为创作指向、弘扬中华优秀传统文化为己任，切实开展全民族范围的文化复兴工程。习近平总书记在文艺工作座谈会上的讲话标志着中国文艺发展新时期的到来。它不仅是当前文艺工作的总体部署和方向指南，而且其中蕴含着深邃的文艺思想，对激励肩负民族复兴重任的中国人民重建文化自觉与自信，充分开掘中华文化优秀传统，与时俱进、锐意进取，再创民族文化新纪元，具有重要指导意义。
关键词:热网控制系统，PLC，Simulink系统仿真
北方冬季持续时间较长，供暖是人民生活中不可或缺的一部分，是营造和谐稳定、舒适幸福社会氛围的基础。其热网供热不稳定，能源利用效率低等问题对热网温度控制系统发起了新的挑战。同时伴随房地产业的逐步兴起，城市房屋建设规模也随之扩大，使得对城市热网供热的需求也不断增加，针对我国能源结构的调整，对城市供暖能源利用提出新的要求，使得集中供热方式已成为城市供热形式的主流。城市供热需求多，分布集中，采取集中热源供热，可有效提升能源利用率，改善传统分布式锅炉房供热对环境的污染问题，减轻大气污染。为使热网供热稳定，采用PLC可编程逻辑控制器作为控制器，便于人工科学管理，提升工业稳定性;应用PID算法减小偏差，可根据室内外温差自动调整热网温度变化，提高热网系统自动化程度。
1城市热网工艺分析
城市集中供热系统由热源、热网和用户三部分组成，热网系统工艺流程图如图1所示。划分为温控区和供热区，涉及到供热站、换热站、供水站、监控站和热网用户等站点。其中供热站为热源，集中热源主要为热电站和区域性锅炉房，或采用热电联合集中供热，为一次管网提供热源以满足二次管网供暖所需。热源将载热介质输送至一次管网，载热介质可以为高温热蒸汽或高温热水，管网网道设置有传感器组，包括压力变送器、流量传感器和温度检测器等测量检测元件，通过供热阀调节管网内载热介质流量，载热介质经过供热阀后流入换热器。换热器位于换热站内用于载热介质与二次工艺介质的热量交换，经加热后的工艺介质进入二次管网，经高压泵加压后送入千家万户。供水站对换热站进行工艺介质的补充与泄流，维持管内压力恒定与供热稳定。监控站负责整个热网系统信息采集和实时监控，实现较好的热供应温度控制。该供热工艺中所用阀门均设有人工操作开关，在断电或系统故障时可人工调节热网供热，避免故障的发生，提升供热安全性。
2热网温度控制系统设计
2．1控制系统分析
针对于城市集中供热系统，与用户相关联的是二次管网，用户室内温度均衡、供热恒定、可随室外温度变化而自动调整成为城市热网能否持续发展面临的首要解决问题。可依据二次管网供、回水平均温度来解决，假设在室外温度恒定且供热用户的室内温度相同，则各个换热站的二次管网供、回水平均温度近似相同，这样就可保证热网系统在同一水温调节曲线下进行供暖，二次管网供、回水温度之间要维持一定量的关系式，满足水温调节曲线。热源为热电厂发电过程中所使用热蒸汽经冷凝后的热水，可实现热量的二次利用，能源利用效率较高，满足国家对未来企业绿色发展的要求，但其不足之处就是热源总供热量有限。同时，根据热网工艺分析可知，工艺介质出口温度与工艺介质入口温度、工艺介质流量、载热体入口温度、载热体流量有关，但工艺介质入口温度、工艺介质流量、载热体入口温度为可测不可控因素，因此在设计控制系统时，以工艺介质出口温度为被控量，载热介质流量为控制量的控制系统，通过控制一次管网流量，在总热量一定情况下使热量分配均匀，满足供热用户所需。其工作原理是当室内温度低于设定值时，或系统供热量低于供热需求，应立即调大一次管网电动调节阀的开度，使系统热流量增加，进而提升一次管网热量，达到间接促进二次管网温度升高的目的。
2．2控制方案选择
根据热网控制系统分析，对于热网控制系统对二次侧温度控制有两种控制方案。方案一:在一次管网供回水流量与压强不变的情况下，根据室内、外温差与供热需求的变化，调整热源，即调节总供热量;方案二:在总热量不变的情况下，根据室内、外温差与供热需求的变化，调整一次管网供水流量，二次管网温度随着一次管网流量的增大而升高。方案二适用于总热量不变或总热量无法干预条件下使用，当热负荷较大时，增加一次管网供水管调节阀开度，当热负荷较小时，减小一次管网供水管调节阀开度，控制系统方框图如图2所示。方案二较方案一更节能，可实现能源的重复利用，降低热网企业工业成本。
2．3PLC选型及其分析
城市热网供热温度控制系统采用西门子S7-200系列PLC，CPU224XP，集成14输入/10输出共24个数字量I/O点，2输入/1输出共3个模拟量I/O点，可连接7个扩展模块，具有较强的通讯能力，工业环境下稳定性高。该控制系统中涉及到三台高压泵的开关，二次管网供回水电磁阀的调节，一次管网供水调节阀的开度和回水阀的调节，供水管道供水阀与泄流阀的调节，检测元件的数据传输，CPU224XP可满足其工业需求，无需外扩模块。其I/O分配表如表1所示。
3Simulink系统仿真
热网温度控制系统可通过Simulink建立仿真模型，用数学模型代替实际生产控制系统，对控制系统进行研究，可进行PID参数的整定，更为直观地观察控制效果以及参数改变对温度曲线变化的影响。根据热平衡方程式和传热方程分析，在传热面积一定时，工艺介质出口温度可通过控制载热体流量来实现。将载热体流量设为控制参数，工艺介质出口温度设为被控参数，实现对热网温度控制系统的模型搭建。假设载热体压力变化不大，热源总热量波动不大，根据实验分析可知，载热体动态特性方程为:G1(s)=8e－1s20s+1，G2(s)=216s+1，对系统施加扰动信号，扰动通道传递函数为:Gf(s)=18(9s+1)(18s+1)，系统采用前馈—反馈控制系统，对其施加幅值为1的随机扰动，给定信号为10，采用PID调节器进行温度控制，前馈—反馈控制系统的仿真框图如图3所示。PID控制器输出表达式u(t)=Kpe+Ki∫0tedt+Kddedt，通过对PID参数调节，观察系统阶跃响应曲线变化，最终确定整定结果为Kp为3，Ki为0．5，Kd为15，前馈—反馈控制系统响应图如图4所示。热网前馈—反馈温度控制系统阶跃响应曲线为①号波形，在扰动作用下不断调整，通过PLC运行PID算法，减小测量值与给定值的偏差，②号波形为随机扰动波形，③号波形为系统阶跃给定波形。经PID整定后波形分析，整定后系统相较于整定前阶跃响应上升时间减少，超调量缩小，调节时间减小，满足工艺要求。
关键词：污水除磷；除磷菌；生物化学协同除磷；磷回收
中图分类号 X703.1 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）07-84-03
污染物随污水排入自然水体后，污染物的浓度会经过物理、化学与生物化学的作用而总量减少，受污染的水体会部分或完全恢复原状，水体的这种能力被称为自净容量。当排入水体的氮、磷及有机物等污染物超过其容纳能力时，受纳水体就会发生富营养化或者变黑发臭，使得水体中藻类等水生生物过度生长，进而导致受纳水体失去相应功能。从2013年中国环境状况公报看，富营养化依然是我国水环境，尤其是湖泊和水库严重的污染问题[1]，有至少45%的国家重点湖泊和水库受到了不同程度的污染，而总磷（Total phosphorus，TP）正是这些水体的主要污染指标之一。另外，当水中磷含量不足时，藻类对磷的需求不能通过相关微生物来补充，因而藻类对磷的需求往往更为重要，磷对藻类生长能力的限制性更为明显，磷就成为了限制藻类疯狂生长的最关键因素。
磷是一种不可再生资源，其提取来源于磷矿石，主要通过化肥施用以及生物的代谢作用回到地壳中。经预测，按照现在的磷资源开发速度，若干年后磷资源缺乏将会影响人类正常的生产生活，因此磷资源回收变得越来越重要。从污水处理中回收磷是一种“变废为宝”的有效形式，既可以有效减轻水体富营养化，又缓解了逐渐缺乏的磷资源。
1 污水除磷工艺与方法
1.1 介质吸附法 介质吸附法除磷是利用某些多孔或大比表面的固体物质对水中磷酸根离子的吸附亲和力，来实现对废水的除磷过程。吸附除磷的反应过程包括吸附介质的物理吸附、以离子交换为主要表现形式的化学吸附以及含磷颗粒在重力的作用下在吸附介质表面的沉积过程。吸附剂主要分为天然吸附剂和人工合成吸附剂，天然吸附剂通常是通过物理吸附方式除磷，而人工合成的高效吸附剂在固体表面针对特定物质或离子制造了特性吸附和离子交换层，主要通过化学吸附方式去除磷[2]。常用的天然吸附剂主要有粉煤灰、钢渣、海泡石、沸石、膨润土以及凹凸棒石等。人工合成吸附材料针对的多种金属的氧化物或其对应的盐类进行研究，经过测试，吸附剂的吸附除磷性能通常受反应温度、金属盐溶液的组成以及沉淀滤出物等因素的影响。吸附法除磷工艺较为简单，运行可靠，但由于人工合成的吸附介质通常价格昂贵，天然吸附剂又由于易老化导致吸附性能降低较快等原因，导致吸附法除磷很难投入到大规模的生产规模之中，因此通常作为生物除磷法的必要补充，也可以作为含磷量较低污水的单独除磷手段。
1.2 化学沉淀法除磷 化学沉淀法除磷的原理是某些金属阳离子（Fe2+，Fe3+和Al3+等）和磷酸根进行化学反应，可以生成不溶于水的沉淀，从而使化学反应不断向生成物方向进行。其基本化学反应式（以铝盐为例）如下：
再通过静置沉淀或者过滤等方法使磷泥和污水分离，最终达到去除水体中磷的目的。按化学沉淀在污水处理流程的位置，可以将化学沉淀除磷分为预沉淀、同时沉淀以及后置沉淀。常用的化学混凝剂主要是价格较为便宜的铁盐、铝盐和石灰等。化学沉淀除磷具有操作简单、除磷效果好的优点，处理效率可达80%以上。但是直接投加药剂除磷所用药量较大，处理费用较高，而且会产生大量的含磷化学污泥，若磷泥内磷含量不够高，不易回收其中的磷，造成磷泥无法处置进而对环境二次污染的尴尬后果。
1.3 生物方法除磷
1.3.1 活性污泥除磷 活性污泥法除磷根据污泥中除磷菌不同而分为2种：第一种是由聚磷菌完成的生物除磷。在厌氧环境中，聚磷菌吸收溶解态的小分子脂肪酸等有机物形成生存所需的能量储存物质β-羟基丁酸（PHB），这一过程需要分解聚磷菌体内的聚磷酸盐的分解，分解过剩含磷物质就会释放到聚磷菌体外；在好氧环境中，聚磷菌会吸收污水中的磷酸盐，分解体内的PHB产生能量来供给新陈代谢，吸收的磷酸盐在细菌体内转变成聚磷酸盐，好氧池内含有大量这种聚磷菌的污泥磷含量很高，成为富磷污泥。聚磷菌反复进行上述循环，同时将好氧池的富磷污泥选择性排出或者采取措施将厌氧池含磷污水中的磷排出活性污泥系统即可去除污水中的磷。第二种是以反硝化除磷菌（DPBs）为主的生物处磷，在厌氧环境中，反硝化除磷菌分解体内的聚磷酸盐，合成大分子的聚β-羟基丁酸来储存能量，细菌体内过剩的磷酸盐等含磷物质被释放到细菌体外；在缺氧环境中，反硝化除磷菌利用厌氧阶段合成的聚β-羟基丁酸作为能源物质，同时将电子传送给NO3-，吸收环境中的含磷物质，使得系统在反硝化的同时去除污水中磷，达到反硝化除磷的目的[3]。
活性污泥法除磷的影响因素包括好氧区、缺氧区污水停留时间、厌氧区污泥停留时间、厌氧池NO3-的含量、厌氧池溶解氧以及碳源等。其优点主要有占地面积小，产泥量少，磷泥中有机成分较高，经处理可作为肥料等；但是活性污泥法对进水水质、水量的稳定性要求较高，而且由于除磷菌需要较少的磷就能满足自身的新陈代谢，传统活性污泥法除磷效果不佳，改进的操作系统运行较为复杂，要求管理人员具有一定的专业知识。
1.3.2 人工湿地除磷 人工湿地主要通过基质、湿地植物以及微生物的共同作用来完成除磷。其中，基质的除磷作用是主要的除磷方式，基质中若含有较多能与磷酸根离子形成低溶解度物质，则其除磷能力就相应增强。湿地植物对磷的去除作用分为2种，其一，湿地植物对污水中的无机磷可以直接吸收用于新陈代谢；其二，通过光合作用，湿地植物可以形成微型好氧区与厌氧区，为除磷菌提供除磷环境。微生物在人工湿地中有着重要的除磷作用，经研究[4]，水芹湿地与凤眼莲湿地含有大量的除磷菌，相对于空白基质，上述2种湿地对磷的去除率分别高16.0%和8.1%。人工湿地除磷是运行简单、没有污染得绿色除磷方式，然而其也存在着除磷效果较低、对溶解氧要求较高、填料易堵塞、植物后续处理较难等缺点。
1.4 生物与化学协同方法除磷 在生物化学协同除磷过程中，生物除磷存在着厌氧放磷与好氧过量吸磷的现象，也存在物理吸附的过程；化学沉淀作用也是存在的，并起到相当大的作用，在化学生物法除磷中存在化学除磷与生物除磷的协同效应，其效率高于生物除磷[5]。生物与化学协同除磷方法通常被称为侧流除磷工艺，该技术结合生物除磷和化学除磷，依靠聚磷菌好氧时超量吸磷的特性，将原污水中的磷富集到含磷污泥中，进而将富磷污泥输送到专门的厌氧释磷池，经过释磷过程，吸收的磷被释放到释磷池的上清液中，然后对这部分富磷污水进行化学沉淀处理，从而实现磷的高效去除。具有代表性的协同除磷工艺有Phostrip工艺、BCFS工艺以及将侧流工艺与膜工艺结合的MB（A2/O）同步脱氮除磷工艺等。
1.4.1 Phostrip工艺 Phostrip工艺是在传统活性污泥法的基础上增设厌氧释磷池和化学反应沉淀池，将在好氧段充分吸收磷的污泥输送到厌氧池充分把磷释放到上清液中，并把富磷上清液输送到化学反应池加药沉淀磷泥，最终磷以化学沉淀的形式从系统中去除。该工艺具有可靠性高，除磷效率高，可根据进水水质改变投药量不至于浪费药剂，污泥量少不需要对污泥浓缩等优点。然而，该工艺不能对氮进行有效去除，由于现在对排出水质中总氮的要求较高，因此很少单纯应用该工艺投入生产的。
1.4.2 BCFs工艺 BCFs工艺全称程为反硝化及生物-化学沉淀除磷组合工艺，是荷兰Delft工业大学在UCT工艺基础上，为最大程度创造DPBs（反硝化除磷菌）的富集环境而研发的，其工艺流程见图1。该工艺是单泥系统中最具代表性的反硝化除磷工艺，其特点是进水进入厌氧池在外界条件下可以创造绝对的厌氧环境，接触池与缺氧池可以使得水中硝酸盐含量降到最低，回流至厌氧池的污泥能够充分发挥释磷功能。该工艺同时具有脱氮除磷的作用，且出水水质较为稳定，但是其流程较为复杂，对操作性要求比较高，且运行费用较高。
1.4.3 MB（A2/O）工艺 MB（A2/O）工艺是膜生物反应器与污泥侧流理论有机结合的同步脱氮除磷工艺，工艺流程见图2。该工艺进水直接进入缺氧池，并在好氧池与缺氧池间设有回流系统，具有较好脱氮功能；好氧池内增设膜工艺，出水由膜后抽滤而出，膜不仅有过滤作用，膜上附着的微生物还可以增加系统对污染物的去除；好氧池污泥侧流到厌氧释磷池内，经过聚磷菌反复吸磷和放磷，可以充分去除污水中的磷。与一般处理工艺相比，MB（A2/O）组合工艺具有更优越的出水水质和除磷脱氮效果，且产生的污泥量很小，是一种新型的经济可行的中水回用技术。
2 污水磷资源回收现状
污水磷资源回收的方法主要有化学沉淀法、结晶法、吸附法等。单纯的化学沉淀法含水率很高，为了强化沉淀效果，投加药剂时有时还需要同时投加助凝剂，且磷泥的含磷率很低，较难回收磷。因此，现在化学沉淀的发展方向主要是与其它工艺有效结合，以增高磷泥的含磷率。结晶法回收磷经常与强化生物除磷工艺同结合起来，这样可以节省沉淀反应所需药剂，减少反应器容积，高浓度低体积的磷酸盐溶液中实现磷回收，最终从根本上降低生产成本。传统吸附剂有水滑石、水铝英石、氧化铁、氧化铝、微砂等。由于传统吸附剂吸附容量小，有的甚至具有毒害作用，从而限制了它们在污水磷酸盐回收中的应用。而层状复合金属氢氧化物、明矾污泥等新型吸附剂则有较好的磷吸附特性，另外，离子交换法除磷、纳滤法除磷等新技术也正在蓬勃的发展。
3 结语
污水中回收磷既能降低水体的富营养化，又能缓解逐渐匮乏的磷资源。随着社会的发展和生活的提高，人们对磷资源的需求会进一步加大，污水回收不可再生资源磷的任务势在必行，目前多个国家已对污水磷回收开始了投入性生产。传统磷回收方法仍存在效率不高、二次污染等问题，今后的磷回收技术应是多项技术的集成，尤其是生物处理技术与化学方法的结合，通过各种工艺的优化组合，实现磷资源和水资源的最大回收，同时可以获得环境效益和经济效益。
参考文献
[1]陶琴琴.微生物燃料电池同步脱氮除磷及产电性能研究[D].广州：华南理工大学，2015.
[2]唐朝春，刘名，陈惠民，等.吸附除磷技术的研究进展[J].水处理技术，2014，09：1-7，12.
[3]关鹏程.生物法除磷的研究进展[J].山西建筑，2010，14：183-184.
[4]李志杰，孙井梅，刘宝山.人工湿地脱氮除磷机理及其研究进展[J].工业水处理，2012，04：1-5.
【关键词】焦化工艺;结构分析;流程
我国煤化工产业经过60年的积累，特别是改革开放三十年来，实现了跨越式发展，支撑了我国钢铁工业的高速增长。进人新世纪的焦化工业已经进入了大型化、高效化、信息化、清洁化的历史新阶段。
炼焦化学工业是影响国民经济基础的清洁能源转化的流程工业，是炼焦煤通过干馏、实现焦炭和其关联产品的生产、分离及重构的工艺模式。
1．焦化行业面临的形势
上个世纪末，面对钢铁工业跨越式大发展，国家落实科学发展观、推行节能降耗、清洁生产以来，我目焦化工作者积极引进、消化国外技术，大胆自主创新，为改变焦化产业的高污染、高能耗和高劳动强度的状况，做出7极其艰苦的努力。淘汰土焦、实现焦炉大型化；扩大煤焦煤炭资源，提高焦炭质量，创新脱氨、脱硫工艺，开发清洁工艺技术、发展一碳化工，增加化工产品品种、提高能源利用率，使焦化行业发生了根本性的改变。
据统计，十年来我国吨焦耗能由160．2kgce／t降到112．28kgce／t，降幅11．3％，先进企业己达到或接近国际先进水平，基本实现了设备大型化、高效化、信息化、清洁化。
但是由于历史的、技术的、管理的、机制的原因，整个行业仍处在高污染、高能耗、粗放状态。当前在煤炭价格居高不下、焦炭价格下降、产品质量要求越来越高，成本压力、环境压力、市场压力越来越大的情况下，又面临着二氧化碳排放的压力(823．92kg／t焦，焦化厂直接排放的CO2占钢厂直接排放CO2总量的24．46％，相当于294，34kg／t钢)。如何发挥流程产业优势，破解制约瓶颈，追求系统能效和工艺能质转换的综合价值，培育企业新的生命力，竞争力，已经成为中国焦化科技工作者的历史生命。
碳冶金是钢铁工业的基础，碳是钢铁工业过程能量流、物质流的主要载体。碳是影响钢铁性能的基础元素。钢铁材料本质上(占总量90％以上)是铁一碳合金。焦炭是高炉中热量、支架及还原剂的主要来源，作用不可替代。
预计到本世纪中叶我国钢铁制品在国民经济的交通、建筑、机械等方面仍然不可替代。焦炭生产企业随着钢铁企业的发展将进一步发展，其提高能源效率，工艺运行效率和节能减排任重道远，责任重大。
2.流程工业及流程工业特征
2.1流程工业
流程工业是指物质流在能量流的推动和作用下，按照信息流设定的“程序”及“流程网络”，通过物理变化和化学变化的方法，将原料转化变为产品的连续性生产过程。流程工业在国民经济中占有重要位置，占国民经济总产值66％以上，主要行业能耗占全国工业总能耗的70％。钢铁、煤炭、造纸、化工、石油等行业均为流程工业，并被贯以“二高一资”行业，属于节能减排重点。
炼焦工业的物质流、碳素流均为能源介质，属于典型的能源流程产业，也称碳素流程产业。
2.2漉程工业特征
2.2.1生产原料处理量大，过程连续，产品品种相对稳定，工艺流程基本不变，但工艺参数多变．其产品通常不是以新取胜，而是以质量、成本取胜。
2.2.2生产装置安全稳定、长周期、满负荷、优质高效运行是企业实现低成本的关键。流程高效运行表现在：物质流、能量流、信息流的稳定有序、连续紧凑、高效转化、耦合匹配。
2.2.3目前流程工业均存在能耗高、成本高、污染重、劳动生产率低、资源利用率低等特点。由于人们对流程产业功能多样性、目标多样性、价值多样性及工艺过程能质转换价值认识不足，远末开发。物质流基本处于有序，但能量流、信息流远未有序是这一状态的根本原因。
2.2.4流程工业物质流是增值过程，能量流是耗散过程。能量流的价值在于防止和减少能量的衰变和贬值，这是节能的意义所在，亦是社会能源危机的根源。
2.2.5流程工业的内循环度，表现在物质流的资源再利用及物质流增值能力和环境价值，表现在能量流的回收再利用能力和能量效率。
2.2.6流程工业能量流的高效运行有量的平衡，更有质的效率及能量、能质、能级、时间、空间和用户的耦合匹配。
2.2.7提高流程工业的能源效率，就要对工艺过程进行系统优化、协同优化，追求系统能效；就要对工序间能源介质进行网络优化、集成优化，追求集约能效。做到：能质级匹、等效替代、梯级利用、藕合匹配。
2.2.8流程工业的物质流是从无形到有形，能量流是从有型到无形。对他们的有序运行必须靠信息流的可视化，智能优化和智能控制来保障。
2.2.9流程工业过程均由“三传”(传质、传热、传递动力)“一反”(反应器、转化器)物理、化学工程装备组成．流程是否高效、有序，稳定，决定于这“三传一反”装置的高效优化和开发，决定这“三传一反”装置的信息受控和匹配运行，决定于这“三传一反”装置是否清洁和低碳。焦化工业更是如此．基于对流程产业的认识，焦化工业的技术创新、技术开发就有了明晰的目标：就是用高效装备技术、高效工艺技术、高效管理技术开发低碳高效焦化流程。
3.焦化工艺的解构分析
长期以来，我们一直关注产品形成技术的开发和产品主流程的资源保证及管理，而较忽视产品形成过程中能质转换技术的开发和管理，忽视能质转换及传递过程的耦合匹配。而恰恰是这些能质转换技术直接涉及资源、能源的高效利用和高效转化，因而造成过程运行成本高、效率低、污染严重，其实质是资源、能源的流失，我们焦化产业尤其突出。
3.1从焦炉能源平衡看能效
按年产焦炭120万吨／年计算，配煤水份下降4％(11％7％)，少产生废水6．5万吨／年，降低废水处理费用65万元／年：扣除煤调湿本身能耗，少消耗高炉煤气8000万m3／年，降低费用800万元／年，(煤调湿利用烟囱余热2200亿KJ／年)：干熄焦回收焦炭余热发电1．08亿度／年，5400万元／年；上升管余热按50％回收，其收益为2170万元／年；总计以上各项，每吨焦炭将降低成本70．3元。
2009年我国共生产3．45亿吨焦炭，共消耗3899万吨标准煤热量，其中，废气从烟囱带走746万吨标准煤热量，荒煤气带走1248万吨标准煤热量。
3.2从回收工艺看能源状况
煤气净化流程采用正压工艺，温度曲线如下：初冷、预冷、脱硫、预热、硫铵、终冷和洗苯加热温度曲线。
3.2.1回收工艺过程加热、冷却大于100℃，消耗蒸汽69t／h，新水消耗800t／h，产生酚废水99t／h。
3.2.2煤气洗涤、蒸馏采用正压工艺造成物料蒸发耗散，工艺效率低、污染环境。
3.2.3化工生产换热效率不高。工艺加热蒸汽当家，扫气、保温和消防大量使用蒸汽，热效率低，产生大量难处理的含酚废水。
3.2.4焦炉生产除焦炭余热由于熄焦回收外，其余余热基本未回收利用，且回收值效率低。
3.2.5槽罐、塔器放散管对环境污染突出。
3.2.6产品品种少、精度低，附加值不高。
3.2.7含酚酚水产生点多、量大、分布广，处理难度大，运行成本高。
关键词：中小城镇；污水处理；脱氮除磷；SBR；CAST；氧化沟；BIOLAK
前言
当前在城镇化快速发展过程中，城镇污水排放中氮、磷含量不断增加，这对环境带来了较大的破坏。虽然排放标准越来越严格，但当前中小城镇污水处理厂在污水处理中脱氮除磷的效果并不理想，因此需要选择适宜中小城镇污水处理厂应用的脱氮除磷工艺，有效的实现对污水的净化，使污水达到国家标准的排放要求，实现对城镇水体环境的有效保护。
1 生物脱氮除磷工艺概述
对于污水的氮、磷物质，可以利用生物工艺来清除，这种工艺是将除碳、脱氮及除磷等三种流程有效结合在一起。即通过利用细菌在有氧条件下将有机物分解为二氧化碳和水，在这个过程中，在氧和生物量充足的情况下除碳效果非常明显。在污水排放标准中将氨氮、总氮和总磷作为氮和磷的控制指标。因此在实际生物除磷脱氮工艺中，首先，在对有机物和氮氨去除过程中需要应用生物硝工艺和延时曝气。然后，需要运用生物硝化和反硝化工艺，在好氧反应池前设置缺氧段，这样就能够使好氧池中的硝酸盐混合液实现回流，进入到缺氧段内，从而转化为氮气，实现对有机物和总氮的清除。在除磷过程中也需要运用硝化工艺，并将一个厌氧段增设在好氧反应池前，磷的释放、磷的超量吸收、有机物氧化、有机氮和氨氮的硝化等都好氧段内实现。最后，通过在好氧反应池前增加一个厌氧段和缺氧段，采用完全的生物除磷脱氮工艺来去除有机物、总氮和总磷，从而实现除磷脱氮的目的。
2 中小城镇污水处理厂脱氮除磷工艺
当前中小城镇污水处理厂在对污水中的氮、磷进行处理过程中，对于所选择的工艺，需要综合考虑污水处理厂进水水质和出水水质要求、同时还要对工艺流程、占地、投资、消耗及运行管理等多方面进行考虑，从而选择适宜的脱氮除磷工艺。在具体工艺选择过程中，需要针对污水处理厂的实际情况，对各种工艺进行认真对比，从而选择出与实际情况最符合的脱氮除磷工艺。但在实际脱氮和除磷过程中，脱氮与除磷过程中存在相互制约性，即在脱氮完全时，会破坏除磷所需的完全厌氧环境，从而使除磷效果受到影响。而在除磷过程中，需要通过排放污泥实现，即排放污泥量越多，除磷量也就越多，但生物硝化工艺则需要较长的泥龄，除磷时会影响到硝化，因此必然会对脱氮效果带来不利影响。
生物脱氮除磷工艺具有较多种工艺方法，而且多数是以活性污染法为基础而产生出来的，多数工艺都有效的结合了除碳、脱氮和除磷的流程，具有较好的脱氮除磷的效果。
2.1 SBR衍生工艺
在脱氮除磷过程中，可以引入SBR工艺，由于该工艺操作十分灵活，在具体应用过程中通过对其运行周期进行调整，并对各工序时间进行控制，从而完成脱氮除磷工作。但在具体应用时，常规SBR工艺受制于投资和占地面积，往往在中小城镇污水厂中很难予以采用。但SBR衍生工艺兼具了常规工艺的优点和规避了其缺点，能够更好的发挥脱氮除磷的重要作用。
在SBR衍生工艺中还包括许多种工艺方法，但其中部分工艺方法无法同时达到脱氮除磷的效果，部分工艺运行费用较高也无法在小城镇污水处理厂中进行应用。在SBR衍生工艺中CAST工艺最适宜应用在小城镇污水处理厂中。在CAST工艺中，预反应区设置在主反应区之前，这样污泥从主反应区回流到预反应区内，并与进水有效混合，这样能够有效的利用活性污泥的快速吸附作用，而且能够有效的去除掉溶解性物质，实现对难降解有机物进行水解。而且污泥中的磷在厌氧一半下能够有效释放。在预反应区内，可以对丝状菌的大量繁殖起到有效的抑制作用，防范污泥膨现象发生。将CAST工艺在中小城镇污水处理厂中进行应用，不仅具有较好的出水水质，而且具有较强的抗冲击适应性，同时污泥活性较好，运行过程中能耗不高，投资具有较好的经济性。
2.2 氧化沟工艺
在当前我国中小城镇污水处理厂中，氧化沟工艺应用十分广泛，在氧化沟工艺中，其具备三层沟渠结构，利用沟渠内的溶解氧量来确保具有较大的溶解氧梯度，从而构成厌氧-缺氧-好氧的环境，以此来达到良好的脱氮除磷的效果。但在实际氧化沟工艺应用过程中，通常需要与各中小城镇污水处理厂的实际情况进行有效结合，对氧化沟工艺进行改良，可以将厌氧池和缺氧池增设在氧化沟主体结构之前，并与A2/O工艺有效结合，确保出水水质的质量。在改良后的氧化沟工艺中，曝气设备主要以表曝装置为主，这其中包括倒伞曝气机和微孔曝气头，水体流动主要利用推动器或是搅拌机来实现，因此在实际应用中选择哪种组合方式需要通过计算进行权衡。
2.3 合建式BIOLAK工艺
BIOLAK工艺是一种具有除磷脱氮功能的采用天然土池作反应池而发展起来的污水处理系统。该工艺采用铺设有HDPE防渗膜的土池结构来避免地下水污染，采用悬挂曝气链曝气避免了穿孔安装曝气设备。合建式BIOLAK池前端的厌氧池和反应池中的波浪式曝气所形成的环境使污水中的氮和磷高效去除。
在BIOLAK工艺中，其利用土池作为反应池，这有效的实现了投资的节约，而且通过利用曝气链曝气系统，提高了氧转移的效率，实现了运行费用的降低，使处理效果更为理解。而且澄清池后稳定池内又进行二次曝气，这也使出水水质得到了较好的保证。而且该工艺运行过程中，剩余污泥数量较少，同时其性质也更为稳定。而且在BIOLAK工艺中不需要水下固定件，更易于维修。可以说在中小城镇污水处理厂中，BIOLAK工艺最为适宜。
3 结束语
在当前中小城镇污水处理厂对污水处理过程中，对于选择哪种脱氮除磷工艺则涉及到较多的因素。因此在实际工作中，需要设计人员要综合多种情况、对各种因素比重进行权衡，并对重要工艺进行比较，因地制宜选择最适宜的脱氮除磷处理工艺，从而达到较好的脱氮除磷效果，提高污水处理厂对污水处理的能力，确保所排放的污水与国家相关排放标准要求相符，实现对城镇生态环境的有效保护。
参考文献
[1]薛涛，董良飞，关晶，等.MBR强化脱氮除磷工艺处理城市污水的中试[J].水处理技术，2011，37（2）.
【关键词】艺术设计 创意木工 非图纸化 模型制作
一、引言
传统的艺术设计教学均以纸质绘图设计为主，缺乏图纸演变为实物的实践操作，不利于工程中专业学生能力的培养。近年来，国内大多数高校都进行了设计专业教学改革，在理论基础课、主修专业课的本科教学中融入实验制作课程，将材料体验与专业技能通过实物操作相互结合。本文阐述的创意木工制作是工业产品造型设计专业的实验课程，学生通过板材造型加工制作实验，能更好地掌握对板材加工的方法与技能，同时进一步了解板材加工工艺及新材料、新技术的应用，从而更加深入地掌握板材制作方法，提升制作表现能力与创造、创新能力。
二、创意木工制作的教学意义
创意木工制作是工业产品造型设计专业的实验课程，对板材模型制作基本理论及知识进行系统教学，掌握KT板、雪弗板、各类板材模型制作的方法、制作流程及其成型手段；同时通过实验制作更好地帮助学生加深对板材成型工艺理论的认识与实践理解，旨在培养学生较强的实际动手制作能力。
（一）提升学生对美感的感知
无论何种形式的设计，美感都是作品质量的一项重要评价标准，对美的感知能力是一设计者创作的灵感源头。设计者必须通过不断的加工创作，在实物生成的过程中逐渐加强其造型美感。
从本质上说，创意木工制作是将纸质的二维设计图纸在立体空间中完美呈现，提高学生对三维空间结构的认知能力。创意木工制作的实验课程设定就是本着这一目的进行的。将绘画、雕塑与各种材料相互结合，将结构、造型与艺术一相融从而形成富有生命力的作品是实验课程的最终目标。这就要求学生必须具有极强的动手能力。因此，在课程中要求学生对自己的设计图纸进行实物化操作，通过双手对塑形作品的亲密接触，让学生深入思考如何在满足力学原理的基础上尽可能提升作品的形态美与结构美，加强学生对美的感知能力。
（二）提高学生的创作热情
在以往的本科教学中，由于理论基础与专业课程都处于起步阶段，学生对设计技能的掌握往往只停留在设计图纸上。但在创意木工制作的实验教学中，学生可以将自己的图纸创作转化成具象的实物模型，并在创作过程中互相探讨、借鉴与赏析，在很大程度上激发了学生的主观能动性，不再局限于传统的被动创作。
同时，在实践中，学生也可以清楚地发现自己图纸设计的不足之处，继而分析原因进行改进与加工，对掌握理论知识具有积极作用。学生通过设计、选材、制作、探讨、修改加工等一系列过程，将自己的理念与创意转化为实物，在制作过程中会获得很大的成就感，从而激发创作热情。
（三）增强学生社会责任感与团队合作意识
在创意木工制作实验课程中，加强节能环保材料的认知与应用，以低碳环保作为创作理念，培养学生可持续发展的设计理念，增强其社会责任感。
课程作品的呈现以小组团队为单位，分组进行图纸设计、选材制作等，一个完美的艺术木制品在设计制作的各个环节中都需要团队的聪明才智与通力合作。这将潜移默化地培养学生之间的沟通协作能力，增强了团队合作意识，有利于学生今后的职业发展。
三、创意木工制作的课程分析
我院创意木工制作实验课程面向工业设计、艺术设计专业的本科生，学生可根据个人喜好选定产品造型，通过思维创作与动手加工等制作工序，最终的实物模型能更为直观地呈现学生艺术表现能力。
（一）课程学时设计
创意木工制作实验课程，让学生分为若干个小组，课程由理论基础学习、制作设计方案、材料收集整理、实践创作四个阶段组成。由于从设计到制作整个过程都会遇到技术难点等问题，因此分散的课时不利于学生创作的连贯性。为了让教师能够及时帮助学生调整设计方案，课时可根据教师的具体制作要求进行相应调整。
（二）课程评分标准
由于本课程是以实验制作为主要教学模式，在评定过程中是以木材加工制作过程及最终效果为主要评分依据，占总成绩75%；其次是产品造型精致程度及细节要求，占总成绩10%；同时要求学生完成实验报告，将制作过程以文字形式呈现，占总成绩10%；产品造型选定以及相应木材合理选择，占总成绩5%。
（三）制作工具与材料
“工欲善其事，必先利其器。”欲将设计作品从图纸呈现在立体空间中，一定要有合适的材料与专业工具。我院创意木工实验课程是根据学生创意设计的二维产品图，采用环保板材及KT版、雪弗板，使用“迷你魔”“优耐美”、德国“费斯托”等各类切割、倒角、修边、打桩、打磨等工具来完成木材加工工艺。
（四）实验制作步骤
1.绘制产品造型三视图；
2.讨论并选择各种木材及加工工具，根据产品造型确定木材的用量与加工工艺；
3.加工木材，完成切割、倒角、修边、打磨、倒模、打桩等步骤，根据木材加工工艺调整模型形态、尺度与造型；
4.对木材进行细节部分的修饰；
5.对木材表面进行打磨上蜡处理；
6.拍摄木工产品造型图片。
图1 创意木工制作及实验室展示
四、创意木工制作的教学特点
（一）教学的开放性
创意木工制作的实验教学内容完全公开化、透明化，学生可根据自己设计特点与发展方向选择具体课题。实验过程以工作总结、作品展览、学术交流与信息共享等内容进行公开展示，木工实验室的布局也积极配合“开放”式教学理念，作品的制作过程均可参观，不仅能看到成品展示，更有设计过程与半成品的相互交流与学习，实现教师、教学与学生创作的相互融合。
（二）教学的互动性
本课程的教学互动性不仅体现在课堂上的学习与交流，还通过专题讲座、课题汇报、网络平台等方式展现，将优秀的设计理念带入实验制作中，并将结合最新的产品市场定位、消费心理、产品功能等信息及时让学生分享。这种教学模式激发了学生对实际市场需求的了解与思考，更好地起到了学校与企业、社会衔接的作用，将“教学设计”与“市场需求”紧密联系，实现了学生与企业的相互联动。
五、结语
以理论与实践相结合的新型本科实验课程的开展，有助于学生对课堂学术知识的理解与深化，达到学以致用的教学目的。艺术来源于生活，通过实验制作能更直观的表达自己作品生命力的作品。学生通过互相交流、团队协作，激发更多的创作灵感，创意木工制作实验教学对于培养创新型、复合型、实践型的设计人才有显著作用。
【参考文献】
