博士论文固废技术研究
固体废物处理与处置教学改革研究论文
摘要 ：固体废物处理与处置是环境工程专业学生必修的主干课程，随着社会发展，社会对具有扎实专业知识和优秀的实践能力的复合型人才需求量增加，这对传统的教学体系和方法提出了更高的要求。本论文结合本课程的教学实践，从本课程的教学内容、教学方法及考核方式等方面进行了改革探索，期待可为固体废物处理与处置课程及其他课程的教学提供参考。
关键词 ：固体废物处理与处置;教学内容;教学方法;考核方式
固体废物处理与处置是环境工程专业学生必修的主干课程，是涉及运用现代的物理、化学及生物的方法解决固体废物的减量化、无害化和资源化的重要课程，具有较强的理论性和工程应用性，课程的主要内容是从事环境工程的技术人员及管理人员务必理解并掌握的专业知识[1]。固体废物处理与处置课程设置的目的是使学生理解并掌握固体废物的处理、处置与资源化的基础知识，培养学生理论结合实践的能力，提高学生专业综合素质。随着社会的发展和科技的进步，固体废物的种类和数量逐渐增加，固体废物的处理、处置与资源化显得尤为重要。不断涌现固体废物处理处置的一些新技术和新方法，如何将其及时、有效地体现在教学过程中，是从事本课程教学人员重要思考的内容。此外，社会对具有扎实专业知识和优秀的实践能力的复合型人才需求量增加，这对传统的教学体系和方法提出了更高的要求。如何高效培养具有厚实的固体废物处理与处置的理论知识和较强分析解决实际环境工程问题的综合能力及创新思维的高级人才，是固体废物的处理与处置任课教师需认真思考的问题。目前，固体废物处理与处置课程传统的教学内容和方法存在一些不足之处，例如：教学内容陈旧、教学方法不丰富及考核方式单一等[2]。本论文结合本课程的教学实践，从本课程的教学内容、教学方法与手段及考核方式等方面提出了改革措施，期待可以为固体废物处理与处置课程的教学提供参考。本课程改革针对固体废物处理与处置课程内容和环境工程的专业特点，融合学生、社会、教师三方的需求，将体现本门课程教学的“指向性、实践性”的原则作为课程改革的最终目的。首先，根据学生和社会对该课程的要求，调整课程指导思想，将掌握固体废物处理与处置基本理论，重点强化实践应用技能，培养工程设计能力作为教学主线。具体来讲，将课程内容分为基本理论、实验及现场实习与实践四个教学环节，建立一套完善的课程教学体系。
1高效讲授教学内容
本校固体废物处理与处置课程选用的教材是化学工业出版社出版、蒋建国教授编著的固体废物处置与资源化（第二版），“十二五”普通高等教育本科规划教材。本教材从体系结构到内容系统全面，充分体现基础理论和工程实践相结合的特点，同时，讲授过程中以何品晶教授主编的《固体废物处理与资源化技术》和宁平教授主编的《固体废物处理与处置》作为参考。课堂讲授过程中重点突出，层次分明，增强师生互动，提高学生参与感，有效吸收课堂知识。此外，增加研究前沿与热点问题，在课程讲授中增加一些该技术领域的最新成果，及时对于教学内容进行动态的调整，在坚持教学大纲的前提下，尽量为学生介绍该领域内最新的处理技术、前沿的研究动态和重要的科研成果。为开拓学生视野，可增加餐厨垃圾处理、污泥处理的内容介绍，在讲授垃圾填埋技术时，可以介绍将垃圾填埋气回收利用清洁发展机制（CDM）项目相关的内容。
2优化教学方法
教学方法的运用，是影响教学质量的重要因素，同时，影响学生的学习效果和学习兴趣。因此，选择适合的教学方法，是保证教学内容有效转化成学生所掌握的知识的重要途径，是教学环节的重中之重[3]。
合理利用多媒体教学
将多媒体教学有效辅助课上知识的传授将每节课的重点、难点及学生需要下节课预习的内容展示出来，使得学生印象深刻。针对难以理解的工艺或设备，制作成动画，形象地展示出来，帮助学生易于掌握。例如，在讲授固体废物的分选部分，涉及多种分选方式及设备，采用和公司联合开发的仿真软件，将抽象的设备和工艺动态的展示，大大提高学生学习兴趣，巩固对知识的掌握。
采用案例式教学法
案例教学法是美国卡内基小组《准备就绪的国家：二十一世纪的教师》中提出的一种教学方法，即把实际案例有效地用在教学活动中，让学生在实际案例的学习过程中，提高学习兴趣，更深刻掌握所学的理论知识，并可以将理论知识用于指导实践活动，提高学生在实践中解决问题的能力，提高教学效果[4]。在案例式教学法中，选择案例时，需紧密结合课程的理论知识和课程的重点，并有思考的空间。比如在介绍生活垃圾的收集与分类部分，向学生讲述在垃圾分类有丰富的经验的德国和日本的分类方式，用多媒体形象地展示其收集设备，分类方式以及国家对公民的垃圾分类的教育。日本的垃圾收集与分类形成了以公民参与为中心的多主体协同治理机制[5]，这些成功的案例给我国垃圾分类事业提供了宝贵的经验，学生在学习中更加重视垃圾分类，同时将学到的知识去影响更多的人，为其走向社会，奉献社会提供机会。重视实验与实践实验实习与科研实践环节都是培养学生发现问题、分析解决问题能力的最有效途径。
固体废物处理与处置实验
在我们已经建立的.实验平台体系中，第一阶段是基础验证性实验，主要培养学生的基本实验技能和动手能力，主要的实验有典型固体废物热值的测定，固体废物水分、灰分的测定，危险废物（飞灰）的水泥固化，和填埋场稳定化过程模拟；第二阶段是分析研究性实验，实验条件为已知，但实验结果却是未知。以填埋场渗滤液性质测定实验为例：从天津市双口生活垃圾卫生填埋场取垃圾渗滤液，垃圾填埋时间久的部位产生的老龄渗滤液和填埋时间短的新鲜渗滤液。学生分组完成，每组均测这两个样品的BOD、COD、PH、电导率、SS五个指标。学生需要根据渗滤液的测得数据，分析不同时期渗滤液的性质区别，得出实验结论。
在实习环节
组织学生到天津市双口生活垃圾卫生填埋场实习，了解垃圾填埋的工艺，垃圾渗滤液的处理及填埋气的收集。要求学生总结实习期间遇到的各种问题，并给出合理的解决方法，实习期间定时召开分组讨论会，并邀请实践经验丰富的工程师一起交流实习心得和收获，这些对于学生积累工程经验，提高分析解决实际问题的能力都有很大帮助。
课外科研实践
结合课程教学内容，定期招募研究小组和本科生创新计划成员，设立适合本科生的固体废物处理处置领域的研究项目，对于课上的讲授内容形成一个补充和拓展，增强学生学习兴趣，培养创新思维，提高学生动手能力。
3建立多层次考核方式
在教学改革实践过程中对课程考核方式进行适当改革,采用期末考试、课程实验及过程性考核相结合的多层次考核方式。固体废物处理与处置的课程总成绩由课程的期末成绩和实验成绩两部分组成，课程的期末成绩占70%，实验成绩占30%。重视固体废物处理与处置的实验，提高学生解决实验和实践过程中分析问题和解决问题的能力。实验成绩由实验报告和学生在实验过程中的综合表现给出。课程的期末成绩的比例分别为期末试卷卷面成绩占70%，平时成绩占30%。平时成绩主要根据考勤、作业及课上问题的回答给出。在重视平时成绩的过程中，引导学生培养学习兴趣，提高学生上课的主动性，集中学生注意力，积极思考和回答老师提出的问题，引导学生跟紧课堂节奏，提高学习效果。
参考文献:
[1]谷晋川,梅自良,江元霞，等.“固体废物的处理与处置”课程短学时教学体会,高等教育研究,2006,22(4):37－39．
[2]黄向东,薛冬.固体废物处理与处置课程教学存在问题及改革，广州化工，2013,41（11）295－296.
[3]田文杰，王利剑.固体废物处理与处置课程教学的改革与创新.洛阳理工学院学报(自然科学版),2009,19(3):97－98.
[4]赵如金.“固体废物的处理与处置”教学改革探索与实践.科教文汇,2008,(18):48－53.
[5]吕维霞杜娟.日本垃圾分类管理经验及其对中国的启示，华中师范大学学报（人文社会科学版），2016,55（1）39－53.
行业主要上市公司：瀚蓝环境(600323);格林美(002340);伟明环保(603568);启迪环境(000826);东江环保()等
本文核心数据：固废处理产量、废铝回收量、固废处理产量占比等
行业概况
1、定义
固废处理，全称固体废弃物的处理，通常是指物理、化学、生物、物化及生化方法把固体废物转化为适于运输、贮存、利用或处置的过程，固体废弃物处理的目标是无害化、减量化、资源化。
根据《固体废物分类目录》，固体废物的种类包括工业固体废物、生活垃圾、建筑垃圾和农业固体废物。
2、产业链剖析：中游为关键环节
固废处理行业上游主要是固废处理设备制造，包括焚烧设备、餐厨垃圾处理设备、污泥干化处理设备、环卫清洁设备、固废转运设备等;中游固废处理环节可分为固废分类、固废转运和固废处理;下游则主要是废弃物资源回收循环利用等。
固废处理行业上游代表企业有固废焚烧设备供应商华冠科技、安居乐、绿景环保，餐厨垃圾处理设备供应商邦冠机械、水天蓝环保、三盛环保，污泥干化处理设备供应商恒源机械、科力达、金陵环保，固化转运设备供应商东风商用车、北汽福田、江西五十铃等;中游参与者按处理固废类型可分为工业危废处理企业、餐厨固废处理企业、固废处理综合企业等;下游主要参与者包括废水处理企业天泽环保、瑞美迪、沃腾环保、鸿淳环保，飞灰处理企业无锡科熔、中科国润、福尔程环保、恩特重工等。
行业发展历程：行业发展进入快车道
我国固废处理行业较发达国家起步较晚，从政策历程来看，2005年，《中华人民共和国固体废物环境污染防治法》正式实施，“十一五”期间国家政策主要鼓励对固体废物实行回收和利用、减少固体废物生产量;“十二五”时期，《关于建立完整的先进的废旧商品回收体系的意见》出台，我国开始加强对固体废物进口的监管，同时深入推进大宗固体废物综合利用，加强共性关键技术研发及推广，固废处理行业受重视程度增加;“十三五”时期，《“无废城市”建设试点工作方案》、《工业固体废物资源综合利用评价管理暂行办法》等政策出台，提出要全面整治历史遗留尾矿库，统筹推进大宗固体废弃物综合利用，鼓励专业化第三方机构从事固体废物资源化利用相关工作，固废处理行业发展进一步加快;“十四五”以来，低碳化进程推进的带动下，固废处理相关国家政策进一步优化，支持力度进一步加大，全面禁止进口固体废物，继续加强大宗固废综合利用，大力开展“无废城市”建设，固废处理行业发展进入快车道。
行业政策背景：受到国家政策大力支持
我国国家政策鼓励和支持固废处理行业发展。自2005年《中华人民共和国固体废物环境污染防治法》正式实施以来固废处理行业相关政策密集出台，重点政策如下：
行业发展现状：市场规模不断扩大
1、固废产生情况
近年来我国国民经济快速发展、城镇化水平持续提高，固体废物产量也快速增加。2016-2021年我国部分固体废物产生情况如下：
注：①截至2022年9月，一般工业固废、工业危险废物产生量、生活垃圾清运量级危险废弃物产生量2021年数据暂未发布，且国家统计局未公布2018-2019年危险废弃物产生量数据，表中数据根据历史趋势测算得出，届时以官方发布为准;
②不同数据来源统计口径不一，可能存在冲突。
2、固废处理情况
全球低碳的大环境下，我国环保产业整体发展良好，固废处理能力不断提高。瑞泰环保招股说明书数据显示，2016-2021年，中国固废处理量由亿吨上升至亿吨，年复合增长率约为。
3、固废处理行业市场规模
根据中国环境保护产业协会发布的《中国环保产业发展状况报告》，2016-2020年，我国固废处置与资源化行业营业收入逐年提高，2020年达8030亿元，初步估算2021年约为9900亿元。
注：中国固废处置资源化行业营业收入=固废处置资源化样本企业营业收入/环保产业全样本企业营业收入*环保产业总营业收入。截至2022年9月，最新数据统计时间为2020年，2021年数据根据往年数据及市场发展趋势估算得出。
行业竞争格局
1、区域竞争：华东地区发展较好
根据中项网数据，2021-2022上半年，我国固废处理工程招投标项目分布最为集中的区域为华东地区，固废处理工程项目数量共计58个，占全国总数量的，其次为华北地区和华中地区，分别占比和。
从企业区域分布来看，我国固废处理行业企业同样集中在华东地区。根据企查猫数据，截至2022年9月，江苏省固废处理相关企业数量超过1000家，位列全国第一，广东、安徽、山东和浙江省企业数量也均超过500家。
2、企业竞争：光大环境和瀚蓝环境规模领先
根据E20环境平台和中国城市建设研究院有限公司共同发布的“中国固废十大影响力企业”，2021年我国固废处理领域领先企业有中国光大环境(集团)有限公司、中国环境保护集团有限公司、上海康恒环境股份有限公司、上海环境集团股份有限公司等，具体排名如下：
具体来看，我国固废处理行业业务规模较大的企业有光大环境、瀚蓝环境等，2021年，光大环境危废及固废处理量达万吨，瀚蓝环境固废处理业务营业收入达亿元，竞争力较强。
行业发展前景及趋势预测
1、发展趋势：市场规模持续扩大、技术水平不断提高、资源化利用率进一步提高
我国固废处理行业发展趋势主要有市场规模持续扩大、技术水平不断提高、资源化利用率进一步提高三个方面。
2、发展前景：政策加持下发展前景向好
在固废产生量持续增加、国家政策大力支持、固废处理技术不断革新以及环保投资额扩大等因素的带动下，我国固废处理行业发展进入快车道，预计2027年固废处理量有望达到130亿吨，2022-2027年复合增长率约为。
固废处置与资源化利用行业营业收入也将同步扩大，预计2027年有望超过18000亿元，2022-2027年年复合增长率约为11%。
更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国固废处理行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。
废水废气检测技术研究发展论文
环境工程专业的论文
导语：针对环境工程这一专业，大家会写出什么样的论文呢？下面是我收集整理的环境工程专业论文，供各位阅读和参考。
摘要：
磁性固化技术凭借自身的特点与优势在环境工程利用中得到了广泛地应用，并且从其应有效果来看，其具有不错的应用前景。该文在介绍磁性固化技术种类的基础上，对其在环境工程领域中的应用进行了介绍，仅供参考。
关键词：
磁性固化；环境工程；废气处理
磁性固化技术通过物理或化学方法将酶或微生物定位于磁性固化载体，待固化反应完后，通过外部磁场完成对其的分离处理，同时使酶或微生物能够保持活性，并且可以进行多次固化，具有不错的应用前景。
1磁性载体的固化分类
磁性纳米球是磁性固化过程中的常用载体，对其进行分类大体可以分为以下几种。
（1）吸附法，利用物理吸附方法，将酶固定在琼脂糖或多孔玻璃等载体上。该固定方法具有固定条件温和、工艺简单等诸多优点，同时其载体具有较为广泛的选择空间，既可以选择人工合成的高分子材料，也可以选择天然的高分子材料，在吸附过程中可以实现固定化和纯化，失活的酶能够再次活化，而应用的载体也能够实现再生。
（2）共价法，支持物反映基团和分子功能基形成共价键，粘合十分牢固，在应用过程中具有较高的稳定性，并且很少会发生酶脱落的情况。该方法在应用过程中的主要缺点是固化和载体活化起来相对比较复杂，并且反应发生所需要的环境也十分剧烈，因此要想获取活力较好的固定化酶，必须要对反应条件进行严格地控制。
（3）包埋法，在聚合物材料的微囊或格子结构中固定酶，通过这种方式有效地避免了酶蛋白释放，而在实际操作中，在微囊或格子中仍然可以有底物落入与酶发生接触。该方法的最大优点是操作起来相对比较容易，只是将酶分子包埋起来，不会对生物活性造成较为严重地破坏，但是该方法并不是适用于分子较大的底物。（4）交联法，对试剂进行应用，完成蛋白酶之间交联，从而使多功能试剂与酶分子之间形成共价键，最终形成三向交联网结构，酶分子不仅存在外交联，而且也存在内交联。在实际操作过程中添加材料上的差异会使产生的固化酶具有不同的物理性质。
2环境工程对磁性固化技术的应用
环境检测
免疫磁性分离技术在生物学和医学中的应用已经十分成熟，近几年其也被应用到环境检测中。通过对免疫磁分离技术的应用可以从样品中将目标微生物分离，如果在检验过程中与荧光免疫分析、多聚酶链式反应等方法合理地结合在一起，可以提高检测极限和分离效率。在检测废水大肠杆菌的含量时，可以结合三磷酸腺苷为生活和免疫磁性分离技术相结合，实验结果显示，检测的整个环节时间低于60min，并且检测结果具有较高的精准度，因此是一种快速有效的检测方法。部分学者在研究过程中在分离金属离子过程中利用了一种表面被改性后的磁性纳米微生物球，实验结果显示，在浓度为10ng/ml，pH=4的溶液中,Cu、Co、Pb等离子能够依照顺序被提出，并且提取效率超过了90%，是一种不错的方法。
废气处理
磁性固定化技术因为具有反应速度块、密度高、产物易分离、抗毒性较强等等优点，被广泛地应用到废气治理领域中。宣群等研究人员利用海藻酸钠进行固化实验，在对氧化亚硫酸铁的降解率超过了97%，得到不错的应用效果。马艳玲等研究人员利用海藻酸钙制定固定微生物颗粒实现对硫化氢等废气的净化，通过实验发现，硫化氢的排除率超过了90%，排除效果良好。此外，马艳玲通过对活性炭的应用，对假单胞菌进行吸附降解油烟废气，通过实验结果发现，当气流速低于8L/h，油烟浓度未超过100mg/L，容积负荷处于～，油烟的滞留时间超过30s时，生活反应器对讲解油烟的效率超过了95%，降解效果十分明显，对油烟的处理效果明显，并且以活性炭为填充料的反应器具有较强的抗冲击能力，这也确保了其应用的合理性。
废水处理
部分学者在尝试在污水处理过程中将磁性技术与固化技术结合，将磁性物质作为酶或微生物在固化过程中的载体，通过其具有的磁场和高效分离等特点对微生物和污水进行处理，这弥补了传统废水处理中难以对微生物进行处理，难以将水与微生物进行分离的弊端，探索出一条处理废水的新途径。在对磁性纳米球进行一系列地处理后，可以使其携带功能基团，这在一定程度上提高了载体对微生物的固载量。固定微生物附着在磁性载体上可以使其在废水处理上的效率、速度得到提高，同时在污水处理过程中还具备磁处理所具有的优势，也就是在存在外磁场的情况下，具有较强的磁响应，因此很容易从反应体系中将载体分离出来，具有良好的处理效果。
部分学者在磁性微球上固定辣根过氧化物酶，在固定酶过程中，酶最大固载量可以达到，在反应器中利用其对废水（含有酚酞）进行处理，在实验过程中对废水的成分进行处理，通过测量，游离酶的动力学参数Km为224μmol/L，固定化酶动力学参数Vmax为371μmol/L；也有学者对磁活性污泥进行应用对奶厂生产过程中产生的废水进行处理，主要处理废水中的氨氮和有机物，相关实验表明，处理率分别可以达到98%和92%，并且随着科技的发展，处理率还会进一步提高，可见其是一种高效的处理方法；部分学者也针对功能化硅包覆介孔磁性载体固定细菌效果进行了研究，主要针对pH值、处理时间、处理温度等因素进行分析，同时在研究过程中需要将结果与其他载体固菌效果对比。实验结果显示在30℃环境中，摇床中的振动速度为200r/min，对固菌进行24h培养效果最佳，在城市污水处理过程中对固菌后载体进行应用，处理24h，主要处理过程中应当在pH=7，投加量为的最佳情况下开展，在该环境下，去除COD的量能够超过83%，利用pH=2的HCL溶液完成酸洗后的再生载体，将其应用到城市污水处理中，处理效果仍然可以超过76%。
将磁性载体固化酶放入磁场稳定流动床反应器中，可以简化整个体系在反应过程中的操作环节，比较适合规模化生产。通过对外部磁场的应用可以对磁性材料固定酶的运动方向和方式进行适当控制，通过该方式顶替传统机械搅拌的方式，可以使搅拌变得更加合理，使固定化酶的催化效率得到了进一步提高。
部分学者利用纳米磁粉磁化菌生物肥对屠宰场的废水进行处理，处理结果显示，通过对该工艺的应用，可以快速地分离磁性生物絮凝泥水混合液，在处理过程中仅需要15min便可以完成沉淀，磁粉和磁场能够促进微生物的新陈代谢，提高了污泥活性以及处理废水的效果，通过大量的实验结果进行统计分析，可以发现，利用其对屠宰场的废水处理，对SS、COD、NH3-N3种化学物质的.去除效率分别可以达到92%、96%、87%，通过处理后的排除的水的水质远高于排放标准，并且该工艺具有很强的抗冲击负荷能力，具有不错的应用前景。
3结语
磁性固化技术因为其自身具有的特点和优势,被广泛地应用到生物学、医学等多个领域中，并且对其的应用也已经逐渐趋于成熟，但是对其环境工程领域中的应用还处于发展阶段。因此，加强对磁性固化技术在环境工程领域中的应用的研究，扩大其应用范围，并且要将研究结果由实验阶段逐渐向应用阶段发展，进一步改善我国的环境。
化学污染与生态是研究生态环境中的污染物与周围的生态环境之间相互影响的规律的科学，是环境工程专业的一门重要的专业课。化学污染与生态课程是一门综合性课程，同时又具有较强的现实性和实践性特点。针对化学污染与生态课程教学，我们在多年课程教学改革和实践中进行了一些探索并形成了一些想法。
一、课程特点分析
化学污染与生态课程是为环境工程专业三年级学生开设的一门综合性专业课程，这门课程涉及内容和范围比较广泛，因此在学习本课程之前学生需要具备与该课程相关的基础知识，学生不但要对有机化学和无机化学具有较深的理解，而且还应当深入了解生态学和环境学等方面的知识。在这门课程的学习过程中，学生在以前所学的相关知识的基础上进一步掌握化学污染物与生态环境的相互作用规律，并且能够根据所学的知识对实际污染过程进行分析并提出具体的防治措施。在这门课程的学习过程中，学生不但要学习各种理论知识，还应当能够进行相关的验证性和设计性实验，达到理论与实践的结合。同时，通过对该课程的学习，可以激发学生们的学习兴趣并且扩展他们的视野，为进一步学习环境工程专业的其他课程打下一定的基础。
二、教学内容的设计
化学污染与生态课程的主要研究内容是化学污染物与生态环境之间的相互作用，对实际污染过程进行分析并提出具体的防治措施。该课程的一个重要特点是内容涉及多学科交叉，包括化学，环境学和生态学等学科的基本概念和基本原理。该课程涉及内容较多但课程学时数又有所限制，因此在课程教学内容的设计过程中要考虑到这些实际情况，防止该课程所讲述的内容与其他相关课程的内容产生重复现象，重点讲述本课程的核心内容。该课程的主要内容是以生态学的基本原理为基础，以化学和生态学理论相结合的观点探讨生态系统的结构和功能，详细研究非金属污染物，重金属污染物，有机污染物的来源，分布，循环，迁移转化规律以及对生态系统的作用和防治方法等。同时在教学过程中还要通过文字和影音图片资料介绍学科发展的前沿最新动态，让学生了解到最新的研究成果，这样可以使教学内容更丰富和充实。
三、教学过程中教学方法的运用
在这门课程讲授过程中发现完全的以教师讲授教学内容的方法，很难适应学生能力培养的要求。这种教学方法不利于发挥学生的主观能动性，也不利于培养学生的创新思维。因此教学改革中需要改善教学模式，在课程讲授过程中既能发挥教师的主导作用又能调动学生学习的积极性，从而提高教学效果。同时在教学过程中不同的章节其具体的内容也不一样，可以针对不同的内容采用不同的教学方法，提高教学效率。在化学污染与生态课程的教学过程中运用了如下所述的多种教学方法。第一种方法是讲授法，讲授法是教学过程中最基本的方法，这种方法主要用于基本原理和基本概念的讲述。讲授过程中教师除了讲授课程中的内容以外，还可以结合自己的科研过程，把一些相关的内容进行讲述，使学生能够更多地掌握本学科的知识。第二种方法是课堂提问法，课堂提问可以活跃课堂气氛，同时还可以调动学生对问题积极思考的能力，通过主动思考学生对课程重点和难点的认识得以强化，使分析问题的过程思路清晰并且条理化。同时通过对以前所学知识进行课堂提问也可以巩固学生对所学知识的掌握。第三种方法是课堂讨论，课堂讨论是一种较好的教学方法，随着素质教育的深入，课堂讨论也被越来越多地使用，这种方法可以活跃课堂气氛，充分调动学生的学习积极性，有利于培养学生学习过程中的主观能动性，学生可以在课堂讨论过程中发现问题，然后通过讨论解决问题，是一种合作学习的过程，通过这种分析归纳总结的思维过程，可以让学生体会自主探究的过程，充分展示学生的个性。采用课堂讨论的方法的过程中，为了达到较好的教学效果，学生需要对问题进行充分的思考，为了使学生有充分的独立思考的时间，可以提前介绍下节课的主要内容以及提出的问题，上课时在教师的指导下通过课堂讨论的方式进行课程内容的学习。第四种方法是案例教学法，教师在课程讲述过程中要注意运用案例进行教学，通过实际案例对一些环境污染问题和事件进行探讨，可以使学生学会应用基本原理对实际情况进行分析，加深对所学知识的理解和掌握，同时还可以使学生及时了解这方面的研究热点以及最新科研成果。
四、多媒体教学的应用
多媒体教学法是随着计算机多媒体技术的发展而产生的一种新的教学方法，是传统板书教学法的重要的辅助手段。多媒体教学法和板书教学法各有优点和缺点，根据环境污染与生态课程的特点，结合环境工程专业的特点，本课程采用多媒体教学法结合板书教学法进行课堂教学。在多媒体教学过程中，可以在很大程度上增加课堂教学的信息量，例如一些图表可以通过图片方式快速显示出来，这样就能把更多的时间放到对图表的分析上。同时，利用多媒体技术可以把一些抽象的理论和概念直观地显示出来，达到感性认识和理性认识的有机结合，例如可以通过动画讲述一些比较抽象的概念和过程。因此采用多媒体教学法可以提高学生学习这门课程的学习兴趣，有利于学生对课堂所学知识的理解和掌握，从而提高课堂教学的效果。当然，多媒体教学方法只是一种辅助教学手段，传统的板数教学方法仍有很强的灵活性和实用性，例如教师在黑板上对公式进行逐步推演要比多媒体教学法更符合学生的认知规律，在多媒体教学方法的应用过程中，要与传统的板书教学法相结合，这样才能达到更好的教学效果。
五、适当增加实践性内容
化学污染与生态课程具有很强的现实性和实践性，因此应当开展实践教学活动，首先学生应当能够进行验证性实验的操作，在教师的指导下应用实验设备进行独立的操作，在实验过程中通过观察各种实验现象从而进一步加深对所学理论知识的理解和掌握。此外还鼓励学生进行创新性和设计性实践项目，例如让学生从一些环境污染问题中提出研究题目，查阅国内外与此研究题目相关的文献资料，然后进行讨论确定研究方案，在教师的指导下进行实验，通过这种具体的科研实践活动可以提高学生理论联系实际的能力，同时也巩固了在课堂上所学的知识。
六、改变课程成绩评定方式
成绩的评定是化学污染与生态课程教学改革的一个重要方面，在成绩评定过程中需要要注重四个方面，第一个方面是对学生所学课程理论基础知识的成绩评定，这项评定通过笔试试卷考试的方式进行，考试过程采用教考分离的方法，防止任课教师试卷出题过程中的倾向性，这样能更客观地评价教学过程中教师的教学效果以及学生的学习成绩，同时试卷阅卷过程采用流水阅卷方式，在此过程中可以让每位教师对学生的答题情况进行分析，这样可以更客观地评估教学成效；第二个方面是对学生出勤和平时作业的成绩评定，第三个方面是学生在实践环节中的表现，最后是成绩评定过程中还要注重学生对化学污染与生态学科发展的认识，以及对所学的一些基本原理在自己专业领域中的应用的认识。
工业废水是水环境污染的主要来源，环境保护是我国的一项基本国情。下面是由我整理的工业废水处理技术论文，谢谢你的阅读。
浅谈工业废水处理技术
【摘要】随着工业现代化的大力发展，国民经济和人民生活水平得到了显著提高，但是产生的废水越来越多，废水是造成环境污染的原因之一。工业废水是指含有生产原料、中间产物和产品以及在生产过程中能够产生污染物的废水、污水和废液。文章结合实际工作岗位，阐述了工业废水特点、分类、处理原则以及方法。
【关键词】环境污染 工业废水 处理原则及方法
工业废水是水环境污染的主要来源，环境保护是我国的一项基本国情。20世纪50年代，我国的工农业开始发展，水污染程度低，国家提倡采用废水混合灌溉的方式来处理废水;60、70年代，随着工农业的迅速发展，水污染程度升高，污染成分增多，国家开始设置环保组织机构，建立废水处理厂;20世纪末期，由于国家大量人力和财力的投入，我国的废水处理技术得到了显著提高，一些技术达到了国际领先水平，并引进了国外废水处理的新技术、新工艺、新设备;近些年来，随着国家政策全力支持，全国大力新建废水厂和改造工艺落后的废水厂，大大提高了废水处理数量和质量以及废水处理后的二次利用比例。建立大型废水处理厂和废水处理的全过程需要巨大的费用，要想把工业废水处理好，尽可能降低对环境的污染，我们就必须有一套科学完整的废水处理工艺和先进的废水处理设备。
1 工业废水特点和分类
与城市生活废水相比，工业废水的主要特点包括：
(1)种类多，防治途径复杂多样，废水处理后可以单独排放，或与城市废水一起处理，或是经过预处理后进入污水处理厂;
(2)污染物成分多，处理难度大，费用高，需要多种处理技术;
(3)有的污染物含量高，如果直接排放，会对环境造成很大影响;
(4)排放数量大，约占整个废水的70%左右;
(5)处理工艺复杂，往往需要多种化学、物理、生物代谢等工艺;
(6)具有明显的酸碱度;
(7)有的废水温度高，容易造成环境的热污染;
(8)常常含有易燃易爆有毒物质。
为了划分工业废水的类别，了解各种工业废水的性质和危害性，并制定出相应的废水处理方法，工业废水主要按下面方法分类：
(1)按废水中所含主要污染物的化学性质分为无机废水和有机废水。例如电解废水、电镀水、硝酸废水及合成氨废水是无机废水;食品、皮革及造纸加工过程产生的废水，是有机废水。
(2)按企业的产品和加工对象分类，如皮革制衣废水、催化重整废水、炼焦煤气废水、金属酸洗废水、纺织印染废水、医药农药废水等。
(3)按废水中所含污染物的主要成分分类，如酸性废水、碱性废水、含氰废水、含金属废水、含油废水、含有机磷废水和放射性废水等。
第(1)、第(2)种分类法没有指出废水中所含污染物的主要成分和危害;第(3)种分类法，明确地指出废水中主要污染物的成分，并能表明废水具有一定的危害性。此外，也可以按处理难度、危害性大小将废水分为：
(1)废热，主要是指设备和装置的冷却水，冷却水可以循环利用;
(2)一般污染物，无毒、易于生物代谢降解;
(3)有毒害污染物，有毒性而又不易生物降解的物质，主要是指重金属、有毒化合物等。
在实际生产活动中，单一的工业生产可以排出多种不同性质的废水，而一种废水可能含有多种污染物并且污染物的浓度不同。例如：皮革、纺织工厂既排出酸性废水，又排出碱性废水。具体的一套生产设备或装置排出的废水，也可能同时含有几种污染物，如石油化工厂的蒸馏、重整、裂化、催化等装置的塔顶油品蒸气凝结水中，常常含有酚类、油类、硫化物等。不同的工业企业，即使原料、产品和生产工艺不同，也可能排出性质相同或相似的废水，如石油化工厂和农药化肥厂的废水，可能均有含油类、酚类物质。
2 废水处理的原则和方法
由于工业废水量大，成分复杂，处理难，不易降解和净化，对环境的影响大，所以在进行工业生产同时要考虑如何控制废水的产生，加强工业废水的科学管理，处理废水应该遵循一些基本原则：
(1)首选无毒生产工艺，改革淘汰落后工艺，从源头尽可能杜绝或减少有毒有害废水排放;
(2)生产原料、中间产物、产品、副产品涉及有毒有害物质时，要加强监管，提高操作人员技能，避免有毒有害物质流失;
(3)废水分类回收，特别是含有剧毒、重金属、放射性成分的废水要与其他废水分流，便于处理和回收其他有用物质;
(4)排放量大而污染较轻的废水，经过处理后可以循环使用，但不宜直接排入下水道;
(5)生物可以降解代谢的有毒废水，如含有酚、硫酸盐废水，要经处理达到国家废水排放标准后，再做进一步生化处理;
(6)一些生物不能降解代谢的有毒有害废水，应单独处理，禁止排入城市下水道;
(7)类似生活废水的有机废水，如食品、造纸等废水，可以直接排入城市污水管道。
19世纪末期，国外就开始了对废水处理的研究，做了大量的试验并用于生产实践。工业废水处理方法主要包括：物理法、化学法和生物法。
物理处理法是在不改变废水的化学性质的前提下利用过滤、分离等物理方法去除废水中不溶解的悬浮状颗粒污染物质，是对废水的预处理，也是废水处理的第一阶段。格栅和筛网工艺是用金属栅条制成一定间隔的框架结构，放置于废水渠里，主要用来去除悬浮颗粒物，保护后面的废水处理设备不堵塞;沉淀工艺是指利用污染物自身的重力，使废水中比水重的物质下沉，达到与水分离的效果，沉淀的类型分为：自由沉淀、絮凝沉淀、区域沉淀和压缩沉淀;气浮工艺是在废水中通入空气，产生气泡并附着在细小污染物上，形成比水轻的浮体，使之浮在水面上，用来分离密度接近或者比水小的细微颗粒;离心分离工艺是借助离心设备产生离心力，使不同质量的悬浮物、水体分离。
化学处理法主要是向废水中加入化学物质，与废水反应，产生无害物，例如：酸碱中和法用来平衡废水中的酸碱度;萃取法是根据可溶物(溶质)在两种互不相溶的溶剂里溶解度不同，把溶质从一种溶剂中提出到另一种溶剂中;氧化还原法可以出去废水中还原性或氧化性污染物。
生物法是利用微生物降解代谢有机物为无机物来处理废水。自然界中，微生物种类繁多、数量巨大、分布范围广、繁殖力强，具有氧化分解有机物的能力等特性。因此，被广泛应用于处理生活废水以及炼油化工、印染纺织、制革造纸、食品制药等多种工业废水。根据微生物代谢过程中对氧的要求，废水的生物处理主要可分为好氧处理和厌氧处理两大类，常用生物过滤、活性污泥、藻类的光合作用等工艺。
上述废水处理原则和方法各有其适应范围和优缺点，某一种废水究竟优选哪种方法处理，必须经过详细调研和科学试验，根据废水性质和特点、水排放时对水的要求、废物回收的经济价值等来选择，同时还要考虑废水处理过程中产生的污泥、残渣以及二次污染，取长补短，相互补充，往往需要使用多种方法才能达到良好的处理效果。
3 结语
水资源缺乏是全球性问题，经过处理后的废水可以二次利用，随着科技的进步，废水处理技术越来越完善，废水二次利用的数量和领域日益扩大。目前我国工业废水处理还处于大力发展阶段，所面临的环境污染压力大，并且随着国民经济提高和城市化建设日益加快，工业废水排放量会持续增长。环境科学的出现和发展，促进了废水处理技术的发展，采用新技术、新工艺和新设备，对废水进行安全有效环保经济处理，引起了世界各国人民和政府部门的极大关注。
参考文献
[1] 邹家庆.工业废水处理技术[M].北京：化学工业出版社，2003
[2] 金兆丰，余志荣. 污水处理组合工艺及工程实例[M].北京：化学工业出版社，2003
[3] 黄霞. 水处理工程[M].北京：清华大学出版社，1985
[4] 田波文.工业废水污染的检测与控制[J].广西轻工业，2009，(7)
作者简介
王青华(1983-)，女，河北石家庄人，化工分析助理工程师，研究方向：工业污水分析。
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废弃钻井液研究技术论文
钻井废弃物是钻井污水、钻井液（钻井泥浆）、钻井岩屑和污油的混合物，是一种相当稳定的胶态悬浮体系，含有粘土、加重材料、各种化学处理剂、污水、污油及钻屑等，危害环境的主要化学成分有烃类、盐类、各类聚合物、重金属离子、重晶石中的杂物和沥青等改性物，这些污染物具有高色度、高石油类、高COD、高悬浮物、高矿化度等特性，是石油勘探开发过程中产生的主要污染源之一。油气田每钻完一口井，都要在原地丢下一个废弃的泥浆池。一个油气田有成千上万口井，就有成千上万个废弃泥浆池，每个泥浆池中的钻井废弃物少则有几百方，多则有几千方。这些废弃物具有的可溶性的无机盐类污染、重金属污染、有机烃（油类物质）污染，若在井场堆放或掩埋，一旦被雨水浸泡、河流冲刷，就会对周围的土壤、水源、农田和空气造成严重的环境风险。防治措施：做好区域地质及水文地质调查工作，要对拟钻探区域的地质构造和可能发生的地质灾害有较好的预判。要合理的进行工程设计，采用先进的钻探工艺及有针对性的钻探方式。如对拟避让的地质灾害高发区或者是敏感保护区采用定向井或者是丛式井钻探，先探后采。加强井口封闭及井壁维护，确保不发生井喷或者井壁坍塌（防止含油回注水窜入地下水含水层，污染地下水），对井壁破裂及时进行封堵。使用优质高效的钻井工艺泥浆（环境友好型），防止井下漏油，防止钻井管和设备腐蚀。重要的可能发生泄露事故的储罐、装置周边要设置围堰，基础层进行防渗处理。钻井区域设置污染物处理设施，设置沉淀池、调节池、事故应急池，对钻井岩屑、钻井废水、钻井废弃泥浆分开处理，能综合利用的尽可能利用或者回注，不能利用的进行固化后卫生填埋，覆土后恢复生态。
钻井废弃泥浆为有害的泥状工业废弃物,钻井作业过程中产生的废弃泥浆，在没有进行无害化处理的情况下直接倾倒在地上。废弃钻井泥浆主要是由粘土、钻屑、重材料、化学添加剂、无机盐、油组成的多相稳定悬浮液，PH值略显酸性。对环境造成的影响主要表现在：①占用了大片土地；②导致当地及附近地区的土壤板结及盐碱化，致使土壤无法返耕，造成土地资源的浪费；③对地表水和地下水资源产生严重的污染。为此，需要对钻井泥浆或钻井泥浆沉积物进行无害化处理，使之转化成像土壤一样的固体（假性土壤）填埋在原处，或用作建筑材料等。废钻井泥浆的固化利用可以：1、大大降低废钻井泥浆对地下水及地表水的污染；在经历了20年飞速经济发展后，中国才开始计算经济发展的环境成本，而大量的工业及人为污染物已经进入中国的生态系统。地下水污染通常是因工业废料和未经处理的人类排泄物进入江河系统然后渗入地下而导致的，而中国70%的人口依赖地下水作为饮用水，40%的农业灌溉赖于地下水。据报道，在中国北部的城市地下水污染的情况最为严重，造成了上百亿人民币的损失，而间接的损失更是无法计算。江、河、湖泊水污染十分严重，已经成为新的人为的灾害。现在北方城市郊区许多河流“有河皆污”，不少河流下游干枯。南方珠江三角洲，长江三角洲和沿江河网圩区，内河水污染严重，不少地方形成水质型缺水，守着河边水不能饮用。水环境、水生态不断恶化。全球水伙伴（中国）名誉主席杨振怀发表文章表示，目前水污染问题已成继洪、旱、水土流失等自然灾害之后，成为最严重的人为的灾害，成为威胁城乡人民生活和身体健康的大问题，洪、旱等自然灾害是天灾，而且是一时的；而水污染是人祸，是长期的，每天都需要水，因此需要大力防治。目前我国的水环境中，主要污染物已经远远超过环境容量，形势严峻。全国城镇集中式饮用水源地有不同程度的超标，近三亿农村人口在饮用不合格的水。近岸海域赤潮频发，面积在增加，大部分已超标。淡水在变绿，海水在变红，我国的江河湖海已向人类发出了危险信号。更加可怕的是地下水的污染。由于它比大气污染和地表水污染难以映入眼帘，更容易被忽视、被搁置、被回避，甚至干脆被当作垃圾筒。目前在我国平原地区，要寻找出一块未被污染的地下水地段，竟成了一件很不容易的事情。如京津唐地区地下水有机污染物种类达百余种之多。北京市地下水污染问题更加突出，即使是市政管道的自来水，二次污染现象也时有发生。水污染对首都广大人民群众的健康已形成了较大威胁。 因此，降低水污染对于我国的生态发展是十分必要的。2、不仅可以减少泥浆池及附近地区占用土地的面积，同时，固化的泥浆可以用做建筑材料，创造可观的经济效益；再利用指产品多次使用或修复.翻新后继续使用，以延长产品的使用周期，防止产品过早成为垃圾，从而节约生产这些产品所需要的个各种资源投入。要求消费群体改变产品使用方式，有效延长产品的寿命和产品的服务效能。生产者应采取产业群体间的精密分工和高效协作，加大产品到废弃物的转化周期，最大限度地提高资源产品的使用效率。近年来我国经济高速发展，因而导致资源利用快，资源将出现短缺。在土地资源固定、自然资源总量不多的情况下，仍要保持高速的经济增长，技术创新是一方面，但资源节约合重利用更能为经济高速可持续发展提供保障。 综上所述，此项措施不仅将大大减小废钻井泥浆对环境的影响与危害，同时又可保证废钻井泥浆池在钻井结束后即能还耕，获得良好的经济和社会效益，一举数得。 这样行不~
不知你想要的是概述,还是新技术.海洋废泥浆,别说别的,光运费就让人hi了,国外现在有将废泥浆直接入海的,但前提是达到环保标准无害的废泥浆,所以从泥浆的配置到现场应用到处理和回收排放,这是一个系统工程.
蔡记华1 谷穗2 乌效鸣1 刘浩1 陈宇1
基金项目:国家自然科学基金项目(40802031、41072111)。
作者简介:蔡记华,1978年生,男,湖北浠水人,博士、副教授,从事钻井液与储层保护方面的教学和研究工作,电话:,E-mail:。
(1.中国地质大学(武汉)工程学院 湖北武汉 4300742.中国地质大学武汉江城学院 湖北武汉 430200)
摘要:松软煤层中的钻进护孔技术是目前煤矿瓦斯抽采利用中亟待解决的技术难题之一。论文首先在理论上分析了可降解钻井液的护孔作用机理和生物降解作用机理,并通过流变性测试、滤饼清除实验和煤岩气体渗透率测试等方法对其性能进行了综合研究。结果表明:可降解钻井液的降解性能人为可控,能适合煤矿井下作业环境;生物酶降解加盐酸酸化的双重解堵措施可有效地清除可降解钻井液对煤层气储层的伤害,并能恢复甚至提高煤岩气体渗透率(增幅在之间)。研究成果可以解决松软煤层瓦斯抽采孔钻进工作中护孔与储层保护的矛盾问题,也可为煤层气垂直井、水平井和分支井的钻井工艺优化与产能提高提供重要的理论和技术基础。
关键词:松软煤层 瓦斯抽采 可降解钻井液 护孔 储层保护
Experimental Research on Degradable Drilling Fluid for Drilling in Unconsolidated and Soft Coal Seam
CAI Jihua1, GU Sui2, WU Xiaoming1, LIU Hao1, CHEN Yu1
( Faculty, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China; College, China University of Geosciences, Wuhan 430200, China)
Abstract: Technologies needed to stabilize the wellbore are among the most urgent problems that require be- ing resolved in the drainage and exploitation of coalmine methane (CMM) from unconsolidated and soft coal the first, the paper theoretically analyzed the borehole maintaining and biodegradation mechanisms of degradable drilling systematical study on its performance were carried out by utilizing rheology tests, mud cake remove tests and coal rock gas permeability show that the degradation properties of degrad- able drilling fluid were controllable and it was fit for the coalmine operation , complex unplugging technologies employing enzymatic degradation plus acidification by HCl was effective in removing the damage caused by mud cakes of degradable drilling fluid and resuming the gas permeability of coal rock or even en- hance it by a ratio between and achievements of this paper can help to resolve the contradiction between borehole maintaining and reservoir protection, and also offer powerful theoretical and techni- cal foundation for drilling technology optimization and production capacity enhancement in vertical, horizontal and multi-lateral drilling for coalbed methane exploration.
Keywords: unconsolidated and soft coal sea; coalmine methane drainage and exploitation; degradable drill-ing fluid; borehole maintain; reservoir protection.
1 可降解钻井液的提出
根据抽采对象的不同,可将煤矿瓦斯抽采分为本煤层瓦斯抽采、邻近层瓦斯抽采和采空区瓦斯抽采[1]。由于我国地质构造条件复杂,成煤时代多,煤矿区分布广,煤储层特征差异大。简单起见,可划分为正常煤体结构的硬煤层和构造发育的松软煤层两种典型类型。对于松软煤层,由于煤与瓦斯突出、煤层松软、机械强度低等原因,采用清水或空气等常规排粉钻进方式时易出现塌孔、卡钻或喷孔等问题,打钻成孔困难,瓦斯抽采效率低。松软煤层的煤层气开发是我国煤层气产业化面临的最严峻的挑战之一[2~4],在此类煤层中钻进护孔技术是目前亟待解决的技术难题之一[5~6]。
为达到较好的护孔效果,通常在钻井液中添加纤维素、胍尔胶和生物聚合物等聚合物。纤维素和胍尔胶等起到增粘、降低摩阻和润滑作用以保持井壁稳定,而生物聚合物可以增强钻井液在水平井段内的岩屑悬浮能力。尽管这类钻井液对储层的伤害比传统泥浆要小,但还是会在井壁上形成了低渗透的滤饼。滤饼的不充分降解会极大地影响井壁的流动能力,结果是显著降低生产井的产量。因此,特别是在松散地层和高渗透性地层中,必须清除渗滤到地层中的钻井液以及沉积在井壁上的滤饼,以实现产量最大化。
近年来,针对松散地(储)层钻进中护孔和储层保护的矛盾,我们提出了一种环境友好的可降解钻井液的研究思路[7~11]:在钻进时能保持孔壁稳定,而在钻进工作结束后,钻井液能在生物酶和无机酸作用下实现降解、粘度下降,先前形成的滤饼破除、产层流体的流动性增强、恢复地下流体资源解吸扩散通道,达到提高地下流体资源产量效果的目的。
本文在上述研究基础上,在理论上分析了松散煤层钻进用可降解钻井液的护孔作用机理和生物降解作用机理,并通过流变性测试、滤饼清除实验和煤岩气体渗透率测试等方法对可降解钻井液的性能进行了综合研究。
2 可降解钻井液的作用机理
可降解钻井液的护孔作用机理
可降解钻井液主剂由粘土稳定剂(如KCl)、水溶型或酸溶型架桥粒子/加重剂(一般为细粒CaCO3或无机盐)、降滤失剂(主要是天然植物胶如淀粉或纤维素或胍尔胶)、流型调节剂(如生物聚合物XC)等组成,这些处理剂共同起到增粘和降低摩阻作用;当钻进结束后,加入能降解各种聚合物的生物酶破胶剂[12~15]和能溶解细粒CaCO3无机酸(通常是15%的HCl[12,14])或有机酸[13,16]来清除聚合物滤饼(主要由聚合物和CaCO3组成)对储层渗透性的伤害。下面分别阐述各种处理剂的作用机理。
(1)粘土稳定剂可以用来抑制煤岩中粘土矿物遇水后膨胀;
(2)水溶型或酸溶型架桥粒子可以在煤岩表面的孔隙或裂隙孔喉处形成架桥,起到防止钻孔漏失的目的,同时CaCO3或无机盐也可以适当增加钻井液的密度,起到平衡地层压力的作用;
(3)天然植物胶大分子物质相互桥接,滤余后附在孔壁上形成隔膜。这些隔膜薄而坚韧,渗透性极低,可以阻碍自由水继续向煤层渗漏(图1)。同时,这类聚合物钻井液具有良好的包被抑制性,能有效地抑制钻屑分散。另外,这类具有强亲水基团的长链环式高分子化合物易溶于水,形成的水溶液具有较高粘度,可以增强钻孔孔壁表面松散煤粒之间的胶结力,起到加固松软煤层孔壁的效果;
图1 Na-CMC在粘土颗粒上的吸附方式
(4)生物聚合物XC是一种优良的流型调节剂,用它处理的钻井液在高剪切速率下的极限粘度很低,有利于提高机械钻速;而在环形空间的低剪切速率下又具有较高的粘度,并有利于形成平板形层流,可增强钻井液在近水平煤层钻孔中的携岩效果。
可降解钻井液的生物降解作用机理
所谓降解,是指在物理因素、化学因素或生物因素等的作用下聚合物分子量降低的过程。从实用的角度出发,聚合物降解可分为热降解、机械降解、光化学降解、辐射化学降解、生物降解及化学降解等不同的引发方式[17]。下面以胍尔胶为例,阐述生物酶降解聚合物的作用机理。
胍尔胶属于半乳甘露聚糖类,所用胍尔胶分子主链由β-1,4糖甙键将D-甘露糖单元连接而成,D-半乳糖取代基通过α-1,6糖甙键接在甘露糖主链上,沿甘露糖主链随机分布,半乳糖与甘露糖单元之比约为1:。半乳甘露聚糖特异复合酶可有效地水解半乳甘露聚糖,它由两种O键水解酶组合而成,两种酶的降解机理如图2所示。
第一种O键水解酶是α-半乳糖甙酶(蜜二糖酶),专门作用于半乳糖取代基,可用来水解末端的非还原性α-D-半乳糖甙键。第二种O键水解酶过去常用来分解胍尔胶分子,在此专门作用于甘露糖主链,这种水解酶被称作β-1,4甘露聚糖环内水解酶,可随机水解β-1,4-D-甘露糖甙键[18]。
后续室内实验采用的酶制剂是几种生物酶的复配物。特种酶1号(SE-1)以纤维素甙键特异酶和半乳甘露聚糖特异复合酶为主,特种酶2号(SE-2)和特种酶4号(SE-4)以半乳甘露聚糖特异复合酶为主。
图2 胍尔胶糖甙键特异酶的降解机理
图3 胍尔胶钻井液的降粘曲线
3 可降解钻井液的室内试验
降粘效果评价
在理论分析基础上,进行了生物酶降解聚合物的室内实验,以钻井液流变参数为主要评价指标,用几种特种酶来降解单一聚合物或复配聚合物。将生物酶分别加入单一聚合物和复合聚合物中,研究生物酶对这些可降解钻井液的降粘效果,将表观粘度(AV)、塑性粘度(PV)和动切力(YP)随时间的变化关系绘制成曲线如图3~图5所示。
单一聚合物钻井液
从图3可以看出,在特种酶SE-1的作用下,在之内,质量浓度为的胍尔胶钻井液的表观粘度从·s降低到5mPa·s。塑性粘度和动切力也呈现出类似的变化规律。
由图4可以看出,在特种酶SE-1的作用下,在之内,质量浓度为的羧甲基纤维素钻井液的表观粘度从·s降低到6mPa·s。
由于特种生物酶SE-1同时含有纤维素甙键特异酶和半乳甘露聚糖特异复合酶,它对胍尔胶和羧甲基纤维素均有较好的降解效果。
复配聚合物
从图5可以看出,在特种酶SE-2的作用下,在46h之内,由质量浓度为羧甲基纤维素和胍尔胶组成的复合聚合物钻井液的表观粘度从·s降低到5mPa·s。随着时间的变化,塑性粘度和动切力也按类似的规律下降。
由图3~图5可以看出,在生物酶作用下,聚合物能实现有效的降解,聚合物大分子逐渐断链变成小分子,钻井液粘度降低,在煤储层中的流动性增强,从而恢复煤层气解吸释放的通道。
图4 羧甲基纤维素钻井液的降粘曲线
图5 复配聚合物钻井液的降粘曲线
滤饼清除实验
实验目的是通过观察可降解钻井液滤饼在生物酶破胶剂(和无机酸)的作用下滤饼表面的变化情况、考察滤饼的解堵效果(结果分别如图6~图7所示)。可降解钻井液的配方如下:
配方1:400ml水+(调节pH),先后采用的SE-4溶液和5%HCl浸泡滤饼。
配方2:400ml水+膨润土,采用溶液浸泡滤饼。
配方1的滤饼清除实验结果如图6所示,可以看出:单独使用生物酶SE-4只能清除该套体系中的CMC(图6-b),而对CaCO3等影响不大。当用5%HCl浸泡2h后,滤饼变得非常薄,说明CaCO3已与HCl充分反应[1]。
图6 滤饼的外观变化图
按照配方2所配制钻井液的滤饼清除实验结果如图7所示。由于这种配方中只有CMC这种聚合物,在用JBR溶液浸泡5h后,可降解钻井液的滤饼已基本降解完全。
图7 JBR作用下可降解钻井液(配方4)滤饼清除情况
煤岩气体渗透率测试
煤矿井下瓦斯抽放的最终目的就是恢复煤层的渗透率,获得较高的瓦斯抽放量。因此,渗透性的恢复对于可降解钻井液而言是一个更加直接的衡量指标。采用JHGP智能气体渗透率和JHLS智能岩心流动实验仪对可降解钻井液进行渗透性恢复实验,实验步骤详见参考文献[11]。
煤岩气体渗透率测试结果(表1)表明:晋-3煤样经过“污染—生物酶降解—酸化”三个阶段,其渗透率表现出“下降—上升—上升”的趋势,而且经过生物酶降解和酸化(也包括之前的加热处理)之后,煤岩的气体渗透率甚至超过了污染前的气体渗透率(如图8所示,推测盐酸亦与煤岩中的方解石和白云石发生反应,增大了煤岩孔隙裂隙),这也证实了“生物酶降解—酸化处理”的综合解堵工艺是有效的,有利于提高煤层气藏的采收率。
表1 煤岩气体渗透率
注:(1)下游压力(出口压力)为(即1个大气压);(2)△K=(K4-K1)*100/K1。
图8 不同处理阶段煤岩平均气体渗透率变化情况
4 结论
论文在理论上分析了可降解钻井液的护孔作用机理和生物降解作用机理,并通过流变性评价、滤饼清除实验和煤岩气体渗透率测试等实验手段对可降解钻井液进行了综合研究,主要得出以下结论:
(1)可降解钻井液的降解性能人为可控,能适合煤矿井下作业环境;
(2)生物酶降解加盐酸酸化的双重解堵措施可有效地清除可降解钻井液对煤层气储层的伤害,并能恢复甚至提高煤岩气体渗透率(增幅在之间);
(3)研究成果可以解决松软煤层瓦斯抽采孔钻进工作中护孔与储层保护的矛盾问题,也可为煤层气垂直井、水平井和分支井的钻井工艺优化与产能提高提供重要的理论和技术基础。
参考文献
[1]王兆丰,刘军.2005.我国煤矿瓦斯抽放存在的问题及对策探讨[J].煤矿安全,36(3),29~33
[2]苏现波,王丽萍.2001.中国煤层气产业化的机遇、挑战与对策[C].瓦斯地质新进展,222
[3]饶孟余,杨陆武,冯三利等.2005.中国煤层气产业化开发的技术选择[J].特种油气藏,12(4),2
[4]袁亮.2007.淮南矿区煤矿先抽后采的瓦斯治本技术[J].中国煤炭.33(5),5~7
[5]张群.2007.关于我国煤矿区煤层气开发的战略思考[J].中国煤炭,33(11),9~11
[6]国家发展和改革委员会.2005.煤层气(煤矿瓦斯)开发利用“十一五”规划[R]
[7]蔡记华,乌效鸣,潘献义等.2004.暂堵型钻井液的试验研究.地质科技情报[J],23(3):97~100
[8]蔡记华,乌效鸣,刘世锋.2004.自动降解钻井液在水井钻进中的应用[J].煤田地质与勘探,32(5):52~54
[9] Jihua Cai, Xiaoming Wu, Sui on environmentally safe temporarily plugging drilling fluid in water well drilling [C] .SPE 122437
[10] 蔡记华, 乌效鸣, 谷穗等.2010. 煤层气水平井可生物降解钻井液流变性研究 [J] . 西南石油大学学报(自然科学版), 32 (5): 126～130
[11] 蔡记华,刘浩, 陈宇等.煤层气水平井可降解钻井液体系研究 [J] .煤炭学报, 已录用
[12] Beall, Brian B., Tjon-Joe-Pin, Robert, Brannon, et experience validates effectiveness of drill-in fluid cleanup system [C] .SPE 38570
[13] Frederick , Phil Rae, Juan step enzyme treatment enhances production capacity on horizontal wells [C] .SPE 52818
[14] ' Driscoll, , treatment for removal of mud-polymer damage in multilateral wells drilled using starch-based fluids [J] .SPE Drilling & Completion, 15 (3): 167～176
[15] Hylke Simonides, Gerhard Schuringa, Ali of starch in designing non-damaging completion and drilling fluids [C] .SPE 73768
[16] R. , R. , Ian Wattie, Jane Tomkinson. test of a novel drill-in fluid clean-up technique[C] .SPE 58740
[17] [德] W.施纳贝尔.1998.聚合物降解原理及应用 [M] .科学出版社, 180～187
[18]李明志,刘新全,汤志胜等.2002.聚合物降解产物伤害与糖甙键特异酶破胶技术 [J].油田化学, 19(1), 89～92
博士开题论文研究技术路线
论文技术路线怎么写
技术路线一般是指研究的预备,启动,进行,再重复,取得成果的过程,不是指毕业论文的写作过程,更不是指答辩的预备和进行过程。
要注意以下方面：
1、题目(题目中不要有字母、符号；
2、指明研究对象或研究范畴；
3、指明研究内容[对研究对象的什么进行研究。每一个研究内容都要清楚详实)。要指明难点和前人尚没解决的问题。难点、困难是体现水平和前沿性的地方；
4、研究方法有哪些；
5、要涉及的设备和仪器有哪些。在什么研究工作中要用到哪个要逐一说明,不要笼统大略；
6、整个题目所指工作具体实施的技术路线或研究方案。经费和进展如何。
技术路线一般意义上的技术路线就是论文的研究方法、手段、试验方案，一般以流程图的形式来加强逻辑性，让专家和同行看起来一目了然，所以应尽可能详尽描述每一步骤的关键点要阐述清楚并具有可操作性，以下是技术路线的大部分内容叙述描写时应该注意的点：
1、研究背景——提出问题后阐述研究该课题的原因，研究背景包括理论背景和现实需要，还要综述国内外关于同类课题研究的现状。
2、目的意义——该课题研究将解决什么问题或得到什么结论，问题的解决或结论的得出有什么意义。
3、成员分工——课题组成员在研究过程中所担负的具体职责，多见于需要具体实验操作的理工科论文。
4、实施计划——课题方案的核心部分，主要包括研究内容、研究方法和时间安排等。
5、可行性论证——课题研究所需的条件，即研究所需的信息资料、实验器材、研究经费、学生的知识水平和技能及教师的指导能力。
6、预期成果及其表现形式——论文或调查实验报告等形式，成果表达方式是通过文字、图片、实物和多媒体等形式来表现。
在研究生教育的整个过程中，学位论文质量的高低是衡量毕业生培养质量的重要标志，而论文质量的高低很大程度上取决于论文开题报告做的细致程度，占比很大的技术路线就很关键了，以上就是关于论文的技术路线怎么写的具体内容。
论文的技术路线的写法如下：
1、研究背景
研究背景即提出问题，阐述研究该课题的原因。研究背景包括理论背景和现实需要。还要综述国内外关于同类课题研究的现状：
①人家在研究什么、研究到什么程度？
②找出你想研究而别人还没有做的问题。
③他人已做过，你认为做得不够（或有缺陷）, 提出完善的想法或措施。
④别人已做过，你重做实验来验证。
2、目的意义
目的意义是指通过该课题研究将解决什么问题（或得到什么结论），而这一问题的解决（或结论的得出）有什么意义。有时将研究背景和目的意义合二为一。
3、成员分工
成员分工应是指课题组成员在研究过程中所担负的具体职责，要人人有事干、个个担责任。组长负责协调、组织。
4、实施计划
实施计划是课题方案的核心部分，它主要包括研究内容、研究方法和时间安排等。研究内容是指可操作的东西，一般包括几个层次：
①研究方向。
②子课题（数目和标题）。
③与研究方案有关的内容，即要通过什么、达到什么等等。研究方法要写明是文献研究还是实验、调查研究？若是调查研究是普调还是抽查？如果是实验研究，要注明有无对照实验和重复实验。实施计划要详细写出每个阶段的时间安排、地点、任务和目标、由谁负责。若外出调查，要列出调查者、调查对象、调查内容、交通工具、调查工具等。
固废论文期刊
《环境工程》、《环境工程学报》。
《环境工程》创刊于1982年，月刊，由中国钢铁工业协会主管，中冶建筑研究总院有限公司和中国环境科学学会环境工程分会主办，是中国跨地区、跨行业，以先进环保技术应用为特色的学术期刊。
《环境工程学报》是由中国科学院主管，中国科学院生态环境研究中心主办的环境工程类学术期刊。
栏目方向
主要栏目：《环境工程》主要栏目有水污染防治、大气污染防治、固废处理与处置、监测与评价、清洁生产与节能减排、土壤修复。
报道方向：《环境工程》主要报道工业与民用等领域的水、大气污染治理、固体废弃物处理与处置、环境监测与评价等领域包括新技术、新工艺、新材料在内的科研成果、工程技术应用、清洁生产和中国国内外环保信息等。
《环境工程学报》以研究报告和学术论文为主，突出学术性与技术性，亦刊登少量高水平特约综述。环境工程学领域的科研人员、技术研发人员、各级环保管理人员、环保企业以及大专院校师生等。
《环境工程学报》所设主要栏目有：综述、水污染防治、大气污染防治、土壤污染防治、噪声污染防治、固体废物处理与处置、环境监测技术、环境生物技术、生态修复工程和工程应用实例等。
在国内外期刊杂志发表论文40多篇，编著《室内空气污染》及参与编写《广东省固废污染防治规划项目》、《佛山市区环境规划项目》等著作数本，发表论文50多篇，代表论文如下：一、环境影响评价与规划：⒈ PMao,W. F. and Zhang,S. J. （2003） Impacts of the economic transition on environmental regulation in China. Journal of Environmental Assessment Policy and Management,5⑵，183-204.⒉ 层次分析法在区域可持续发展评价的应用 中国人口、资源与环境 2008 （第二作者）⒊ 城市“水缸”区域环境保护与经济发展协调策略研究 中国可持续发展论坛 2008（第二作者）⒋ 自适应神经模糊推理在大气环境质量评价中的应用 环境科学导刊 2007 （第二作者）⒌ 工业区群的环境影响后评估探索 云南环境科学 2005 （第二作者）⒍ 可持续发展与战略环境评价 上海环境科学 2004 （第二作者）⒎ 战略环境评价中替代方案的识别、评估和比较 环境污染与防治 2004 （第二作者）⒏ 战略环评与项目环评整合的理据及问题分析 环境科学动态 2004 （第二作者）⒐ 中国环境影响评价公众参与中听证会的初步研究 广州环境科学 2004 （第二作者）⒑ 地理信息系统在累积影响评价中的应用 环境污染治理技术与设备 1998年 （第三作者）⒒ 城市经济与环境协调发展调控机理研讨 环境与开发 1997 （第二作者）二、大气环境：⒈ Lee, Zhang report: Comparison of landfill gases from two landfill sites in China and HongKong. Waste Mamgemem & Research （1997） 15⑸，547-552⒉ 空调公交车内影响空气品质的机理探讨——以二氧化碳为代表性污染物 环境与污染 2007 （第一作者）⒊ 特征分析法在大气环境监测布点中的应用 环境科学与技术 2007 （第二作者）⒋ 垃圾填埋场周大气环境质量现状调查与安全保护范围界定 上海环境科学 2003 （第一作者）⒌ 垃圾填埋场空气中微量挥发性有机污染物的分析 环境科学 2000 （第三作者）⒍ 垃圾填埋场空气中微量挥发性有机物的组成和分布 中国环境科学 2000 （第二作者）⒎ 垃圾填埋场内部CH4浓度随时间的变化特征及其模拟 环境科学学报 2000 （第二作者）⒏ 佛山五峰垃圾填埋场封场后CH4等浓度变化特征 上海环境科学 2000 （第二作者）⒐ 广州大田山垃圾填埋场空气中微量挥发有机污染物组成 环境科学学报 2000 （第三作者）⒑ 垃圾填埋场内部气体浓度等的时空变化特征 环境科学研究 1999 （第二作者）⒒ 广州市机动车尾气污染及其人体健康效应 中山大学学报（自然科学版） 1999 （第一作者）⒓ 垃圾填埋场渗滤COD,BOD的动态变化 中山大学学报 1998 （第一作者）⒔ 垃圾填埋场内CH4浓度与环境因子之间关系的初探 中国环境科学 1998 （第一作者）⒕ 线性规划方法在城市大气污染物排放总量控制中的应用 重庆环境科学 1996 （第一作者）三、固体废弃物管理与处置：⒈ Fenton—聚硅铝铁硼处理生活垃圾压滤液研究 环境工程学 2008 （第二作者）⒉ Fenton—聚硅铝铁处理生活垃圾压滤液研究 生态环境 2007 （第二作者）⒊ 无机一有机复合絮凝剂的制备及絮凝性能研究 环境科学与技术 2007 （第二作者）⒋ 电化学Fenton法处理城市生活垃圾压滤液研究 中国环境科学学会会议（第三届绿色财富（中国）论坛） 2007 （第二作者）⒌ 垃圾压缩转运站压滤液污染及处理技术探讨 环境卫生工程 2006 （第一作者）⒍ 医疗垃圾集中处置建设项目的环境影响评价 环境科学动态 2005 （第二作者）⒎ 佛山市医疗废物污染现状及管理对策 环境卫生工程 2005 （第二作者）⒏ 城市生活垃圾小型转运设施设置实例研究 环境卫生工程 2000 （第三作者）⒐ 垃圾压缩站压缩污水污染防治对策 重庆环境科学 1999 （第三作者）⒑ 中国的固体废物管理研究 城市环境与城市生态 1999 （第二作者）⒒ 广州市城市生活垃圾分类收集研究 环境科学动态 1999 （第二作者）⒓ 佛山市生活垃圾的灰色预测与构成特征研究 环境科学研究 1997 （第二作者）⒔ 五峰垃圾卫生填埋场选址及填埋工程研究 中山大学学报（自然科学版） 1996 （第一作者）⒕ 佛山市垃圾产生量变化规律及其灰色预测 中山大学学报（自然科学版） 1996 （第一作者）⒖ 五峰垃圾填埋场渗滤液污染特征及处理系统 中山大学学报（自然科学版） 1995 （第一作者）
行业主要上市公司：瀚蓝环境(600323);格林美(002340);伟明环保(603568);启迪环境(000826);东江环保()等
本文核心数据：固废处理产量、废铝回收量、固废处理产量占比等
行业概况
1、定义
固废处理，全称固体废弃物的处理，通常是指物理、化学、生物、物化及生化方法把固体废物转化为适于运输、贮存、利用或处置的过程，固体废弃物处理的目标是无害化、减量化、资源化。
根据《固体废物分类目录》，固体废物的种类包括工业固体废物、生活垃圾、建筑垃圾和农业固体废物。
2、产业链剖析：中游为关键环节
固废处理行业上游主要是固废处理设备制造，包括焚烧设备、餐厨垃圾处理设备、污泥干化处理设备、环卫清洁设备、固废转运设备等;中游固废处理环节可分为固废分类、固废转运和固废处理;下游则主要是废弃物资源回收循环利用等。
固废处理行业上游代表企业有固废焚烧设备供应商华冠科技、安居乐、绿景环保，餐厨垃圾处理设备供应商邦冠机械、水天蓝环保、三盛环保，污泥干化处理设备供应商恒源机械、科力达、金陵环保，固化转运设备供应商东风商用车、北汽福田、江西五十铃等;中游参与者按处理固废类型可分为工业危废处理企业、餐厨固废处理企业、固废处理综合企业等;下游主要参与者包括废水处理企业天泽环保、瑞美迪、沃腾环保、鸿淳环保，飞灰处理企业无锡科熔、中科国润、福尔程环保、恩特重工等。
行业发展历程：行业发展进入快车道
我国固废处理行业较发达国家起步较晚，从政策历程来看，2005年，《中华人民共和国固体废物环境污染防治法》正式实施，“十一五”期间国家政策主要鼓励对固体废物实行回收和利用、减少固体废物生产量;“十二五”时期，《关于建立完整的先进的废旧商品回收体系的意见》出台，我国开始加强对固体废物进口的监管，同时深入推进大宗固体废物综合利用，加强共性关键技术研发及推广，固废处理行业受重视程度增加;“十三五”时期，《“无废城市”建设试点工作方案》、《工业固体废物资源综合利用评价管理暂行办法》等政策出台，提出要全面整治历史遗留尾矿库，统筹推进大宗固体废弃物综合利用，鼓励专业化第三方机构从事固体废物资源化利用相关工作，固废处理行业发展进一步加快;“十四五”以来，低碳化进程推进的带动下，固废处理相关国家政策进一步优化，支持力度进一步加大，全面禁止进口固体废物，继续加强大宗固废综合利用，大力开展“无废城市”建设，固废处理行业发展进入快车道。
行业政策背景：受到国家政策大力支持
我国国家政策鼓励和支持固废处理行业发展。自2005年《中华人民共和国固体废物环境污染防治法》正式实施以来固废处理行业相关政策密集出台，重点政策如下：
行业发展现状：市场规模不断扩大
1、固废产生情况
近年来我国国民经济快速发展、城镇化水平持续提高，固体废物产量也快速增加。2016-2021年我国部分固体废物产生情况如下：
注：①截至2022年9月，一般工业固废、工业危险废物产生量、生活垃圾清运量级危险废弃物产生量2021年数据暂未发布，且国家统计局未公布2018-2019年危险废弃物产生量数据，表中数据根据历史趋势测算得出，届时以官方发布为准;
②不同数据来源统计口径不一，可能存在冲突。
2、固废处理情况
全球低碳的大环境下，我国环保产业整体发展良好，固废处理能力不断提高。瑞泰环保招股说明书数据显示，2016-2021年，中国固废处理量由亿吨上升至亿吨，年复合增长率约为。
3、固废处理行业市场规模
根据中国环境保护产业协会发布的《中国环保产业发展状况报告》，2016-2020年，我国固废处置与资源化行业营业收入逐年提高，2020年达8030亿元，初步估算2021年约为9900亿元。
注：中国固废处置资源化行业营业收入=固废处置资源化样本企业营业收入/环保产业全样本企业营业收入*环保产业总营业收入。截至2022年9月，最新数据统计时间为2020年，2021年数据根据往年数据及市场发展趋势估算得出。
行业竞争格局
1、区域竞争：华东地区发展较好
根据中项网数据，2021-2022上半年，我国固废处理工程招投标项目分布最为集中的区域为华东地区，固废处理工程项目数量共计58个，占全国总数量的，其次为华北地区和华中地区，分别占比和。
从企业区域分布来看，我国固废处理行业企业同样集中在华东地区。根据企查猫数据，截至2022年9月，江苏省固废处理相关企业数量超过1000家，位列全国第一，广东、安徽、山东和浙江省企业数量也均超过500家。
2、企业竞争：光大环境和瀚蓝环境规模领先
根据E20环境平台和中国城市建设研究院有限公司共同发布的“中国固废十大影响力企业”，2021年我国固废处理领域领先企业有中国光大环境(集团)有限公司、中国环境保护集团有限公司、上海康恒环境股份有限公司、上海环境集团股份有限公司等，具体排名如下：
具体来看，我国固废处理行业业务规模较大的企业有光大环境、瀚蓝环境等，2021年，光大环境危废及固废处理量达万吨，瀚蓝环境固废处理业务营业收入达亿元，竞争力较强。
行业发展前景及趋势预测
1、发展趋势：市场规模持续扩大、技术水平不断提高、资源化利用率进一步提高
我国固废处理行业发展趋势主要有市场规模持续扩大、技术水平不断提高、资源化利用率进一步提高三个方面。
2、发展前景：政策加持下发展前景向好
在固废产生量持续增加、国家政策大力支持、固废处理技术不断革新以及环保投资额扩大等因素的带动下，我国固废处理行业发展进入快车道，预计2027年固废处理量有望达到130亿吨，2022-2027年复合增长率约为。
固废处置与资源化利用行业营业收入也将同步扩大，预计2027年有望超过18000亿元，2022-2027年年复合增长率约为11%。
更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国固废处理行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。