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        淺析對比方法在混凝實驗教學中的實施

        2015-03-31 10:47:19黑龍江大慶職業(yè)學院王雪峰
        當代教育實踐與教學研究 2015年6期
        關(guān)鍵詞:助凝劑混凝劑混凝

        黑龍江大慶職業(yè)學院 王雪峰

        水處理綜合實驗是環(huán)境工程技術(shù)專業(yè)學生必修的實訓課程,在課程的設(shè)計過程中,教師一直思考如何設(shè)計有效的實驗內(nèi)容,既培養(yǎng)學生的動手操作能力,又能提高學生處理實際問題的能力。本文采取對比方法,在混凝實驗中體會進行討論。

        一、對比實驗的設(shè)計思路

        所謂對比實驗,是指設(shè)置兩個或兩個以上的實驗組,通過對比結(jié)果的比較分析,來探究各種因素與實驗對象的關(guān)系,這樣的實驗稱為對比實驗。但此次設(shè)計的對比實驗,主要是對傳統(tǒng)實驗教學形式和教學內(nèi)容進行了調(diào)整。傳統(tǒng)的教學形式,都是學生根據(jù)具體的實驗內(nèi)容和實驗步驟,按照“標準”一步步操作就行了,這種教學形式最大的問題就是教學形式刻板,學生缺乏主動學習的興趣,不能激發(fā)學生的創(chuàng)造性思維的形成。而此次混凝對比實驗的設(shè)計,最大特點是沒有現(xiàn)成的實驗步驟和具體方法,要學生通過主動思考來完成。仿真技術(shù)主要是通過平臺操作學生熟悉實驗?zāi)康?,了解實驗過程,知道最終需確定已知混凝劑的最佳投藥量和最佳PH 值。還需要通過傳統(tǒng)實驗操作來驗證,同時體會仿真實驗的不足之處,這樣雖增大實驗的難度,但卻也增強實驗的趣味性,有助于提高學習興趣。

        二、對比實驗的設(shè)計內(nèi)容

        首先通過仿真平臺讓學生進行實驗?zāi)M操作,學生學習混凝實驗的實驗?zāi)康?、原理、步驟、儀器設(shè)備的操作方法和一些影響因素,最終找到最佳的投藥量和最佳PH 值,學生通過仿真平臺操作達成如下共識:水樣的單一性;混凝劑的單一性,無助凝劑;影響因素的單一性。

        學生分成實驗小組,進行組內(nèi)討論,根據(jù)教師給出的混凝劑種類、水樣特點,查找資料,在混凝劑組合、影響因素等方面設(shè)定幾種可行性方案。實驗方案的內(nèi)容包括、實驗儀器、藥品、實驗步驟、實驗效果的評價等,這個過程中,指導老師負責審查學生方案設(shè)計的可行性。

        1.方案一:確定混凝劑最佳投加量

        通過燒杯實驗優(yōu)選混凝劑種類,確定混凝劑的最佳投藥量。將混凝劑 [Al2(SO4)3、AlCl3、FeSO4、FeCl3]依次以不同濃度、同一攪拌速度、攪拌時間、同一溫度的條件下,對同一原水進行混凝沉淀試驗,取靜止沉淀20~35min 后的上清液濁度作為混凝沉淀效果評價指標,找出在同一影響因素條件下最佳混凝劑及混凝劑最佳投藥量。

        2.方案二:確定助凝劑投加量

        實踐中發(fā)現(xiàn),單獨使用混凝不能取得理想的凈水效果時,需要投加某些輔助藥劑以提高混凝效果。常用的助凝劑有石灰,重碳酸鈉,活化硅酸,骨膠,粘土等。本實驗過程中采用的原水為生產(chǎn)污水,水質(zhì)特點為強酸或強堿,濁度值大、COD 值高。助凝劑添加的效果,一般根據(jù)燒杯實驗來確定。對于酸性較強的水樣,要向水中加入堿性物質(zhì)來提高水樣堿度,保證膠體溶液的形成;對堿性較強的水樣,也要將堿性控制在8~10左右,PH 值過高,也會影響膠體的形成,不利于凈水效果。助凝劑的燒杯實驗一般在最佳混凝劑確定后進行。

        3.方案的技術(shù)要點

        (1)水溫的影響:水溫過高絮凝效果會提高,但污泥含水率大,過低對絮凝均不利,影響濁度值的下降,一般水溫條件宜控制在20-30℃。

        (2)PH 值的影響:每種混凝劑都有它適合的PH 值范圍,酸性和中性環(huán)境一般用陽離子型,堿性環(huán)境一般用陰離子型,非離子型適用于從強酸性到堿性的環(huán)境。

        (3)攪拌強度:為了使絮凝劑與水體充分接觸,攪拌的速度和時間設(shè)置一定要適當。本實驗采用六聯(lián)式自動攪拌器,能控制攪拌速度、時間和溫度。攪拌完成后要充分靜止,靜止時間大約20~30分鐘左右效果最好。取上層清液進行濁度測定。

        (4)助凝劑的影響:當出現(xiàn)混凝效果不好,影響因素多,需通過助凝劑進行分析、測試。用燒杯試驗確定助凝劑投加量,一方面可降低消耗,節(jié)約成本,另一方面凈水效果更理想。

        三、對比實驗的教學效果

        經(jīng)過對比實驗的設(shè)計思路,學生能夠根據(jù)現(xiàn)場采樣的原水,設(shè)計不同的方案,并比對結(jié)果,得出最優(yōu)方案。這種教學思路,開發(fā)了學生的創(chuàng)造性思維,極大觸動學生學習的主動性。雖然對比性實驗難度大、周期長,但能考驗人的耐心和毅力。同時提高團隊協(xié)作能力,學生能在學習的過程中主動思考問題,尋求突破解決,這對提高學生的學習能力非常重要。

        四、總結(jié)

        對比實驗的教學方法是對傳統(tǒng)教學模式的一種突破,使學生由被動接受變主動思考,設(shè)計性實驗不僅能提高學生學習的自由度,更能有效促進學生的自主思維,使實驗教學真正成為學生學習知識、培養(yǎng)能力的基本方法和有效途徑。

        參考資料:

        [1]董秉直,曹達文,范瑾初.最佳混凝投加量和PH去除水中有機物的研究[J].工業(yè)水處理,2002

        [2]謝主蘭.改革實驗教學培養(yǎng)學生的實踐與創(chuàng)新能力[J].實驗室研究與探索,2007

        [3]潘世英.混凝實驗條件下混凝劑最佳投加量的選擇方案研究[J].工業(yè)水處理,2011.10

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