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高分子材料的主要特征范文第1篇

【關(guān)鍵詞】塑料成型模具；混合式教學(xué)；多媒體

【Abstract】Plastic mold course is the core of polymer materials professional courses. It is a practical stronger course. The reform mainly for the current traditional teaching mode of most universities in China. In the course of teaching， teachers should use animation， network video， images and other multimedia methods for mixed teaching， so as to improve the quality of teaching. Then it can lay a solid foundation for students after graduation to become a good mold engineer.

【Key words】Plastic mold； Mixed teaching； Multimedia

塑料成型模具課程是高分子材料與工程專業(yè)的專業(yè)核心課程，是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，在教學(xué)過(guò)程中，如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的理解能力和實(shí)際動(dòng)手設(shè)計(jì)能力，是目前本科教學(xué)中急需解決的問(wèn)題。

隨著科技的進(jìn)步，信息化、網(wǎng)絡(luò)化為我們生活提供了各種便利，高等教育也利用數(shù)字化時(shí)代的優(yōu)勢(shì)，來(lái)提高教學(xué)水平。在傳統(tǒng)的教學(xué)方法中，教師主要采用“粉筆、黑板”等工具來(lái)進(jìn)行教學(xué)，這種教學(xué)模式比較單調(diào)，一些復(fù)雜的問(wèn)題難以跟學(xué)生解釋清楚，學(xué)生也難于理解。隨著信息技術(shù)的普及，混合式教學(xué)的優(yōu)勢(shì)逐漸的體現(xiàn)出來(lái)[1]。

1 塑料成型模具課程的內(nèi)容和特點(diǎn)

塑料成型模具課程的主要內(nèi)容有塑料制品設(shè)計(jì)、塑料注射成型模具設(shè)計(jì)、塑料壓縮壓注成型模具設(shè)計(jì)、塑料擠出成型模具設(shè)計(jì)、塑料中空成型模具設(shè)計(jì)及塑料注射成型新技術(shù)。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生了解塑料注射成型新技術(shù)，熟悉注射、壓縮、壓注、擠出模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，掌握模具成型系統(tǒng)、脫模系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的工作原理及設(shè)計(jì)方法，具備模具加工與檢驗(yàn)的能力，并能進(jìn)行塑料模具的初步設(shè)計(jì)。課程具有如下特點(diǎn)：①課程內(nèi)容多，重點(diǎn)不突出，并且每部分內(nèi)容的學(xué)時(shí)較少，從而導(dǎo)致學(xué)生學(xué)不精，學(xué)習(xí)效果差，須改進(jìn)[2]；②模具圖形數(shù)量龐大，各種復(fù)雜的機(jī)構(gòu)較多，如成型系統(tǒng)、開(kāi)模系統(tǒng)等，很難通過(guò)板書(shū)的方式將復(fù)雜的圖形全部畫(huà)出；③課程內(nèi)容交叉性強(qiáng)，與其它課程內(nèi)容聯(lián)系緊密，如模具制造技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)、塑料成型工藝和工程材料等課程；④任課老師準(zhǔn)備好講授內(nèi)容教案，課堂上依照教案內(nèi)容講授知識(shí)，忽視了學(xué)生的接受情況，從而導(dǎo)致學(xué)生被動(dòng)的學(xué)習(xí)和吸收，學(xué)習(xí)效果差。大部分學(xué)生為應(yīng)付期末考試，考前臨時(shí)抱佛腳，通過(guò)死記硬背的方式記題目和答案，對(duì)模具的工作原理以及各個(gè)零部件作用不理解，導(dǎo)致學(xué)生畢業(yè)后遇到實(shí)際問(wèn)題不會(huì)處理。

2 混合式教學(xué)在課程中的應(yīng)用

混合式教學(xué)是一種基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的教學(xué)模式，它將傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)和多媒體數(shù)字化教學(xué)的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)；既要發(fā)揮任課教師引導(dǎo)、啟發(fā)教學(xué)過(guò)程的主導(dǎo)作用，又要充分提高學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體的積極性和主動(dòng)性[3]，其目的在于結(jié)合課堂理論教學(xué)、多媒體數(shù)字教學(xué)以及實(shí)踐教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，綜合運(yùn)用以任課教師講授為主的教學(xué)形式、基于視頻、動(dòng)畫(huà)、圖紙等多媒體的教學(xué)形式和以自己動(dòng)手實(shí)踐操作設(shè)計(jì)的教學(xué)形式。它改變了學(xué)生的整體學(xué)習(xí)方式和任課教師的傳統(tǒng)教學(xué)模式、教學(xué)策略和角色，提升了現(xiàn)代學(xué)習(xí)理念和教育理念。相對(duì)于以往傳統(tǒng)的教學(xué)模式，混合式教學(xué)具備學(xué)習(xí)資源提供的靈活性、提高教學(xué)效率和增加學(xué)生實(shí)踐能力三個(gè)方面的主要特征[4]。

塑料成型模具是一門比較難的課程。上課時(shí)，可以借助圖片、視頻、動(dòng)畫(huà)等各種工具進(jìn)行混合式教學(xué)。如講授成型原理時(shí)，可以用視頻或者動(dòng)畫(huà)來(lái)模擬某一種塑料產(chǎn)品在注塑機(jī)上的具體成型過(guò)程。設(shè)置好注射參數(shù)后，首先在注塑機(jī)的料斗內(nèi)加料，然后將料筒升溫，使料加熱至粘流態(tài)，由噴嘴注射到模具型腔中，冷卻、開(kāi)模，產(chǎn)品自動(dòng)脫落。這種動(dòng)畫(huà)和視頻可以加深學(xué)生對(duì)注射過(guò)程的理解，使學(xué)生對(duì)這門課程有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)，使學(xué)生明白各式各樣的塑料產(chǎn)品可以通過(guò)設(shè)計(jì)不同的模具進(jìn)行成型加工生產(chǎn)，進(jìn)而認(rèn)識(shí)到這門課程實(shí)用性，增加其學(xué)習(xí)的興趣。

塑料成型模具課程的性質(zhì)決定了在課堂教學(xué)過(guò)程中，圖紙貫穿教學(xué)的始終，不同的模具零件有不同的圖紙。如模具的成型零件、模具的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、模具的側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)以及螺紋脫模機(jī)構(gòu)等等，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在黑板上進(jìn)行繪圖將會(huì)占用大量的課堂教學(xué)時(shí)間，而且學(xué)生還不容易理解，因此必須增加課時(shí)量才能完成這門課程的講授[5]。而采用多媒體教學(xué)的混合式教學(xué)法可以在單位課時(shí)內(nèi)講解更多的內(nèi)容，也可以增加教學(xué)的信息量，提高教師的教學(xué)效率，為教師節(jié)省教學(xué)時(shí)間，有效地拓寬了教學(xué)空間，使教師有更多的時(shí)間進(jìn)行重點(diǎn)、難點(diǎn)知識(shí)的講解。而且學(xué)生也對(duì)整個(gè)模具的工作過(guò)程能充分理解。

塑料成型模具課程是與實(shí)際密切相關(guān)的一門課程。在理論教學(xué)的基礎(chǔ)上，我們?cè)黾恿苏n程設(shè)計(jì)的實(shí)踐環(huán)節(jié)。學(xué)生先在實(shí)驗(yàn)室對(duì)模具模型進(jìn)行測(cè)繪，每人都動(dòng)手拆裝一個(gè)模具模型，用CAD畫(huà)出各個(gè)零件的圖紙，以加深對(duì)模具各個(gè)結(jié)構(gòu)的理解。同時(shí)，任課老師給每個(gè)學(xué)生出一個(gè)難度系數(shù)適中的模具設(shè)計(jì)課題，學(xué)生根據(jù)自己的理解，結(jié)合理論知識(shí)，設(shè)計(jì)一套簡(jiǎn)單的注射模具。這樣學(xué)生就有實(shí)際的模具設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，而不是單純的理論知識(shí)，畢業(yè)后進(jìn)入模具設(shè)計(jì)公司后就能更快的適應(yīng)公司的需求，從而提升自己的價(jià)值。

3 結(jié)束語(yǔ)

塑料模具成型是高分子材料與工程專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，學(xué)好本門課程，可以提高學(xué)生運(yùn)用基本理論知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。在該課程的教學(xué)過(guò)程中，任課教師應(yīng)當(dāng)采用混合式教學(xué)模式，將傳統(tǒng)教學(xué)、多媒體技術(shù)和實(shí)踐教學(xué)結(jié)合起來(lái)，增加課程的生動(dòng)些，提高學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的積極性，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，提高教學(xué)效率，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手操作能力，為其畢業(yè)后進(jìn)入公司能夠成為一名優(yōu)秀的模具工程師打下更加牢固的基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

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[2]張國(guó)新，曹秀中.《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，7（2）：77-78.

[3]何克抗.從混合式學(xué)習(xí)看教育技術(shù)理論的新發(fā)展（上）[J].電化教育研究，2004（3）：1-6

高分子材料的主要特征范文第2篇

關(guān)鍵詞：建筑外觀造型；實(shí)體表達(dá)；表達(dá)途徑

Abstract: the evolution of the architectural appearance design seems to be the most intuitive clear, but in building in the history of the development of the concept of appearance, design skills and its aesthetic images in constant, slowly and development evolution, until the coming of the information society, to explore the appearance before some with more comprehensive and more profound significance, and cause extensive attention of the architecture. From the building of the entity expression and building the expressive way two aspects of the architectural design.

Keywords: building exterior modelling; Entity expression; Express way

中圖分類號(hào)：G267文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

引 言：

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)建筑不僅要求實(shí)用，而且要求美觀。因此，建筑就具有物質(zhì)與精神、實(shí)用與美觀的雙重作用。即建筑既是物質(zhì)產(chǎn)品，又是一種藝術(shù)創(chuàng)作，它首先要滿足人們的物質(zhì)生活需要，同時(shí)又滿足人們一定的審美要求。

建筑是以表達(dá)物質(zhì)與精神功能為目的, 表達(dá)人類的情感, 是形式創(chuàng)造的動(dòng)因。建筑的表現(xiàn)形式具有表意性, 人們通過(guò)視覺(jué)而接受了信息并得到了不同程度的美感。美感的體驗(yàn)過(guò)程是人們視覺(jué)作用在對(duì)象時(shí)產(chǎn)生的, 即對(duì)象本身存在著形式特征。其特征表現(xiàn)為形式美, 即建筑的實(shí)體表達(dá)及表達(dá)的途徑。它的表現(xiàn)反映了人類情感同時(shí)也反映了歷史、文化、社會(huì)的含義。

1建筑的實(shí)體表達(dá)

當(dāng)光線照射到建筑表面，把立面上的信息反射到人眼。建筑表面的信息不外乎建筑的體量和比例、建筑外立面材料、色彩以及建筑的比例與尺度等等，它們的存在為建筑意念的表達(dá)和傳遞提供了條件。

1.1建筑的材質(zhì)表達(dá)

當(dāng)人的視點(diǎn)小于建筑高度的時(shí)候，人就可以清晰地觀察到建筑外立面的材質(zhì)了。建筑材質(zhì)已成為我們審美的一部分，我們從中體會(huì)到了建筑的宏偉、空間的親切、場(chǎng)所的高貴等等各種感受，這就是各種不同的材質(zhì)作用于我們感官的結(jié)果。粗糙而堅(jiān)硬的材料具有穩(wěn)重、堅(jiān)實(shí)的感覺(jué); 質(zhì)地密實(shí)、色彩深沉也會(huì)改變形體的輕飄感而具重量感。建筑中利用毛石、混凝土材料的粗糙、鋼鐵的質(zhì)地密實(shí)及顏色的穩(wěn)重產(chǎn)生力量。隨著其他材料的發(fā)明與運(yùn)用，今天，玻璃和鋼材，這種輕快、透明的新建筑形式這種玻璃盒子建筑在世界各個(gè)城市隨處可見(jiàn)，已是現(xiàn)代文明的象征。隨后出現(xiàn)了金屬建筑，各種顏色的不同金屬板材出現(xiàn)在建筑的立面，散發(fā)出強(qiáng)烈的現(xiàn)代感和科技感。ETFE薄膜、有機(jī)玻璃、高分子材料等越來(lái)越多的高科技產(chǎn)品也被運(yùn)用于建筑表面，建筑擁有更多的方式詮釋自己，表達(dá)自己。

1.2建筑的色彩表達(dá)

色彩是現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分，恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用色彩，可以增強(qiáng)建筑藝術(shù)的表現(xiàn)力和感染力。尤其在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中，色彩表達(dá)既要符合建筑的功能和風(fēng)格，又要如實(shí)地反應(yīng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)力與美的和諧統(tǒng)一，注重人性化，體現(xiàn)親和力。一般而言，穩(wěn)重的建筑一般常用單色單色以表現(xiàn)其冷靜的態(tài)度；而多種顏色的運(yùn)用則向外界傳遞熱鬧的氣氛以及自我表現(xiàn)的態(tài)度。

另外，隨著生態(tài)建筑的推廣，建筑用色也盡量結(jié)合地域特征，選用天然本色。工業(yè)技術(shù)的發(fā)達(dá)，“高技派”建筑層出不窮，金屬，玻璃，復(fù)合材料的運(yùn)用，使得建筑色調(diào)呈現(xiàn)出不同程度的冷灰色，整體感覺(jué)光亮透明，體現(xiàn)出較強(qiáng)的科技含義。個(gè)性化多元化的發(fā)展趨勢(shì)使建筑的色彩與材料質(zhì)感和建筑造型結(jié)合得更加緊密。

1.3 建筑尺度與比例的表達(dá)

意大利文藝復(fù)興建筑師帕拉第奧曾說(shuō)：“美產(chǎn)生于形式，產(chǎn)生與整體與各部分之間的協(xié)調(diào)。”建筑尺度是人對(duì)建筑感官的第一印象，對(duì)于建筑的表達(dá)具有舉足輕重的作用。無(wú)論是早期的埃及金字塔還是文藝復(fù)興時(shí)期的宗教建筑，或是中國(guó)的傳統(tǒng)建筑都及其注重尺度與比例的推敲。在現(xiàn)代建筑中尺度與比例仍是建筑外觀造型的主要特征之一。

建筑尺度是根據(jù)建筑的性質(zhì)、體型的大小、使用特點(diǎn)及周圍環(huán)境的關(guān)系等情況來(lái)決定的。由于使用的目的不同，建筑的性格不一，有時(shí)要表現(xiàn)宏偉、莊嚴(yán)、隆重；有時(shí)則表現(xiàn)小巧、纖秀、輕快。這些通常要通過(guò)在建筑尺度與比例上加以處理。一座看上去美觀的建筑物都應(yīng)具有良好的比例和合適的尺度，在建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中，影響建筑比例的因素主要有：建筑物的功能及建筑物質(zhì)技術(shù)條件；民族傳統(tǒng)，社會(huì)文化思想意識(shí)及地方習(xí)慣；

在建筑設(shè)計(jì)中，常常需要對(duì)建筑的尺度比例關(guān)系進(jìn)行推敲，在推敲過(guò)程中，不能只從圖面上來(lái)研究，還需要進(jìn)一步考慮周周圍環(huán)境的影響及實(shí)際的透視效果。

2 建筑的表達(dá)途徑

建筑的實(shí)體表達(dá)決定了建筑外觀造型美的表現(xiàn)特性，但建筑造型美的處理決不是只能意會(huì)，不可言傳的，它有其基本內(nèi)在規(guī)律。

2.1建筑造型的統(tǒng)一與變化

人們?cè)诮ㄖO(shè)計(jì)的實(shí)踐中，總結(jié)出無(wú)論傳統(tǒng)建筑還是現(xiàn)代建筑“多樣統(tǒng)一”的原則是建筑組合中必須遵守的原則。 在建筑設(shè)計(jì)中，要求建筑物有一個(gè)比較整齊的、有規(guī)律、勻稱統(tǒng)一的整體，同時(shí)也希望有多樣的變化。由結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求的各個(gè)構(gòu)件所組成的建筑物的各個(gè)組成部分的體量大小、形式、材料、色彩及質(zhì)地等各不相同，互有區(qū)別，這就導(dǎo)致建筑具有多樣變化的條件同時(shí)又由于其具有相同的功能要求、相同的材料和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，這又是的建筑物具有完整統(tǒng)一的客觀條件，在建筑設(shè)計(jì)中，就是要有意識(shí)的充分考慮和利用建筑物功能及結(jié)構(gòu)、技術(shù)等條件，并加以有規(guī)律的處理，以求得建筑表現(xiàn)上的變化與統(tǒng)一的完美效果。

在設(shè)計(jì)中，要求從統(tǒng)一出發(fā)，通過(guò)變化，達(dá)到新的統(tǒng)一，常用的手法有：

高分子材料的主要特征范文第3篇

【關(guān)鍵詞】電梯靴襯；復(fù)合材料；摩擦學(xué)性能；對(duì)比

中圖分類號(hào)：TU229文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、前言

隨著我國(guó)電梯使用的范圍越來(lái)越廣，數(shù)量越來(lái)越多，電梯選材問(wèn)題也備受關(guān)注，電梯靴襯復(fù)合材料的質(zhì)量直接影響著電梯的運(yùn)行質(zhì)量，因此，分析電梯靴襯復(fù)合材料摩擦學(xué)性能非常有必要。

二、電梯滑動(dòng)導(dǎo)靴系統(tǒng)摩擦研究情況

隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市中的中高層建筑不斷涌現(xiàn)，電梯的數(shù)量也不斷的攀升。電梯作為高層建筑必備的垂直交通工具，電梯保有量的激增使得作為主要建筑能耗之一的電梯能耗引起社會(huì)和政府職能部門的密切關(guān)注。目前電梯能耗的評(píng)估方法，主要有Doolaard等的測(cè)量法(直接測(cè)量電梯空載往返三層樓高的能耗);Schroeder等的計(jì)算法(由經(jīng)驗(yàn)公式粗略求出各工況下電梯的能耗);以及Elevate模型法(利用商業(yè)軟件計(jì)算電梯能耗及效率)。以上方法均著眼于電梯系統(tǒng)整體能耗的粗略估計(jì)，并沒(méi)有對(duì)導(dǎo)軌導(dǎo)靴摩擦引起的能耗進(jìn)行針對(duì)性研究。而目前國(guó)內(nèi)存在大量的中低速電梯，由于技術(shù)與經(jīng)濟(jì)原因，這類電梯的轎廂和對(duì)重均采用滑動(dòng)式導(dǎo)靴作為電梯運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向裝置，導(dǎo)靴的靴襯與導(dǎo)軌是直接的平面接觸，因此電梯運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)存在較大的摩擦損耗，同時(shí)較大摩擦力的存在也限制了采用滑動(dòng)導(dǎo)向的電梯的運(yùn)行速度上限。對(duì)這類電梯的導(dǎo)軌與導(dǎo)靴間的摩擦行為及能耗進(jìn)行研究，具有較大的工程應(yīng)用價(jià)值。摩擦現(xiàn)象幾乎存在于所有機(jī)械系統(tǒng)中，并且經(jīng)常對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的性能和動(dòng)力學(xué)行為產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。

三、磨損損傷的特征

有關(guān)磨損問(wèn)題的基礎(chǔ)研究,無(wú)論是實(shí)驗(yàn)考察還是理論建模和量化均存在許多困難,這是由于磨損損傷過(guò)程所具有的復(fù)雜特征造成的。作者認(rèn)為,磨損的主要特征有:

1、磨損過(guò)程中材料剝落過(guò)程是發(fā)生在摩擦表面間接觸微區(qū)內(nèi)的動(dòng)態(tài)過(guò)程,產(chǎn)生劇烈的力學(xué)作用,并伴隨物理化學(xué)變化,因此難以直接觀測(cè)磨屑形成過(guò)程。雖然在20世紀(jì)60年代,諸如電子顯微鏡、能譜儀等一大批表面微觀分析儀器相繼商品化,廣泛用于表面微觀形貌以及表面層結(jié)構(gòu)和組成分析,推動(dòng)了磨損機(jī)制研究的深入發(fā)展,然而,這些儀器只能應(yīng)用于磨損前和磨損后的靜態(tài)觀察和對(duì)比,無(wú)法實(shí)現(xiàn)磨損過(guò)程的在線檢測(cè)。

2、材料的摩擦磨損性能與其他力學(xué)性能不同,它不是材料的固有特性,而是材料在實(shí)際摩擦學(xué)系統(tǒng)中表現(xiàn)出來(lái)的綜合性能。換言之,材料的摩擦磨損性能與其所處的條件,包括接觸形態(tài)、環(huán)境狀況、運(yùn)行工況等密切相關(guān),是材料在所處條件下特定的性能。因此,材料摩擦磨損性能對(duì)所處條件具有強(qiáng)烈的依賴性。

3、與材料其他機(jī)械損傷相類似,磨損也主要源于力學(xué)作用下的材料強(qiáng)度劣化,然而磨損是特殊的力學(xué)問(wèn)題。其特殊性表現(xiàn)為:外部施加給材料的力學(xué)作用是變化的,而且材料承受力學(xué)作用的體積和性能也是變化的。因此,磨損過(guò)程是時(shí)變性很強(qiáng)的隨機(jī)過(guò)程,該過(guò)程同時(shí)又與環(huán)境因素密切相關(guān)。

4、現(xiàn)實(shí)的磨損總是多種機(jī)制共存,而且是交互作用的過(guò)程,因此磨損所表現(xiàn)出的外部特征錯(cuò)綜復(fù)雜。

根據(jù)當(dāng)今的摩擦學(xué)原理,按照表面作用、表面層變化和破壞形式等3個(gè)方面的情況通?？蓪⒛p分為4種典型類型,即磨粒磨損、疲勞磨損、粘著磨損和腐蝕磨損。針對(duì)各類磨損可以將材料磨損損傷機(jī)制歸納為切削(犁溝)機(jī)制、粘著機(jī)制和疲勞機(jī)制等3種典型機(jī)制。

從20世紀(jì)40年代開(kāi)始,人們根據(jù)特定的工況條件,分別針對(duì)各種磨損機(jī)制進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究和分析,建立了相應(yīng)的理論和磨損公式[5]。然而,正因?yàn)槭窃谔囟ǖ膶?shí)驗(yàn)條件下得出的結(jié)論,其針對(duì)性和局限性較強(qiáng),不盡適用于其他的工況條件。同時(shí),實(shí)際的磨損現(xiàn)象往往又是多種機(jī)制綜合影響的結(jié)果,所以現(xiàn)有的磨損理論普適性較差,磨損基礎(chǔ)理論研究落后于工程實(shí)踐的要求。

四、材料與方法

試驗(yàn)選用PA12(德國(guó)贏創(chuàng)德固賽PA12，牌號(hào)L1940)、POM(美國(guó)杜邦，牌號(hào)500AL)高分子材料為原料，在注塑機(jī)上加工成Φ50mm×10mm環(huán)形的上試樣;選用Φ54mm×10mm為下試樣;選用SF級(jí)油(殼牌統(tǒng)一石油化工有限公司)。PA12/POM樣品均是通過(guò)注塑工藝制備的，即先在80℃空氣中進(jìn)行干燥處理，再通過(guò)SHJ型雙螺桿擠出機(jī)造粒，最后在注塑機(jī)上成型。

試驗(yàn)時(shí)，在MMW-1A摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)(濟(jì)南益華摩擦學(xué)測(cè)試技術(shù)有限公司)上評(píng)價(jià)PA12和POM復(fù)合材料與45#鋼的摩擦學(xué)性能，其試驗(yàn)裝置的示意圖，如圖1所示。用銷釘分別把上試件和下試件固定在轉(zhuǎn)軸和工作臺(tái)上，采用彈簧對(duì)工作臺(tái)施加載荷，通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行摩擦磨損試驗(yàn)，進(jìn)而測(cè)量摩擦因數(shù)和工作溫度。摩擦副的線速度1.5m/s(642r/min)，載荷0.12N/mm2(70N)，試驗(yàn)時(shí)間120min，環(huán)境溫度20℃，方式為干摩擦(DR)和加微量油(MOL)。

試驗(yàn)前后，用石油醚和無(wú)水乙醇對(duì)試件進(jìn)行清洗，清洗結(jié)束后在GZX-9076MBE電熱鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)烘干(60℃)，冷卻至室溫;在電子天平(0.01mg，Ohaus，德國(guó))上分別對(duì)試驗(yàn)前后的試件進(jìn)行稱重，進(jìn)而獲得試件的磨損量;在同等試驗(yàn)條件下，進(jìn)行三組試驗(yàn)，取其平均值。

五、結(jié)果與討論

1、摩擦因數(shù)

在干摩擦和微量油工況下，PA12和POM的摩擦因數(shù)隨時(shí)間的變化如圖2所示?？梢钥闯觯S著時(shí)間的增加，兩種復(fù)合材料的摩擦因數(shù)均經(jīng)歷了先急劇降低后緩慢的變化。當(dāng)試驗(yàn)時(shí)間超過(guò)40min，摩擦因數(shù)逐漸趨于穩(wěn)定。在微量油工況下，10s、5min、20min、40min和80min時(shí)PA12材料的摩擦因數(shù)分別為0.1644、0.1275、0.1137、0.0957、0.0924。狀態(tài)對(duì)復(fù)合材料的摩擦因數(shù)有著重要的影響。在干摩擦工況下，當(dāng)試驗(yàn)時(shí)間為100min時(shí)，PA12和POM的摩擦因數(shù)分別為0.2181和0.1871，PA12的摩擦因數(shù)明顯高于POM;但在微量油工況下，時(shí)間為100min時(shí)，PA12和POM的摩擦因數(shù)分別為0.0977和0.1267，PA12的摩擦因數(shù)卻低于POM。這表明在微量油工況下PA12比POM具有較好的減摩性能。

2、工作溫度變化及分析

工作溫度是指通過(guò)溫度傳感器測(cè)量下試件的瞬時(shí)溫度，隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖3所示。在干摩擦工況下，30、75和105min時(shí)PA12和POM的工作溫度分別為(77.7，79.3)、(85.0，86.8)和(88.5，88.3)℃，表明PA12和POM的工作溫度隨時(shí)間的推移逐漸接近。在微量油工況下，30、60、90和120min時(shí)，PA12和POM的工作溫度分別為(48.1，52.6)、(50.0，58.6)、(50.9，60.9)和(51.9，62.4)℃，這表明在微量油工況下，PA12和POM均具有較好的散熱性能，但PA12的散熱性能更為顯著。

3、磨損量

圖4示出干摩擦和微量油工況下復(fù)合材料PA12和POM的磨損量。在干摩擦工況下，PA12的磨損量略高于POM的磨損量，即PA12和POM的磨損量分別為42.5和38.23mg。在微量油工況下，兩種復(fù)合材料的磨損量均有明顯降低;PA12的磨損量為4.8mg，比干摩擦工況降低88.7%，而POM的磨損量為22.92mg，比干摩擦降低40%，這表明在微量油工況下PA12具有較好的耐磨性能。

4、討論

摩擦是摩擦副表面在相互滑動(dòng)中發(fā)生能量轉(zhuǎn)換并產(chǎn)生能量損耗的過(guò)程，而磨損是由摩擦副之間力學(xué)、物理、化學(xué)作用造成的表?yè)p傷和材料剝落，分別表現(xiàn)為摩擦因數(shù)和磨損量，在摩擦磨損過(guò)程中機(jī)械能會(huì)轉(zhuǎn)換成熱能，表現(xiàn)為材料表面的工作溫度。復(fù)合材料的摩擦因數(shù)、磨損量和工作溫度與其對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和材料結(jié)構(gòu)有關(guān)。在干摩擦狀況下，試驗(yàn)開(kāi)始階段材料表面凹凸不平，摩擦副上下表面凹坑和凸起部分所占面積較大，其相應(yīng)的真實(shí)的接觸面積較小，凹凸處相互嵌合，滑動(dòng)摩擦阻力大，導(dǎo)致摩擦因數(shù)也隨之變得很大。在較短的時(shí)間內(nèi)，摩擦副對(duì)偶表面周期性磨合，導(dǎo)致殘留的應(yīng)力使復(fù)合材料表面產(chǎn)生劃痕和犁切裂紋，在短時(shí)間內(nèi)造成犁切磨損，材料的疲勞摩擦使裂紋逐漸擴(kuò)大，犁切裂紋間出現(xiàn)大規(guī)模融合，造成材料表面大面積脫落，這是造成材料磨損的主要原因。隨著摩擦?xí)r間的增加，材料表面逐漸融合，接觸面積達(dá)到最接近的表觀面積，摩擦因數(shù)減小到一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的值。在微量油工況下，直接接觸的幾率降低，使得對(duì)偶表面的摩擦力降低，則對(duì)應(yīng)的摩擦因數(shù)、磨損量和工作溫度也隨之減少，同時(shí)對(duì)偶表面的劑也能散發(fā)一部分熱量，使得工作溫度降低。

從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，在微量油工況下兩種復(fù)合材料磨損量存在顯著的差異，這與復(fù)合材料結(jié)構(gòu)有關(guān)。POM是一種沒(méi)有側(cè)基、線型的高結(jié)晶性單分子鏈聚合物，其結(jié)構(gòu)單元(―CH2―O―)具有良好的自性;而PA12是一種嵌段聚合物，其大分子鏈中重復(fù)出現(xiàn)酰胺基團(tuán)(―CONH―)，該基團(tuán)上的氫鍵能和另一個(gè)酰胺基團(tuán)上羰基(―CO―)結(jié)合形成較強(qiáng)的氫鍵，如圖5所示，因此，PA12大分子鏈之間的作用力較高。與POM的結(jié)晶性能相比，PA12分子間作用力致使其結(jié)晶性能有所下降，劑能夠更好地潤(rùn)濕PA12試樣的表面，降低分子間的作用力，減弱了分子間的作用力，致使材料表面的摩擦力降低，而微表面凸峰的破裂幾率減小，進(jìn)而導(dǎo)致PA12的磨損量降低。因此，微量劑對(duì)PA12的抗磨性能比POM更為顯著。

六、結(jié)論

1、在干摩擦和微量油工況下，PA12和POM摩擦因數(shù)隨時(shí)間增加均經(jīng)歷先急劇下降后平緩的變化。

2、狀態(tài)和材料結(jié)構(gòu)對(duì)復(fù)合材料的摩擦學(xué)性能有著顯著的影響。在干摩擦工況下，PA12的摩擦因數(shù)和磨損量均高于POM，對(duì)應(yīng)的工作溫度接近;而在微量油工況下，兩種材料的摩擦因數(shù)、工作溫度和磨損量均降低，但PA12的降低幅度顯著高于POM。

3、若兩種復(fù)合材料應(yīng)用于電梯功能部件，在充足工況下優(yōu)先選用復(fù)合材料PA12。

七、靴襯材料的日常維護(hù)

導(dǎo)靴是保持電梯平穩(wěn)運(yùn)行的重要裝置，導(dǎo)靴是否正常工作將直接影響電梯噪音、舒適感、平穩(wěn)度以及平層誤差等，因此要做好導(dǎo)靴的日常維護(hù)。電梯是特種設(shè)備，根據(jù)我國(guó)特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范TSGT5001-2009《電梯使用管理與維護(hù)保養(yǎng)規(guī)則》半月維保項(xiàng)目和要求第10項(xiàng)：導(dǎo)靴上油杯的維?；疽笫菓?yīng)檢查吸油毛氈齊全，油量適宜，油杯無(wú)泄漏。季度維保項(xiàng)目和要求第7項(xiàng)：靴襯和滾輪的維保基本要求是清潔，磨損量不超過(guò)制造單位的要求。作為專業(yè)的電梯維保人員，僅做到這些基本維保要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。一個(gè)負(fù)責(zé)任的企業(yè)應(yīng)該從零部件的采購(gòu)、電梯的安裝到后續(xù)的維護(hù)保養(yǎng)等各環(huán)節(jié)嚴(yán)格把關(guān)，保證靴襯材料的強(qiáng)度、硬度、耐磨性等機(jī)械性能，保證電梯導(dǎo)軌工作面的加工質(zhì)量，保證電梯安裝時(shí)的導(dǎo)軌直線度、兩列導(dǎo)軌對(duì)鉛垂線的平行度，保證導(dǎo)軌安裝支架的間距和剛度及導(dǎo)軌接頭處的間隙修配。電梯投入運(yùn)行后滑動(dòng)導(dǎo)靴的維護(hù)檢查應(yīng)該從以下幾個(gè)方面著手。

1、轎廂導(dǎo)靴的靴襯側(cè)面與導(dǎo)軌間隙為0.5~1mm。彈性滑動(dòng)導(dǎo)靴靴襯與導(dǎo)軌頂面無(wú)間隙，導(dǎo)靴彈簧的調(diào)節(jié)范圍不超標(biāo)。固定式滑動(dòng)導(dǎo)靴靴襯與導(dǎo)軌頂面間隙為1~2mm。對(duì)重導(dǎo)靴靴襯與導(dǎo)軌頂面間隙不大于2.5mm。

2、檢查轎廂上部導(dǎo)靴和對(duì)重導(dǎo)靴，人站轎廂頂部將轎廂和對(duì)重檢修運(yùn)行在適合檢查的水平位置，向前后左右來(lái)回?cái)[動(dòng)轎廂或?qū)χ乜蚣埽梢詸z查側(cè)隙和頂隙大小及靴襯磨損情況，還可對(duì)彈簧的彈簧力進(jìn)行檢查。檢查轎廂下部導(dǎo)靴，檢修人員應(yīng)站在底坑內(nèi)，將轎廂運(yùn)行到最底層適合檢修位置，通過(guò)前后左右晃動(dòng)轎廂檢查導(dǎo)靴情況。如果頂隙過(guò)大，可以把靴襯取下在其頂面加墊片調(diào)整。若側(cè)隙過(guò)大，對(duì)于嵌片式靴襯，可通過(guò)側(cè)靴襯調(diào)節(jié)螺栓調(diào)整好側(cè)隙；整體式靴襯則可在靴襯側(cè)背面加墊片調(diào)整，使間隙靠一邊稍大，如調(diào)整后效果不理想，最好的方法是更換新靴襯。

3、保持導(dǎo)軌清潔，及時(shí)清除清洗導(dǎo)軌面及靴襯內(nèi)的臟物。由于轎廂的上下運(yùn)動(dòng)，會(huì)帶動(dòng)井道內(nèi)空氣的流動(dòng)及沙塵的飛舞，這些沙塵極容易被吸附于導(dǎo)軌工作面上，造成靴襯及導(dǎo)軌的嚴(yán)重磨損。因此對(duì)滑動(dòng)導(dǎo)靴的導(dǎo)軌工作面，應(yīng)按規(guī)定清洗，保證導(dǎo)靴正常作，降低運(yùn)行時(shí)的摩擦噪聲，提高靴襯的使用壽命。

4、靴襯磨損嚴(yán)重、卡入異物、間隙過(guò)大或安裝歪斜，會(huì)造成轎廂運(yùn)行時(shí)的啃軌現(xiàn)象。當(dāng)進(jìn)行例行檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)軌側(cè)面有狹小而又明亮的劃痕，嚴(yán)重時(shí)痕跡上帶有毛刺；靴襯側(cè)面磨損不均勻并有毛刺；轎廂在起動(dòng)和平層時(shí)出現(xiàn)走偏、扭擺等現(xiàn)象基本可以判斷發(fā)生啃軌。出現(xiàn)啃軌的原因很多，主要是導(dǎo)軌安裝扭曲、歪斜或松動(dòng)；上下導(dǎo)靴安裝未對(duì)中，且與導(dǎo)軌間隙不一致；轎廂架變形或靴座螺栓松動(dòng)；靴襯外形尺寸太小在靴頭內(nèi)晃動(dòng)。此時(shí)應(yīng)根據(jù)具體原因調(diào)整消除啃軌，并更換靴襯。

八、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，不同電梯靴襯復(fù)合材料摩擦學(xué)性能是不一樣的，在今后電梯的安裝過(guò)程中，一定要首先準(zhǔn)確的選擇可靠的的電梯靴襯復(fù)合材料，進(jìn)而提高電梯運(yùn)行的效果。

【參考文獻(xiàn)】

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高分子材料的主要特征范文第4篇

海洋生物技術(shù)發(fā)展展望

近10年來(lái)，由于海洋在沿海國(guó)家可持續(xù)發(fā)展中的戰(zhàn)略地位日益突出，以及人類對(duì)海洋環(huán)境非凡性和海洋生物多樣性特征的熟悉不斷深入，海洋生物資源多層面的開(kāi)發(fā)利用極大地促進(jìn)了海洋生物技術(shù)探究和應(yīng)用的迅速發(fā)展。1989年首屆國(guó)際海洋生物技術(shù)大會(huì)（以下簡(jiǎn)稱MPS大會(huì)）在日本召開(kāi)時(shí)僅有幾十人參加，而1997年第四屆IMBC大會(huì)在意大利召開(kāi)時(shí)參加入數(shù)達(dá)1000多人?，F(xiàn)在IMBC會(huì)議已成為全球海洋生物技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志，出現(xiàn)了火紅的局面?！禝MBC2000》在澳大利亞剛剛開(kāi)過(guò)，《IMBC2003》的籌備工作在日本已經(jīng)開(kāi)始，以色列為了舉辦們《IMBC2006》早早作了宣傳，并爭(zhēng)到了舉辦權(quán)。每3年一屆的IMBC不僅吸引了眾多高水平的專家學(xué)者前往展示和交流探究成果，探索新的探究發(fā)展方向，同時(shí)也極大地推動(dòng)了區(qū)域海洋生物技術(shù)探究的發(fā)展進(jìn)程。在各大洲，先后成立了區(qū)域性學(xué)術(shù)交流組織，如亞太海洋生物技術(shù)學(xué)會(huì)、歐洲海洋生物技術(shù)學(xué)會(huì)和泛美海洋生物技術(shù)協(xié)會(huì)等。各國(guó)還組建了一批探究中心，其中比較聞名的為美國(guó)馬里蘭大學(xué)海洋生物技術(shù)中心、加州大學(xué)圣地亞哥分校海洋生物技術(shù)和環(huán)境中心，康州大學(xué)海洋生物技術(shù)中心，挪威貝爾根大學(xué)海洋分子生物學(xué)國(guó)際探究中心和日本海洋生物技術(shù)探究所等。這些學(xué)術(shù)組織或探究中心不斷舉辦各種專題研討會(huì)或工作組會(huì)議探究討論富有區(qū)域特色的海洋生物技術(shù)新問(wèn)題。1998年在歐洲海洋生物技術(shù)學(xué)會(huì)、日本海洋生物技術(shù)學(xué)會(huì)和泛美海洋生物技術(shù)協(xié)會(huì)的支持下，原《海洋生物技術(shù)雜志》和《分子海洋生物學(xué)和生物技術(shù)》合刊為《海洋生物技術(shù)》學(xué)報(bào)（以下簡(jiǎn)稱MBT），現(xiàn)在它已成為一份具有權(quán)威性的國(guó)際刊物。海洋生物技術(shù)作為一個(gè)新的學(xué)科領(lǐng)域已明確被定義為“海洋生命的分子生物學(xué)如細(xì)胞生物學(xué)及其它的技術(shù)應(yīng)用”。

為了適應(yīng)這種快速發(fā)展的形勢(shì)，美國(guó)、日本、澳大利亞等發(fā)達(dá)國(guó)家先后制定了國(guó)家發(fā)展計(jì)劃，把海洋生物技術(shù)探究確定為21世紀(jì)優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域。1996年，中國(guó)也不失時(shí)機(jī)地將海洋生物技術(shù)納入國(guó)家高技術(shù)探究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃），為今后的發(fā)展打下了基礎(chǔ)。不言而喻，迄今海洋生物技術(shù)不僅成為海洋科學(xué)和生物技術(shù)交叉發(fā)展起來(lái)的全新探究領(lǐng)域，同時(shí)，也是21世紀(jì)世界各國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要內(nèi)容并將顯示出強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭和巨大應(yīng)用潛力。

1．發(fā)展特征

表1和表2列出的資料大體反映了當(dāng)前海洋生物技術(shù)探究發(fā)展的主要特征。

1.1加強(qiáng)基礎(chǔ)生物學(xué)探究是促進(jìn)海洋生物技術(shù)探究發(fā)展的重要基石

海洋生物技術(shù)涉及到海洋生物的分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、生殖生物學(xué)、遺傳學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué)，乃至生物多樣性和海洋生態(tài)學(xué)等廣泛內(nèi)容，為了使其發(fā)展有一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，探究者非常重視相關(guān)的基礎(chǔ)探究。在《IMBC2000》會(huì)議期間，當(dāng)本文作者詢問(wèn)一位資深的和會(huì)者摘要：本次會(huì)議的主要進(jìn)步是什么？他毫不猶豫的回答摘要：分子生物學(xué)水平的探究成果增多了。事實(shí)確實(shí)如此。近期的探究成果統(tǒng)計(jì)表明，海洋生物技術(shù)的基礎(chǔ)探究更側(cè)重于分子水平的探究，如基因表達(dá)、分子克隆、基因組學(xué)、分子標(biāo)記、海洋生物分子、物質(zhì)活性及其化合物等。這些具有導(dǎo)向性的基礎(chǔ)探究，對(duì)今后的發(fā)展將有重要影。

1.2推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)是海洋生物技術(shù)應(yīng)用的主要方面

目前，應(yīng)用海洋生物技術(shù)推動(dòng)海洋產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要聚焦在水產(chǎn)養(yǎng)殖和海洋天然產(chǎn)物開(kāi)發(fā)兩個(gè)方面，這也是海洋生物技術(shù)探究發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁。布滿活力的原因所在。在水產(chǎn)養(yǎng)殖方面，提高重要養(yǎng)殖種類的繁殖、發(fā)育、生長(zhǎng)和健康狀況，非凡是在培育品種的優(yōu)良性狀、提高抗病能力方面已取得令人鼓舞的進(jìn)步，如轉(zhuǎn)生長(zhǎng)激素基因魚(yú)的培育、貝類多倍體育苗、魚(yú)類和甲殼類性別控制、疾病檢測(cè)和防治、DNA疫苗和營(yíng)養(yǎng)增強(qiáng)等；在海洋天然產(chǎn)物開(kāi)發(fā)方面，利用生物技術(shù)的最新原理和方法開(kāi)發(fā)分離海洋生物的活性物質(zhì)、測(cè)定分子組成和結(jié)構(gòu)及生物合成方式、檢驗(yàn)生物活性等，已明顯地促進(jìn)了海洋新藥、酶、高分子材料、診斷試劑等新一代生物制品和化學(xué)品的產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)。

表1近期IMBC大會(huì)研討的主要內(nèi)容

表2近期IMBC大會(huì)和《MarineBiotechnology》學(xué)報(bào)論文統(tǒng)計(jì)表

1.3保證海洋環(huán)境可持續(xù)利用是海洋生物技術(shù)探究應(yīng)用的另一個(gè)重要方面

利用生物技術(shù)保護(hù)海洋環(huán)境、治理污染，使海洋生態(tài)系統(tǒng)生物生產(chǎn)過(guò)程更加有效是一個(gè)相對(duì)比較新的應(yīng)用發(fā)展領(lǐng)域，因此，無(wú)論是從技術(shù)開(kāi)發(fā)，還是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度看，它都有巨大的潛力有待挖掘出來(lái)。目前已涉及到的探究主要包括生物修復(fù)（如生物降解和富集、固定有毒物質(zhì)技術(shù)等）、防生物附著、生態(tài)毒理、環(huán)境適應(yīng)和共生等。有關(guān)國(guó)家把“生物修復(fù)”作為海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)及其產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要生物工程手段，美國(guó)和加拿大聯(lián)合制定了海洋環(huán)境生物修復(fù)計(jì)劃，推動(dòng)該技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。

1.4和海洋生物技術(shù)發(fā)展有關(guān)的海洋政策始終是公眾關(guān)注的新問(wèn)題

其中海洋生物技術(shù)的發(fā)展策略、海洋生物技術(shù)的專利保護(hù)、海洋生物技術(shù)對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)展的重要性、轉(zhuǎn)基因種類的平安性及控制新問(wèn)題、海洋生物技術(shù)和生物多樣性關(guān)系以及海洋環(huán)境保護(hù)等方面的政策、法規(guī)的制定和實(shí)施倍受關(guān)注。

2.重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域

當(dāng)前，國(guó)際海洋生物技術(shù)的重點(diǎn)探究發(fā)展領(lǐng)域主要包括如下幾個(gè)方面摘要：

2.1發(fā)育和生殖生物學(xué)基礎(chǔ)

弄清海洋生物胚胎發(fā)育、變態(tài)、成熟及繁殖各個(gè)環(huán)節(jié)的生理過(guò)程及其分子調(diào)控機(jī)理，不僅對(duì)于闡明海洋生物生長(zhǎng)、發(fā)育和生殖的分子調(diào)控規(guī)律具有重要科學(xué)意義，而且對(duì)于應(yīng)用生物技術(shù)手段，促進(jìn)某種生物的生長(zhǎng)發(fā)育及調(diào)控其生殖活動(dòng)，提高水產(chǎn)養(yǎng)殖的質(zhì)量和產(chǎn)量具有重要應(yīng)用價(jià)值。因此，這方面的探究是近年來(lái)海洋生物技術(shù)領(lǐng)域的探究重點(diǎn)之一。主要包括摘要：生長(zhǎng)激素、生長(zhǎng)因子、甲狀腺激素受體、促性腺激素、促性腺激素釋放激素、生長(zhǎng)一催乳激素、滲透壓調(diào)節(jié)激素、生殖抑制因子、卵母細(xì)胞最后成熟誘導(dǎo)因子、性別決定因子和性別特異基因等激素和調(diào)節(jié)因子的基因鑒定、克隆及表達(dá)分析，以及魚(yú)類胚胎于細(xì)胞培養(yǎng)及定向分化等。

2.2基因組學(xué)和基因轉(zhuǎn)移

隨著全球性基因組計(jì)劃尤其是人類基因組計(jì)劃的實(shí)施，各種生物的結(jié)構(gòu)基因組和功能基因組探究成為生命科學(xué)的重點(diǎn)探究?jī)?nèi)容，海洋生物的基因組探究，非凡是功能基因組學(xué)探究自然成為海洋生物學(xué)工作者探究的新熱點(diǎn)。目前的探究重點(diǎn)是對(duì)有代表性的海洋生物（包括魚(yú)、蝦、貝及病原微生物和病毒）基因組進(jìn)行全序列測(cè)定，同時(shí)進(jìn)行特定功能基因，如藥物基因、酶基因、激素多肽基因、抗病基因和耐鹽基因等的克隆和功能分析。在此基礎(chǔ)上，基因轉(zhuǎn)移作為海洋生物遺傳改良、培育快速生長(zhǎng)和抗逆優(yōu)良品種的有效技術(shù)手段，已成為該領(lǐng)域應(yīng)用技術(shù)探究發(fā)展的重點(diǎn)。近幾年探究重點(diǎn)集中在目標(biāo)基因篩選，如抗病基因、胰島素樣生長(zhǎng)因子基因及綠色熒光蛋白基因等作為目標(biāo)基因；大批量、高效轉(zhuǎn)基因方法也是基因轉(zhuǎn)移探究的重點(diǎn)方面，除傳統(tǒng)的顯微注射法、基因槍法和攜帶法外，目前已發(fā)展了逆轉(zhuǎn)錄病毒介導(dǎo)法，電穿孔法，轉(zhuǎn)座子介導(dǎo)法及胚胎細(xì)胞介導(dǎo)法等。

2.3病原生物學(xué)和免疫

隨著海洋環(huán)境逐漸惡化和海水養(yǎng)殖的規(guī)模化發(fā)展，病害新問(wèn)題已成為制約世界海水養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的瓶頸因子之一。開(kāi)展病原生物（如細(xì)菌、病毒等）致病機(jī)理、傳播途徑及其和宿主之間相互功能的探究，是研制有效防治技術(shù)的基礎(chǔ)；同時(shí)，開(kāi)展海水養(yǎng)殖生物分子免疫學(xué)和免疫遺傳學(xué)的探究，弄清海水魚(yú)、蝦、貝類的免疫機(jī)制對(duì)于培育抗病養(yǎng)殖品種、有效防治養(yǎng)殖病害的發(fā)生具有重要意義。因此，病原生物學(xué)和免疫已成為當(dāng)前海洋生物技術(shù)的重點(diǎn)探究領(lǐng)域之一，重點(diǎn)是病原微生物致病相關(guān)基因、海洋生物抗病相關(guān)基因的篩選、克隆，海洋無(wú)脊椎動(dòng)物細(xì)胞系的建立、海洋生物免疫機(jī)制的探索、DNA疫苗研制等。

2.4生物活性及其產(chǎn)物

海洋生物活性物質(zhì)的分離和利用是當(dāng)今海洋生物技術(shù)的又一探究熱點(diǎn)?，F(xiàn)人探究表明，各種海洋生物中都廣泛存在獨(dú)特的化合物，用來(lái)保護(hù)自己生存于海洋中。來(lái)自不同海洋生物的活性物質(zhì)在生物醫(yī)學(xué)及疾病防治上顯示出巨大的應(yīng)用潛力，如海綿是分離天然藥物的重要資源。另外，有一些海洋微生物具有耐高溫或低溫、耐高壓、耐高鹽和財(cái)?shù)蜖I(yíng)養(yǎng)的功能，探究開(kāi)發(fā)利用這些具非凡功能的海洋極端生物可能獲得陸地上無(wú)法得到的新的天然產(chǎn)物，因而，對(duì)極端生物探究也成為近年來(lái)海洋生物技術(shù)探究的重點(diǎn)方面。這一領(lǐng)域的探究重點(diǎn)包括抗腫瘤藥物、工業(yè)酶及其它非凡用途酶類、極端微生物定功能基因的篩選、抗微生物活性物質(zhì)、抗生殖藥物、免疫增強(qiáng)物質(zhì)、抗氧化劑及產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)等。

2.5海洋環(huán)境生物技術(shù)

該領(lǐng)域的探究重點(diǎn)是海洋生物修復(fù)技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。生物修復(fù)技術(shù)是比生物降解含義更為廣泛，又以生物降解為重點(diǎn)的海洋環(huán)境生物技術(shù)。其方法包括利用活有機(jī)體、或其制作產(chǎn)品降解污染物，減少毒性或轉(zhuǎn)化為無(wú)毒產(chǎn)品，富集和固定有毒物質(zhì)（包括重金屬等），大尺度的生物修復(fù)還包括生態(tài)系統(tǒng)中的生態(tài)調(diào)控等。應(yīng)用領(lǐng)域包括水產(chǎn)規(guī)?；B(yǎng)殖和工廠化養(yǎng)殖、石油污染、重金屬污染、城市排污以及海洋其他廢物（水）處理等。目前，微生物對(duì)環(huán)境反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)機(jī)制、降解過(guò)程的生化機(jī)理、生物傳感器、海洋微生物之間以及和其它生物之間的共生關(guān)系和互利機(jī)制，抗附著物質(zhì)的分離純化等是該領(lǐng)域的重要探究?jī)?nèi)容。

3.前沿領(lǐng)域的最新探究進(jìn)展

3.1發(fā)育和生殖調(diào)控

應(yīng)用GIH（性腺抑制激素）和GSH（性腺刺激激素）等激素調(diào)控甲殼類動(dòng)物成熟和繁殖的技術(shù)[1，探究了甲狀腺激素在金紹生長(zhǎng)和發(fā)育中的調(diào)控功能，發(fā)現(xiàn)甲狀腺激素受體mRNA水平在大腦中最高，在肌肉中最低，而在肝、腎和鰓中表達(dá)水平中等，表明甲狀腺素受體在成體金銀腦中起著重要功能[1，對(duì)海鞘的同源框（Homeobox）基因進(jìn)行了鑒定，分離到30個(gè)同源框基因[1，建立了青鳉的同源框（Homeobox）基因[1，建立了青鳉胚胎干細(xì)胞系并通過(guò)細(xì)胞移植獲得了嵌合體青鳉[1，建立了虹鱒原始生殖細(xì)胞培養(yǎng)物并分離出Vasa基因[2，進(jìn)行斑節(jié)對(duì)蝦生殖抑制激素的分離和鑒定[2，應(yīng)用受體介導(dǎo)法篩選GnRH類似物，用于魚(yú)類繁殖[2，建立了海綿細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，用于進(jìn)行藥物篩選[2，建立了將海膽胚胎作為探究基因表達(dá)的模式系統(tǒng)[2，通過(guò)基因轉(zhuǎn)移開(kāi)展了海膽胚胎工程的探究[2，探究了人葡糖轉(zhuǎn)移酶和大鼠已糖激酶cDNA在虹鱒胚胎中的表達(dá)［3］，建立了通過(guò)細(xì)胞周期蛋白依靠的激酶活性測(cè)定海水魚(yú)苗細(xì)胞增殖速率的方法[3，探究了幾丁質(zhì)酶基因在斑節(jié)對(duì)蝦蛻皮過(guò)程中的表達(dá)［4］，從海參分離出同源框基因，并進(jìn)行了序列的測(cè)定[4。

3.2功能基因克隆

建立了牙鲆肝臟和脾臟mRNA的表達(dá)序列標(biāo)志，從深海一種耐壓細(xì)菌中分離到壓力調(diào)節(jié)的操縱子，從大西洋鮭分離到雌激素受體和甲狀腺素受體基因，從挪威對(duì)蝦中分離到性腺抑制激素基因[1；將DNA微陣列技術(shù)在海綿細(xì)胞培養(yǎng)上進(jìn)行了應(yīng)用，構(gòu)建了班節(jié)對(duì)蝦遺傳連鎖圖譜，建立了海洋紅藻EST，從海星卵母細(xì)胞中分離出成熟蛋白酶體的催化亞基，初步表明硬骨頭魚(yú)類IGF－I原E一肽具有抗腫瘤功能[2；構(gòu)建了海洋酵母De—baryomyceshansenii的質(zhì)粒載體，從鯉魚(yú)血清中分離純化出蛋白酶抑制劑，從蘭蟹血細(xì)胞中分離到一種抗菌肽樣物質(zhì)，從紅鮑分離到一種肌動(dòng)蛋白啟動(dòng)子，發(fā)現(xiàn)依靠于細(xì)胞周期的激酶活性可用作海洋魚(yú)類苗種細(xì)胞增殖的標(biāo)記，克隆和定序了鰻魚(yú)細(xì)胞色素P4501AcD－NA，通過(guò)基因轉(zhuǎn)移方法分析了鰻細(xì)胞色素P450IAI基因的啟動(dòng)子區(qū)域，分離和克隆了鰻細(xì)胞色素P450IAI基因，建立了適宜于溝紹遺傳作圖的多態(tài)性EST標(biāo)記，構(gòu)建了黃蓋鰈EST數(shù)據(jù)庫(kù)并鑒定出了一些新基因，建立了班節(jié)對(duì)蝦一些組織特異的EST標(biāo)志，從經(jīng)HirameRhabdovirus病毒感染的牙鲆淋巴細(xì)胞EST中分離出596個(gè)cDNA克隆[3；用PCR方法克隆出一種自體受精雌雄同體魚(yú)類的%26szlig;一肌動(dòng)蛋白基因，從金鯛cDNA文庫(kù)中分離出多肽延伸因子EF－2CDNA克隆，在湖鱒基因組中發(fā)現(xiàn)了TC1樣轉(zhuǎn)座子元件[4；鑒定和克隆出的基因包括摘要：南美白對(duì)蝦抗菌肽基因、牡蠣變應(yīng)原（allergen）基因、大西洋鰻和大西洋鮭抗體基因、虹鱒Vasa基因、青鳉P53基因組基因、雙鞭毛藻類真核啟始因子5A基因、條紋鱸GtH（促性腺激素）受體cDNA、鮑肌動(dòng)蛋白基因、藍(lán)細(xì)菌丙酮酸激酶基因、鯉魚(yú)視紫紅質(zhì)基因調(diào)節(jié)系列以及牙鲆溶菌酶基因等［1—4］。

3.3基因轉(zhuǎn)移

分離克隆了大馬哈魚(yú)IGF基因及其啟動(dòng)子，并構(gòu)建了大馬哈魚(yú)IGF（胰島素樣生長(zhǎng)因子）基因表達(dá)載體[1。通過(guò)核定位信號(hào)因子提高了外源基因轉(zhuǎn)移到斑馬魚(yú)卵的整合率[1，建立了快速生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)基因羅非魚(yú)品系并進(jìn)行了平安性評(píng)價(jià)；對(duì)轉(zhuǎn)基因羅非魚(yú)進(jìn)行了三倍體誘導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)三倍體轉(zhuǎn)基因羅非魚(yú)盡管生長(zhǎng)不如轉(zhuǎn)基因二倍體快，但優(yōu)于未轉(zhuǎn)基因的二倍體魚(yú)，同時(shí)，轉(zhuǎn)基因三倍體雌魚(yú)是完全不育的，因而具有推廣價(jià)值[2；探究了超聲處理促進(jìn)外源DNA和金鯛結(jié)合的技術(shù)方法，將GFP作為細(xì)胞和生物中轉(zhuǎn)基因表達(dá)的指示劑；表明轉(zhuǎn)基因溝鯰比對(duì)照組生長(zhǎng)快33％，且轉(zhuǎn)基因魚(yú)逃避敵害的能力較差，因而可以釋放到自然界中，而不會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成大的危害[3；應(yīng)用GFP作為遺傳標(biāo)記探究了斑馬魚(yú)轉(zhuǎn)基因的條件優(yōu)化和表達(dá)效率[3；在抗病基因工程育種方面，構(gòu)建了海洋生物抗菌肽及溶菌酶基因表達(dá)載體并進(jìn)行了基因轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)[2；在轉(zhuǎn)基因探究的種類上，目前已從經(jīng)濟(jì)養(yǎng)殖魚(yú)類逐步擴(kuò)展到養(yǎng)殖蝦、貝類及某些觀賞魚(yú)類[2.3。通過(guò)基因槍法將外源基因轉(zhuǎn)到虹鱒肌肉中獲得了穩(wěn)定表達(dá)[4。

3.4分子標(biāo)記技術(shù)和遺傳多樣性

探究了將魚(yú)類基因內(nèi)含子作為遺傳多樣性評(píng)價(jià)指標(biāo)的可行性，應(yīng)用SSCP和定序的方法探究了大西洋和地中海幾種海洋生物的遺傳多樣性[1。探究了南美白對(duì)蝦消化酶基因的多態(tài)性[1；利用寄生性原生動(dòng)物和有毒甲藻基因組DNA的間隔區(qū)序列作標(biāo)記檢測(cè)環(huán)境水體中這些病原生物的污染程度，應(yīng)用18S和5.8S核糖體RNA基因之間的第一個(gè)內(nèi)部間隔區(qū)(ITC—1)序列作標(biāo)記進(jìn)行甲殼類生物種間和種內(nèi)遺傳多樣性探究[2；探究了斑節(jié)對(duì)蝦三個(gè)種群的線粒體DNA多態(tài)性，用PCR技術(shù)鑒定了夏威夷Gobioid苗的種類特異性。通過(guò)測(cè)定內(nèi)含子序列揭示了南美白對(duì)蝦的種內(nèi)遺傳多樣性，采用同功酶、微衛(wèi)星DNA及RAPD標(biāo)記對(duì)褐鱒不同種群的遺傳變異進(jìn)行了評(píng)價(jià)，在平魚(yú)鑒定并分離出12種微衛(wèi)星DNA，在美國(guó)加州魷魚(yú)上發(fā)現(xiàn)了高度可變的微衛(wèi)星DNA[3；弄清了一種深水魚(yú)類（Gonostomagracile）線粒體基因組的結(jié)構(gòu)，并發(fā)現(xiàn)了硬骨魚(yú)類tRNA基因重組的首個(gè)實(shí)例，測(cè)定了具有重要商業(yè)價(jià)值的海水輪蟲(chóng)的衛(wèi)星DNA序列，用RAPD技術(shù)在大鯪鲆和鰨魚(yú)篩選到微衛(wèi)星重復(fù)片段，從多毛環(huán)節(jié)動(dòng)物上分離出高度多態(tài)性的微衛(wèi)星DNA，用RAPD技術(shù)探究了泰國(guó)東部泥蟹的遺傳多樣性[3；用AFLP方法分析了母性遺傳物質(zhì)在雌核發(fā)育條紋鱸基因組中的貢獻(xiàn)[4。

3.5DNA疫苗及疾病防治

構(gòu)建了抗魚(yú)類壞死病毒的DNA疫苗[1；開(kāi)展了虹鱒IHNVDNA疫苗構(gòu)建及防病的探究，表明用編碼IHNV糖蛋白基因的DNA疫苗免疫虹鱒，誘導(dǎo)了非特異性免疫保護(hù)反應(yīng)，證實(shí)DNA免疫途徑在魚(yú)類上的可行性，從虹鱒細(xì)胞系中鑒定出經(jīng)干擾素可誘導(dǎo)的蛋白激酶[2；建立了養(yǎng)殖對(duì)蝦病毒病原檢測(cè)的ELISA試劑盒，用PCR等分子生物學(xué)技術(shù)鑒定了蝦類的病毒性病原，將魚(yú)類的非特異性免疫指標(biāo)用于海洋環(huán)境監(jiān)控，探究了抗病基因轉(zhuǎn)移提高鯛科魚(yú)類抗病力的可行性，探究了蛤類唾液酸凝集素的抗菌防御反映[2；探究了一種海洋生物多糖及其衍生物的抗病毒活性[3；建立了測(cè)定牡蠣病原的PCR—ELISA方法[3；探究了LatrunculinB毒素在紅海綿體內(nèi)的免疫定位[4。

3.6生物活性物質(zhì)

從海藻中分離出新的抗氧化劑[1，建立了大量生產(chǎn)生物活性化合物的海藻細(xì)胞和組織培養(yǎng)技術(shù)，建立了通過(guò)海綿細(xì)胞體外培養(yǎng)制備抗腫瘤化合物的方法[1；從不同生物（如對(duì)蝦和細(xì)菌）中鑒定分離出抗微生物肽及其基因，從魚(yú)類水解產(chǎn)物中分離出可用作微生物生長(zhǎng)底物的活性物質(zhì)，海洋生物中存在的抗附著活性物質(zhì)，用血管生成抑制劑作為抗受孕劑，從蟹和蝦體內(nèi)提取免疫激活劑，從海洋藻類和藍(lán)細(xì)菌中純化光細(xì)菌致死化合物，海星抽提物在小鼠上表現(xiàn)出批精細(xì)胞形成的功能，從海洋植物Zosteramarina分離出一種無(wú)毒的抗附著活性化合物，從海綿和海鞘抽提物分離出抗腫瘤化合物，開(kāi)發(fā)了珊瑚變態(tài)天然誘導(dǎo)劑，從海膽中分離出一種抗氧化的新藥，在海洋雙鞭毛藻類植物中鑒定出長(zhǎng)碳鏈高度不飽和脂肪酸（C28），表明海洋真菌是分離抗微生物肽等生物活性化合物的理想來(lái)源[2；發(fā)現(xiàn)海洋假單胞桿菌的硫酸多糖及其衍生物具有抗病毒活性，從硬殼蛤分離出谷光甘肽一S一轉(zhuǎn)移酶，從鯉血清中分離出絲氨酸蛋白酶抑制劑，從海綿中分離出氨激脯氨酸二肽酶，從一種珊瑚分離出具DNA酶樣活性的物質(zhì)，建立了開(kāi)放式海綿養(yǎng)殖系統(tǒng)，為生物活性物質(zhì)的大量制備提供了充足的海綿原料[3；從蝦肌水解產(chǎn)物中分離到抗氧化肽物質(zhì)[4；從一種海洋細(xì)菌中分離純化出N一乙酸葡糖胺一6一磷酸脫乙酸酶[4。

3.7生物修復(fù)、極端微生物及防附著

探究了轉(zhuǎn)重金屬硫蛋白基因藻類對(duì)海水環(huán)境中重金屬的吸附能力，表明明顯大于野生藻類[1，探究了石油降解微生物在修復(fù)被石油污染的海水環(huán)境上的可療性及應(yīng)用潛力[1；探究了海洋磁細(xì)菌在去除和回收海水環(huán)境中重金屬上的應(yīng)用潛力[1；用Bacillus清除養(yǎng)魚(yú)場(chǎng)污水中的氮，用分子技術(shù)篩選作為海水養(yǎng)殖餌料的微藻，開(kāi)發(fā)了六價(jià)鉻在生物修復(fù)上的應(yīng)用潛力，分離出耐冷的癸烷降解細(xì)菌，探究了海洋環(huán)境中多芳香化烴的微生物降解技術(shù)[2；從噬鹽細(xì)菌分離出滲透壓調(diào)節(jié)基因，并生產(chǎn)了重組Ectoine（滲透壓調(diào)節(jié)因子），從2650米的深海分離到一種耐高溫的細(xì)菌，這種細(xì)菌可用來(lái)分離耐高暖和熱穩(wěn)定的酶，在耐高溫的archaea發(fā)現(xiàn)了D型氨基酸和無(wú)氧氨酸消旋酶，測(cè)定了3種海洋火球菌的基因組DNA序列，借助于CROSS／BLAST分析進(jìn)行了特定功能基因的篩選，從海底沉積物、海水和北冰洋收集了1000多種噬冷細(xì)菌，并從這些細(xì)菌中分離到多種冷適應(yīng)的酶[2；建立了一種測(cè)定藤壺附著誘導(dǎo)物質(zhì)的簡(jiǎn)單方法，探究了Chlorophyta和共生細(xì)菌之間附著所必需的形態(tài)上相互功能，探究了珊瑚抗附著物質(zhì)（dterpene）類似物的抗附著和麻醉功能[3；分析了海岸環(huán)境中污著的起始過(guò)程，并對(duì)沉積物和附著物的影響進(jìn)行了檢測(cè)[4。

4．展望和建議

高分子材料的主要特征范文第5篇

關(guān)鍵詞

小型化；分散式；生態(tài)透析；活性污泥法；MBR；人工濕地

一般而言，污水處理模式有集中式和分散式兩種。集中式的污水處理模式一貫作為市政工程中常用的污水處理模式，主要用于收集和處理較大流量的污、廢水，而“分散”的概念在20世紀(jì)末才逐漸受到人們的關(guān)注和研究。目前，我國(guó)主要的污水處理方式是集中式污水處理，對(duì)分散式污水處理的研究和應(yīng)用尚不夠深入，對(duì)分散式污水處理模式也缺乏明朗的概念和整體把握，僅停留在污水處理簡(jiǎn)單的小型化認(rèn)識(shí)階段，這樣造成了分散式處理和集中式處理在工藝技術(shù)上的混淆和區(qū)分困難。因此，本文著重論述了集中式和分散式污水處理的概念、技術(shù)和發(fā)展?fàn)顩r，并對(duì)它們進(jìn)行了綜合對(duì)比和分析展望。

1集中式污水處理廠的現(xiàn)狀和研究

1.1發(fā)展歷程和現(xiàn)狀

以污水處理廠為主要代表的集中式污水處理模式，是城鎮(zhèn)污水處理的主要方法。截至2015年6月底，全國(guó)設(shè)市城市、縣累計(jì)建成污水處理廠3802座，污水處理能力達(dá)1.61億m3/d。從國(guó)內(nèi)外城市污水廠建設(shè)的發(fā)展歷史來(lái)看，在人口密集的大城市，建設(shè)集中式污水廠是污水處理的主要途徑。

目前污水廠采用的技術(shù)是活性污泥法，該技術(shù)于1914年誕生，由英國(guó)的愛(ài)德華?阿登（Ardern E）和威廉?洛克特（Lockett w T）發(fā)明，并于同年在曼徹斯特市建立了全球首座活性污泥法污水處理試驗(yàn)廠，于1916年在美國(guó)正式建立第一座活性污泥法污水廠，這一技術(shù)奠定了至今100多年污水處理技術(shù)，雖然在某些工藝上有改進(jìn)但本質(zhì)上和形式上沒(méi)有取得大的飛躍。

我國(guó)污水處理技術(shù)起步早，推廣晚，發(fā)展迅猛。隨著活性污泥法污水處理的成功和逐漸傳播，在1921年上海建設(shè)了中國(guó)第1座污水處理廠一上海北區(qū)污水處理廠，并在1926年和1927年又分別建設(shè)了上海西區(qū)、東區(qū)污水廠。直到改革開(kāi)放以后，才在西安、太原、北京等地建設(shè)少數(shù)污水廠。近20年來(lái)中國(guó)污水處理數(shù)量猛增，到2014年3月底，中國(guó)占有的污水處理廠日處理能力達(dá)到1.54億m3/d，已經(jīng)超過(guò)了美國(guó)（約1.15億m3/d），位居全球首位。

隨著“水十條”的頒布，在污水處理、全面控制污染物排放等多方面進(jìn)行強(qiáng)力監(jiān)管并啟動(dòng)嚴(yán)格問(wèn)責(zé)制，鐵腕治污將進(jìn)入“新常態(tài)”，必將對(duì)我國(guó)的生態(tài)文明建設(shè)和“美麗中國(guó)”建設(shè)、環(huán)境保護(hù)以及社會(huì)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，意義重大。

1.2特征和效果

集中式污水處理是把各種城市生活污水收集輸送到污水廠，采用物理、化學(xué)、生物等綜合技術(shù)逐級(jí)處理，處理達(dá)標(biāo)后再排入自然水域（如圖1），其最主要特征是：大建設(shè)、大收集、大處理和大排放。

污水廠是解決城市水資源和水污染的有效途徑之一。住房城鄉(xiāng)建設(shè)部通報(bào)的2015年第二季度污水處理設(shè)施建設(shè)和運(yùn)行情況顯示，全國(guó)城鎮(zhèn)污水廠累計(jì)處理污水126.2億m3，累計(jì)削減化學(xué)需氧量（COD）總量326.7萬(wàn)噸，平均削減COD濃度達(dá)到259.1mg/L。山東省新泰污水處理廠，當(dāng)進(jìn)水COD、SS、NHa-N濃度各在一定范圍時(shí)，各指標(biāo)去除率：COD有73.750，SS有87.36%，NHa-N有85.47%，各項(xiàng)指標(biāo)均可達(dá)到一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。如果對(duì)新泰污水廠獲得的環(huán)境效益進(jìn)行定量的估算，按遠(yuǎn)期滿負(fù)荷處理3萬(wàn)噸/天污水計(jì)，每年可減少向環(huán)境排放總磷38.3t、氨氮219t、SS1861.5t、COD2956.5t。

綜上所述，污水處理廠能有效處理城區(qū)的生活污水、工業(yè)廢水等，對(duì)削減污染物、減少排污總量、保護(hù)生態(tài)環(huán)境起到良好的作用。

1.3弊端分析

污水廠引領(lǐng)了污水處理的首次革命，100年來(lái)對(duì)環(huán)境保護(hù)起了很大的作用，但是，隨著生態(tài)環(huán)境保護(hù)要求越來(lái)越高，淡水資源越來(lái)越緊缺，以及人民生活要求越來(lái)越高，城市管理要求越來(lái)越規(guī)范的情況下，弊端和技術(shù)的滯后性和毒副作用已經(jīng)越來(lái)越凸現(xiàn)，具體分析如下。

1）污水處理投資成本高

污水廠的投資包括三大部分：收集管網(wǎng)建設(shè)費(fèi)、征地費(fèi)、廠區(qū)建設(shè)費(fèi)。征地費(fèi)因地塊而異，基本在上億元（如廣州獵德污水廠，若作為商業(yè)用途，價(jià)值500億元），基建費(fèi)用2000～5000元/噸，管網(wǎng)鋪設(shè)費(fèi)用5～10倍基建費(fèi)用。根據(jù)已建、在建污水廠的實(shí)際情況，建成一座處理規(guī)模達(dá)50萬(wàn)噸/天的污水處理廠，僅一次性投資費(fèi)用在7.5～10億元；又如，已經(jīng)投入資金1.98億元，原計(jì)劃于2005年年底建成的安徽省安慶市第一座污水處理廠，因經(jīng)濟(jì)問(wèn)題和管網(wǎng)配套設(shè)施跟不上等原因，爛尾至今悄無(wú)聲息。因此，采用集中式污水處理模式來(lái)處理城鎮(zhèn)污水，對(duì)于經(jīng)濟(jì)尚不發(fā)達(dá)的我國(guó)大部分城鎮(zhèn)來(lái)言，是不堪重負(fù)的。

2）污水處理廠運(yùn)行費(fèi)用高

污水廠無(wú)論采用哪種處理工藝的運(yùn)行方式，其主要成本為能源消耗、藥劑消耗、管網(wǎng)收集和維修費(fèi)用、污水和污泥處理費(fèi)用、人員費(fèi)用等。目前污水廠的綜合運(yùn)行費(fèi)用包含：管網(wǎng)收集費(fèi)用2～2.5元/噸，污水處理費(fèi)0.8～1.4元/噸，污泥處理費(fèi)500～1000元/噸（干污泥），人工費(fèi)10～50人/廠，藥劑費(fèi)用45～150元/天，電費(fèi)0.5～1度/噸，共需3～3.5元/噸。例如，首創(chuàng)股份2013年的污水處理業(yè)務(wù)成本中，動(dòng)力消耗和人工成本以及管網(wǎng)維修，分別占污水處理成本的27.95%、12.24%和34.02%，三者占污水處理總成本的74.21%；廣州東區(qū)污水處理廠工程投資約7000萬(wàn)元，但年總運(yùn)行成本費(fèi)就達(dá)1000多萬(wàn)元；廣州獵德污水處理廠（四期）規(guī)模為56萬(wàn)m3/d，其每立方米的運(yùn)行費(fèi)用1.05元，年運(yùn)行費(fèi)用高達(dá)2.146億元，如此高的運(yùn)行費(fèi)，隨著物價(jià)、人工的持續(xù)高漲，政府投資壓力只增不減。

3）管理復(fù)雜

設(shè)備多、人員多、專業(yè)技術(shù)要求高。污水廠涉及水質(zhì)檢測(cè)與安全生產(chǎn)、污水泵、水處理機(jī)械設(shè)備、電器儀表、自動(dòng)控制、物理化學(xué)法工藝等運(yùn)行管理，需要大量的專業(yè)人才去管理和維護(hù)。其次，要添加化學(xué)物質(zhì)同時(shí)需要對(duì)污泥進(jìn)行處理，造成管理復(fù)雜，可控性較差，風(fēng)險(xiǎn)性較大。

4）浪費(fèi)土地資源

大型污水廠占地面積幾十到幾百畝，如京溪地下凈水廠占地面積27畝、廣州石井污水廠占地面積328畝、廣州獵德污水廠占地585畝?，F(xiàn)代城市寸地寸金，中心城區(qū)更是寸金難求，這些污水處理廠的大面積占用是對(duì)寶貴的土地資源浪費(fèi)嚴(yán)重。

5）二次污染

污水廠的最大弊端是產(chǎn)生大量的污泥和臭氣，而其中處理每萬(wàn)噸水產(chǎn)生污泥5t～6t。2010年底，污泥產(chǎn)生量接近2200萬(wàn)噸，而且其中有80%沒(méi)有得到妥善處理；專家預(yù)估到2015年底，污泥產(chǎn)生量將為3359萬(wàn)噸，能無(wú)害化處理的不足25%；這些污泥是造成垃圾圍城的主要來(lái)源之一，加重了生態(tài)環(huán)境的惡化等問(wèn)題。污水中的污染物被污泥富集，含有大量的有機(jī)物、重金屬和氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及病毒微生物、寄生蟲(chóng)卵等有毒有害物質(zhì)，如果不經(jīng)有效處理處置，就會(huì)對(duì)水體和土壤造成“二次污染”。

6）中水未能回用，水資源白白浪費(fèi)

我國(guó)水資源分布不平衡，人均擁有淡水量約為世界平均水平的1/4，水資源嚴(yán)重匱乏。污水廠對(duì)處理過(guò)的“中水”直接排放，這種“大排放”是對(duì)淡水資源的巨大浪費(fèi)；而且，排放的“中水”含大量氮、磷污染物一非常有利于藻類繁殖的營(yíng)養(yǎng)物，這些排放到江河湖泊的“中水”，若無(wú)法得到較為充分的稀釋，會(huì)引起水體中藻類的爆發(fā)。

7）大開(kāi)馬路，對(duì)社會(huì)造成嚴(yán)重影響

“拉鏈馬路”是指道路挖了填、填了挖的現(xiàn)象。污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)高低起伏、轉(zhuǎn)彎或地質(zhì)松軟度不同，造成管網(wǎng)下沉破裂、堵塞，或者建筑工地的紅泥未處理直接進(jìn)入管道，由于泥沙沉淀造成收集管網(wǎng)堵塞，導(dǎo)致馬路不斷地需要開(kāi)腸破肚、清理堵塞或修復(fù)；因此有大型污水廠的城市就必然造成“拉鏈路”。

8）規(guī)劃與實(shí)際運(yùn)行的矛盾。存在“大馬拉小車”的廠容量超過(guò)實(shí)際處理量，產(chǎn)能被閑置；或者存在“小馬拉大車”的廠容量小于處理量，污水處理不了排入江河，造成河道污染。污水廠大投資、大建設(shè)、大排放、大耗能的缺點(diǎn)越來(lái)越突出，是國(guó)際、國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)討論的熱點(diǎn)問(wèn)題，雖然目前集中式污水處理系統(tǒng)是市場(chǎng)的主流，但在可持續(xù)發(fā)展思潮的影響下，不少學(xué)者和業(yè)內(nèi)人士目前正在反思該工藝存在的缺陷，繼而將研發(fā)、應(yīng)用的熱點(diǎn)轉(zhuǎn)向小型化和分散式、源頭化處理的新技術(shù)和新方向。

2小型化、分散式污水處理研究

分散式循環(huán)利用污水處理技術(shù)是指從污染點(diǎn)源進(jìn)行處理、循環(huán)利用，盡可能減少對(duì)外排放，及從每一戶家庭、每一棟樓、每一個(gè)小區(qū)、每一條自然村的污水作為獨(dú)立單元進(jìn)行處理和循環(huán)利用，不向江河、湖泊排放，從而達(dá)到節(jié)能減排，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，充分利用淡水資源的目的。

分散式污水處理技術(shù)因具有因地制宜、占地面積少、工程費(fèi)用少、管網(wǎng)建設(shè)費(fèi)少、環(huán)境影響較小、靈活多樣等優(yōu)點(diǎn)外，還具有如下兩大優(yōu)勢(shì)：一是能節(jié)能減排，增加淡水資源的供應(yīng)，緩解我國(guó)淡水資源的不足，具有重要的戰(zhàn)略意義；二是職責(zé)明確，能夠厘清污染源的來(lái)源與責(zé)任，政府可以因此減少大量的公共投資，轉(zhuǎn)為由個(gè)人或企業(yè)自己承擔(dān)治污的經(jīng)費(fèi)。這些特點(diǎn)使得其成為一種新型的、經(jīng)濟(jì)環(huán)保的污水處理技術(shù)。

2.1傳統(tǒng)小型化、分散式污水處理研究

目前傳統(tǒng)小型化、分散式污水處理主要有3大類：活性污泥法小型化及改良工藝的A2/0、MBR和小型人工濕地處理。

2.1.1 A2/O工藝優(yōu)勢(shì)與弊端

1）優(yōu)點(diǎn)

（1）工藝流程簡(jiǎn)單，運(yùn)行效果穩(wěn)定可靠，壽命長(zhǎng)，且具有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力，適合水質(zhì)、水量變化較大的污水處理。

（2）厭氧一缺氧一好氧3種不同的工藝環(huán)境條件和數(shù)種微生物菌群的有機(jī)配合，在去除污水中BOD污染的同時(shí)，還能有脫氮除磷，具有很好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2）缺點(diǎn)

（1）除磷效果差，一般達(dá)不到一級(jí)B的排放標(biāo)準(zhǔn)，通常情況下要加藥物進(jìn)行除磷處理。

（2）工藝流程較長(zhǎng)，處理構(gòu)筑物多，能耗大、處理水量越小造價(jià)越高。

（3）要有復(fù)雜的設(shè)備、電氣、化學(xué)藥物添加，還有污泥、臭氣、蚊蟲(chóng)產(chǎn)生，所以運(yùn)行操作的難度較大，需要專門技術(shù)人員運(yùn)行管理。

2.1.2 MBR工藝優(yōu)勢(shì)與弊端

1）優(yōu)點(diǎn)

（1）對(duì)懸浮物和濁度有著較好的去除效果。

（2）污泥產(chǎn)量比A2/0工藝低。

2）缺點(diǎn)

（1）膜組件費(fèi)用高，MBR的基建投資遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)污水處理A2/0工藝。

（2）膜污染的清洗和膜組件的更換工藝復(fù)雜，需要專業(yè)人員進(jìn)行操作。

（3）能耗高：MBR處理需要壓力抽水和反沖洗工藝，耗能較大，比A2/0工藝耗能高。

（4）除磷效果差，整體水質(zhì)指標(biāo)只可達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，若提高排放標(biāo)準(zhǔn)，必須添加化學(xué)藥劑。

（5）壽命短，一般的材料壽命3～5年，就必須更換，較好材料的膜，8年左右就得更換。

2.1.3人工濕地技術(shù)優(yōu)勢(shì)與弊端

1）優(yōu)點(diǎn)

（1）單次投資少、管理簡(jiǎn)單、運(yùn)行費(fèi)較低，適應(yīng)于短期農(nóng)村污水處理。

（2）材料來(lái)源廣，就近可得。

（3）具有獨(dú)特的綠化環(huán)境功能，成規(guī)模的人工濕地可迅速增加綠化率。

2）缺點(diǎn)

（1）壽命期短，長(zhǎng)期累加投資大，一般只能用5～6年，又要重新投資建設(shè)。而初期6～9個(gè)月凈化效果較差，處理床植物根系尚未完全成熟；4年以后處理效果變差，由于植物根系太過(guò)發(fā)達(dá)，在系統(tǒng)中出現(xiàn)飽和密實(shí)和水流短路現(xiàn)象，造成污水難以充分接觸根系，污染物難以被植物充分吸收。這時(shí)候必須翻底更換系統(tǒng)，重新投資建設(shè)。

（2）對(duì)濃度較高的生活污水，處理效率較差，難以達(dá)一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。此外，管道收水難全面，管道易被壓爛導(dǎo)致污水外流。

（3）占地面積大，應(yīng)用范圍較窄，只適應(yīng)于農(nóng)村污水的短期處理。而且，濕地容易被農(nóng)村居民用作養(yǎng)殖場(chǎng)放養(yǎng)禽類、牲畜等，其排泄物容易破壞人工濕地的穩(wěn)定。

（4）若遭受洪水災(zāi)害或泥沙水覆蓋后，人工濕地易堵塞，而喪失污水處理功能。

（5）每5～6年翻新產(chǎn)生的污泥難以處理，產(chǎn)生二次污染。

（6）濕地植物存在病蟲(chóng)害，并且濕地往往是蚊蠅的孳生地，特別在登革熱的發(fā)生區(qū)，濕地是要重點(diǎn)防治的地方。

（7）僅適應(yīng)于南方溫度較高的地域。

2.2先進(jìn)型小型化、分散式污水處理技術(shù)一生態(tài)透析技術(shù)

2.2.1產(chǎn)生背景

生態(tài)透析技術(shù)啟發(fā)于“蜿蜒理論”，靈感來(lái)源于古代先賢的“曲成萬(wàn)物”理論和國(guó)內(nèi)外例子。

2.2.2技術(shù)原理

生態(tài)透析技術(shù)依托系統(tǒng)科學(xué)的原則和生態(tài)學(xué)的原理，通過(guò)對(duì)自然界河流山川的蜿蜒和生物豐富多樣性的人工模擬，采用比表面積大的改性高分子材料作為載體，將河川彎曲的特性微型化，進(jìn)而構(gòu)成無(wú)數(shù)彎彎曲曲的細(xì)小河流，從而建立了一個(gè)有益于“微生物一浮游生物（微型小動(dòng)物）一小動(dòng)物”各個(gè)生物群落生態(tài)位協(xié)同匹配的生態(tài)鏈及生態(tài)系統(tǒng)，在人工控制強(qiáng)化各個(gè)生態(tài)因子的條件下，使流經(jīng)本系統(tǒng)的污水或臭氣中的有機(jī)污染物被快速降解，轉(zhuǎn)化為N2、C02、02、H20和少量的無(wú)機(jī)殘?jiān)瑢?shí)現(xiàn)污水的“三無(wú)處理”。

2.2.3特點(diǎn)

生態(tài)透析技術(shù)，無(wú)論在技術(shù)上還是理論上，均取得重大的突破，屬于世界原創(chuàng)性，該技術(shù)的特點(diǎn)。

1）“三化”：小型化、分散化、源頭化。

2）“三無(wú)”：無(wú)有機(jī)污泥、無(wú)臭氣、無(wú)化學(xué)添加。

3）“兩低”：投資抵、運(yùn)行費(fèi)用低。

4）“一快”：建設(shè)安裝時(shí)間短，項(xiàng)目完成快。

5）耐用性：設(shè)備壽命30年，無(wú)需維修。

6）出水水質(zhì)好：經(jīng)生態(tài)透析技術(shù)處理的污水，其出水水質(zhì)可滿足《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)（GB 18920-2002）》標(biāo)準(zhǔn)和達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）》一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，甚至一些水質(zhì)或指標(biāo)能達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 38382002）》的III類以上。

3探討分析

現(xiàn)行集中式污水處理廠規(guī)模的日漸龐大凸顯出各種弊端，逐漸成為社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的障礙，而傳統(tǒng)技術(shù)的小型化又有諸多的缺陷條件，未能滿足日益增長(zhǎng)的人民群眾的生活要求和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。目前無(wú)論在國(guó)際還是國(guó)內(nèi)的學(xué)術(shù)上都在探討研究把污水變?yōu)橘Y源、與環(huán)境和諧發(fā)展的嶄新污水處理革命性技術(shù)，這種污水處理工藝應(yīng)該具備以下原則。

1）小型化、分散化、源頭化的實(shí)現(xiàn)模式，適用于一棟樓、小區(qū)等點(diǎn)源污水排放的循環(huán)利用，可徹底切斷進(jìn)入水環(huán)境（河流、湖泊等）中的污染源。

2）技術(shù)要求滿足無(wú)化學(xué)添加、無(wú)有機(jī)污泥產(chǎn)生、無(wú)臭氣排放，對(duì)環(huán)境無(wú)二次污染，對(duì)生態(tài)環(huán)境良好。

3）設(shè)施耐用性強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)。

4）經(jīng)濟(jì)效益好，投資、運(yùn)行費(fèi)用低。

5）操作簡(jiǎn)單，安裝和維護(hù)方便。

6）循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的國(guó)家戰(zhàn)略目標(biāo)。

按照這些原則的污水處理技術(shù)，才可能成為未來(lái)小型化污水處理時(shí)代的革命者和領(lǐng)導(dǎo)者。

4污水處理技術(shù)的未來(lái)展望

集中式和分散式污水處理模式均是非常重要的水處理方式。在走進(jìn)微時(shí)代的今天，小型化的污水處理、分散式的處理模式符合世界發(fā)展大方向、大趨勢(shì)。分散式、小型化污水處理技術(shù)符合中國(guó)當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)際，實(shí)現(xiàn)區(qū)域性的可持續(xù)發(fā)展，也順應(yīng)國(guó)際上污水生態(tài)處理的新潮流。

1）分散式污水治理模式為資源節(jié)約和發(fā)展可持續(xù)環(huán)境保護(hù)提供了極大可能。推進(jìn)先進(jìn)型的分散式污水治理工藝，可對(duì)河流、湖泊等水域最大可能的實(shí)現(xiàn)零排放。水污染防治狀況將從對(duì)河流的治理轉(zhuǎn)變?yōu)楹佑恐卫磉M(jìn)而轉(zhuǎn)變?yōu)樾^(qū)污水治理，從而徹底切斷排入水環(huán)境中的污染源，河流、湖泊的治理觀念由此轉(zhuǎn)變。

2）分散式、小型化污水處理模式是實(shí)現(xiàn)國(guó)家節(jié)能減排、建設(shè)生態(tài)文明與美麗中國(guó)等偉大戰(zhàn)略的催化劑和生產(chǎn)力工具。采用先進(jìn)型的分散式污水處理技術(shù)治理城鎮(zhèn)污水能實(shí)現(xiàn)國(guó)家節(jié)能減排的偉大戰(zhàn)略，可使人均水資源量增加，并極大地改善生態(tài)環(huán)境。