给水排水工程《生产实习》实习报告
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兰州理工大学 土木工程学院 给水排水工程
生产实习报告
本次生产实习主要有八个项目,分别是参观校本部电信大楼的生
活给水系统及消防给水系统,参观校本部泵站、了解校本部给水排水
管网分布状况,参观兰州安宁污水处理厂,参观兰州威立亚水务公司
四水厂,参观兰州威立雅水务公司四水厂取水点,参观甘肃第六建筑
公司承建的经济适用房工地,参观甘肃第六建筑...
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兰州理工大学 土木工程学院 给水排水工程
生产实习报告
本次生产实习主要有八个项目,分别是参观校本部电信大楼的生
活给水系统及消防给水系统,参观校本部泵站、了解校本部给水排水
管网分布状况,参观兰州安宁污水处理厂,参观兰州威立亚水务公司
四水厂,参观兰州威立雅水务公司四水厂取水点,参观甘肃第六建筑
公司承建的经济适用房工地,参观甘肃第六建筑公司承建的商业、住
宅综合楼工地,参观西校区给水排水工程实验室。
一、参观校本部电信大楼的生活给水系统及消防给水系统
此次参观的地点是校本部 16 层的电信大楼,目的是对高层建筑
的生活给水系统和消防给水系统有一个全面的了解。
建筑物的生活给水系统主要供给人们日常生活的用水,其水质必
须符合国家规定的饮用水水质
。由于该建筑为 16 层建筑,属于
高层建筑,又位于比较高的地势,所以采用的是分区供水形式,5 层
以下采用市政管网直接供水,5 层以上采用设水泵、贮水池、高位水
箱联合供水方式,管网的布置方式为上行下给式。采用这种供水方式
的优点是既充分利用了市政管网的压力,又保证高层部分的用水压
力,还可以使低层部分的用水设备不承受较大的静水压力。该系统的
具体工作原理是:
由于市政管网的压力使水可以达到 5 层的高度,故 5 层以下采用
的是市政管网直接供水的方式。
对于 5 层以上的区域,水通过埋设在地下的引入管从市政管网进
入位于该建筑地下室的贮水池,因为水泵从市政管网直接取水会造成
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市政管网的水压不足,从而造成管内水压不稳定,对管道造成一定的
损害,所以不允许水泵从市政管网直接取水,要在水泵前设置贮水池。
贮水池的进水管要连接在其的上部,出水管要连接在其另一侧的下
部,原因是要使贮水池内的水能够整体循环起来,避免存留“死水”,
在贮水池内产生污垢。为防止贮水池内进水过多导致水从池顶溢出,
要在贮水池的最高水位处安装溢流管,溢流管上不允许安装阀门,多
余的水从溢流管流出,流入下水道,同时为了清洗和维修贮水池时需
要将水排空,还要在贮水池最低水位处安装排水管。贮水池后设置两
台型号相同的水泵,为并联布置。水泵将水从贮水池中吸出,送入位
于顶层的高位水箱。除此之外,还设有一台手摇泵,主要是考虑爆发
战争时断电的情况下使用。与贮水池一样,水箱的进水管要连接在水
箱的上部,出水管要连接在水箱另一侧的下部,也要设置溢流管和排
水管。该水箱连接三个出水管,两个供给生活用水,一个供给消防用
水,并且消防用水出水管的安装位置要比生活用水出水管的安装位置
低一些,是为了保证水箱中留有一定量的消防用水,并且不被生活用
水所占用。出水管上连接气压水罐,在室内用水不均匀或压力不稳定
时,气压水罐起到调节水量水压、稳定水压的作用。水箱内部装有两
个感应器,一个装在高水位处,一个装在低水位处,与水泵控制系统
相连,当水位降至最低水位处时,低水位处的水位计发出信号,水泵
开启,向水箱内供水,当水位达到最高位时,高水位处的水位计发出
信号,水泵停止工作。为了防止冬季高位水箱及进、出水管内的水上
冻,要在水箱周围及进、出水管外壁包裹保温层,以免损坏水箱和管
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道,同时为了减少清洗和维修水箱时给人们的正常生活带来的不便,
在主水箱边还要设置一个容积较小一些的备用水箱。在生活给水系统
上所使用的阀门一般是闸阀。
消防给水系统主要供给建筑内各类消防设备用水,其水质
不
严格,但必须按建筑物的防火规范要求保证足够的水量及水压。其工
作原理是:
水从市政管网进入消防用水贮水池,贮水池上同样设置溢流管和
排水管。贮水池后设置两台型号相同的消防泵,并联布置。当有火灾
发生时,消防泵启动,水由消防泵送入楼内的消火栓、自动喷水灭火
装置以及高位水箱。当从水泵出来的水量及水压过大时,减压阀会自
动打开,多余的水量通过减压阀又回到贮水池内,同时降低了管内压
力。该高层建筑还设有喷淋泵,主要是为楼中的自动喷淋系统供水。
由于我国目前消防车工作高度有限,因此,高层建筑在 50m 高度
以上时,灭火完全靠“自救”,加之高层建筑火灾危险性大,引发火
灾因素多,高层建筑的消防要求要比低层建筑高得多,所以该建筑内
的消防给水系统所使用的贮水池容积、水泵扬程及流量和管径都比生
活给水系统所使用的大,同时为了保证火灾发生时扑救的速度,消防
给水系统上所使用的阀门一般为蝶阀,该阀门的特点是旋转 90°即
可全开全闭。
图 1 为该建筑生活给水系统示意图。
图 2 为自动喷淋消防给水系统示意图。
二、参观校本部泵站、了解校本部给水排水管网分布状况
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本次实习的地点为校本部泵房,目的在于了解水泵与水泵站在给
水排水工程中的作用与地位,水泵房的结构与布置形式以及水泵的安
装形式,泵房所使用的各种附件,校本部给水排水管网的布置。
该泵房的作用是将清水池中的水加压送到整个校本部以及前、后
家属院的给水管网和水塔中,采用的是半地下式结构,水泵采用离心
双吸泵(有两台为变频泵),全部为并联横向排列(水泵轴线呈一直
线)。在水泵的吸水管与泵之间通过偏心渐缩管连接,压水管与泵之
间通过同心渐扩管连接,在吸水管上设置蝶阀,在压水管上设置止回
阀与闸阀,以防止突然停电发生水锤现象损坏水泵及管道,设置联络
管将各压水管连通,联络管上安装蝶阀。水泵安装高度的选择应考虑
避免发生气蚀现象。泵房顶部安装起重机以方便水泵机组的安装与维
修。
同时,通过校本部及其前、后家属院的给水管网平面图和排水管
网平面图,对整个校本部及前、后家属院的给水排水管网的布置形式
以及各管线的走向及位置有了大概的了解。
三、参观兰州安宁污水处理厂
本次实习的地点是位于兰州市安宁区的兰州安宁污水处理厂,通
过参观和厂内工作人员的讲解,结合本学期所学的《水质工程学 2》
中的相关知识,对污水处理的相关原理和工艺流程有了全面的了解。
该污水处理厂采用 A/A/O 生物池+二氧化氯消毒工艺,具体说明
如下:
当污水经市政排水管网流入污水处理厂时,首先要经过粗格栅,
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粗格栅的主要功能是将污水中一些较大的悬浮物去除,如塑料袋、易
拉罐、各种掉入下水道的衣物用具等,粗格栅即由很多栅条组成的栅
网,将这些较大的悬浮物挡在格栅之外,当这些悬浮物在格栅前聚集
较多时,开启格栅的耙齿,将这些垃圾带到地面以上的皮带输送机上,
最终倒入垃圾箱。
经过粗格栅的污水流向提升泵站,提升泵站使用的是潜水泵,污
水经过提升泵站被送入高处的细格栅以及沉砂池。
细格栅的作用是去除水中稍微小一点的悬浮物,工作原理与粗格
栅是一样的, 不同的是它的栅网由更密的栅条组成,垃圾输送采用
螺旋输送机。
沉砂池的作用是去除水中一些更小的悬浮物,采用的是旋流沉砂
工艺,工作原理是利用水和砂粒的密度不同,当搅拌机带动污水高速
旋转形成漩涡时,由于砂粒的密度大,所以离心力也较大,就被甩到
沉砂池的池壁上,再从池壁下滑到砂斗内,通过输送到提砂管内的压
缩空气将砂斗内的砂粒提升,将被提升的砂粒进行水洗,目的是将砂
粒表面附着的有机物洗去,避免随砂粒排出造成二次污染,再经过砂
水分离器,洗砂过后的污水又回到沉砂池中,水洗后的砂粒则被螺旋
输送机倒入垃圾箱。这就完成了污水的初步物理处理,在这些过程中
只是去除了污水中的固体颗粒,并未改变水中的生物化学污染物成
分,如氨氮,COD,磷等。
接下来污水将要进入 A/A/O 生物池,它采用的是生物循环曝气
池,分为厌氧段、缺氧段和好氧段。这一组生物池的功能就是去除污
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水中的化学污染物——氨氮、COD 和磷。
厌氧段中有大量的聚磷菌,这种细菌是厌氧好氧兼性菌,在厌氧
条件下,这种菌将体内所储存的磷单质释放氧化分解,使自身获得能
量,在好氧条件下,它又能吸收污水中的磷作为能源物质储存在体内,
而且吸收的比释放出来的磷要多,利用它在厌氧与好氧条件下释放与
吸收磷的差值将污水中所含的磷去除。
缺氧段的功能是去除氨氮,在缺氧池中,生存着大量的反硝化细
菌,反硝化细菌是兼性厌氧菌,适宜在缺氧条件下生存,污水中的氮
主要以氨的形式存在,氨在好氧池中被硝化细菌转化为硝酸根或亚硝
酸根,再在缺氧池中通过反硝化细菌将硝酸根或亚硝酸根转化为氮气
释放到大气中。
好氧段中有聚磷菌、硝化细菌和一些能以有机污染物为能量来源
的好氧细菌,可能还有一些原生动物和后生动物。聚磷菌在此池中吸
收磷作为能量储存,硝化细菌将氨态氮氧化成硝酸根或亚硝酸根,由
于先要硝化才能进行反硝化,所以在好氧段的出水堰安装回流泵,使
一部分污水回流到缺氧池,另外一些好氧细菌则将污水中的能直接氧
化分解的有机污染物氧化分解。为了保证好氧段中的溶解氧浓度,好
氧段采用微孔曝气的方式向水中充氧,微孔曝气即在池底铺设上一排
排的塑料管,管上每隔一段距离打一小孔,由鼓风机房送来的空气经
过管道源源不断地向水中曝气,以保证水中的溶解氧含量,创造良好
的好氧环境。除此之外,还采用表面曝气,主要通过倒伞曝气机完成。
处理氨氮应该是先硝化再反硝化的过程,也就是先经过好氧再经
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过缺氧处理,但污水却是先经过缺氧段再经过好氧段,再用回流泵回
流到缺氧段,原因是:如果先经过好氧段,则污水中的溶解氧还很高,
直接进入缺氧段不能达到很好的缺氧条件;另外,反硝化过程是产碱
的,硝化过程又要消耗碱,所以必须把缺氧段布置在好氧段前,否则,
反硝化细菌在过碱的条件下会死亡,硝化细菌也会因为得不到碱而不
能进行硝化作用,除此之外,因为反硝化细菌是异养菌,故含有高浓
度有机物的污水有利于反硝化细菌生长。
从生物池流出的污水则会进入二沉池,该厂采用的是正方形辐流
式沉淀池,周边进水,由池底渠道进入中心立柱流入沉淀池中,水由
沉淀池中心向池周围以辐射状态流动,在此过程中,水中的污泥和一
些悬浮物则沉淀到池底,上层清液则从池边一圈的三角形堰溢流到出
水渠,出水渠位于进水渠与沉淀区之间。沉淀到池底的污泥被随着刮
泥桁架转动的吸泥机吸入污泥池。至此,泥、水分成两路,而污水中
的化学与固体污染物也已被基本去除。
经过二沉池的污水将会经过消毒渠道,该厂采用二氧化氯消毒,
达到杀灭水中病毒、病原菌以及其它微生物的目的。经消毒的水大部
分排放至黄河,一部分水再经过活性炭吸附作为厂内的回用水,如厂
内绿化,各工艺段的冲洗用水等。
污泥池中的污泥一部分被污泥回流泵送回到生物池,另一部分被
污泥剩余泵送入污泥缓冲池,污泥缓冲池中的污泥被污泥泵吸入管道
与作为絮凝剂的聚丙烯酰胺混合然后送入污泥浓缩机脱水,再进入离
心脱水机进一步脱水,脱水后污泥的含水率由原来的 99.8%下降到
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78%。脱水后的污泥经螺旋输送机送入车间外的卡车上,最后拉走填
埋。
按原先设计,污泥应先进入污泥消化塔进行厌氧消化,该厂设有
两座蛋形污泥消化塔,污泥经消化产生沼气,利用沼气进行发电,但
由于设计和实际运营问题,该过程没有进行。
图 3 为该污水处理厂污水处理工艺流程示意图。
四、参观兰州威立雅水务公司四水厂
此次实习的地点是位于兰州市安宁区的兰州威立雅水务公司的
四水厂,通过参观和厂内工程师的讲解,对地下水给水处理的工艺流
程有了全面的了解。
由于该水厂采用的是地下水源,水质较好,浊度较低,不须进行
混凝、沉淀、过滤等工艺,直接加氯消毒即可。加氯间设有两个氯瓶,
通过自动加氯机和加氯管道,将液氯加至原水中对原水消毒。消毒过
的水直接进入清水池,再由送水泵站加压送入市政管网中。该厂的清
水池有混凝土制和钢制的两种。
通过讲解,发现该厂的加氯间设置得不太合理。首先,该加氯间
采用的是半地下式结构,氯瓶放置在加氯间地面上,换气扇则安装在
靠近房顶的墙面上,一旦发生氯泄漏,氯气的密度比空气大,故氯气
会沉在加氯间下部,而安装在上部的换气扇不能很好地发挥作用。其
次,每天对氯瓶的称重也仅仅采用普通磅秤,精确度极差,不能很好
地计量每天的加氯量。而且,该加氯间内没有设置探测、报警、喷淋
稀释等安全设施,对氯泄漏发生事故埋下了隐患。
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图 4 为四水厂给水处理工艺流程示意图。
五、参观兰州威立雅水务公司四水厂取水点
此次实习的地点是位于兰州市安宁区的兰州威立雅水务公司四
水厂的水源地,通过参观,对地下水取水构筑物有了深入的了解。
该取水点采用的是管井,由井室、井壁管、过滤器及沉淀管所组
成。井室是用以安装各种设备、保持井口免受污染和进行维护管理的
场所。该处的井室结构为深井潜水泵房,由潜水电动机、水泵和扬水
管组成。电动机和水泵一起浸没在动水位以下,电源通过附在扬水管
上的防水电缆输送给电动机,为防止水中砂粒进入电机,在水泵进水
端设有防砂机构。控制设备就近安装在室内,所以井室实际上就成了
一个阀门井。
设置井壁管的目的在于加固井壁、隔离水质不良的或水头较低的
含水层。井壁管具有足够的强度,使其能够经受地层和人工填充物的
侧压力,并且应尽可能不弯曲,内壁平滑、圆整以利安装抽水设备和
井的清洗、维修。该处的井壁管采用的是钢管。
过滤器安装于含水层中,用以集水和保持填砾和含水层的稳定。
过滤器是管井最重要的组成部分。它的构造、材质、施工安装质量对
管井的单位出水量、含砂量和工作年限有很大影响。过滤器应有足够
的强度和抗蚀性,且有良好的透水性且能保持人工填砾和含水层的渗
透稳定性。
沉淀管接在过滤器下面,用以沉淀进入井内的细小砂粒和自地下
水中析出的沉淀物。
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六、参观甘肃第六建筑公司承建的经济适用房工地
本次实习的地点是位于兰州市城关区甘肃第六建筑公司承建的
经济适用房工地,实习的目的是了解建筑给水排水管道的安装以及各
种管道附件。
该工地现阶段主要在安装排水管道,管材采用塑料管,排水管道
包括器具排水管(含存水弯)、横支管、立管、埋地干管和排出管。
每户有两间卫生间和一间厨房,卫生间内设有一个坐式大便器、一个
浴盆、一个洗脸盆以及一个地漏的排水管,厨房设有一个洗涤盆、一
个地漏的排水管。存水弯是在卫生器具排水管上设置的有一定高度的
水柱,防止排水管道系统中的气体窜入室内的附件,存水弯内一定高
度的水柱称为水封。在大便器的排水管上连接的是 U 形存水弯,适用
于水平横交管,为防止污物沉积,在 U 形存水弯两侧设置清扫口。其
余卫生器具的排水管上连接的是 S 形存水弯,适用于排水横管距卫生
器具出水口较远,器具排水管与排水横管垂直连接的情况。地漏是一
种内有水封,用来排放地面水的特殊排水装置,设置在经常有水溅落
的卫生器具附近地面(如浴盆、洗脸盆、洗涤盆等)、地面有水需要
排除的场所(如淋浴间)或地面需要清洗的场所(如厨房),住宅还
可用作洗衣机排水口。与排水管连接的是横支管,横支管的敷设需要
有一定的坡度,通常塑料管采用 0.026 的标准坡度。污水经横支管流
入立管,立管的直径为 110mm。
该建筑的一楼为商业用楼层,正在安装自动喷淋消防系统的管
道,管材采用钢管,耐压能力比较大。与此同时,认识了许多管道附
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件,如管箍、补心、90°弯头、45°弯头、异径弯头、等径三通、异
径三通、各种阀门等。
七、参观甘肃第六建筑公司承建的商业、住宅综合商品楼工地
本次实习的地点是位于兰州市城关区甘肃第六建筑公司承建的
商业、住宅综合楼工地,实习目的与内容与上次大体相同。
与上次实习的不同之处在于,该建筑 1~5 层为商业用楼层,5
层以上为住宅。为住宅的各层的给水排水管道安装是一致的,但下面
商业用楼层的给水排水管道的安装与敷设与楼上完全不同,这就需要
在 5 层设置转换层,在 5 层与 6 层之间的楼板下,楼上通下来的各立
管通过横支管汇集到楼下各层所使用的立管。
楼上的住宅部分除了有自来水给水管外,还有直饮水与热水给水
系统,直饮水处理设备与热水加热锅炉均设置在地下室。该住宅的供
暖系统采用地暖,先在楼板上敷设反辐射绝热的保温层,再将地暖盘
管敷设在其上,管材采用铝塑复合管,最后在盘管上倒水泥砂浆抹平,
铺设地砖。在该建筑的楼梯间以及电梯间均设置正压通风口,一旦发
生火灾,楼梯是主要的疏散通道,通过正压送风,可以将聚集在楼梯
间的烟雾吹散,为人群的疏散提供保障。
八、参观西校区给水排水工程实验室
本次实习的地点是西校区给水排水工程实验室,实验室内主要设
备有普通快滤、微滤、超滤、纳滤、反渗透、活性炭吸附、SBR 工艺
以及建筑给水排水管网模拟系统。通过实习,对这些水处理工艺以及
建筑给水排水有了比较深入的了解。
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普通快滤池的原理为:开启进水支管与清水支管的阀门,关闭冲
洗水支管与排水支管的阀门,原水经进水总管、支管从浑水渠进入滤
池,经过滤料层,承托层后,由配水系统的配水支管汇集起来再经配
水系统干管渠、清水支管、清水总管流往清水池,浑水流经滤料层时,
水中杂质即被截留。当杂质过多时,滤池须停止过滤进行冲洗。冲洗
时,关闭进水支管与清水支管的阀门,开启排水阀与冲洗水支管阀门,
冲洗水由冲洗水总管、支管,经配水系统的干管、支管及支管上的许
多孔眼流出,由下而上穿过承托层及滤料层,均匀地分布于整个滤池
平面上,滤料层在由上而下均匀分布的水流中处于悬浮状态,滤料得
到清洗,冲洗废水流入冲洗排水槽,再经浑水渠、排水管和废水渠进
入下水道。
微滤和超滤都是在静压差的推动力作用下进行的液相分离过程,
从原理上说并没有本质上的差别,同为筛孔分离过程。在一定的压力
差作用下,原料液中水和小的溶质粒子从高压侧透过膜到低压侧,产
生透过液,而原料液中大粒子组分被膜截留,使剩余滤液中的浓度增
大成为浓缩液。通常,能截留分子量在 500~500000 分子的膜分离过
程称为超滤,只能截留更大分子的膜分离过程称为微滤。
反渗透和纳滤用于将低分子量的溶质(如无机盐、葡萄糖、蔗糖
等)从溶剂中分离出来。反渗透和纳滤的原理是相同的,其差别在于
分离溶质的大小,反渗透需要使用流体阻力大的较致密性膜,因而需
要较高的压力;纳滤所需要的压力则介于反渗透与超滤之间,其膜孔
在纳米级范围内,有时也称纳滤膜为低压反渗透膜。发生反渗透必须
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有两个条件:一是选择性透过溶剂的膜;二是膜两边的静压差必须大
于其渗透压差,在实际反渗透过程中膜两边的静压差还要克服透过膜
的阻力,因此,在实际应用中反渗透过程的压力比理论值大得多。为
了防止反渗透膜的膜孔堵塞,在原水通过反渗透膜前,还要进行精滤、
软化以及活性炭吸附过程。
SBR 工艺即为间歇式活性污泥法,又称序批式(间歇)活性污泥
法处理系统。它的运行工况是以间歇操作为主要特征。所谓序批间歇
式有两种含义:一是运行操作在空间上是按序列、间歇的方式进行的,
由于污水大多是连续排放而且流量的波动很大,间歇反应器至少为两
个或三个池子以上,污水连续按序列进入每个反应池,它们运行时的
相对关系是有次序的,也是间歇的;二是每个 SBR 反应器的运行操作
在时间上也是按次序排列的、间歇运行的。按运行次序,一个运行周
期可分为五个阶段,即:进水、反应、沉淀、排水、闲置。间歇式活
性污泥法处理系统最主要的特征是采用集有机物降解与混合液沉淀
于一体的反应器——间歇曝气池,与连续流式活性污泥法系统相比,
不需要污泥回流及其设备和动力消耗,不设二沉池。此外,该工艺流
程简单,基建与运行费用低,生化反应推动力大,速率快、效率高,
出水水质好,通过对运行方式的调节,在单一的曝气池内能够进行脱
氮和除磷,耐冲击负荷能力强,处理有毒或高浓度有机废水能力强,
尤其按非限制曝气方式运行时,不易产生污泥膨胀现象,是防止污泥
膨胀的最好工艺,应用电动阀、液位计、自动计时器及 PLC 等自控仪
表,能使本工艺过程实现全部自动化的操作与管理。
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建筑给水排水模拟系统是将真实的建筑给水排水系统微型化、模
型化。能够直观地了解建筑给水排水系统管网的布置,水泵、水箱、
贮水池、各种控水附件(如闸阀、蝶阀)以及各种用水器具(如水龙
头、大便器、小便器)以及各种控水附件的安装位置和所起的作用;
消火栓灭火系统以及自动喷淋系统的管网布置,系统中的水泵、水箱、
报警阀、延时器、压力开关、水流指示器、喷头的安装位置及作用原
理。通过 PLC 系统,还能将管网中的水流状态直观地显示到计算机屏
幕上。
实习心得
在本次生产实习之前,很少见过建筑给排水、给水处理以及污水
处理的相关构筑物及设备,最多只是在一些课本上看过这些构筑物及
设备的示意图。通过这次实习,以最直接的方式见到了这些构筑物及
设备,基本了解了建筑给排水的工作原理,给水处理以及污水处理的
工艺流程,使以前在
本上学习到的知识与实践相结合,进一步升华
自己所掌握的知识。通过这次实习,深深地体会到学习要理论与实践
相结合,书本上的东西毕竟是书本上的,如果没有见过实物,只是天
天捧着书本,对书本上知识永远得不到更深入的了解,只有亲眼所见
了,亲自实践了,才能更好地学习知识,掌握知识。
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