2021-4-9 | 環境工程論文
作者:張迎明 劉永德 謝玲玲 單位:河南工業大學
改革開放30多年來,環境污染和生態破壞日益嚴重,生態環境質量惡化趨勢未得到有效遏制,已經成為制約今后中國經濟社會進一步發展的“瓶頸”。當今,科學發展觀已成為我國社會經濟發展的指導思想,國家非常重視可持續發展和環境保護,因此,培養科研開發和工程實踐能力并重的高素質環境保護人才是國家發展的迫切需求。生產實習是培養環境工程專業學生工程實踐能力、工程綜合能力和創新思維能力的重要環節。[1]通過生產實習,學生將理論知識運用到實踐當中,對環境工程工藝流程、操作條件、注意事項、安全責任等生產實際有所了解,增強了操作能力,激發了學習興趣,培養了綜合能力和創新意識。[2]目前,國內大多高校環境工程專業為新專業,由于辦學時間較短,生產實習課程存在學時較少,實習單位安排困難、指導教師實踐教學能力有限、實習經費不足等問題,嚴重影響了生產實習課程的教學效果,不利于學生工程綜合實踐能力的培養。[3]我院環境工程專業生產實習安排在第7學期,共3周。學生在鄭州市五龍口污水處理廠進行生產實習,根據污水處理廠處理工藝劃分為幾個實習小組,實習小組針對工藝各環節進行輪換定崗實習。學生在實習過程中發現問題后,互相討論或者請教崗位負責人、實習指導老師,在不斷的交流中解決問題,由此提高了思維能力和創新精神。實踐教學經過數年的教改取得了良好的教學效果。
一、建立穩定的實習基地
選擇工藝先進的污水處理廠和建立穩定的實習基地是做好生產實習的前提與保障。我院環境工程專業已經連續數年在鄭州市五龍口污水處理廠進行生產實習。五龍口污水處理廠2005年1月開始試運行,一期工程設計水處理規模10萬噸/日,產生回用水5萬噸/日。回用水一部分供給附近電廠、化肥廠作為工業用水,一部分作為景觀用水排入金水河。2009年進行二期工程升級,水處理規模和產生回用水量均增加10萬噸/日。五龍口污水處理廠采用改良氧化溝工藝,即A2/O法(厭氧段+缺氧段+好氧段),采用氧化溝和厭氧段、缺氧段相結合,去除生活污水中有機物的同時,獲得了較好的脫氮除磷效果。工藝正常啟動后有很強的耐沖擊負荷的能力,出水指標保持穩定,符合《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)。五龍口污水處理廠生產工藝先進,曾獲得“全國十佳污水處理廠”、“河南省環境教育基地”等榮譽稱號。處理工藝包括污水處理工段和回用水生產工段,具有一般污水處理廠和自來水廠兩套工藝流程和設備,廠內可同時完成污水處理和自來水生產等兩種工藝的生產實習。
二、創新實習方式
(一)帶著問題實習,實習目的更明確
為了避免學生實習的盲目性,指導老師和廠方技術人員協商,為每個環節羅列出大量技術問題。實習開始時,學生就帶著問題實習,以激發實習興趣。實習中期,指導老師對每個學生進行現場提問,督促不懂的同學通過現場觀察及時解決問題。實習后期,廠方技術人員對前期羅列的技術問題統一解答,加深學生的實習印象,提高實習效果。
(二)明確實習內容,分組輪換實習
生產實習采取分組輪換實習方式,學生每組5~6人,實行輪換頂崗實習,有利于實習效果的提高。五龍口污水處理廠各工藝分段組合,分組情況見表1。污水處理廠在每個班組都安排了崗位負責人,負責具體講解每個班組工藝路線和有關設備工作原理,以及設備在運行過程中易發生的問題。學生在參觀、互相提問、動手操作過程中進行實習,與理論課堂有著明顯的區別。
(三)做好實習總結,繪制工藝圖紙
實習過程中,學生需撰寫實習日志,記錄每天的實習內容和實習心得。實習結束后,學生需撰寫實習報告,并手工繪制工藝流程圖、總平面布置圖及主構筑物平立剖圖。實習使得學生在有限的時間內得到充分的鍛煉,對實習工藝進一步掌握,同時也掌握了圖紙設計標準,進一步提高了繪制圖紙的能力,為畢業設計打下了堅實的基礎。
三、取得良好的實習效果
(一)理論與實際結合,加深理論知識理解
學生現場參觀、動手操作工藝設施,對工程實際及工藝理論有了進一步的認識,對書本上參數的理解就變得具體化、形象化了。比如,學生現場參觀曝氣沉砂池,對池內旋轉水流有了感性的認識,再溫習書本知識,對曝氣沉砂池的原理就有了更深刻的認識。
(二)學生掌握了污水處理的生產實際
通過生產實習,學生熟悉了污水處理廠的工作崗位職責、工作內容、設備運行參數,掌握了進出水水質、污染物的去除率,了解了一些異常情況及處理辦法,對水處理行業及環保行業有了初步的認識,增強了專業興趣和專業信心,同時也培養了嚴謹的工程態度。
(三)實習過程中注重學生創新精神的培養
學生在實習過程中對創新的工藝流程有了更加深刻認識。比如,五龍口污水處理工藝采用抗沖擊負荷較強的氧化溝工藝,在氧化溝前端設置缺氧段和厭氧段,缺氧段和厭氧段同時進水,水量可以調節,為回流污泥反硝化提供充足的碳源,保證厭氧池的碳源,從而提高整個生物處理工藝的脫氮除磷效果。[4]再如污水處理廠二期二沉池采用周邊進水周邊出水工藝,增加了二沉池的水力負荷,從而減少了二沉池的體積,減少占地面積,這種方式在廠區二期建設中有極大的使用價值,學生從中真切了解了創新的意義和價值。
四、對今后改革的思考
(一)搭建校內實習基地,提供方便的實習場所
發揮環境工程專業特長,在校內建立一些水處理、大氣處理工程設施,為實習教學提供便利,既可以滿足部分實習要求,又可以節約實習經費。例如,2010年學校科研立項的《河南工業大學污水處理及回用情況調查與處理方案研究》,收集學校洗浴、生活廢水,處理并再生利用為綠地用水、道路澆灑和景觀用水。項目設計、建設、調試及運營都可以有高年級學生參與,項目建成運營后還可以安排四年級學生到基地進行生產實習。
(二)加強產學研相結合
目前,高等學校環境工程教育中實踐教育弱化趨勢明顯,“工程性”缺失和“創新性”不足的問題突出。[5]學院應當通過多種途徑加強環境工程專業教育與產業的結合,將實際的工程設計與工程施工引入教學環節,使學生能夠真正地參與工程實踐,鍛煉實踐能力。我們河南工業大學環境工程專業一直和鄭州市五龍口污水處理廠開展著回用水生產技術及污泥資源化技術的科研合作,如河南省重點科技攻關項目“城市污水處理廠污泥處理處置研究”、“污水污泥處理工藝與資源化利用”、“超聲溶胞技術在污泥減量中的應用研究”,[6]河南省教育廳科技攻關項目“新型陶粒濾料制備技術研究”等。但由于經費有限,技術的實際應用受到限制。因此,產學研合作急需更加深入地進行下去,以解決再生水回用途徑單一,污泥缺乏有效的資源化技術等污水處理廠實際遇到的難題。