处理工艺论文范例

处理工艺论文

处理工艺论文范文1

(1)隔油池。

在炼厂一般都采用利用油、水的比重差进行油水分离的隔油池。其中比重小于1的油品上浮至水面而得到回收;比重大于1的其他机械杂质沉于池底。所以,隔油池同时又是沉淀池,但主要起除油作用。

(2)浮选。

浮选就是向污水中通入空气,使污水中的乳化油粘附在空气泡上,随气泡一起浮升至水面。一般为了提高浮选效果,向污水中投加少量浮选剂。由于炼厂的生产污水中本身含有某些表面活性剂,如脂肪酸盐、环烷酸盐、磺酸盐等,故不需另外加入浮选剂,也能获得较好的浮选效果。所以,近几年来在国内外都广泛地用它来处理炼厂的含油污水。

(3)絮凝。

对于颗粒直径小于10-5m的油粒,一般称之为乳化油。这种乳化油由于其表面吸附有水分子,此水层使油粒不能相互聚合。另外,因油粒表面带有相同电荷,由于静电排斥作用也妨碍油粒间的相互聚合而在水中呈稳定的悬浮状态。这两种因素构成了乳化油在水中的稳定状态。再者,油粒间由于水分子运动产生的布朗运动,促使油粒相互碰撞聚合而变成较大的油粒,以及由于范德华力所产生的油粒间相互吸引力,促使它们相互聚合,以上所有这些因素就构成了油粒的不稳定因素。为了使具有这种特性的油粒凝聚,就应消除其稳定因素。絮凝法的基本原理主要是根据油粒稳定因素之一——静电排斥力发生电中和作用的现象来进行絮凝。仅用双电层原理来解释絮凝原理尚有许多现象不能说明,因此絮凝作用还应考虑金属氧化物的水化物对油粒的吸附、包围圈带等各种现象的综合作用。

(4)过滤。

含油污水中油粒和悬浮物质在通过滤层时被截留在滤层中间,一般污水中的悬浮物质的粒度同砂层中的空隙相比要小得多,这种微小的颗粒在砂层中被截留下来的现象,许多学者试用下列作用来解释:筛滤作用、沉淀作用、化学吸附作用、物理吸附作用、附着作用及絮凝形成作用,这些作用中,到底哪一种对过滤起着决定性的作用,不同的研究者提出了不同的看法,至今还未建立一个统一的、肯定的说法。

2含硫、氨、酚污水处理工艺

炼厂在渣油焦化、催化裂化、加氢精制等二次加工过程中都会产生一定量的过程凝缩水,其中含有较多的硫化物、氨和酚类,一般称为含硫污水。它的排量不大,但如不经任何处理直接排入炼厂排水系统,则将严重地破坏隔油池操作流程,影响污水处理构筑物的正常运行。

(1)水蒸汽汽提法。

水蒸气汽提法就是把水蒸汽吹进水中,当污水的蒸汽压超过外界压力时,污水就开始沸腾,这样就加速了液相转入气相的过程;另一方面当水蒸气以气泡形态穿过水层时,水和气泡表面之间就形成了自由表面,这时液体就不断地向气泡内蒸发扩散。当气泡上升到液面时就开始破裂而放出其中的挥发性物质,所以数量较多的水蒸气汽提扩大了水的蒸发面,强化了过程的进行。工业污水中的挥发性溶解物质如硫化氢、氨、挥发性酚等都可以用蒸汽蒸馏的方法从污水中分离出来。

(2)含酚污水的处理。

酚既能溶于水,又能溶于有机溶剂如苯、轻油等。水和有机溶剂是两种互不相溶的液体,利用酚在这两种液体中的溶解度不相同(酚在有机溶剂中的溶解度较水大),把某种有机溶剂如苯加入酚水中,经过充分混合后,酚就会逐渐溶于苯中,再利用水和苯的比重差进行分离。因此可以利用此原理从污水中把酚提取出来。但为了获得较高的脱酚效率,需要采用对酚的分配系数高又与水互不相溶、不易乳化、损耗小、价格低廉、来源容易的有机溶剂作萃取剂。

3生物氧化法

利用大自然存在着大量依靠有机物生活的微生物来氧化分解污水中的有机物质,运行费用比用化学氧化法低廉。这种利用微生物处理污水的方法叫作生物氧化法。由于它能有效地除去污水中溶解的和胶体状态的有机污染物,所以一般炼厂都采用它作为净化低浓度含酚污水的主要方法之一。

4深度处理

炼厂污水经过隔油、浮选(一级处理)和生化处理(二级处理)等构筑物净化后,水质仍然达不到国家制定的排入地面水卫生标准的要求。为了防止恶化环境,消除其对水体、水生生物和人畜的危害,对某些地处水源上游和没有大量水源可作稀释水的炼厂来说,就必须对排出污水进行深度处理(亦称三级处理或抛光处理)。深度处理方法很多,但一般都由于技术比较复杂,处理成本过高,而未被生产上广泛采用,尚有待进行深入研究和改进。目前从国内外的发展趋势看,活性炭吸附法、臭氧氧化法,对彻底净化炼厂污水,使其达到排入水体或回收利用方面颇有价值。

(1)活性炭吸附法。

活性炭吸附污水中的杂质属于物理吸附。其原理是由于活性炭是松散多孔性结构的物质,具有很大的比表面积,一般可达1000m2/g。在它的表面粒子上存在着剩余的吸引力而引起对污水中杂质的吸附。近几年来国内外利用活性炭吸附处理炼厂一级或二级出水,取得了良好的效果,综合起来,可得到以下的主要试验结果:①用活性炭吸附法净化炼厂污水生化需氧量可脱除80%,出水中酚含量<0.02mg/L;②使水产生臭味的有机污染物,较其他有机污染物更容易脱除,在净化过程中它们首先被吸附掉;③在使用活性炭吸附前,污水应经过预处理,使固体悬浮物小于60mg/L,油含量达到20mg/L以下,这样可以减轻活性炭的负担,延长操作时间,减少再生频率,降低再生费用;④每公斤活性炭可吸附0.3~0.5kg以化学耗氧量衡量的有机物,吸附饱和后的活性炭可用烘焙法再生,再生损失约为5%~10%;⑤活性炭的粒径对吸附速度影响较大,一般水处理活性炭采用8~30目较合适。

(2)臭氧氧化法。

臭氧具有很强的氧化能力,所以在西欧各国被广泛用于给水处理的杀菌、脱色和除臭处理。目前国内外已开始大规模地研究把臭氧氧化用于工业污水的最终处理,并取得了良好的效果。

5其他处理工艺

除了上述几种常见的采油废水处理工艺外,近几年来也出现了一些新技术。文献[1-2]指出,越来越多的膜分离技术开始用于油田采出水处理,膜分离技术是利用膜的选择透过性进行分离和提纯的技术。膜法处理可以根据废水中油粒子的大小,合理地确定膜截留分子量。文献[3-4]指出,生物吸附法是一种较为新颖的处理含重金属废水的方法,具有高效、廉价的潜在优势。所谓生物吸附法就是利用某些生物体本身的化学结构及成分特性来吸附溶于水中的金属离子,再通过固液两相分离来去除水溶液中金属离子的方法。

6结语

处理工艺论文范文2

教育体制是教学的前提和保障。完善的教育体制可以为各科教学提供制度和系统保障。作用到初中历史教学中,可以为历史教学和学生意识、品质培养提供正确引导。就目前来说,初中历史教育教学体制建设的主要内容有:建立健全教师工作、学习、管理机制,加强教师理想信念教育和教学能力培养,将能否做好本职工作、实施素质教育列为教师考评目标之一;建立一支强有力的德育工作队伍,制定德育工作规章制度,有组织、有步骤地推进德育工作,营造浓郁的校园德育氛围;颁布学生综合素质培养条例,将品质、道德、责任感培养当作历史教学的主要目标;生成初中历史教学实践机制,创新历史教学方法,提高历史教学学生品德、意识培养质量。在此基础上,教师要根据历史教材内容进行教学改革,变静态教育为动态教育,变灌输教育为形象教育,切实发挥历史学科在学生品质、意识培养方面的优越性。

二、因材施教,分类加强学生社会认知

教师按照一个标准要求所有学生,忽视学生个性差异和需求,是历史教学中长期存在的问题。新课改要求教师必须关注学生的个体差异,根据学生年龄、认识能力、心智水平加强学生意识培养和品质教育。这就要求初中历史教师根据低年级学生盲从、自觉性差等特点,开展爱国主义道理、责任感说服教育、榜样典型示范教育和道德规范约束教育。而面对具有一定创新能力、辨别能力的高年级学生,历史教师可以通过理论联系实际、合作教学等方法引导学生进行历史知识使用锻炼,鼓励他们通过知识归纳总结形成正确的责任认知和价值取向,进而实现学生公民意识和社会责任感培养目标。

三、立足教材,深挖意识责任培养的素材

强烈的社会责任感和优良的品质并非是生而俱来的,但是有效的后天教育却可以激发个体身上蕴藏的巨大潜能,使之成长为一个品质优良的人。鉴于此,初中历史教师可以采取一切有效途径去培养学生公民意识和社会责任感。对于处于心智发展时期的初中生来说,许多人都有英雄情结和英雄崇拜心理,因此,教师可以立足历史教材,深挖教材中有利于品德和意识培养的素材,用伟大人物的思想和事迹鼓励学生树立远大理想,培养坚强意志。如初中历史教师可用卫青、霍去病、岳飞、戚继光等人的英勇事迹对学生进行爱国主义教育,用勾践卧薪尝胆、司马迁著史、苏武牧羊等故事鼓励学生磨炼自己的意志,敢于同困难作斗争。当然,教师还可以运用现代网络技术进行历史影视资料、电子素材搜索和整合,丰富课堂教学内容,为学生历史情感养成和责任感培养提供有利条件。总之,在初中历史教学中,教师要强化课程资源意识,因地制宜开发和利用各种课程资源,深挖社会责任感培养素材,培养学生的社会责任感。

四、多载体、多渠道培养策略

新课程背景下的历史教学不仅不能局限于课堂和教材,还要教师有效拓展、利用各种资源、各种渠道、各种载体向学生传递更多的历史知识,为学生情感和意志培养打下坚实基础。就目前来说,可以利用的历史教育资源有:历史教科书、图书馆藏、网络资源;社区和地方历史资源,如历史文化古迹、博物馆、档案馆、爱国主义教育基地等;时事报纸、国内外时政热点、历史影视资料等。而行之有效的历史教育、学生公民意识和社会责任感培养载体有:历史教学课件、历史图文资料、校园德育文化活动、校史剧创编、校园网络、板报、宣传栏等。常用的学生公民意识和社会责任感培养渠道有:学生自主学习、探究学习、合作学习等;开放性作业、课外社会调查、生产劳动、公益活动、勤工助学、志愿服务等。总之,教师要对初中生公民意识和社会责任感培养问题有清醒的认识,能够运用各种方法和手段激励学生更好地学习历史文化知识,鼓励其树立报效社会、报效国家的理想。

五、结语

处理工艺论文范文3

淮南市天顺生态养殖有限公司位于安徽省淮南市潘集区芦集镇秦圩村,公司占地4.67hm2,主要以种猪繁育和商品猪养殖为主。现有猪舍12栋,存栏母猪近500头,每年为市场提供育肥猪10000头以上。该养猪场实行雨污分离,猪舍采用干清粪方式,污水主要来自猪舍冲洗污水,日排污水约100t,总固体浓度(TS)为1.2%~1.5%。福州北环环保技术开发有限公司根据淮南市天顺生态养殖有限公司现状、养殖规模,结合当地气候条件及项目设计要求,建设红泥塑料沼气池500m3,贮气袋200m3。

2工艺流程

该工程采用基于CSTR-ABR工艺的红泥塑料畜禽污水处理技术。

3工艺技术

3.1前处理系统

前处理系统包括格栅、沉砂池、集水井、固液分离机、竖流式沉淀池、酸化调节池。由于采用干清粪方式,养猪场废水包括猪尿、散落的饲料末和猪舍冲洗水,悬浮固体浓度(SS)、TS高,这些固体物质在系统中很难被降解,容易造成堵塞,对整个厌氧过程影响很大。所以,在废水进入厌氧处理系统之前分离出废水中的固体物质,能有效地去除污水中的SS、TS,从而减轻后续处理负荷,为高效的厌氧工艺创造了条件。该工程使用的固液分离机为全自动高效固液分离机,整机为不锈钢结构,契型水切滤网配挤压装置,可实现全自动连续工作(启动、过滤、压干、中间洗网、停机时洗网),使用、维护方便。分离后液体部分进行厌氧发酵,固体粪渣可生产有机肥,有利于农作物的增产增收和生态农业的良性循环,同时又给养殖场带来了良好的经济效益。

3.2厌氧处理系统

该厌氧处理系统系卧式半地下钢砼结构,拱顶采用红泥塑料覆皮。红泥塑料覆皮气密性好,安装、拆卸容易,减轻了密封层施工的难度,且进出料方便。红泥塑料作为厌氧发酵池覆皮,吸热性能好,能充分吸收太阳能,提高厌氧发酵温度和降解效率,产气率高,并有抗腐蚀、抗老化、抗紫外线等优点。厌氧发酵槽采取前槽和后槽设计。厌氧发酵前槽为高负荷区,采用CSTR结构。根据进水的高悬浮物浓度和高有机浓度,采用多池并联进水,以达到较合理的容积负荷。池底部设有沼气搅拌装置,使高浓度的有机废水在前槽形成完全混合的状态,以达到较好的去除效果。池顶部设有回流喷淋系统,以达到内循环搅拌及防止浮渣结壳。每级前槽末端顶部设有出水口,底部设有剩余污泥排放口、剩余污泥沉淀槽,剩余污泥沉淀槽底部设有排泥斜底和锥形排泥斗。厌氧消化过程中产生的沉渣通过剩余污泥排放口排到剩余污泥沉淀槽,沉淀后经污泥泵抽至污泥干化场,以降低厌氧后槽的负荷。厌氧发酵后槽为中负荷区,采用多级串联的ABR结构。厌氧后槽每级均设有上下折流板,底部进水、上部出水,污水经过多次的上下折流,使污水中有机物与厌氧微生物充分接触,有利于有机物的分解,保证较好的出水效果。

3.3沼气净贮供气系统

该系统包括沼气气水分离器、沼气脱硫装置、沼气卸压装置、贮气袋、沼气增压装置、沼气贮压装置、沼气阻火净化分离器、增压机房等。沼气净化采用低压脱硫和高压脱水技术,整套系统集中了低压湿式柜和干式贮气柜的优点,可广泛应用于沼气、天然气的收集、贮存和应用,能实现可调恒压供气、容易控制、方便使用,用气效果稳定。

4主要工艺技术特点

厌氧处理装置大多采用砼体或钢材制作,投资大,建造麻烦。砼制池体运行数年后容易出现裂缝,且不易进行改造;池内发酵温度在25℃左右,属于近中温发酵,周期较长,而且温差随气候变化较大,冬天产气率很低。与砼体或钢构沼气工程比较,该沼气工程主要特点如下:①红泥塑料是一种改性塑料合金材料,具有成本相对较低、抗老化、耐腐蚀、阻燃、使用寿命长、吸热性能优、拆装方便等优点。②红泥塑料贮气袋为低压干式柔性贮气装置,重量轻、施工简单、安全可靠、使用寿命长,使用条件不受季节、气候的限制,可根据需要随时增减贮气袋数量,安装、拆卸、维修、搬迁方便简单。③采用恒压装置可以确保沼气压力恒定,实现红泥塑料厌氧发酵装置无骨架支撑。整套系统实现可调恒压供气,方便使用,供气稳定。

5工程效益

该沼气工程建设遵循生态学和循环经济发展原理,按照“减量化、再利用、资源化”的原则,利用养猪场粪污进行厌氧发酵,项目投产后可年处理猪粪污水约2.1万t。年可产沼气约5.5万m3,沼气可用于养殖场职工炊事和洗浴、仔猪舍保温等,解决了养殖场的生产生活用能问题。沼气的低位热值为20924kJ/m3,标煤的热值为29306kJ/kg,按沼气热利用率55%,标煤热利用率25%计,年可节约8.6万kg标煤。正常年可生产有机肥1.5万t,按80元/t的销售价计算,年有机肥销售收入120万元。污水经发酵产生的沼液,可用作果园、农田生态园灌溉用肥,不仅减少了化肥和农药的施用量,还提高了农作物产量和品质。该沼气工程的实施有效地处理了养殖场粪污,实现了养殖粪污的资源化和综合利用,减少对周围环境的污染,改善了生态环境,增加了优质可再生能源的供应,促进农业、能源和环境可持续循环发展,对农村经济持续发展和社会主义新农村建设具有重大的现实意义。

6小结

处理工艺论文范文4

[关键词]水污染控制工程;就业导向;继续深造导向;课程体系;教学改革

当前我国呈现出来在经济发展的同时环境遭受极大破坏的现实,环境问题已成为制约经济发展的瓶颈,逐渐演变为我国当前社会发展中存在的主要社会问题[1]。环境保护工作与可持续发展任务和专业人才的培养密不可分,专业环保人才的输出是国家环保工作持续、高效和稳定开展的关键保障,高等院校作为环境保护教育与专业环保人才培养的主要基地,开设了涵盖水、气、固、声等多个环境领域的专业基础课程,旨在传授学生有关环境学科的基础理论知识和工程操作技术,合理利用环境资源,防治各类环境污染问题,改善环境现状,保证社会的可持续发展[2]。其中,“水污染控制工程”是环境工程专业十分重要的专业核心课程,属于水污染控制理论基础知识与工程实践技术相结合的体系课程,涉及数学、物理、化学、生物、力学等多个学科内容,是应用性极强的交叉课程。扬州大学环境工程专业“水污染控制工程”的课程建设目标是培养学生的水污染防治方面的专业知识,将知识应用于污染控制工程研究、设计、施工、运行等领域,具备解决复杂环境工程问题的能力,该课程的培养过程强调基础理论知识教学与工程实践教学并重,强调创新意识和工程实践能力的培养,目标是培养应用型环保人才[3]。以现代社会需求为导向是我国本科高校人才培养的主流模式。现阶段,环境工程专业学生本科毕业后的去向包括直接就业和继续深造,其中,毕业生的就业方向主要有工程、咨询和监测,而水污染控制工程(即水处理)就是工程方面的一个重要分支[4]。据了解,目前超半数的环境专业本科毕业生的首份工作均与水污染控制工程有关,而且工作若通过注册环保工程师资格考试,其收入和社会地位均会得到明显的提升,因此水污染控制工程的课程设置对职业选择与发展、技术经验的积累和工程实践能力的培养十分重要。扬州大学环境工程专业在2018年通过了国家工程教育专业认证,专业认证过程中提高了“水污染控制工程”的实践教学比重,丰富了实践教学的形式(实验教学、实习实训、毕业设计和毕业论文)[3],但目前“水污染控制工程”教学活动中的理论教学和实践教学仍处于理-实分离状态,基础知识教学与实践技术教学尚未达到理想的融合状态。此外,由于近些年全国研究生扩招,绝大数环境工程专业的本科毕业生会选择继续升学深造,水污染防治技术(新材料、新工艺等)是其研究生阶段的主要研究课题[5],然而目前的水污染控制工程课程教学忽略了学生对水污染防治领域前沿科学研究的掌握,忽略了对学生初步科研能力与科研思维的培养,这对于毕业生的继续升学深造是不利的。作为环境工程专业的主干专业课程,“水污染控制工程”课程涉及面广,科学研究性与实践应用性均较强,学生很难在传统的教学过程中完全掌握水污染控制工程各环节的技能,目前的课程建设无法完全满足环工专业毕业生(就业、继续升学深造)的需求,因此对“水污染控制工程”课程进行教学改革有着一定的实际意义。本文以学生就业和继续深造为导向,结合学校实际情况从教学内容、教学方式、课程实践及课程考核等方面进行改革和探索,以提高课程的教学效果和学生的专业素质,为就业和继续升学深造打基础。

1《水污染控制工程》课程教学过程存在的问题

1.1教材和教学内容相对滞后,授课内容过于侧重

《水污染控制工程》主要内容包括:总论,城镇污水收集系统,污染物的物理处理技术,污染物的生物化学处理技术,污染物的化学处理技术,溶解态污染物的物理化学分离技术,废水的再生利用与排放,污泥处理与处置技术,污水处理厂(站)设计与水环境区域综合防治等[6],目前科研领域关于水处理工艺与技术的新兴研究较多,更新迭代较快,显露出很多新型的水处理方法与工艺。然而,环工专业常用的《水污染控制工程》教材主要是张自杰《排水工程》(第五版,2015年)、高廷耀《水污染控制工程》(第四版,2014年)和蒋展鹏《环境工程学》(第三版,2013年),教材更新较慢,很多水污染防治领域的前沿研究成果尚未纳入教材;此外,由于专业教材需求量相对较低,利润少,教材修订需要一定周期等原因,多数教材存在滞后性,无法做到与科学研究同步更新,导致学生学到的知识过于陈旧,无法了解到水污染控制技术的前沿研究进展情况。扬州大学环境工程专业的《水污染控制工程》的授课内容主要偏重目前污水厂的各水处理单元展开,着重阐述了格栅→沉砂→活性污泥/生物膜法→沉淀→消毒等处理单元的内容,而关于膜分离技术、高级氧化技术等新兴水污染防治技术的授课内容偏少,不满足部分毕业生的继续升学深造的知识储备需求。

1.2实践教学流于形式,未能真正发挥实践教学的作用

《水污染控制工程》的实验实践环节所讲授的实验过于简单,大多属于某些理论知识的验证性实验,如混凝沉淀、活性炭吸附、污泥比阻等实验,缺乏水处理模拟设备单元的中试实验操作,使得学生缺乏对水处理工艺及处理流程的整体把握,对水处理工艺的运营过程缺乏实践经验。此外,实习实践环节主要是以班级为单位进入污水处理厂进行实地参观,按照水处理流程顺序依次参观各处理单元设备,听从污水厂讲解员大致讲述各个单元的处理目的及作用,这一实习实践环节过于流水线,学生很难真正掌握各处理单元的工程设计方法与运营要点,比如各处理单元可能出现的运行问题、工况判断技巧与处理方法等实际问题,这种流水线式的实践环节只是让学生了解各种水处理单元的具体形貌与水处理方式,而关于工程设计与运营管理方面的知识有待进一步深入了解与学习。

1.3教学各环节的时间安排有待优化

《水污染控制工程》的课堂教学、实验教学、认识实习和毕业实习环节设置有待优化与调整,目前扬州大学环境工程专业的《水污染控制工程》的4个教学环节是分段进行的,一般是课堂教学完毕再进行实践教学环节,课堂教学与实验教学、认识实习的时段设置存在不合理性,没有遵循学生接触新知识→学习新知识→巩固知识的学习规律来合理安排各教学环节。此外,扬州大学环工专业为增强学生的工程设计能力,毕业设计(论文)环节强制按照毕业设计来进行,要求每个本科毕业生完成毕业设计(即污水厂工程设计),针对毕业后就业的本科生而言,毕业设计环节可以显著提升其工程实践与设计能力;然而,对于大部分本科毕业后继续升学深造的学生而言,科学实验研究将是其今后学习工作的重点,不同于毕业设计,毕业论文环节旨在培养学生开展水污染控制技术研究的科研能力与科研思维,为其今后研究生阶段的研究工作奠定一定的实验基础与研究素养,由此可见,“一刀切”的毕业设计(论文)培养模式不利于以本科生毕业去向为导向给予学生最佳且最合理的知识传授与能力培养。

1.4对学生初步科研能力的培养力度不够

环工专业的《水污染控制工程》课程教学偏重于工程实践经验的培养,开设了大量的污水厂实践环节,包括认识实习和毕业实习,同时课堂教学也主要针对污水厂常见的水处理单元展开详细的阐述与教学,关于水污染控制技术的前沿研究成果(新材料如催化剂等、新工艺如膜分离技术、高级氧化技术等)的讲授内容较少,同时环工专业侧重工程设计环节,例如污水厂的设计计算,对学生动手进行实验操作能力的培养不够,使得学生对于水污染控制技术的前沿研究了解不够深入且缺乏开展水污染防治技术研究实验的能力与思维,导致部分学生在本科与研究生两个阶段的衔接不够,缺少初步的科研实验能力与素养,研究生阶段课题开展缓慢,不利于学生专业的深入发展。

1.5考核方式不全面

目前的《水污染控制工程》课程考核方式还是以闭卷考试为主,辅以实习报告的评分考核,闭卷考试的考核方式主要侧重学生对于基础理论知识和大纲要点的考察,多数学生都是采用考前临时突击及强化记忆的方式应付期末考核,这样无法达到以考试促进学生理论知识升华、工程设计能力与自主学习能力同步提高、实验研究能力提升的目标。

2《水污染控制工程》课程教学改革内容

2.1丰富教学内容

注册环保工程师资格证是环境工程专业含金量非常高的证书,取得该证书对学生长期的职业发展有重要的意义。在当前教材更新较慢的情况下,需要教师有意识地对理论知识体系和教材内容及时更新,满足学生的需求。一是教师以学术报告形式,定期给学生适当补充国内外研发的污水处理新工艺,让学生把握最新的研究动态,与前沿研究接轨。例如讲解到膜分离工艺水处理时,除常规的超滤、反渗透技术外,还可以给学生补充几种新兴的膜法水处理工艺(如膜蒸馏、膜电容去离子技术等)。二是利用丰富的多媒体教学手段(视频动画、仿真模拟),直观形象地给学生演示污水处理厂各单元的设计、施工、运行、调控过程的具体操作步骤。例如讲解到活性污泥法处理单元时,通过视频动画给学生直观展示不同活性污泥处理单元(如SBR、氧化沟、MBR工艺等)的构造区别及选用原则,使得学生深入了解各处理单元的区别与具体工程设计时的设计原则与方法。三是课堂教学讲解到某一章节时,给学生介绍几个典型的实际工程案例,辅助学生掌握课堂知识,比如讲解到水的自然生态处理环节时,可以给学生讲授几个关于水生态修复的实际工程案例,帮助学生深入了解自然生态水处理的具体操作方法。四是随堂练习和课后作业选择历年注册环保工程师的考试真题和各处理工艺的设计计算题,让学生平时学习中熟悉环保工程师的考试题型、热点问题、难点问题,为将来参加注册环保工程师考试打下良好的基础;同时,让学生掌握各处理单元的设计计算方法,巩固所学知识,融会贯通,学以致用,为毕业后从事工程设计工作打下扎实的实践经验和工程设计基础。五是在教学过程中有意识地增加水污染控制工程专业软件的培训,例如CAD、GIS、3D水污染控制设计虚拟仿真软件等,通过专门的软件使用培训使得学生掌握水污染控制工程设计与运营的软件,加强学生的工程设计能力和岗位实践能力[7]。

2.2合理安排教学各个环节的时段设置

严格按照学生接受新知识→学习新知识→巩固新知识的学习规律,合理安排课堂教学、实验实践、认识实习、毕业实习和毕业设计(论文)等教学环节。《水污染控制工程》课程开始之前,先组织学生前往污水厂进行认识实习,实地参观污水厂的各处理单元,让学生从宏观角度整体把握污水厂的水处理流程以及各单元的作用及大致构造。认识实习完毕,课程尽快进入课堂教学环节,以免学生对污水处理流程的认识了解衰减消失,在学生大致了解污水厂处理环节的基础上开始课堂基础知识的讲授,课堂教学环节除讲授课本基础理论知识外,还需要穿插讲授与各章节内容相关的前沿研究进展、实际工程案例,同时鼓励学生以自己感兴趣的水污染治理内容为主题,开展汇报展示,课堂上相互讨论,教师进行评审,以提高学生的学习积极性与兴趣。课堂教学要与实验实践穿插进行,每一章节的课堂教学完成之后,组织学生进行各章节的实验课学习,实验课环节不仅让学生动手完成各种理论性的验证实验,还安排学生完成污水处理的中试实验研究,辅以3D水污染控制设计虚拟仿真软件的学习操作,让学生置身于案例场景,模拟实际的水污染防治场景,组织学生讨论、互动、交流学习,以小组形式最终给出一个具体水污染问题的治理方案或污水厂处理流程的设计规划,调动学生的积极性,使得学生在案例问题的探索过程中加深对专业基础知识的掌握和理解,提升学生的实践操作能力。最后,毕业实习和毕业设计(论文)两个环节同时进行,在学生开展毕业设计工作的过程中,组织学生再次前往污水厂进行驻场实习,深入了解、学习污水厂整体处理流程的设计、各处理单元的构造设计计算、处理单元的运行工况监测、分析与调试方法,同步进行污水处理厂的毕业设计作业,毕业设计过程中遇到的技术难点可以现场直接咨询污水厂技术人员,避免学生的污水厂毕业设计呈现流水账形式,提高学生的工程设计能力和解决问题的能力。通过这样合理安排的教学环节,学生能够把《水污染控制工程》分散的理论知识与工程实例结合起来,从而提高学生的分析和解决实际问题的能力,有利于增强其步入社会后的竞争力。

2.3以学生毕业去向为导向,合理安排本科生毕业设计与毕业论文工作

据统计,超过半数的环工专业本科生在毕业后会选择继续升学读研深造,水污染控制工程作为环工专业的核心课程,其相关研究内容也将成为环工专业研究生的科研课题,为培养这部分以升学为毕业去向的本科生的科研思维和实验研究能力基础,《水污染控制工程》教学的实践环节除了需要重视提高学生的工程设计能力之外,还需要注重培养学生独立进行实验研究的能力,培养学生查阅文献→思考科学问题→组织研究方案→动手开展实验研究→数据处理与分析的初步科学研究能力,为有升学打算的学生提前做好衔接本科和研究生的工作。目前扬州大学环工专业强制要求本科生毕业前需完成毕业设计内容(污水处理厂工程设计),学生不可以按照自身的意愿以及今后的发展需求自主选择做毕业设计还是毕业论文,一定程度限制了学生的积极主动性。基于研究生扩招现状以及大部分本科毕业生的升学去向,环工专业的毕业设计/论文环节应当以学生的毕业去向为导向组织学生分向选择,对于毕业后直接工作的学生可以建议其选择毕业设计,而对于毕业后选择继续升学的学生,可以组织毕业论文选题,提供跟水污染防治有关的毕业论文课题供学生选择,锻炼培养学生的实验动手能力和科研素养。

2.4优化考核方式

为检查学生对《水污染控制工程》的学习效果,课程结束后需要进行必要的期末考核。传统的期末考核为单纯的闭卷考试,考试内容大多考核学生对基础理论知识的掌握情况。为避免出现学生死记硬背应付期末考核的情况,需要对《水污染控制工程》的考核方式进行改革。一是优化调整期末试卷的内容安排,在编写试题时主要选择注册环保工程师的真题、练习题,以工艺设计的计算题和典型案例题为主,注重考查学生知识的应用能力和解决实际问题的能力,让学生在校期间接触注册环保工程师考试内容和形式,反复练习与总结,为今后工作注册环保工程师考试夯实基础。二是优化考核方式。为培养学生综合运用知识和分析解决问题的工程实践能力,《水污染控制工程》课程考核实行期末考核(占70%)+教学过程考核(占30%),教学过程考核内容包括学生的课题汇报、小组讨论、课后作业情况等,加大教学过程的考查比重,将《水污染控制工程》的课程考核贯穿于整个教学环节,提高学生对水污染控制工程的知识掌握程度以及应用知识进行实际工程设计的实践能力。

3结语

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环境工程专业源于土木工程中的市政工程,作为一门边缘交叉性学科,其发展目标是解决不断涌现的各种实际环境问题。经过20多年的发展,其所涉及的领域越来越广泛,已成为一门集自然、社会和技术科学为一体的综合性学科。环境工程学科不仅研究水、气、固废、噪声等主要环境污染和公害的防治技术和措施,还研究自然资源的保护和合理利用,探讨废物资源化技术,以及对区域环境进行系统规划和科学管理,以获得最优的环境、经济和社会效益。目前,我国设置有环境工程专业的高校已超过300所。由于各高校的基础和重点学科存在明显差别,其环境工程专业发展的侧重点也有所不同。大多数理工科类院校的环境工程专业都源于土木工程中的市政工程,其本科生培养方案注重于对学生工程思维和设计能力的培养。

我校的资源环境学院准备新设环境工程专业,在环境工程的人才培养方案上不能照搬理工科类大学,一定要突出农业院校的特色并发挥现有优势,找准适合自己的立足点。安排在第七学期末开始的毕业设计(论文)是环境工程专业实现培养目标的一个重要的实践教学环节,是对学生所学理论和技能的综合运用和检验,也是保证本科教学质量的最后一道防线。毕业设计(论文)辅导环节对学生的要求主要体现在三个方面:1.巩固与扩展所学的基本理论和专业知识,培养提高学生综合应用所学知识、独立分析、解决本学科领域的实际问题和初步进行科学研究的能力;2.培养学生树立正确的设计和研究观念,发扬理论联系实际的工作传统;3.使学生在方案设计、材料调查与搜集、工程绘图、理论计算、实验研究、数据处理、外文阅读、使用计算机、查阅文献、经济分析、工具书的使用、文字表达等基本技能方面得到进一步的训练和提高。鉴于毕业设计阶段对于本科生培养的特殊重要性,本文就农业院校环境工程专业本科毕业设计设置安排存在的问题和解决的途径提出一些个人的看法,希望能为我校环境工程新专业的建设提供一些可供参考的建议。

和理工科类院校不同,农业院校的环境类专业一般都源于土壤学、生物化学、生态学等学科,其本科课程设置主要是帮助学生形成以土壤、农业化学和农业生态资源等专业的知识体系。因此,农业院校环境工程专业在毕业论文(设计)任务书的安排上,也应与一般的工科院校有所不同。从目前来看,农业院校环境工程专业的毕业论文(设计)主要存在以下几个问题:

1.本科毕业论文(设计)任务书的设置比较单一,重实验轻设计。很多农业院校的环境专业本科生毕业只有毕业论文可做,而无毕业设计的内容供学生选择。由于农业院校环境工程专业一般建设较晚,在师资、课程体系、实践环节方面和工科院校相比都有一定差距。在工程设计及应用的教学、科研方面,农业院校环境类专业的基础显得更加薄弱。因此,目前很多农业院校的环境工程专业的师资力量尚难以开展对学生进行毕业工程设计的指导;同时,由于学生们受专业课程设置所限,他们的工程思维和设计能力与工科学生相比都有较大差距,因此很多学生也不愿意选择他们感觉更为吃力的毕业设计工作。然而,目前环境工程本科生就业的去向主要还是与环保工程设计、施工、运行等相关的公司和企业,而诸如环境管理部门、环境监测站等事业单位现在大多都呈人才饱和状态,可接受的本科毕业生非常有限。由于农业院校环境工程专业毕业生在工程设计能力方面的弱势,在就业时与工科院校同类专业的毕业生竞争时就处于明显的劣势。因此,有必要通过毕业设计来加强农业院校环境工程专业学生的工程思维和设计能力,使他们能够具有环境工程专业毕业生所需要的基本工程设计基础和能力,从而在一定程度上扭转我校该专业毕业生就业时面临的不利局面。

2.本科毕业论文(设计)任务书的设置未能充分突出农业院校的特色,尚未充分体现农业院校学生现有知识体系的优势。与工科院校相比,农业院校的环境工程专业在专业的历史沿革、学科组成和行业特性上都有自身的特殊性。因此,为了提高农业院校环境工程专业人才的竞争力,需要在毕业论文(设计)这一人才培养的关键环节上充分体现农业院校的特色与优势。农业院校的环境工程人才培养模式不能照搬工科大学的方法,而应走有生态特色的办学之路,培养出可投身于农村环境污染防护的人才。农业院校一般都具有生物、生态学科的优势地位,毕业生相对于工科院校的学生具有更扎实的生态学知识。此外,当前环境工程毕业生就业的一个重要方向是环境影响评价咨询工作,生态环境影响评价又在其中占据主要地位。因此,可以考虑让一部分学生在完成毕业论文(设计)时从事生态环境评价的工作。这样一来可以发挥农业院校学生生态学基础扎实、生态知识结构较全面的优势,提高毕业论文(设计)的质量,二来可以提高学生的社会竞争力并适应市场需要,为从事生态环境评价特别是农村地区环境评价的单位输送可用人才。

3.毕业论文(设计)立题与实际联系还不够紧密,约束性题目难以调动学生的创新热情。由于教师设计的毕业论文(设计)题目未能全部追逐科技前沿或来自于实际的工程项目,部分题目陈旧甚至经年不变,摆在学生面前的是一些旧知识旧问题,使得设计成果没有实用价值和科学意义。这在一方面打击了某些学生在完成毕业论文(设计)的热情和积极性,也使得某些本来就对毕业设计(论文)重要性认识不足的同学更加放松了对自己的要求,对工作应付了事。

为提高农业院校环境工程专业本科生的毕业论文(设计)的完成质量,进一步加强农业环境类专业学生的市场竞争力,在毕业论文(设计)的设置和指导上可以考虑以下的一些改进措施:

1.加入一些和农村环境保护治理相关的设计类题目。由于目前工科院校的环境工程大多是在给水排水专业的基础上发展而来,因此,工科院校的环境工程专业在毕业设计的内容上受给水排水专业的影响较大。在水污染控制方面主要为排水管网和城市污水处理厂的设计。农业院校如果照搬工科院校的设计内容,由于专业基础所限,无法与之进行有力的竞争。因此,应在设计内容上着眼于和农村地区和农业环境相关的工程。如目前农村受污染地下水的治理和农村污水的处理都是国家十二五规划的重要内容,相关的工程也建设了不少。可以设定一些如农村小型给水站或分散性生活污水处理站的课题。在处理工艺选择上,由于农村地区的特殊条件,一般应选择操作较简单且成本较低的常规处理工艺,这样更符合农村地区的实际需要。比如用吸附工艺处理污染地下水,或用人工湿地处理畜禽类废水,都是可行的设计题目。学生经过这些设计工作的锻炼,将有助于他们在毕业后从事农村环保治理的相关工作,不仅提高学生的就业率,也可为农村环境的治理培养可用人才。为达到这一培养目标,学校在青年教师的引进和培养上也要考虑有工程背景的环境工程专业人才,同时可以通过帮助青年教师去设计类单位进行工程实践等措施,提高他们的工程素养和设计能力,从而达到辅导学生的要求。#p#分页标题#e#

2.在本科生毕业设计(论文)工作中体现资源与环境的紧密结合,设置适量的生态环境影响评价的题目。工科院校的环境专业一般更侧重于各种污染治理技术工艺的开发与研究,对环境与资源的重视不足。农业院校则注重于从宏观侧面上分析环境与资源的关系,将自身对土壤学、气象学和生态学等学科的研究优势体现在资源和环境管理方面。为进一步体现农业环境院校学生在这方面的特点,有必要在毕业设计时通过设置合适的环境影响评价的课题来提高学生的相关能力。另一方面,环境影响评价咨询工作在当前对环境工程本科毕业生来说是一个重要的就业方向,其中主要的一个部分就是生态环境影响评价。和做工作设计不同,由于农业院校学生在生态学方面有较扎实的基础,因此和工科院校学生相比并不逊色,甚至某些方面他们做的比工科院校的学生要更加深入,相关的知识结构也更加全面。为本科生毕业设计设置适当的环境影响评价课题,不仅发挥了农业院校学生在生态环境评价方面的一些优势,也可为学生的就业提供有效的帮助。当然,这同样也对学校的师资力量提出了更高的要求。不仅在课程设置上需要加入环境影响评价的课程,对青年教师的引进和培养,也要做好相关的准备工作。一个可取的方法是鼓励青年教师考取国家的环境影响评价注册工程师,通过提高教师队伍的素质来保障本科生培养的质量。

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【关键词】环境工程;毕业设计;人才培养

0前言

本科毕业设计(论文)是高等院校人才培养方案的重要组成部分,是实现人才培养目标的综合性实践教学环节,也是学生步入工作岗位前在校期间的最后一次综合训练机会,是离开学校步入社会的桥梁[1]。毕业设计(论文)中,学生综合运用大学期间所学到的基础理论知识和工程实践经验,讲理论与实践相融合,提升本科生发现、分析、解决复杂环境工程实际问题的能力,培养学生独立构思和设计的创新精神。毕业设计(论文)的质量反映一个学校的教学与实习管理规范化程度,教师与学生的专业化水平。桂林理工大学是中央与地方共建、以广西壮族自治区管理为主的工科高校。其环境工程专业培养适应生态文明建设和绿色发展需求、符合国家、地方与行业的社会经济发展需要,具有可持续发展理念和良好专业素质的环境工程应用型高级专门人才。因此毕业设计是工科院校人才培养的一个重要综合性环节,在教学计划中占有至关重要的地位。桂林理工大学环境工程专业1995年开始招收环境工程专业本科学生,2000年获批硕士学位授权点,2005年获得环境科学与工程一级学科硕士学位授权,2012年入选教育部“卓越工程师教育培养计划”,2013年获得环境科学与工程一级学科博士学位授权点,2014年获批设立博士后科研流动站。本专业拥有水污染控制部级精品课程、部级实验教学示范中心、部级教学团队和部级特色专业建设点等高水平教学平台。2004年环境工程学科成为广西重点建设学科,2010年本专业被评为全国高校特色专业,2013年本专业入选教育部第一批地方高校综合改革试点专业,2016年通过国家工程教育专业认证,2018年获批教育部“新工科”研究与实践项目,同年获批广西本科高校特色专业及实验实训教学基地(中心),2019年环境工程入选部级一流专业建设点,2020年通过第二轮国家工程教育专业认证。本专业主要结合国家和广西地方经济发展和环境保护需要,重点培养水污染控制技术、有色金属矿区环境污染控制与修复技术、岩溶区水环境地球化学等方向的人才。

1毕业设计的现状及问题

通过对近三年环境工程本科专业毕业设计的分析和总结,发现了毕业设计的一些特点以及在完成过程存在的一些值得进一步完善的地方。桂林理工大学的环境工程专业毕业设计的题目几乎能够涵盖环境工程专业的核心课程,有利于巩固专业课所学到的基础理论知识,还可以提高学生分析问题、解决问题的能力[2]。选择与教师的科研课题相关的毕业设计题目,使得毕业设计与科研紧密结合,对科学素质、科研能力的培养是十分重要的[3]。毕业设计的难度适宜,符合学生的知识水平和理解能力以及课程所能提供的条件,提高学生的工程实践设计能力。毕业设计的前期由指导教师任务书,学生查阅相关文献资料,详细了解背景资料,根据任务书中的基本概况及查阅的背景资料,筛选最佳工艺,初步确定工艺流程。撰写开题报告进行开题答辩。根据开题答辩意见,确定最终工艺流程,并对该工艺进行深入剖析。此过程中,指导教师应负起责任,指导学生,加强指导教师与学生的联系。毕业设计时间过半时进行中期检查,目的在于监督学生是否按照计划进行,确定毕业设计进度是否能准时完成后期工作内容,对学生的毕业设计中存在的问题进行指导和答疑。学生在答辩前将毕业设计交给指导教师修改、审阅,再交于教研室进行论文交叉评阅。根据其完成状态、设计说明书书写质量、格式规范以及设计图的绘制情况对学生的能力和素质等进行评价,最后给出分值和评阅意见,确定是否同意安排答辩。最终,毕业论文成绩由指导教师、评阅教师给出的总评分和答辩成绩组成。然而,学生对毕业设计的重要性认识不足,对设计课题的兴趣不高,加之又正直毕业求职季,导致学生难以全心全意投入毕业设计的工作中去,造成部分毕业设计的质量不高。部分教师在确定毕业设计任务书的时候,没有经过深思熟虑和精心设计,使得设计题目缺乏创新性。在此情况下,明确学生毕业设计的问题所在,同时剖析学生存在的问题,以期提高学生人才培养的质量。经过调查,影响毕业设计质量的因素主要包括以下几个方面:(1)学生自身就业或考研压力。影响毕业设计的负面因素主要有就业压力、研究生升学考试、出国深造等。桂林理工大学环境工程专业的毕业设计多安排在第八学期进行,与学生就业求职的高峰时间段相冲突。高校毕业生就业压力大,社会对毕业生要求越来越高,求职竞争激烈等均是导致学生不能安心进行毕业设计,投入到毕业设计的时间和精力有限,无法较高质量地完成毕业设计内容。(2)高效教师缺乏实践经验。指导教师的专业知识结构和教师的水平直接影响着毕业论文的质量,因青年教师缺少指导毕业设计的实际经验是影响毕业设计的因素之一。近三年来,桂林理工大学环境科学与工程学院共引进博士(后)毕业生30余人,大批高学历的青年教师刚进入工作岗位就要进行毕业设计指导工作,青年教师多来自不同专业背景,虽然具有扎实的理论基础,但缺少指导毕业设计的经验,多数教师未经任何培训就参与毕业设计的指导,处于“摸着石头过河”的阶段。指导教师专业知识面较窄,制约着指导教师对毕业设计的评审水平。个别教师由于课堂教学任务繁重,无法及时、有效指导学生毕业设计,使得部分教师在确定毕业设计任务书的时候,没有经过认真思考,造成毕业设计内容过于单一,题目陈旧、设计成果没有实用价值,设计选题缺乏创新性,无法为毕业生工作的开展提供有利的借鉴。(3)毕业设计内容。设计内容上的问题体现在设计计算和设计图纸两个方面。桂林理工大学环境学院的大部分的教师研究方向集中于污水处理,因此毕业设计的内容较单一、重复,导致学生选择的工艺相同,绘制的图纸相似。毕业设计的深度不够,毕业设计时对大学本科所学知识的综合运用,是学生未来工作内容的提前演练,因此毕业设计的深度要与学生的工作内容想贴近,更贴近实际。在设计计算方面,学生习惯性的根据教材中的案例设计构筑物的计算,而往往脱离实际工程设计内容。采用的设计规范为旧版本,没有采用最新的设计规范,难以保证污水的达标排放[4]。例如,关于污水处理厂的毕业设计,学生以《水污染控制工程》、《排水工程》等书籍或手册为参考,而没有贴近实际废水选用合理的处理规范进行设计。如小型污水生活处理工艺HJ2014-2012《生物滤池法污水处理工程技术规范》、城市污水处理厂多采用的工艺HJ576-2010《厌氧-缺氧-好氧活性污泥法污水处理工程技术规范》等。在CAD绘图时,未按照GB/T50106-2010《建筑给水排水制图标准》进行标准化绘制,造成绘制比例不规范,缺少尺寸标注、图纸说明或图纸目录,字体大小及样式不恰当、选择构筑物尺寸有误、平面布置不合理等。

2环境工程毕业设计改革措施

2.1制订符合不同本科生诉求的课题。针对有就业取向的学生,指导教师布置一些与企业工程实践结合紧密的毕业设计内容进行训练,能使学生提前熟悉自己的工作内容、可能会遇到的实际问题等,尽早进入角色。对于打算继续深造读研的学生,可以布置比较前沿有深度的研究课题,提前进入实验室熟悉实验仪器、实验方法、实验操作,培养研究兴趣和能力,尽早为研究生阶段的工作奠定基础。毕业设计内容的多样性还能够拓展指导教师教学和实践结合方面的思路,提高青年教师的工程实践经验。另外,提早安排本科生进入毕业设计阶段,使学生融入指导教师队伍,既能使学生学到知识还能够减轻教师的科研压力。将毕业设计开展时间进行灵活安排,避免大四后期时间冲突对毕业设计质量的影响。

2.2加强对毕业生的管理。指导教师务必充分调动学生的主观能动性和创新性,对学生的指导方式要用“授之以渔”代替传统的“授之以鱼”[5]。指导教师务必投入更多的时间精力,加强学生毕业设计过程中的指导和培养,让学生切身体会到毕业设计的内容与未来的工作息息相关,要使毕业生意识到毕业设计是对自己大学四年所学知识的总结,考核自己是否已经达到毕业的要求,从意识深处加强学生对毕业设计的重视程度。学校也应该制定严格的规章制度管理毕业生,学生外出时,要严格办理请假手续,一个星期要与老师开展一次有意义的沟通交流;教师每周对学生进行1次毕业设计内容检查。学生和教师要协调好毕业设计与就业、考研之间的矛盾,这就需要学生在大学四年的学习中要有规划,认真学习理论知识,提高动手动力;指导教师布置的任务书要能把考研方向和毕业设计结合起来,使学生具有充分的时间考研和准备课题。另外,毕业设计答辩前要开展预答辩,提前走一遍答辩流程,使学生书序自己毕业设计内容,对答辩委员的提问有所准备,避免学生的紧张情绪。

2.3加强毕业生工程思维的培养。高校教育设计多重视课堂专业知识的认知,造成了学生对工程认识缺乏,工程应该如何做、怎么做,如何考虑经济效益,如何考虑施工安全,这些都需要工科院校在专业课程讲授过程中逐渐渗透,并通过生产实习带领学生直观体验实际工程才能了解到的。例如《水污染控制工程》课程,是环境工程专业的核心课,可以带领学生去附近的污水处理厂实地参观,通过工作人员讲述污水处理厂的设计环节,设计的主要流程,构筑物的设计规范等来使学生熟悉相关内容,教师提供给学生相应的技术文件(设计任务书、图纸、设计规范),从思想上提升学生对工程实践的认同感,激发学生的好奇心,达到理论到实践的非线性思维。

3结语

毕业设计环节对于培养环境工程专业学生的工程意识、创新精神和工程技术能力具有非常重要的作用,进而促进高校毕业生就业。进行毕业设计期间,需要学生带着积极的心态、保有刻苦的精神、投入足够的时间和精力;同时指导教师发挥指导、监督作用,强化学生的工程思维,来提高学生的毕业设计质量,满足我国高等工程教育的战略要求。

【参考文献】

[1]吴益锋,张淑敏,田夏.上海交通大学提升本科毕业设计(论文)质量的改革与实践[J].实验室技术与管理,2014,31(7):193-195.

[2]蔡谱,谭小丹,周猛,等.工科学生毕业设计改革与质量工程建设的探索与研究[J].医学信息,2009,22(6):835-837.

[3]武维承,武熙,龙虎,等.一次面向工程师培养模式的毕业设计[J].中国大学教育,2007(7):83-85.

[4]白少元,谢庆林,游少鸿,等.培养学生工程思维提高毕业设计质量及就业竞争力[J].大学教育,2017(6):121-127.

处理工艺论文范文7

建立3+3+3实践课程新体系,优化环境工程专业培养方案

生产实习安排学生参观焦化联合企业大气污染综合治理工程、2~3种工业废水治理工程及城市垃圾填埋场、垃圾发电厂,和上机操作环境工程技术模拟实训系统[6],模拟污水处理厂管理,解决进企业蹲点实习难问题。毕业实习结合毕业设计或论文选题进行,由指导教师按选题涉及的具体行业、污染问题、技术方案进行安排。即环境监测基础型实验、水污染控制设计型实验与专业综合型大实验。环境监测实验安排COD、NH4-N、BOD、pH等水质监测,TSP、SO2等大气监测项目,要求学生掌握取样保存、试剂配制、仪器操作、数据处理、分析与评价等基本实验技能。水污染控制设计型实验给出几种污水水质和实验室已具备的实验条件:生物法、混凝法、离子交换法、Fenton试剂法、铁碳微电解法等,让学生自行分组选择处理工艺,设计实验参数,进行验证实验。专业综合大实验目前已开设的有:校园湖泊水质评价与治理、室内空气质量检测、纯净水制备、印染废水处理等综合型实验,进行工艺比选、实验设计、数据处理、分析总结等综合训练提高[7]。

即污水厂设计、大气污染控制工程设计、固废处理处置课程设计,均安排在主干专业课学习结束后。通过课程设计,对已学知识进行消化、扩展、应用,要求进行工程分析与源强计算,工艺选择与数质量衡算,主要设备设计(或选型计算)、辅助设备选型计算、管道与高程计算、工艺布置图纸绘制,以课程设计说明书和图纸提交课程成果。坚持将三门课程设计与工程实践紧密结合,鼓励在这些环节中学生直接参与环境工程项目设计,虽然环节时间短,但能够直接进入工程实践,对学生的帮助是非常显著,经过10届学生和老师的共同努力,课程设计已成为学生痛并快乐着、收获颇丰的实践教学关键环节。

3+3+3实践教学保障体系建设

通过积极争取,获得“化工与环境类专业教学实习中心”、“环境工程特色专业建设”、“院级重点建设课程资助经费”等各项省级、校级质量工程专项基金支持,加快了环境工程专业实验室与实训基地建设。目前环境工程专业实验室拥有TOC、TN、TP在线监测、紫外可见光分光光度计、移动式室内空气质量监测、快速水质监测等环境监测设备、污水处理实验装置、纯水制备系统等实验设备设备200多台套,为三大实验开设提供了硬件条件。投入25万元在学院建立了环境工程技术的模拟实训系统,包括:污水处理厂模拟管理等[8]。在皖维集团建立了学生实习实训中心、在芜湖垃圾填埋场、新鑫铸管、芜湖垃圾发电厂等建立实习基地。为学生实践能力的培养起了较大贡献,有效增强人才实践能力培养的实战型、针对性。教研室老师积极申报教研项目,每年均有立项:如省级教研项目有:“环境工程专业实践教学新体系的研究与实践”、“环境类本科生创新与实践能力培养体系的研究”等。发表教研论文1~2篇/人。将案例教学、启发教学、阅读教学、实践教学相结合[9],老师给出案例,剖解分析,给出选题,让学生自查文献、自主交流、自行设计实验方案和治理工艺,有效增强学生的学习兴趣与创新能力。

教研室老师为保障具有环境工程专业自身特色的实践教学新体系的实施,逐步积累污染源产排污系数[10]、源强计算公式等三门课程设计基础资料,缓解课程设计基础资料空缺严重现象。初步完成大气污染控制工程课程设计指导书系列:之一烟尘污染治理课程设计指导书、之二工业粉尘污染治理课程设计指导书、之三酸性气体污染治理课程设计指导书、之四有机气体污染治理课程设计指导书;和污水治理课程设计指导书系列:城镇污水处理厂课程设计指导书、工业废水处理站课程设计指导书;及固体废弃物处置与资源化课程设计指导书系列。填补了课程设计任务书、指导书空白。教研室老师积极申报课题,获得国家和安徽省自然科学基金及省教育厅、芜湖市科技计划科研经费支持,以及产学研合作项目。将课题研究内容分解成适合的本科毕业论文选题和硕士研究生学位论文题目,老师指导和带领学生将科学研究和社会实践穿插在实践教学中。即为实践教学耗材、检测提供了经费保障,也有效的保证了本科毕业论文质量。教师与学生创新能力显著提高;学生对教学实践的兴趣、参与度、完成质量大大改善。

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1.1“环境工程学”课程需要项目教学的驱动

(1)课程本身理论性太强,教学效果欠佳。

环境污染的治理是以原理和技术为基础的,比较扎实的理论基础是必须的,但纯理论的灌输造成许多学生觉得这门课内容枯燥、听不懂,教学效果差,需要项目教学来刺激。

(2)因条件限制开设实验课太少。

实验课有助于培养学生的基本操作技能,在暂时实验不足的情况下,更需要项目模块来达到学生理解的目的。

(3)课程污染治理工程实例少。

课程体系中没有很好的体现工程实例,大多数只是理论的讲解,与实践脱节,不能在学生头脑中留下较深的印象。

(4)传统的考核方式片面。

课程的考核主要以学生期末考试成绩为主,期末考试占成绩的70%,部分学生靠考前突击,只求及格,考完也就忘的差不多了。随着池州学院考试评分方法的改变,平时成绩占50%,比例增加,需要对学生平时成绩更好地把握,更多的项目实践教学环节可以更好地把握学生对课程的掌握情况,以便合理地评定学生的成绩。综上,“环境工程学”的教学需要从培养学生综合能力的角度出发,根据教学目标设计合理的教学项目,切实达到教学目的。

1.2“环境工程学”课程系统性强适合项目教学

该课程有一个显著特点就是课程每部分内容不是独立的,联系性强。其从污染控制的基础知识出发,详细讲述各方法、机理和构筑物的构造,再过渡到完整的工艺流程,最后到在不同方面的应用。各部分内容相互联系,知识结构非常系统。因此,各部分内容容易以一个或两个项目来实施项目化教学。例如在水污染控制教学中,每接触一类处理方法(物理法、化学法、物理化学法、生物法等),在理论课讲解之后,教师可以根据内容和教学要求设计几个案例进行教学,在之后提出多个问题,如某小城市污水处理是采用“奥贝尔氧化沟”还是采用“A2/O氧化沟”,两者有什么区别等;鼓励学生上网查资料、查阅期刊、参观污水处理厂等,使学生多渠道获取知识,形成分析报告。这样以项目为参驱动贯穿课程内容,让学生在以项目为驱动中完成学习,并获得相关知识和技能。

1.3《环境工程学》课程有较多的实习基地需要项目教学

经过系里领导的努力,联系了较多的实习单位,该课程现有可以实习的企业和单位有:池州市环保局、池州市环境监测站、池州海螺水泥厂、池州市十亩冲垃圾填埋场、池州市清溪污水处理厂和城东污水处理厂。实习基地建设是确保项目式教学工作顺利开展的基础,是学生进行专业实践的场所,能更方便地开展以实习过程为导向的项目式教学。可以在实习前设计项目,让学生带着问题去实习,如对清溪污水处理厂和城东污水处理厂实习,可以分组调查清溪污水处理厂和城东污水处理厂工艺、运行、各构筑物的参数,然后进行工艺比较,学生按研究兴趣带着问题去实习、询问和查资料,并撰写调查和实习报告,这比传统的参观式的实习效果好。

2“环境工程学”项目化教学应用

2.1教学内容的改革和设计

2.1.1教学内容的改革

目前,许多高校“环境工程学”采用清华大学蒋展鹏教授主编的的教材,课程基本知识体系由三篇组成:第一篇是水质净化与水污染控制工程,主要内容是水质与水体自净,水的各种处理方法;第二篇是大气污染控制工程,主要内容是颗粒和气态污染物的控制方法;第三篇是固废和其它污染防治技术,主要内容是固废处理处置技术和物理性污染防治技术。教材内容的理论性强、原理多、公式多,而工程实例少,新理论、新技术有待更新。教学方法和模式没有从实质上突破传统单一式,以知识为本位,有些内容滞后于科学技术的新发展,学生的学习主动性不能被完全激发,不能更好地应用于实践。环境工程学有个很大的特点:需要结合工程实践和联系实际应用才能更好地掌握理论、工艺和设备。而经教学改革以后实践教学环节增加,学生必须通过大量课本外知识的学习、讨论、实验和实习才能够真正的掌握,实践教学在整个课程教学起着重要的作用。

2.1.2教学设计改革

课程经项目化设计后打破以往传统的知识为主的理论体系,而是以完成一个个学习任务为切入点,将课程重要知识点融入到各个实践项目中,为每一个项目确定具体的内容,再根据项目教学大纲细化教学目的,如项目1的目的:(1)了解污水处理厂处理方法;(2)掌握不同污水处理工艺流程;(3)掌握两个污水处理厂工艺的不同,并做分析。这样以实践项目为载体,以需要完成的任务为驱动,刺激和引导学生通过查找资料,进一步的学习,论证等来掌握《环境工程学》的基本知识和应用。另外,项目化实践教学的实施方法不是唯一的,应根据每个项目包含的知识点、任务、目的以及学生的特点等采取不同形式的项目实践方法和手段,这样使项目化教学内容更具有针对性,教学目标和学习任务更容易完成。项目化教学过程以案例教学、课堂讨论、现场调查、课程论文等教学方法,使学生在完成项目中学习,充分体现以学生为中心的教学,可以增强学生对学习过程的思考和分析,学生学习兴趣高,学习动力大。如通过案例教学,一方面可以使课堂气氛变得活跃起来,激发学生的学习兴趣,另一方面也促使学生主动地学习,一改传统教学课堂沉闷的特点。

2.2项目化教学的实施步骤

实践项目课堂教学要牢牢把握“在实践中学习、在学习中实践、理论与实践教学一体化”的思想,使学生通过“实践—学习—再实践—再学习”的过程,从而不断提高学生的综合能力。“环境工程学”项目化课程教学的设计和实施要坚持以学生为主体的原则,项目驱动,尽量小组化教学;努力营造积极的学习氛围,引导和组织学生身体力行地获取污染控制的知识与应用,对知识进行梳理和反馈,并自行评价,主动完成学习任务。因此,根据项目化教学的教法思路和教学设计原则。

3项目化教学的实例分析

该项目内容是分组调查清溪污水处理厂和城东污水处理厂工艺并进行比较;任务是小组完成调查报告或个人撰写课程小论文。本项目在实施之前学生已经学习了10学时的污水生物处理的理论课程,项目实施是让学生进一步巩固知识,了解在实际中的应用。具体步骤是:(1)向学生传达项目内容、目的和任务,布置学习准备;(2)学生按4-6人进行分组;(2)学生根据指导教师给出必须完成的目标任务和所学知识制定完成任务的方法和途径,制定出方案,在这个过程中教师进行指导;(3)按照方案学生带着任务对污水处理厂各构筑物进行现场调查(可以结合实习),老师进行答疑;引导组织学生身体力行获取污水处理的参数,各构筑物的运行等;(4)将调查的内容及时记录,对存疑或不明白的地方进行讨论,再学习,老师进行答疑,并提出意见;(5)学生根据调查和再学习撰写调查报告或撰写课程论文;(6)由指导教师和学生一起进行项目讲评和总结。该教学项目的直接目的是完整地、熟练地掌握污水处理方法和工艺流程。在项目实施的过程中必须用到的理论知识有:污水生化处理的原理,方法,脱氮除磷机理,氧化沟污水处理工艺和发展等,通过该项目巩固了学过的知识,将这些知识融合在项目实施过程中加以应用。最后的项目成果也不一定千篇一律,如果分组可以写调查报告,个人可以写课程论文,如有可以写奥贝尔氧化沟在中小城市污水处理中的应用;有学生写的是氧化沟工艺脱氮除磷效果分析;有的学生写奥贝尔氧化沟和A2/O氧化沟工艺的比较等等。每个成果都倾注了学生的热情和心血,对自己的写出的调查报告或论文也比较有成就感,会进一步提升学习的积极性和主动性,效果会很明显的。

4项目化教学实施的保障对策

4.1加强教师团队的合作

课程项目化教学从课程内容重构及教学项目设置、任务分析和进行行动化教学的实施,必须依靠课程的教师团队来完成。这是因为:首先,项目课程要求教师根据工程实际或新科技的应用来开发教学素材,并在教学中组织学生参与实施。其次,大部分项目学生需要分组完成项目工作,要保证教师指导的有效性,仅凭教师个人的力量很难完成。因此,需要由个人单纯的教学工作转变为团队协作的工作状态,通过团队合作,发挥集体优势共同解决在实际教学教学改革中所遇到的问题,优势互补,才能保证项目教学的顺利进行。同时,教学团队的合作除了能满足项目教学的完成,对教学团队的老师也颇有益处。首先,可使教师在工作中分享教育、教学资源,发挥自身优势,弥补自身不足,促进教师的专业发展;其次,在教学的过程中,通过相互的交流,促进彼此的联系,一方面减轻个人的工作压力,另一方面也保持教师间和谐的人际关系,体现以人为本的教师培养制度。

4.2加强实验室建设

实验室是学科建设的重要组成部分,需要购置实验教学所需的各类设备,否则,再好的专业或课程,也基本上是一个空架子。实验教学是增强学生感性认识、巩固和拓展知识与技能、提高分析和解决问题能力的重要教学环节,对于培养学生创新精神、实践能力和综合素质具有重要的作用。实验教学在培养学生中的重要作用是毋庸置疑的,而项目教学法就是以实践为导向,教师起引导作用,学生为主体的实训教学方法。老师可以在做实验前设计好项目,帮助每组学生明确实验目标,然后学生在项目中完成实验,实验项目教学有利于培养学生发现问题,分析问题和解决问题的能力。《环境工程学》项目教学通过实验的方式可以设计的项目较多,如沉淀、混凝、污水处理模拟、电解、吸收、除尘等,其作为实践环节中最基本的一环,具有课堂理论教学和其它形式教学所不能替代的作用。良好的实验项目的开展,需要较强的实验室硬件条件,必须加强实验室的建设,并且提高实验室的利用率和开放率。

4.3加强与企事业单位的合作

学校应积极探索利用社会资源提升办学质量的新途径,在加强校内实验室、研究团队建设的同时,应积极主动与科研单位、地方企业寻求合作,在现有的合作单位包括环保局、环境监测站,污水处理厂、垃圾填埋场、海螺水泥厂的基础上进一步扩大范围,比如电厂、啤酒厂等,和这些单位共建实践教学基地,这些实践基地可以使学生深入科研和生产一线,从理论知识、工艺流程、生产技术和管理等各个环节以完成项目的形式得到实际锻炼。另外企事业的专业技术人员也可以补充到教学团队里来,请他们做兼职教师,参与课程的讲授和项目的指导,或以讲座、学术报告的形式参与教学,让学生及时了解或掌握污染学科前沿理论与最新进展,每次实习可以由单位的一线技术人员参与现场解说,这可让学生很好地把课本知识和生产实际联系起来,驱动学生项目的完成。

4.4提高教师的胜任能力

大部分老师都是从“学校”到“学校”,企事业实际工作的经验不多,对污染设备和装置的了解也大都停留在理论上,不能很好地对学生做出实际的指导。相对单纯的理论教学,项目化教学对教师的胜任力提出了更高的要求,项目化课程教学不仅要求教师具备熟练的讲授专业课程的能力,还要求教师具备一定的课程与教学理论知识,课程设计、分析能力、协调能力及课程实施的能力。基于此授课老师若想很好地胜任项目教学必须做到:首先,及时更新知识,在熟悉本课程的专业知识与技能的基础上,拓展相邻学科、相关学科及跨学科的知识与技能。其次,具备相应的实践经验或应用技能,如通过到企业顶岗实践、见习、实习等途径深入企业,才能更好地完成项目教学。再次,不断提高对项目研究能力,能将每个项目的具体任务、知识点和能力点进行详细的理解,并做详细分析。最后,提高项目教学组织能力,项目教学使学生活动的自主性、开放性明显增强,部分项目超越传统教学中的课堂教室,老师的较强组织能力才能保证项目教学的顺利实施。

5结论