基于廢水混凝沉降處理的環境工程實驗課程改革

張永利，周衍波，吳云影

（韓山師范學院化學系， 廣東 潮州 521041）

基于廢水混凝沉降處理的環境工程實驗課程改革

張永利，周衍波，吳云影

（韓山師范學院化學系， 廣東 潮州 521041）

環境工程實驗是環境工程專業的核心課程，其中混凝沉降法處理廢水效果良好。針對當前廢水處理課程特色，從教學思路、教學內容、教學方法、教學成效這幾個方面進行改革探討，其中教學方法的好壞在整個過程中有著舉足輕重的作用。在完成環境工程實驗課程基本要求的同時，培養學生自主學習興趣、自行設計和處理問題的能力，多方面提環境工程實驗課程的教學質量。

廢水處理; 混凝沉降; 混凝劑; 教學

各行各業中都有相關的廢水產生，而且大多數廢水成分復雜且難于處理。在處理廢水中，物理法、化學法、生物法和它們聯合使用的組合工藝等在不同的來源和水質中都有廣泛使用[1]。化學法中混凝沉降法方法簡單、實用性強、設備投入資金少、占用空間小，但運行費用較高，泥渣量多且脫水困難，需要開發新型高效混凝劑。目前高校中對各行各業廢水的研究大多數停留在課本中，很少對廢水種類分類并實踐研究處理，廢水種類之廣，急需更好的處理流程。隨著國家對廢水排放質量不斷提高，監管力度不斷加強, 各行業對本行業廢水處理人才的需求也在提高[2]。廢水處理方向的產業已經成為環境科學從業的主流趨勢，在教學中更應注重理論與實踐的銜接，注重專業知識的加強，不僅使學生畢業后能很快勝任自己的工作，同時培養學生在未來處理相關問題的能力。混凝處理廢水是環境工程專業的主流處理方法,單一的混凝劑已經不能滿足常規的廢水處理，根據不同混凝劑之間的協同作用，開發研究新型組合混凝劑，通過研究過程提高學生的開拓思維，務實的實踐行為，嚴謹的科學研究態度，培養學生靈活應用理論處理廢水的能力，努力提高廢水處理的教學質量,加強學生的實踐與理論相結合的能力,不僅使他們有專業的、全面的廢水混凝處理知識，同時還使他們綜合高素質的技術應用型人才,在以后從事本行業猶如魚得水，精干扎實[3]。

表1 PAC、PFS用量對廢水處理的影響Table 1 Influence of PAC and PFS dosage on wastewater treatment

1 混凝沉降法對水處理實驗室廢水處理的效果

某水處理實驗室廢水的混凝處理，廢水CODCr為520 mg/L，實驗處理數據如表1。由表1可知，隨著PAC、PFS用量的增多，COD越來越低，CODCr去除率越來越大，PAC的CODCr去除率達到53.6%， PFS的CODCr去除率高達62.5%，混凝沉降效果非常好。

2 環境工程實驗課程改革

2.1 混凝沉降實驗教學思路的改革

“以點擴面，理論與實踐相結合”的教學思路的確定，理論是實踐的先驅，是實踐的引路者，實踐又是理論的驗證，沒有好的理論指導，實踐就毫無意義，沒有良好的操作，理論力不從心。只有把混凝沉降理論與實踐相結合起來，將混凝沉降理論教學與實踐教學按一定比例分配好，同時混凝沉降實踐實驗可根據學生興趣去設定實驗方案，達到學有所用，學有所獲的效果。以往混凝沉降教學思路就是老師填鴨式講學，學生積極性不高。學生在理論部分也沒有主動的去吸取知識，在實踐中也是按著已給好的條件進行操作，禁錮了學生的思維，無法讓他們的思維得到充分發散。可根據老師給出的點知識：混凝沉降題材方向和目的，學生根據查找資料運用理論知識自行設計方案，老師進一步修改后確定可行性，學生大膽實踐并做總結，這樣不僅鞏固了專業知識，同時大大提高了運用知識的能力，也提高了實踐操作的能力，使學生的綜合素質得到提升[4]。

2.2 混凝沉降實驗教學內容的改革

混凝法是化學處理廢水較常用的方法，混凝作用是通過混凝劑的添加來改變膠體顆粒表面的性質,讓均勻的膠體顆粒凝聚成大塊顆粒沉淀(或上浮)。目前高校中混凝沉降處理廢水授課理論知識繁多，部分課程有所重疊，無法做到課堂資源利用最大化，也無法更好的調動學生的學習興趣，為提高學習效率，可組建課外興趣小組，將不同的廢水進行分類，選出其中典型的代表典型行業廢水：資源加工業廢水、產品加工業廢水及垃圾滲濾液廢水等常見工業廢水進行詳細解剖，實驗之前要求各組做一個實驗前的準備工作并做一個專題報告，展開工作后相互交流并學習，完成工作后寫出心得以供參考。讓所有學生結合自己所做研究拓展到其他領域，可跟自己興趣對其他研究進行進一步探索，整體把握整個廢水處理方法。通過分組討論探索, 不僅開闊了學生的知識面,讓學生了解環境污染中水污染近況,同時也培養了學生的觀察和環境污染保護意識, 讓學生在專業學習中聯系生活，在生活運用專業知識,增強廢水能力、讓生活更加環保[5]。

2.3 混凝沉降實驗教學方法的改革

“注重學思結合。倡導點題啟發式、處理探究式、問題討論式、教學參與式，幫助學生自主學習。充分發揮學生的興趣愛好，使之成為善思考、實干、敢于創新的實用性人才。”是混凝沉降實驗教學改革的新思路[6]，為了培養全面型水處理方面絮凝沉降的專業人才，需在教學方法上進行改進。為使水資源健康、綠色可循環發展，更能主動面對未來水資源匱乏的情況下，教育部在對環境科學工程專業評審時提出了更高的要求。根據混凝沉降方法處理廢水的混凝電性中和、吸附、吸附架橋、卷掃絮凝等作用機理[7]，運用投影儀放映物理和化學交錯相連混凝聚集動畫、圖片過程, 激發學生興趣，從而引導學生在創作新作品的同時，學到更扎實的廢水混凝沉降的處理知識，除了混凝劑本身的種類、特性、用量影響外, 外界環境的溫度、酸堿度、攪拌強度、時間和水中雜質組分等也直接影響混凝的效果，也可作為學生研究的題材[8]。

2.4 混凝沉降實驗教學成效的改革

環境科學就業的主流方向廢水處理來講，如何使學到的混凝沉降知識得到認可，如何使老師的混凝沉降實驗教學效果更好，需要加強學生與老師之間的交流。首先，在混凝沉降實驗教學過程中，提供更多的平臺讓學生能直接或者間接對老師的教學效果進行評價，隨時聽取學生的建議并加以考慮，打破以往的教學模式。其次，老師對學生吸取知識和運用知識進行評價和引導，老師采取教學討論的形式分析并運用知識解析案例，同時對學生的建議進行引導性改進。最后，考核的形式也越來越多樣化，主要是卷面成績和平時成績，平時成績又包括作業，出勤率，實驗操作等，也可根據學生公開小論文演講進行打分參評[9]。

3 結 語

關于提高高校本科教學質量，本論文初步討論了環境工程的混凝沉降法處理廢水，混凝沉降法處理廢水不僅需要扎實的廢水處理專業知識，同時還需要解決實際問題的能力，加強混凝沉降實踐操作。混凝沉降教學思路方面，對疊合知識部分進行篩選，系統但又有針對的教學，激發學生積極性；混凝沉降教學內容，選取當前時下最熱門的話題，進行調研，講解，分組討論等方式讓學生不只是沉浸在理論知識的海洋中；在混凝沉降教學方式上，充分利用新科技帶來的優勢，在多媒體教學內容上多下功夫，在教學軟件上吸引學生的注意力，共同探討，制作更多優秀的作品；混凝沉降教學成效的改變中共同作用教學成效的評價，體現公平，公正的教育理念。總之，在學習專業知識的同時，不斷加強團隊合作能力和工程實踐，努力成為高質量廢水混凝處理技術人才。

參考文獻：

［1］雯娟. 苯酚/重金屬復合廢水處理高效優勢菌篩選及特性研究[D].湘潭大學, 2012.

［2］李云,王捷. “工業廢水處理”課程教學體會[J]. 科技資訊, 2011, 33: 196.

［3］先革, 楊金玲, 曲建光, 等. 應用型本科人才培養模式研究與實踐[J]. 中國冶金教育, 2013( 03):37-39.

［4］占軍. 創新型人才培養與教師教育改革—訪北京師范大學校長鐘秉林[J]. 大學(學術版), 2009( 12):4-9.

［5］懋勛, 謝婉, 黃認揭, 等. 《化工廢水處理技術》課程教學改革的探索與實踐[J]. 廣州化工, 2008( 04):70-71.

［6］國家中長期教育改革和發展規劃綱要:若干重大問題及創新人才培養[J]. 教育, 2009( 07): 27.

［7］王玲, 王九思, 李玉金. 水處理絮凝劑的絮凝原理及其研究進展[J].甘肅教育學院學報(自然科學版), 2004( 01):54-57.

［8］李鵬. 制藥廠二級出水混凝處理工藝研究[D].太原理工大學, 2010.

［9］張永利. 環境科學專業的化工原理課程教學改革[J]. 科技信息, 2009 (08):301.

Curriculum Reform of Environmental Engineering Experiment Based on Wastewater Treatment With Coagulation Sedimentation

ZHANG Yong-li，ZHOU Yan-bo，WU Yun-ying
(Chemistry Department, Hanshan Normal University, Guangdong Chaozhou 521041，China）

Environmental Engineering Experiment is the core of environmental engineering courses，and the effect of wastewater treatment with coagulation sedimentation method is good. In view of the current wastewater treatment course features, its teaching reform was discussed from several aspects of teaching idea, teaching content, teaching methods and teaching effect. The teaching method plays a pivotal role in the whole process. Under the premise of meeting the basic requirements of Environmental Engineering Experiment course, students' interest in learning should be cultivated; the ability of dealing with the problem should be improved.

Wastewater treatment; Coagulation sedimentation; Coagulant; Teaching

X703

A

1671-0460（2014）12-2715-03

廣東高校材料實驗教學示范中心建設項目；2011國家星火計劃項目(2011GA780014)。

2014-05-10

張永利（1973-），女，遼寧朝陽人，教授，博士，2006年畢業于東北大學環境工程專業，研究方向：環境保護技術工作。E-mail：zhang024@hstc.edu.cn，電話：0768-2318515。