現實垃圾處理實例在《固體廢棄物處理與處置》教學中的應用

高春梅　冀世鋒　邢云青　儲鳴

摘要：在現實生活中有很多固體廢棄物處理和處置的例子，將其引用到課堂教學中，可以讓學生比較直觀地了解固廢成分、性質、影響因素、處理效果等，將抽象的知識跟現實的案例結合在一起，能夠讓學生更加深刻地掌握專業知識，對于環工專業的學生來說是非常有幫助的。

關鍵詞：固體廢棄物處理與處置；教學應用；處理實例

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）27-0061-03

固體廢棄物處理與處置是教育部高等學校環境工程專業指導委員會在制定專業規范中確定的環境工程專業核心課程之一，與水污染控制工程、大氣污染控制工程一樣，固體廢棄物處理與處置也是一門實踐性和工程性很強的課程[1，2]。

一、課程特點

《固體廢棄物處理與處置》作為環境工程專業的一門核心課程，具有以下特點[3]。

第一，概念繁多，表達困難。如垃圾分類就有很多不同的分類依據；還有收集系統中各種時間的界定，都需要借助實例或流程加以說明。

第二，實物圖片多。該課程內容與實際應用聯系密切，涉及大量的設備，如各類破碎機、分選機、焚燒爐等，必須結合大量的設備圖片以及動畫模擬才能介紹其結構和工作原理。

第三，公式多，推導繁雜。公式推導是該課程教學過程中必不可少的一個環節，建立一套嚴謹、清晰的公式推導過程，可以有效提高教學效果，也可使老師從繁雜的公式推導中解放出來。

第四，工藝流程多。該課程跟實際結合緊密，涉及大量的工藝處理過程，如固體廢棄物分選、熱解等，過程復雜，對圖講解往往使學生模模糊糊，難以記住整個流程。

二、教學方法改革

實踐教學是學生學習和掌握學科知識和技能的重要環節，是實現理論知識向能力轉化的重要途徑，對培養學生解決實際問題的能力和創新精神起著非常重要的作用。因此，實踐教學環節的成敗直接影響到教學效果[4]。針對該課程的上述特點，以及一些客觀原因（學生人數過多、企業不接受本科生現場實習、距離相關企業太遠及實習經費緊張等）導致實踐實習不能如期開展，對教學方法進行了改革，通過融入現實中固廢處理實例來提高學生對專業知識的了解和掌握程度，也可以讓學生在學習中加深對專業知識的理解，開闊學生的視野。這里所說的實際應用指的是在生產生活中存在的、能夠看到的一些簡單的固體廢棄物處理與處置方法，結合這些案例講解相應的理論知識，一方面可以培養學生的觀察能力，通過觀察日常生活中的點點滴滴來分析存在的問題；另一方面還可以激發學生的學習興趣，調動他們的積極性，對學習和掌握固體廢棄物處理與處置的專業知識具有一定的協助作用[5，6]。

三、現實中固體廢棄物處理與處置案例分析

整個固體廢棄物處理與處置包括從源頭分類、收集、預處理、生物處理、熱處理、填埋等過程[7]，如何將無趣的理論內容跟實際結合，并能使學生易于理解和接受是一項重要的工作。

（一）固廢來源

固體廢棄物根據不同的分類依據有不同的分類方法，按照來源分工業固體廢棄物，農業固體廢棄物等；按照物質性質分為有機固體廢棄物和無機固體廢棄物；按照有無危害性分為一般固體廢棄物和危險性固體廢棄物等[7]。泛泛地在課堂上講解這些知識比較乏味，結合現實來講更為貼切。以物質性質來分，傳統家庭中的廚余垃圾屬于有機垃圾，一些廢紙、廢辦公用品等都可以歸結為無機垃圾。廚余垃圾里面包括丟棄不用的菜葉、剩菜、剩飯、果皮、蛋殼、茶渣、骨頭等，無機垃圾包括廢舊的瓶、罐和其他包裝用的廢金屬和廢玻璃，例如：玻璃瓶、塑料、陶瓷、金屬、灰土等[8]。

（二）預處理

預處理指利用固體廢棄物本身的性質來進行處理，減少占用空間，降低危害。根據學校現有的垃圾壓縮站進行講解，讓學生們直觀地看到每天所產生的垃圾的數量和成分，并觀察工人在工作過程中所進行的分選，將產生的塑料、金屬、紙張等可以循環利用的廢棄物進行回收，其他物質一并壓縮等待運輸。同時，為了更好地進行垃圾分類，學校也引進了實驗室廢棄物處理裝置，避免了由于實驗過程中產生的有機廢液、有毒有害物質對工作人員的傷害，以及增加后續垃圾處理的程序和成本。

（三）處理

固體廢棄物處理方法包括熱處理（焚燒和熱解）和生物處理（好氧堆肥和厭氧發酵）[7]。在現實生活中有一些固體廢棄物好氧堆肥的實例，如秸稈還田、養豬漚肥[8]，以及厭氧發酵的例子，如化糞池等。結合現實中的例子講解在堆肥過程中影響堆肥效果的各個因素，以養豬漚肥為例來分析各個影響因素。

1.堆肥原料。在農村養豬漚肥過程中，用來作為堆肥原料的主要是人蓄糞便、農林廢物、落葉以及一些廚余垃圾（如圖2）。這些物質中含有微生物生長所需的各種基質——碳水化合物、脂類、蛋白質等。由于農村落后，知識缺乏，無法判斷微生物生長所需有機質的多少，因此在養豬漚肥過程中有機質的含量最終會影響其肥效。

2.堆肥微生物。在養豬漚肥過程中，進入豬圈的堆肥原料會逐漸增加微生物的數量和種類，同時人蓄糞便也會帶入一定的微生物。在整個漚肥過程中，里面的微生物也會隨著周圍環境的變化而逐漸發生改變，各個階段占主導地位的微生物會相互更替來完成微生物的新城代謝以及有機物的降解。

3.供氧量。氧氣是堆肥過程有機物降解和微生物生長所必需的物質，因此，保證較好的通風條件，提供充足的氧氣是好氧堆肥過程中正常進行的基本保證。在農村養豬漚肥過程中，起攪拌通風作用的主要是豬，通過豬不斷地在豬圈中踩踏達到供氧的目的。但只是利用豬的踩踏來攪拌通風并不能滿足微生物所需氧氣，又沒有相應的攪拌設備來彌補，因此會產生一定的臭味，這是農村養豬漚肥的主要缺點，也是導致肥效不高的一個原因。隨著科技的發展，現在成熟的好氧堆肥工藝在處理過程中有專門的通風攪拌和除臭設備，防止臭味對周圍環境的影響。

4.含水率。水分是維持微生物生長代謝活動的基本條件之一，直接影響堆肥發酵速率和腐熟程度。在養豬漚肥過程中，含水率主要是靠人畜尿液及降雨來控制。如果由于降雨導致豬圈中含水率過高，農民會將一些落葉或者粉碎后的秸稈導入豬圈來降低含水率。這樣容易導致含水率不在理想的范圍內，造成厭氧狀態或者微生物的活性受到影響，從而影響整個漚肥過程。

5.溫度的控制。近幾十年的農村漚肥過程中溫度主要以自然溫度為主，通過一天早、中、晚溫度的不同來滿足微生物的生存；由于漚肥需要一定的時間，由于季節變遷，養豬漚肥在一年之中可產生2—3次堆肥用于農業生產，因此，這種傳統的廢物資源化利用方法在一些農村仍然使用。

6.其他因素的控制。顆粒度大小的控制主要就是通過將秸稈粉碎后放入豬圈，粉碎后的秸稈可以較多地接觸空氣以盡可能地滿足微生物所需氧氣。此外，系統pH值以及C/N、C/P比主要也是靠自然控制，因此這些都是導致養豬漚肥肥效不高的原因。因此，在后來的好氧堆肥過程中，一些發達的中小城市大都采用集中堆肥方式。

四、結語

通過利用現實生活中存在的固體廢棄物處理與處置實例來講解教學內容，可以更加直觀地了解固體廢棄物的存在狀態、處理過程、影響因素等，加深學生對處理過程的掌握和分析，取得更好地教學效果，培養出滿足社會需求的實戰型人才。

參考文獻：

[1]谷晉川，梅自良，江元霞，等.“固體廢物的處理與處置”課程短學時教學體會[J].高等教育研究，2006，22（4）：37-39.

[2]蔣彬.“固體廢物處理與處置”課程教學改革[J].中國資源綜合利用，2011，29（7）：42-44.

[3]王艷，周毅，汪建飛，等.《固體廢棄物處理與處置》課程教學的改革與探索[J].廣東化工，2012，39（11）：144.

[4]趙如金.“固體廢物的處理與處置”教學改革探索與實踐[J].科教文匯，2008，（6）：48-53.

[5]曹燕，葛成艷.淺談《固體廢物處理與處置》課程教學體會[J].科技視界，2013，10（5）：115.

[6]謝越，王艷，肖新，等.固體廢物處理與處置課程教學改革與創新[J].安徽農學通報，2012，18（5）：147-149.

[7]楊秀政.《固體廢物處理與處置》課程實驗教學內容體系設計[J].教育教學論壇，2015，（52）：248-249.

[8]寧平.固體廢物處理與處置[M].北京：高等教育出版社，2007.