加強“大氣污染控制工程”課程實踐內容的探討*

胡靜姝

(東莞理工學院城市學院，廣東 東莞 523106)

隨著國家最嚴環保法的出臺，很多的工廠和企業都急需環境工程專業相關人才。根據市場的需求及學校的發展方向需要，東莞理工學院城市學院城建與環境學院于2014年申報開設了環境工程專業。迄今為止，已經有三屆畢業生，主要的就業領域和學歷提升都與本專業密切相關，考取的研究生院校包括有：暨南大學、華南師范大學、廣州大學等，另外大部分畢業生進入到環保行業工作，許多崗位與大氣污染控制技術緊密相關。鑒于此，以就業為導向，學院為環工專業開設了《大氣染控制工程》課程，學時為3.5，并且該課程是作為專業核心主干課程。課程開設目的是使學生系統地了解和掌握各種大氣污染控制技術的原理和應用，以及各種工藝設備的設計和參數計算，為將來從事大氣處理工程設計、運行、管理和科學研究工作打下堅實的基礎[1]。

1 實踐教學內容及開出情況

目前，雖然我國很多高校都開設了環境工程專業，但實際培養的人才從質量上難以達到用人單位的標準。究其原因，畢業生專業操作能力不強，缺乏實際的工程經驗，“入職后不能立刻上崗”的現象嚴重。要想得到用人單位的青睞，環境工程專業的人才培養模式必須加強專業實踐能力的培養，構建完善的實踐教學體系。

結合我院環境工程專業的特點，課程選用了“十一五”國家規劃教材，童志權主編的《大氣污染控制工程》。教材內容涉及機械除塵、電除塵、吸收等知識，具有知識交叉性強、綜合能力要求高等特點，教材適用80學時左右。然而我院修訂了2018級環境工程專業培養方案，課時由原來本就不多的64學時(其中實驗16學時)縮減至56學時(其中實驗12學時)，學時短，任務重，大大影響了學生學習的興趣和動力[2]。

另外，由于我院實驗室設備有限，尤其大氣相關實驗設備更是缺乏。所以，現階段我院學生的實驗操作，主要依靠仿真軟件的操作方式來代替，化工仿真軟件能模擬開車、停車以及常見事故處理，操作界面的各項工藝參數動態變化，學生能直觀地看見涉及生產的參數及其變化。同樣，學生也可以親自動手操作，反復練習，而沒有任何危險，這在實際生產中是無法實現的[3]。但同時，很多設備同學們只是會在軟件上操作，一旦實際涉及到設備的參數計算和設計時，依舊是無從下手。鑒于以上面臨的問題，我院環工專業《大氣污染控制工程》課程急切需要進行教學改革從而達到質量提升，尤其針對設計類和實踐方面的內容。

2 改革與實踐

2.1 優化理論教學，增加前沿知識

課程選用的教材主要介紹常規的大氣污染控制方法，對新技術、新設備和新工藝進展方面的介紹比較欠缺。鑒于目前國家對于大氣污染治理的要求及技術的快速發展，任課教師應在授課內容中適當加入現代污染治理的新技術新工藝，如通過前沿講座或討論等形式，完善和更新學生的知識體系[4]。例如，2018年6月，廣東省印發了《廣東省揮發性有機物(VOCs)整治與減排工作方案(2018-2020年)》的通知，將嚴格控制VOCs污染的排放，推動低(無)VOCs含量輔材的替代和工藝技術升級。東莞也被列入VOCs減排重點城市。文件中要求各企業必須優化生產工藝過程并且建立健全VOCs排放管理和監控體系。按照國的規定，到2020年，樹脂、橡膠、塑料和涂料等化工行業VOCs排放量減少30%以上。這場環保風暴的到來，向人們預示著VOCs減排刻不容緩。所以從2018年開始，還沒有達標的企業開始重視，紛紛向環保治理企業機構拋出橄欖枝，解決VOCs排放量問題。以上減排問題實際上就是屬于大氣污染控制工程范疇，但是現階段很少能找到甚至是沒有適合教學的關于VOCs的教材，所以需要任課教師將這部分內容根據學生的實際情況及地區要求有針對性地加入到授課內容當中。鑒于此學院分批次派專任教師參加VOCs的治理培訓，培訓內容包括理論課和實地參觀學習。通過學習，任課老師對于VOCs的治理等前沿知識有了一定了解，并將學習到的知識滲透進平時的教學中。

2.2 結合課程充分合理使用仿真軟件

計算機仿真技術是利用系統模型對實際的或設想的系統進行試驗研究的一門綜合性技術。計算機仿真技術具有經濟、安全、可重復和不受氣候、場地、時間限制的優勢，被稱為除理論推導和科學試驗之外的人類認識自然、改造自然的第三種手段[5]。目前，仿真技術除了廣泛地應用于化工生產的各個階段也更多地用于工程類課程的仿真模擬教學，包括過程開發、過程設計、生產操作等，因此我院購買了上海江科實驗設備有限公司的仿真軟件，教學手段的多樣化，取得了較好的教學效果。

圖1 通風與大氣污染控制工程仿真軟件操作界面

與《大氣污染控制工程》相關的仿真實驗主要包含二氧化硫吸收實驗、旋風除塵器實驗、文氏管除塵器、水膜除塵器等實驗，見圖1。另外我院實驗室還有引進兩套實驗室中式設備，分別是旋風袋式組合除塵器以及二氧化硫吸收設備，但是以上設備都是屬于演示實驗，導致學生在課堂上學習的理論知識不能得到實踐和鍛煉。大氣污染處理仿真軟件的引入，可以很好的解決由于實驗室條件限制而帶來的實操受限的問題。學生利用在課堂上學習掌握的理論知識，根據不同的要求，設計確定處理工藝和設備尺寸，并用虛擬軟件進行繪圖和模擬，如若設計不合理還可以及時對工藝操作參數進行調整，有利于培養和提高學生的專業知識水平和工程應用能力。

2.3 合理組織，引入現場教學

大氣污染控制工程是實踐性較強的課程，教學過程中可引入現場教學環節。目前我院環境工程專業開人才培養計劃中安排有認知實習和課程實習，包括前往廢氣處理車間、環保科技有限公司等。在實踐教學中，理論課教師應與實踐課程指導教師密切合作，加強學生對實際廢氣處理廠工藝和設備運行的理解，提高實踐教學質量，提升學生的綜合能力[6]。我院在東莞市建立了多個學生實習基地，例如東莞市某燃煤電廠，在燃料燃燒過程中產生大量大氣污染物，學生們通過實地參觀，了解了該廠采用石灰-石膏法脫硫，煙氣中的二氧化硫經處理轉化成石膏；脫硝采用SNCR技術，不使用催化劑，降低成本，同時也能達到很好的處理效果；除塵部分使用低壓脈沖布袋除塵器，該除塵器加長了濾袋，并充分發揮壓縮空氣的強力清灰作用，具有穩定，高效的特點。在參觀過程中，同學們親眼目睹了設備是如何運轉的，工作人員是如何在操作臺進行控制的。這些過程都能也讓學生們更深刻地理解和消化專業知識，大大提高學生的興趣和積極性。實習結束以后，可以要求學生根據參觀獲得的工藝參數進行同類型設備的設計。例如，若除塵工藝中有旋風除塵設備，那就要求學生首先確定影響除塵效率的因素，并進行相應的參數設計，包括顆粒的分離直徑、半分離直徑 dc、捕集效率等。另外如果有條件，教師可以找一些簡單的材料，帶領學生自制一個小型的實驗室用旋風除塵器模型。

3 結 語

我國現在正大力發展環保事業，對環境工程類專業人才趨之若鶩。《大氣污染控制工程》又作為環工專業核心主干課程，其中實踐環節仍然有很多需要改進的地方。希望通過對課程實踐內容的探究，提高教學質量，增強環工畢業生在就業時的競爭力，能為我國的環保事業添磚加瓦。