實(shí)驗(yàn)教學(xué)煤炭行業(yè)環(huán)境工程論文

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1教學(xué)內(nèi)容中引入煤炭行業(yè)環(huán)境保護(hù)科研課題

目前，環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)所用的教材和實(shí)驗(yàn)講義很少或者根本沒(méi)有涉及煤炭行業(yè)環(huán)境工程的內(nèi)容，很難應(yīng)對(duì)日后煤炭行業(yè)環(huán)境保護(hù)的問(wèn)題。因此，現(xiàn)階段可以考慮在傳統(tǒng)環(huán)境工程教學(xué)內(nèi)容中引入煤炭行業(yè)環(huán)境保護(hù)的內(nèi)容。通過(guò)課程改革，修訂實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，在滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱的基礎(chǔ)上，突出礦業(yè)環(huán)境保護(hù)的行業(yè)特色；特別是加強(qiáng)有關(guān)礦山環(huán)境保護(hù)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。根據(jù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)和研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)不同教學(xué)目的，精心設(shè)計(jì)每一個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案。最可行的方法是煤炭特色高校環(huán)境工程專業(yè)在教學(xué)實(shí)驗(yàn)中將煤炭行業(yè)環(huán)境保護(hù)科研課題或某一課題的若干階段設(shè)計(jì)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，可以高效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、并實(shí)現(xiàn)科研資源的教學(xué)共享。把學(xué)校本科教學(xué)投入、“211”工程投入、“985”工程投入和環(huán)境工程系教師科研項(xiàng)目投入形成的實(shí)驗(yàn)室資源，實(shí)行分層次管理和開(kāi)放，逐步實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室資源的優(yōu)化配置，向本科教學(xué)全面開(kāi)放，為大學(xué)生實(shí)踐教學(xué)和科技創(chuàng)新活動(dòng)提供實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。為此，我校環(huán)境工程專業(yè)充分利用教師承擔(dān)的煤炭行業(yè)環(huán)境保護(hù)的課題，積極探索將科研課題內(nèi)容轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)在給水工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們依托承擔(dān)的國(guó)家自然科學(xué)基金課題《高濁高鐵錳礦井水處理研究》，將環(huán)境工程專業(yè)傳統(tǒng)的混凝沉淀、地表水過(guò)濾及反沖洗實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改為高濁度礦井水混凝沉淀、高鐵錳礦井水過(guò)濾及反沖洗實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，不僅講授傳統(tǒng)的混凝沉淀、過(guò)濾教學(xué)原理和內(nèi)容，還補(bǔ)充煤礦礦井水的產(chǎn)生、排放和水質(zhì)污染特征等知識(shí)。通過(guò)教學(xué)，使學(xué)生在掌握實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的同時(shí)，對(duì)工業(yè)過(guò)程、工業(yè)污染特征以及工業(yè)污染防治有了初步的認(rèn)識(shí)，不僅為學(xué)生將來(lái)的工作打下了基礎(chǔ)，也增加了學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的興趣。

(2)在排水工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們結(jié)合國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)《電化學(xué)氧化－生物強(qiáng)化A/O工藝處理焦化廢水研究》，將原來(lái)SBR工藝處理生活污水實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改成SBR工藝處理焦化廢水實(shí)驗(yàn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改變，讓學(xué)生深刻地認(rèn)識(shí)到工業(yè)廢水和生活污水在處理技術(shù)方面有較大的區(qū)別，防止了課堂教學(xué)和實(shí)際工程出現(xiàn)較大的偏差，特別是水力停留時(shí)間、活性污泥比增長(zhǎng)速率、揮發(fā)性懸浮固體濃度(MLVSS)等參數(shù)選擇，為學(xué)生以后從事工業(yè)污水處理工作奠定了良好的基礎(chǔ)。

(3)在環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金課題《納米R(shí)uO2/ZrO2－CeO2催化臭氧氧化深度處理焦化廢水及廢水中的POPs》，將原來(lái)的COD分析教學(xué)內(nèi)容中的生活污水換成煤化工廢水。這一實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改變，使得研究對(duì)象由生活污水變成了受氯離子干擾嚴(yán)重的煤化工廢水，讓學(xué)生系統(tǒng)深刻地體會(huì)到了消解過(guò)程中沉淀產(chǎn)生的原因及其對(duì)分光光度法的干擾，以及滴定法和分光光度法各自的優(yōu)缺點(diǎn)，并引導(dǎo)學(xué)生從一個(gè)簡(jiǎn)單的COD測(cè)試實(shí)驗(yàn)思考到各種環(huán)境工程原理。此類教學(xué)內(nèi)容的改變還有很多，比如，將礦井除塵裝置、煤化工廠VOCs催化氧化分解裝置和燃煤電廠脫硫脫硝裝置引入到大氣污染控制工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的演示實(shí)驗(yàn)中；將煤矸石簡(jiǎn)單制磚的內(nèi)容引入到固廢處理與處置實(shí)驗(yàn)教學(xué)中；將頭發(fā)中汞含量的測(cè)定引入到環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中；將煤化工廠受污染土壤的氣提修復(fù)裝置引入到環(huán)境土壤學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的演示實(shí)驗(yàn)中。通過(guò)這些來(lái)自于科研課題的實(shí)驗(yàn)，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維，為他們將來(lái)開(kāi)展實(shí)際的科研打下了良好的基礎(chǔ)。

2開(kāi)展與煤礦區(qū)污染控制相關(guān)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)

我校環(huán)境工程中心積極開(kāi)展與煤礦區(qū)污染控制研究項(xiàng)目相關(guān)的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)室，并以此為基礎(chǔ)，確立本科生創(chuàng)新項(xiàng)目和畢業(yè)論文設(shè)計(jì)課題，全面培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，成為學(xué)生完成綜合設(shè)計(jì)性和研究型實(shí)驗(yàn)的重要基地。學(xué)生從大一開(kāi)始進(jìn)行查文獻(xiàn)、寫(xiě)調(diào)研報(bào)告等基礎(chǔ)訓(xùn)練，大二和大三開(kāi)展具體實(shí)驗(yàn)，大四開(kāi)展成果總結(jié)訓(xùn)練，學(xué)習(xí)撰寫(xiě)結(jié)題報(bào)告并。我們的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)基本來(lái)源于科研項(xiàng)目，但是為了不給學(xué)生造成難度，又對(duì)科研項(xiàng)目進(jìn)行了大量的改變，基本都是教師自己精心設(shè)計(jì)的面向本科生的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。圖1是典型的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程。先根據(jù)傳統(tǒng)的混凝和沉淀實(shí)驗(yàn)，添加礦井水污染治理的內(nèi)容，設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的第一個(gè)研究?jī)?nèi)容，即混凝沉淀處理礦井水。然后根據(jù)課堂講授的混凝沉淀水力梯度(G值)的理論知識(shí)，將混凝部分?jǐn)U充為多級(jí)攪拌混凝實(shí)驗(yàn)；根據(jù)淺池理論，將沉淀內(nèi)容擴(kuò)充為斜板沉淀池設(shè)計(jì)。最后將所有的內(nèi)容合并起來(lái)，形成實(shí)驗(yàn)名稱為多級(jí)攪拌＋混凝＋斜板沉淀處理礦井水的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生根據(jù)下達(dá)的科研任務(wù)要求，充分發(fā)揮個(gè)人智慧，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方案，并在充足的科研經(jīng)費(fèi)支持下，開(kāi)發(fā)了用于實(shí)驗(yàn)過(guò)程的多套連續(xù)裝置；獨(dú)立分析整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程所涉及的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，完成了一個(gè)復(fù)雜的工藝實(shí)驗(yàn)研究，并提交系統(tǒng)的研究報(bào)告。這些改革既為教師和研究生完成科研任務(wù)提供了一定的參考依據(jù)和技術(shù)基礎(chǔ)，并充分調(diào)動(dòng)了本科生學(xué)習(xí)和參加科研的積極性，培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新素質(zhì)，既促進(jìn)了科研任務(wù)的順利完成，又提高了本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的含金量。

3大力建設(shè)企業(yè)實(shí)踐基地

煤炭特色高校培養(yǎng)的環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生，將來(lái)主要針對(duì)過(guò)程污染控制和“三廢”處理，因此在教學(xué)過(guò)程中首先要讓學(xué)生接觸和了解相關(guān)專業(yè)的典型生產(chǎn)過(guò)程污染控制，然后讓他們掌握全面的末端控制技術(shù)。這就要求本科生必須到生產(chǎn)第一線參加一個(gè)完整的生產(chǎn)管理周期，必須要到實(shí)習(xí)基地參加實(shí)習(xí)。實(shí)習(xí)基地是全面貫徹教育方針的有效途徑，同時(shí)為教師和學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際創(chuàng)造了條件；是增強(qiáng)學(xué)校科研活力永不枯竭的源泉；是推動(dòng)科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力最佳途徑。因此，我們先后同潞安集團(tuán)司馬礦、開(kāi)灤集團(tuán)、冀中能源集團(tuán)、神華包頭煤化工公司、華能高碑店熱電廠、中關(guān)村環(huán)?？萍紙@、北京市排水集團(tuán)(北京高碑店污水處理廠、北京酒仙橋污水處理廠和北京清河污水處理廠)、邯鄲東污水處理廠、邯鄲西污水處理廠、首鋼焦化廠、太原焦化廠、北京燕山石化總公司煉油廠、北京市垃圾渣土管理處和北京市鷲峰森林實(shí)習(xí)場(chǎng)等建立起長(zhǎng)期穩(wěn)定的合作關(guān)系，為學(xué)生進(jìn)行專業(yè)實(shí)習(xí)創(chuàng)造有利條件。在實(shí)踐基地的學(xué)習(xí)過(guò)程中，我們盡可能安排學(xué)生輪流開(kāi)展相應(yīng)的工業(yè)性生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)。如在首鋼焦化廠實(shí)習(xí)時(shí)，學(xué)生在指導(dǎo)教師和工程師的指導(dǎo)下，采集并分析焦化廢水處理構(gòu)筑物中水樣和泥樣的化學(xué)需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、懸浮固體(SS)和MLVSS等參數(shù)，在顯微鏡下觀察活性污泥中的微生物。在工人師傅指導(dǎo)下，學(xué)會(huì)記錄工藝參數(shù)、維護(hù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的工藝設(shè)備，調(diào)整水處理過(guò)程的藥劑投加量、分析水處理裝置自動(dòng)化控制系統(tǒng)。在處理現(xiàn)場(chǎng)，充分了解污染防治工藝設(shè)備和單元構(gòu)造，并進(jìn)一步掌握污染控制過(guò)程工藝參數(shù)的基本取值范圍和變化規(guī)律，幫助學(xué)生完成了“理論-實(shí)踐-理論”的積累過(guò)程，全面提高了學(xué)生分析現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題、解決實(shí)際問(wèn)題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神，有助于未來(lái)成為一名優(yōu)秀的環(huán)保工程師。通過(guò)幾年的不斷的探索和堅(jiān)持不懈努力，我校環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革取得了較大的進(jìn)步，實(shí)驗(yàn)教學(xué)特色更加明顯，質(zhì)量有了顯著提高，有效地促進(jìn)了我校環(huán)境工程本科生的就業(yè)和考研，用人單位和科研院所對(duì)我校環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)生的專業(yè)知識(shí)和動(dòng)手能力給予了充分肯定。隨著我國(guó)社會(huì)發(fā)展和高等教育改革不斷深入，我們會(huì)將以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新理念和提高學(xué)生實(shí)踐能力為核心任務(wù)，持續(xù)探索，不斷完善特色，爭(zhēng)取使環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)更上一層樓。

作者：侯嬪 王建兵 王春榮 章麗萍 徐東耀 王啟寶 何緒文 單位：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院