微污染水源水凈化綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)與應(yīng)用

汪明明, 張新喜, 鐘梅英

(安徽工業(yè)大學(xué) 建筑工程學(xué)院, 安徽 馬鞍山 243002)

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微污染水源水凈化綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)與應(yīng)用

汪明明, 張新喜, 鐘梅英

(安徽工業(yè)大學(xué) 建筑工程學(xué)院, 安徽 馬鞍山 243002)

利用微污染水源水凈化綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，我們建立了分層次實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系，解決了專(zhuān)業(yè)課程綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，并為認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)創(chuàng)造條件，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)當(dāng)前給水凈化技術(shù)的了解和掌握，有利于提高學(xué)生觀察、分析及解決問(wèn)題的能力。

微污染水源水；水處理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

生活飲用水制水工藝和設(shè)備一直是給排水科學(xué)與工程本科教學(xué)的核心內(nèi)容，為適應(yīng)發(fā)展需要，不僅要讓學(xué)生扎實(shí)掌握常規(guī)制水工藝和設(shè)備，還應(yīng)掌握社會(huì)急需的前沿技術(shù)。

目前我國(guó)城市供水水源相對(duì)短缺且普遍受到污染威脅，不少地方的源水中有機(jī)物、氨氮等污染物濃度增加，即所謂的“微污染水源水”。[1]依據(jù)原水水質(zhì)特征，將各種預(yù)處理技術(shù)、深度處理技術(shù)與現(xiàn)有常規(guī)處理工藝集成聯(lián)用，是當(dāng)前微污染水源水凈化的基本技術(shù)對(duì)策。[1-2]

社會(huì)需要高校培養(yǎng)的專(zhuān)業(yè)學(xué)生有更強(qiáng)的實(shí)踐和創(chuàng)新能力。而專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)中的實(shí)踐環(huán)節(jié)——認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)，多數(shù)企業(yè)單位為保證生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定和現(xiàn)場(chǎng)安全，學(xué)生實(shí)習(xí)過(guò)程中，只能看不能動(dòng)手，難以從生產(chǎn)設(shè)施的非正常運(yùn)行中真正理解其中的理論和技術(shù)關(guān)鍵，無(wú)法達(dá)到系統(tǒng)性工程訓(xùn)練目的，更無(wú)法從現(xiàn)狀缺陷中進(jìn)行創(chuàng)新能力培養(yǎng)，同時(shí)也制約學(xué)科水平的發(fā)展。為解決這些問(wèn)題，建設(shè)一套微污染水源水凈化綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)創(chuàng)新平臺(tái)是必要的。

通過(guò)綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，學(xué)生接觸較新技術(shù)，并進(jìn)行系統(tǒng)性工程實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，培養(yǎng)技術(shù)操作能力，可以拓展視野和創(chuàng)新思維，更易在專(zhuān)業(yè)知識(shí)能力方面與社會(huì)需求銜接，適應(yīng)我國(guó)給水凈化事業(yè)發(fā)展的需要。

一、綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)介紹

根據(jù)當(dāng)前飲用水水質(zhì)現(xiàn)狀和水處理技術(shù)前沿，按照教育部“全面推進(jìn)素質(zhì)教育，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為重點(diǎn)”的精神，按照相關(guān)專(zhuān)業(yè)要求，我們建成了較為先進(jìn)完善的微污染水源水凈化綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，統(tǒng)籌兼顧水質(zhì)工程學(xué)、水力學(xué)、水泵與泵站等課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，根據(jù)專(zhuān)業(yè)要求開(kāi)設(shè)不同層次的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)，使學(xué)生得到系統(tǒng)性工程訓(xùn)練。

本平臺(tái)處理工藝為預(yù)處理、常規(guī)處理、深度處理的集成聯(lián)用，單體構(gòu)筑物模塊化處理。根據(jù)不同水源水質(zhì)情況，選擇不同模塊，組合集成不同凈化工藝。除了微污染水源水凈化工藝主體外，本平臺(tái)亦考慮了水廠排泥水處理系統(tǒng)。整套系統(tǒng)裝置處理規(guī)模為1m3/h，由工藝處理單元系統(tǒng)、藥劑配制投加系統(tǒng)、排泥水處理系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等組成如圖1所示。

二、分層次實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)組織

實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)是非常關(guān)鍵的。[3]本綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)通過(guò)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)、綜合實(shí)訓(xùn)、設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)等分層次實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系，提高學(xué)生的綜合實(shí)踐能力和全面素質(zhì)。實(shí)訓(xùn)教學(xué)組織如下：

一是基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)(20學(xué)時(shí))。結(jié)合理論教學(xué)，在平臺(tái)上進(jìn)行多媒體教學(xué)和現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，詳細(xì)介紹每一種實(shí)驗(yàn)裝置的工作原理、構(gòu)造、功能。[4]基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目見(jiàn)表1。學(xué)生分組，每組5～7人。

表1 基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目表

二是綜合實(shí)訓(xùn)(8學(xué)時(shí))。在實(shí)驗(yàn)課以及課外完成綜合性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和創(chuàng)新，通過(guò)工藝流程的相關(guān)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證部分水處理構(gòu)筑物工藝設(shè)計(jì)參數(shù)，為課程設(shè)計(jì)提供合理的設(shè)計(jì)參數(shù)。[4]在加深常規(guī)給水處理技術(shù)方面基本原理的同時(shí)，了解給水處理技術(shù)的發(fā)展方向和流行趨勢(shì)。[5]綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目見(jiàn)表2。

圖1 微污染水源水凈化綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)工藝流程

表2 綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目表

學(xué)生分組，每組5～7人。每個(gè)學(xué)生至少完成8學(xué)時(shí)的綜合實(shí)訓(xùn)。

三是設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)(8學(xué)時(shí))。設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)，主要培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力。鼓勵(lì)學(xué)有余力的學(xué)生利用業(yè)余時(shí)間，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)過(guò)指導(dǎo)教師修改同意以后，開(kāi)展探索性實(shí)驗(yàn)。因此，設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不固定，表3是參考內(nèi)容。

表3 設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目表

學(xué)生分組，每組5～7人。

四是實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)(1～2周)。著名心理學(xué)家羅杰斯曾做過(guò)一項(xiàng)研究，結(jié)果表明：一個(gè)人能記住她所聽(tīng)到的內(nèi)容的5%，所見(jiàn)到的事情的30%，所做過(guò)的事情的70%。[6]對(duì)于高年級(jí)的學(xué)生，充分利用該平臺(tái)，通過(guò)動(dòng)手操作，完全模擬實(shí)際水廠的生產(chǎn)運(yùn)行，進(jìn)行1～2周的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)(見(jiàn)表4)。進(jìn)一步深刻理解工藝單元處理原理，結(jié)合該平臺(tái)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)，解決水廠運(yùn)行中出現(xiàn)的水質(zhì)問(wèn)題，管理水廠，增強(qiáng)責(zé)任感和使命感。改變認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)中多數(shù)企業(yè)單位能看不能動(dòng)手，學(xué)生缺乏系統(tǒng)性工程訓(xùn)練的現(xiàn)狀。

表4 實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目表

三、綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的作用

本綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)逐步建立基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)、綜合實(shí)訓(xùn)、設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)和實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)等分項(xiàng)目，滿足不同年級(jí)、不同層次的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)需求，形成了強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐有機(jī)融合，實(shí)踐支持理論創(chuàng)新的良好氛圍，為專(zhuān)業(yè)課的把握奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

利用該平臺(tái)，使學(xué)生更早、更好地接受專(zhuān)業(yè)訓(xùn)練和就業(yè)培訓(xùn)，通過(guò)動(dòng)手操作，切身體會(huì)水廠工程技術(shù)人員的工作，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性、想象力和創(chuàng)造力，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

該平臺(tái)的利用，統(tǒng)籌兼顧水質(zhì)工程學(xué)、水力學(xué)、水泵與泵站等課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在時(shí)間、空間、設(shè)備和教學(xué)內(nèi)容上實(shí)現(xiàn)了多層次全方位的開(kāi)放，鼓勵(lì)學(xué)有余力的學(xué)生利用平臺(tái)接受科研能力的訓(xùn)練。同時(shí)，吸引青年教師參與實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)，提高教學(xué)隊(duì)伍的整體水平和本科生的實(shí)踐能力和科學(xué)素養(yǎng)。

四、結(jié)語(yǔ)

微污染水源水凈化綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的建設(shè)，解決了專(zhuān)業(yè)課程綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，為認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)創(chuàng)造了條件。它有利于提高本科生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性及觀察、分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)當(dāng)前水處理技術(shù)的了解和掌握，激發(fā)其創(chuàng)新能力，并為市政工程、環(huán)境工程的研究生提供良好的研究學(xué)習(xí)條件。這對(duì)于進(jìn)一步提高給排水等本科專(zhuān)業(yè)的教學(xué)及市政工程等專(zhuān)業(yè)的研究生培養(yǎng)有巨大的促進(jìn)作用；同時(shí)，也可為本地區(qū)控制水質(zhì)污染，保障飲用水水質(zhì)安全的科研活動(dòng)提供基本的工作條件。

[1]張曉健. 《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》新國(guó)標(biāo)和凈水廠工藝改進(jìn)[J]. 供水技術(shù), 2007(2):1-5.

[2]葉少帆, 王志偉, 吳志超. 微污染水源水處理技術(shù)研究進(jìn)展和對(duì)策分析[J]. 水處理技術(shù),2010,36(6):22-28,46.

[3]翟殿棠, 孫兆興. 開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室, 開(kāi)設(shè)課外綜合實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐與探索[J]. 山東建材學(xué)院學(xué)報(bào), 1994(9):3-5.

[4]陸謝娟, 解清杰, 任擁政，等. 水處理綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)與實(shí)踐[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索, 2008,27(5):123-126.

[5]張可方. 水處理技術(shù)的綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索, 2006,25(8):966-968.

[6]潘孟昭. 護(hù)理學(xué)導(dǎo)論[M].北京: 人民衛(wèi)生出版社, 1999.

(責(zé)任編輯 文雙全)

Construction and Application of Comprehensive Innovation Experiment and Training Platform of Water Purification for Lightly Polluted Water Source

WANG Ming-ming, ZHANG Xin-xi, ZHONG Mei-ying

(School of Architectural Engineering, Anhui University of Technology, Ma’anshan 243002, Anhui, China)

Based on the comprehensive innovation experiment and training platform ofwater purification for lightly polluted water source, a hierarchical experimental training system has been established to solve comprehensive, designing and innovative experimental problems of professional courses, and create conditions for understanding internship and production internship, help students have a better understanding and command of the current water purification technology, which is conducive to improving students' ability to observe, analyze and solve problems.

lightly polluted water source water; water treatment; experimental teaching; comprehensive innovation experiment platform

2016-03-30

安徽工業(yè)大學(xué)校級(jí)教學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(2014jy16); 安徽省高等學(xué)校省級(jí)質(zhì)量工程項(xiàng)目(2014xnzx006)

汪明明(1980-), 男, 安徽桐城人, 安徽工業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院副教授, 博士。

G482

A

1671-9247(2016)04-0066-02