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關(guān)鍵詞：污水處理廠；工藝設(shè)計；生態(tài)學(xué)問題；生態(tài)環(huán)境；生態(tài)平衡 文獻標(biāo)識碼：A
中圖分類號：X703 文章編號：1009-2374（2016）28-0077-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.28.039
在國民日常物質(zhì)、文化生活中，水資源占據(jù)著不可動搖的地位，同時也是國家大力發(fā)展經(jīng)濟的能源基礎(chǔ)。近些年來，隨著國家日益注重工業(yè)發(fā)展，從而忽略了對水能源的管理，致使國內(nèi)大面積出現(xiàn)水污染的問題，不僅對國民日常生活帶來影響，還對國家生態(tài)環(huán)境造成十分嚴(yán)重的破壞。因此，為了更好地解決水污染的問題，對污水處理廠及污水處理工藝設(shè)計進行有效分析，是國家有效解決水能源問題的重要途徑。
1 國內(nèi)當(dāng)前污水處理工藝設(shè)計關(guān)鍵
1.1 起吊裝置設(shè)計
在進行污水處理工程的整體設(shè)計中，必須對起吊裝置的設(shè)計工作充分考慮到位，主要是由于泥污泵站與進水泵房的體積較為龐大，重量上也非常大，因此在進行安裝的過程中會用到起吊裝置，所需要考慮的問題也會很多。安裝起吊裝置前，要對起吊的高度和吊車安裝的高度進行合理、準(zhǔn)確的確定，避免由于鋼絲繩過短而無法吊起水泵的現(xiàn)象，更要考慮到由于水泵的體積較大，在安裝的位置方面需要更大的空間。在起重裝置方面，電動裝置是首選，可以在水泵起吊的過程中，對緊急狀況進行及時解決和處理，保證水泵安裝工作的順利進行，水泵在使用的過程中，會出現(xiàn)各種各樣的問題，需要對水泵進行大修甚至是返廠維修時，電動裝置也可以為水泵起吊提供一定的便利。
1.2 攪拌裝置的設(shè)計
在國內(nèi)眾多污水處理廠中，都或多或少地有發(fā)生池內(nèi)積泥的現(xiàn)象，積泥的堆積現(xiàn)象主要出現(xiàn)在生物池的拐角處以及貯泥處，然而這些污泥的堆積不僅嚴(yán)重影響污水處理廠對污水的處理效率，而且致使池內(nèi)的容積出現(xiàn)越來越小的情況，因此國內(nèi)污水處理廠應(yīng)提高處理技術(shù)工藝和加強對出水水質(zhì)進行嚴(yán)格管理，對其所產(chǎn)生的影響高度重視。經(jīng)實踐與調(diào)查得知，導(dǎo)致池內(nèi)出現(xiàn)污泥堆積的現(xiàn)象的原因眾多，其堆積現(xiàn)象主要出現(xiàn)在池內(nèi)攪拌器的位置設(shè)置和其攪拌器的型號選擇上不合理，因此造成池內(nèi)沒有完全混合，進而使池內(nèi)攪拌器攪拌不到死角出現(xiàn)的污泥堆積。
加強對構(gòu)筑物的池型和其深度進行詳細(xì)的調(diào)查，并充分了解該池內(nèi)的容積大小，從而進一步保證該構(gòu)筑物選型的正確性、合理性。對池型進行有效優(yōu)化，是實現(xiàn)污水處理構(gòu)筑物中的污水完全混合最為有效的辦法?？梢詫捬醭睾腿毖醭卦O(shè)計成為具有循環(huán)流動的池型，并在兩個池子中間設(shè)置隔墻，防止發(fā)生厭氧池和缺氧池混淆的問題，以此作為攪拌順利進行攪拌的堅實基礎(chǔ)，在進行攪拌時可以完全帶動溝內(nèi)的循環(huán)流動，使池內(nèi)死角的污泥跟隨循環(huán)流動的污水進行流動，這樣就不會讓拐角或死角出現(xiàn)污泥堆積的現(xiàn)象。對矩形的構(gòu)筑物可以采用高速小葉輪攪拌器進行攪拌，也可以有效防止污泥堆積的情況發(fā)生。
在攪拌器型號選擇方面，要選擇攪拌范圍大、機械混合攪拌功率強的攪拌器，因此在選擇前應(yīng)加強對攪拌設(shè)備進行專業(yè)軟件的計算，從而進一步保證攪拌設(shè)備的科學(xué)性；加強對污水?dāng)嚢柙O(shè)備的優(yōu)化，對水量不足和進水污染物不足的情況進行綜合性考慮，加強對構(gòu)筑的池型、容積大小的考慮，從而制定相應(yīng)的設(shè)計方案，提高污水廠處理污水的效率。
1.3 放空管和集水坑的設(shè)計
國內(nèi)眾多污水處理廠建設(shè)各種構(gòu)筑池已成為普遍現(xiàn)象，而構(gòu)筑池一般都是用來盛水的，因此污水處理廠對構(gòu)筑池進行檢修的過程中，要對池內(nèi)的污水進行排空，這其中就關(guān)系到污水處理廠放空管和集水坑的作用，目前國內(nèi)大型的污水處理廠的構(gòu)筑物，對污水進行放空有兩種不同方式：
1.3.1 將放空管在池壁的底部彎貫穿至池外，而不需要設(shè)置集水坑。由于污水廠的污水處理管道預(yù)埋的深度達都很深，在對管道整體性進行設(shè)計時，需要針對放空管的混凝土進行滿包防護措施。
1.3.2 放空管是從池壁底部貫穿出池外，一般情況下池體底部的結(jié)構(gòu)都設(shè)有腋角，為了防止防水套管切斷鋼筋，要以腋角為設(shè)置高度，對放空管進行放置；造成放空管與池壁之間有一定距離，池內(nèi)的水不能完全排凈，因此可以在放空管附近設(shè)置集水深坑，這樣就可以把池底部的污水進行強制排出。該方法只適用于小型的污水處理的構(gòu)筑物、構(gòu)筑池，同樣也有不足之處，由于底部污水需要水泵進行提升，從而增加了電能的損耗。在構(gòu)筑物埋設(shè)深度較深的情況時，污水管道的埋設(shè)深度不足以進行自然防控，應(yīng)在構(gòu)筑物內(nèi)設(shè)置集水坑，從而有效地將池內(nèi)污水排放至廠區(qū)水管內(nèi)。在對放空管和集水坑實際的設(shè)計過程中，應(yīng)加強對放空管管徑、廠區(qū)污水管坡度、構(gòu)造物內(nèi)壁壓力以及污水?dāng)嚢枇魉龠M行全方面、綜合性的分析和研究，從而避免由于流速較慢而引起的污水管道內(nèi)壅水的情況發(fā)生。
1.4 止回閥、手動閥門的設(shè)計
為了有效防止介質(zhì)倒流，要加強對止回閥、手動閥門的設(shè)計，在污水處理廠水泵及鼓風(fēng)機的出水口上面設(shè)置止回閥，在止回閥旁邊設(shè)置手動閥門。在污水處理廠進行污水處理的過程中，經(jīng)常會發(fā)生止回閥故障的問題，由于其運行啟動過于頻繁，導(dǎo)致止回閥需要經(jīng)常維護和檢修，在進行維護和檢修的過程中，就需要將手動閥門關(guān)閉，從而有效組織管道中的任何介質(zhì)，進一步保證不會因止回閥的正常維護和檢修導(dǎo)致管路泄露。其中手動閥門的設(shè)置是否合理，直接關(guān)系到污水處理廠工藝設(shè)備能否正常運行，因此在對污水處理廠整體污水處理設(shè)計的過程中，要加強對手動閥門的設(shè)計及安裝位置的控制，從而保證其他污水處理工藝設(shè)備得以正常工作運行。
2 污水處理生態(tài)學(xué)問題
國內(nèi)當(dāng)前污水廠處理生態(tài)學(xué)問題主要表現(xiàn)在：對野生動、植物的管理和蚊蠅控制方面。為了更好地節(jié)約能源，降低水損耗，加強環(huán)境保護，促進生態(tài)、人類共存，國家污水處理管理部門應(yīng)加強對污水處理廠周邊環(huán)境及其廠區(qū)進行生態(tài)化管理，在有限的土地上增加三維綠量，從而進一步提高生態(tài)消能，控制和有效利用土地有利于國內(nèi)污水廠處理的長遠發(fā)展。
2.1 提高污水處理廠綠化覆蓋率
土地是綠化建設(shè)的載體，在污水處理廠規(guī)劃的初始階段，就應(yīng)該將整個廠區(qū)納入生態(tài)環(huán)保建設(shè)的考慮范圍，通過對污水處理廠設(shè)施和周邊環(huán)境進行全方位、綜合性的分析與研究，合理布置污水處理廠的建筑、道路和工藝設(shè)施，并按照生態(tài)綠化標(biāo)準(zhǔn)預(yù)留出足夠的綠化用地，加強污水廠周邊的生態(tài)林建設(shè)，利用地形、山石、水體、植物等園林要素，并且依托自然環(huán)境，設(shè)計生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施并實施布置，使生態(tài)綠化與污水廠處理的各項處理設(shè)施協(xié)調(diào)融合。堅持“發(fā)展立體綠化，拓展綠化空間”的基本污水廠生態(tài)建設(shè)基本理念，將立體綠化與污水處理廠形成一體，不僅可以為污水處理廠增濕降溫，還可以提高污水廠處理污水的效率，提高污水廠經(jīng)濟效益。選擇喜光、溫、矮狀、枝葉茂密、根系發(fā)達的植物，對污水廠周邊進行生態(tài)綠化，從而有效控制蚊蠅的問題。
2.2 加強污水處理廠復(fù)層植物群落構(gòu)建
加強污水處理廠復(fù)層植物群落的構(gòu)建管理，并遵循地帶性植物生物學(xué)的規(guī)律，選擇生長比較穩(wěn)定、健康的組合對污水廠環(huán)境進行生態(tài)環(huán)境模擬，由于污水處理廠生產(chǎn)工藝以及各個構(gòu)筑物之間的綠地面積相對較小且較為分散，再加上地下管線較多，經(jīng)過長時間的使用和頻繁的啟動，會需要維護和維修，不利于形成立體多層植物群落，同時污水廠處理排除的污染物濃度也是特別的高。因此在污水處理廠植被生態(tài)綠化覆蓋方面，應(yīng)主要選擇灌木叢，地被鋪草皮，灌木群植，可修剪成整形樹，其中適合的樹種有龍柏、山茶、海桐、蘇鐵、棕櫚、絲蘭、女貞、竹柏、石楠等。國內(nèi)眾多污水處理廠應(yīng)加強鄉(xiāng)土景觀元素在生態(tài)建設(shè)中的應(yīng)用，利用現(xiàn)有的自然資源，提升生態(tài)防護標(biāo)準(zhǔn)，借用自然環(huán)境，更快地形成污水廠園林景觀。遵循生物學(xué)的原則，選擇光合作用效率高、抗性強、芳香性、本地型的植物，對污水廠進行綠化覆蓋，并且選用敏感植物做污水處理廠生態(tài)污染報警器。
3 結(jié)語
隨著國家經(jīng)濟的快速發(fā)展，對各項資源的索取需求不斷增加，加強污水處理工藝設(shè)計，從而提高水資源的使用效率，降低水損耗是國家經(jīng)濟持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一。在對污水處理設(shè)計的過程中，設(shè)計單位應(yīng)對污水處理的細(xì)節(jié)問題和影響因素進行全方位、綜合性的分析和研究，在污水處理的實踐中，對出現(xiàn)的問題不斷總結(jié)經(jīng)驗，從而在污水處理方面形成系統(tǒng)化、科學(xué)化的工藝設(shè)計。
參考文獻
[1] 范旭紅.人工濕地污水處理系統(tǒng)及其應(yīng)用[D].東南大學(xué)，2006.
[2] 馮杰.城市污水處理工藝綜合比選研究[D].重慶大學(xué)，2007.
Abstract：The construction and practice of teaching team is one part of the university reform and one of the important measures to carry out the quality engineering and teaching reform. This paper deals with the construction concept， connotation， specific characteristics and target of the teaching team of the biology of water and wastewater treatment and experiment. And in particular it discusses the specific characteristics and target of the teaching team construction of the biology of water and wastewater treatment and experiment in the aspects of the experiment reform of the biology of water and wastewater treatment and improvement of teaching quality.
關(guān)鍵詞：教學(xué)團隊；質(zhì)量工程；教學(xué)改革；水處理生物學(xué)及其實驗
Key words：teaching team；quality engineering；teaching reform；biology of water and wastewater treatment and experiment
中圖分類號：G642.4 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）32-0088-03
0 引言
在國家教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程建設(shè)中，教學(xué)團隊建設(shè)是其重要的組成部分[1]。水處理生物學(xué)及其實驗教學(xué)團隊建設(shè)是為了適應(yīng)市政工程、環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)發(fā)展的需要及社會發(fā)展的需要，深化課程體系建設(shè)、教學(xué)思想體系、教學(xué)內(nèi)容改革，提高教學(xué)隊伍整體水平和質(zhì)量、提高學(xué)生創(chuàng)新人才培養(yǎng)能力及工程素質(zhì)，完善教學(xué)條件、完善和更新教學(xué)方法和教學(xué)手段、規(guī)范教學(xué)管理的一項綜合性整體建設(shè)。水處理生物學(xué)及其實驗教學(xué)團隊是2011年安徽建筑大學(xué)評選出的教學(xué)團隊，2015年成長為省級教學(xué)團隊。教學(xué)團隊由具有不同年齡和職稱層次的教師隊伍組成，擁有教授2人，副教授2人，講師3人，其中碩士生導(dǎo)師2人。在教學(xué)方面，教學(xué)團隊已打造了一批具有豐富教學(xué)經(jīng)驗和較高職業(yè)素養(yǎng)的教師隊伍。教學(xué)團隊成員都具有受專業(yè)教育的背景，大多數(shù)團隊成員是從全國著名高校的農(nóng)林科、理工科等各專業(yè)科室中選的，都精通生物學(xué)和水污染理論與控制，并且對于專業(yè)教學(xué)都各有特長。他們中間以博士、碩士為主，擁有系統(tǒng)的業(yè)務(wù)知識，組成了特色鮮明的教學(xué)團隊。
1 水處理生物學(xué)及其實驗教學(xué)團隊的建設(shè)理念
1.1 教學(xué)團隊建設(shè)形式
水處理生物學(xué)及其實驗教學(xué)團隊的建設(shè)首先要解決構(gòu)建一支什么形式的團隊。按師資力量、相關(guān)的課程規(guī)模及近期建設(shè)目標(biāo)等因素，可以把團隊分為狹義的教學(xué)團隊和廣義的教學(xué)團隊[2]。其中狹義教學(xué)團隊又可分為針對單一課程教學(xué)而組建的教學(xué)團隊和基于專業(yè)課及相關(guān)專業(yè)課組建的課程群教學(xué)團隊。單一課程教學(xué)團隊主要圍繞某一課程開展教學(xué)課程，課程群教學(xué)團隊所從事的教學(xué)活動側(cè)重課程內(nèi)容之間的關(guān)聯(lián)性以及課程間的配合。廣義的教學(xué)團隊則是圍繞若干較為核心的單一課程教學(xué)團隊的建設(shè)，組建由單一課程教學(xué)團隊和課程群教學(xué)團隊構(gòu)建起來的較完整的專業(yè)課程體系而形成的大團隊。廣義的教學(xué)團隊小則至少是本科教學(xué)中某個年級的課程教學(xué)團隊，大到可以是包括相關(guān)專業(yè)研究生教學(xué)的課程體系團隊。
鑒于市政工程、給排水工程專業(yè)教學(xué)的特殊性，水處理生物學(xué)及其實驗教學(xué)團隊屬于狹義的教學(xué)團隊，但因“水處理生物學(xué)”及其實驗是相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)骨干課程，應(yīng)該按照“從大處著眼，從小處切入”的原則進行課程建設(shè)?！皬拇筇幹邸本褪歉鶕?jù)課程所涉專業(yè)的教育目標(biāo)，結(jié)合課程的特點及其內(nèi)在聯(lián)系，把生物化學(xué)、環(huán)境生物學(xué)、環(huán)境生物技術(shù)、環(huán)境毒理學(xué)、水處理生物學(xué)及其實驗等多門存在邏輯性和內(nèi)在一致性的課程，整合成系列課程進行一攬子建設(shè)，組建課程群教學(xué)團隊；“從小處切入”就是要將單一課程教學(xué)團隊建設(shè)好，為課程群教學(xué)團隊的可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮作用。
1.2 教學(xué)團隊建設(shè)方式思考
建設(shè)教學(xué)團隊的過程需要不斷積累和探索[3]。水處理生物學(xué)與實驗教學(xué)團隊的建設(shè)首先應(yīng)當(dāng)審定相關(guān)專業(yè)的總體培養(yǎng)目標(biāo)；其次需要監(jiān)督目標(biāo)的落實，以確保其各層級之間相互配合與協(xié)作；最后以此為依托重點開展水處理生物學(xué)及其實驗教學(xué)團隊教師梯隊的構(gòu)建和培養(yǎng)。
從小的細(xì)節(jié)入手，每一個單一課程教學(xué)團隊的建設(shè)都要落到實處[4]。在實際的建設(shè)過程中，單一課程教學(xué)團隊建設(shè)要在充實內(nèi)涵的基礎(chǔ)上注重外延銜接。內(nèi)涵建設(shè)指針對某一門課程的教學(xué)目標(biāo)及教學(xué)要求進行教學(xué)規(guī)劃，充分發(fā)揮教師豐富扎實的專業(yè)知識、強烈的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神。外延銜接指在明確該課程與其他課程群之間關(guān)系基礎(chǔ)上，與其它課程的教學(xué)積極主動去聯(lián)系，融洽共存，進而實現(xiàn)團隊層面上的局部與整體的統(tǒng)一。
2 水處理生物學(xué)及其實驗教學(xué)團隊的建設(shè)內(nèi)涵
2.1 加強課程建設(shè)和教學(xué)改革，拓展教學(xué)團隊成長平臺
課程建設(shè)要著眼于全局，根據(jù)專業(yè)教育目標(biāo)和整套課程體系規(guī)劃去設(shè)計主體教學(xué)方案，貫穿基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課，使課程與課程之間進一步整合，在專業(yè)理論中融入更多應(yīng)用型案例，確保單科教學(xué)與整個課程體系相協(xié)調(diào)[5]。比如在制定《水處理生物學(xué)》課程教學(xué)內(nèi)容時，應(yīng)該考慮該課程與前導(dǎo)課程《生物化學(xué)》及后續(xù)課程《水質(zhì)工程學(xué)》的聯(lián)系，加強應(yīng)用實例的教學(xué)內(nèi)容。
理論教學(xué)方法科學(xué)，教學(xué)手段先進，采用現(xiàn)代教學(xué)模式提高教學(xué)效果。理論教學(xué) “以多媒體為主、板書為輔、師生現(xiàn)場操作”的思路進行課堂講學(xué)，運用先進的多媒體教學(xué)手段來改進傳統(tǒng)教學(xué)模式。重視實驗教學(xué)方式和內(nèi)容的改革，注重趣味性、工程性和創(chuàng)新性。市政工程、給排水工程專業(yè)的大學(xué)生尤其需要重視實驗教學(xué)。實驗教學(xué)實施原則是重在參與、重在過程、重在實驗報告、重在知道，學(xué)到東西比實驗結(jié)果重要得多。教學(xué)中除注重實驗引導(dǎo)外，還要注重學(xué)生自主開發(fā)實驗作品的能力，激發(fā)學(xué)生的實驗興趣和創(chuàng)作熱情，提高實驗教學(xué)水平和教學(xué)效果。
教學(xué)團隊成員要積極申報和建設(shè)各級精品課程、MOOC課程。通過課程建設(shè)，完善課程的網(wǎng)上學(xué)習(xí)資源和網(wǎng)上答疑渠道，不斷提升課程建設(shè)水平，力爭獲得標(biāo)志性教學(xué)成果。水處理生物學(xué)及其實驗教學(xué)團隊近3年來取得相關(guān)教學(xué)工作積累和經(jīng)驗：主持完成省、校級教學(xué)質(zhì)量工程項目5項，目前在研省、校級教學(xué)質(zhì)量工程項目3項，發(fā)表相關(guān)教學(xué)研究論文10余篇。
2.2 加強師資隊伍培養(yǎng)，提升團隊教師素質(zhì)
加強教師隊伍建設(shè)，尤其對青年教師的培養(yǎng)。本著“質(zhì)量立校，科研強?！钡乃枷?，按照“內(nèi)培外引，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，打造專兼結(jié)合雙師教學(xué)團隊”的人才隊伍建設(shè)思路，通過在職學(xué)歷教育、訪學(xué)交流、新技術(shù)培訓(xùn)、職業(yè)資格培訓(xùn)、企業(yè)實踐鍛煉和堅持開展“傳、幫、帶”活動、教學(xué)競賽活動、師德師風(fēng)教育等方式，大力加強師資培養(yǎng)，教師隊伍的學(xué)歷結(jié)構(gòu)、職稱結(jié)構(gòu)得到充分優(yōu)化，專業(yè)素質(zhì)、教學(xué)水平、實踐能力得到不斷提高，建成一支師德好、素質(zhì)高、業(yè)務(wù)精的師資隊伍，為課程教學(xué)融入新鮮血液。
2.3 重視科研工作，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量
教學(xué)團隊建設(shè)的重要方面是要重視科研工作，教師學(xué)術(shù)水平得以提高、教學(xué)水平得以進步的基礎(chǔ)是需要教學(xué)與科研間的互動。將科研項目與教學(xué)相結(jié)合，為有能力的學(xué)生提供科研項目有關(guān)的學(xué)習(xí)資料，積極讓學(xué)生參與科研項目的研究和系統(tǒng)的研發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的文獻查閱能力、論文報告能力及論文寫作能力。教學(xué)團隊成員有幾個科研方向，諸如水處理微生物學(xué)、水處理生物生態(tài)學(xué)、水處理藻類學(xué)等，鼓勵教師結(jié)合書本知識把科研新知識及時傳授出來，讓學(xué)生領(lǐng)略科技發(fā)展的魅力，鼓勵學(xué)生發(fā)奮學(xué)習(xí)。良好的教學(xué)科研互動，尤其是青年教師在受到學(xué)生的欽佩和愛戴氣氛中增強了自信心和工作動力。水處理生物學(xué)及其實驗教學(xué)團隊近幾年來一直從事水處理生物學(xué)研究工作，具有相關(guān)研究工作積累和經(jīng)驗：主持完成安徽省十五科技攻關(guān)項目“微缺氧懸浮污泥層單級脫氮污水處理設(shè)備”、安徽省教育廳自然科學(xué)基金項目“新農(nóng)村建設(shè)實用污水處理技術(shù)研究”的科研工作，均取得了較為系統(tǒng)的研究成果；目前教學(xué)團隊成員主持在研2項國家自然科學(xué)基金青年基金“活性污泥法除磷過程中胞內(nèi)儲存物質(zhì)的紅外光譜解析與應(yīng)用”、“sphingomonas sp. SJ-1對三苯甲烷類染料降解脫色的機制研究”；1項國家科技支撐計劃子課題“鋁合金聚氨酯外墻保溫裝飾一體化系統(tǒng)防潮、防霉、防水機理”；1 項安徽高校省級自然科學(xué)研究重點項目“污水處理廠尾水中有機氯的活性炭吸附及其機理”。2008-2015年教學(xué)團隊成員多人參加了國家水體污染控制與治理科技重大專項“巢湖流域城鎮(zhèn)污水處理功能提升及污泥處理技術(shù)與示范”等的科研工作，主要承擔(dān)與水處理生物學(xué)有關(guān)部分的工作。教學(xué)團隊成員近3年發(fā)表相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)論文30余篇，SCI、EI檢索10篇。
3 水處理生物學(xué)及其實驗教學(xué)團隊建設(shè)的特殊性――實驗教學(xué)改革
3.1 實驗教學(xué)改革內(nèi)容
實驗教學(xué)建設(shè)是水處理生物學(xué)及其實驗教學(xué)團隊建設(shè)的一個重要方面。根據(jù)人才培養(yǎng)的目標(biāo)，從學(xué)生素質(zhì)培養(yǎng)和鍛煉的角度出發(fā)，應(yīng)該從實驗教學(xué)內(nèi)容、方法以及功能等各方面對相關(guān)體系進行全面的深化改革。水處理生物學(xué)及其實驗教學(xué)團隊不僅能夠充分發(fā)揮集體協(xié)作的優(yōu)越性，而且在實驗教學(xué)中更加注重實驗的綜合性和實踐性的改革，以達到探索綜合型、設(shè)計型實驗教學(xué)的新方法新內(nèi)容的目標(biāo)[6-8]。
綜合型實驗教學(xué)，實際上就是以學(xué)生獨立操作為主、教師輔導(dǎo)為輔、實驗過程包含數(shù)個實驗關(guān)鍵點的實驗教學(xué)模式。綜合水處理生物學(xué)實驗內(nèi)容、方法、手段，培養(yǎng)全面思考以及解決水處理生物學(xué)問題的思維方式，運用綜合分析問題、解決問題的方法和手段，掌握水處理生物學(xué)綜合知識，以達到培養(yǎng)綜合運用水處理生物學(xué)知識的能力和素質(zhì)的目的。設(shè)計型實驗教學(xué)，即學(xué)生根據(jù)實驗指導(dǎo)教師提供的可選擇題目自由選擇感興趣的課題、運用所學(xué)的理論知識和實驗技能獨立設(shè)計研究方案、確定研究路線并完成整個實驗過程以達到實驗?zāi)繕?biāo)的實驗教學(xué)模式。
綜合型和設(shè)計型的實驗教學(xué)不僅反映了教學(xué)形式的多變性，而且體現(xiàn)了實驗教學(xué)的內(nèi)在本質(zhì)。在篩選及判定綜合型和設(shè)計型實驗過程中，教師應(yīng)認(rèn)識和理解水處理生物學(xué)實驗教學(xué)的內(nèi)在規(guī)律；在進行綜合型和設(shè)計型實驗過程中，學(xué)生不僅增強多方位考慮問題的大局意識，而且通過水處理生物學(xué)研究方案設(shè)計以及水處理生物學(xué)實驗過程中的設(shè)備和儀器調(diào)試和操作，學(xué)生的創(chuàng)新意識、主觀能動性均得到提高。
3.2 實驗教學(xué)改革實踐
設(shè)置綜合型實驗。對于市政工程、給排水工程專業(yè)的學(xué)生來說，選用細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群2個指標(biāo)作為綜合性實驗的內(nèi)容是比較合適的。因為細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群是自來水廠2個重要的出水衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)，熟練掌握這2個實驗對今后從事水務(wù)工作的同學(xué)來講是必不可少的。該實驗將若干個微生物基礎(chǔ)實驗串聯(lián)在一起，幾乎運用到了微生物實驗所有的基礎(chǔ)操作技能，同學(xué)們之間也需要相互配合才能完成，這既增長了學(xué)生的實驗操作技能，也培養(yǎng)了同學(xué)之間團隊協(xié)作精神。
設(shè)置設(shè)計型實驗。對于市政工程、給排水工程專業(yè)的學(xué)生來講，由于很多學(xué)生畢業(yè)后都將從事水污染控制與理論工作，所以有關(guān)污水生物處理機理研究是其未來工作的重點。為此，我們設(shè)計了不同的實驗以提高學(xué)生的技術(shù)水平：在綜合型實驗基礎(chǔ)上，諸如“設(shè)計一個從污水處理構(gòu)筑物中分離降解某種污染物的細(xì)菌純種的實驗方案”題目，要求學(xué)生學(xué)會從特定實驗材料中分離降解某種污染物的細(xì)菌。為了培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，實驗中我們將學(xué)生分成幾個小組，讓學(xué)生自己查找資料、設(shè)計方案、準(zhǔn)備藥品和儀器，并完成實驗。在這期間，教師只負(fù)責(zé)實驗的指導(dǎo)和檢查。通過此類實驗，提高了學(xué)生查閱文獻、應(yīng)用文獻的能力，最終達到駕馭文獻的目的，由此增強了學(xué)生的成就感，大大提高了學(xué)生進行水處理生物學(xué)實驗的興趣。
4 水處理生物學(xué)及其實驗教學(xué)團隊建設(shè)的根本目標(biāo)――提高人才培養(yǎng)質(zhì)量
倡導(dǎo)團隊中的成員與學(xué)生溝通，成為他們的知心朋友。深入同學(xué)中間，去了解同學(xué)生活、理解同學(xué)的喜怒哀樂，為同學(xué)們排解學(xué)習(xí)疑難，增進師生間的友誼，引導(dǎo)學(xué)生健康愉快學(xué)習(xí)生活。
倡導(dǎo)團隊成員博學(xué)多才。大學(xué)教育不能夠僅是講授書本知識，需要把與書本知識相關(guān)的知識融入到教學(xué)過程中。人人知道“大腸桿菌”，在講授大腸桿菌相關(guān)內(nèi)容時，適時穿插一些水處理之外的內(nèi)容，如大多數(shù)大腸桿菌是條件致病菌，主要附生在人或動物的腸道里，一般不致病，消除學(xué)生對其的畏懼心理；生物知識對水處理很重要，其實與我們的生活也息息相關(guān)，酸奶、奶酪、酒、食品添加劑（味精、醬油等）、豆腐乳、臭豆腐等均與微生物有關(guān)。借助好學(xué)生的好奇心，這樣既活躍課堂教學(xué)氣氛，又能夠增強課堂教學(xué)效果，豐富學(xué)生的知識面。
水處理生物學(xué)及其實驗教學(xué)團隊的建設(shè)是長期的，每一位成員都以團隊建設(shè)為己任，都在為團隊爭光；每一位成員都在用人格的正能量督促自己、影響學(xué)生，教與學(xué)相長，達到提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的根本目標(biāo)。
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教材教學(xué)模式考核體系給排水技術(shù)的迅猛發(fā)展，給排水工程專業(yè)教育的國際化成為必然趨勢，雙語教學(xué)也已成為很多高校給排水工程專業(yè)教學(xué)改革的重點之一。我校土木工程專業(yè)于2001年開設(shè)了給水排水工程方向，于2007年正式開始招生，在2011年一次性順利通過學(xué)士學(xué)位點評估，并于2012年通過省教育廳審批成為“江蘇省本科重點專業(yè)”?！端幚砩飳W(xué)》是給排水工程專業(yè)的學(xué)生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，水處理生物學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展是給排水工程技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新的根本源泉，所以，為了培養(yǎng)給排水專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新能力及國際競爭力，開展《水處理生物學(xué)》雙語課程的建設(shè)勢在必行。
一、教材的選編
《水處理生物學(xué)》的主體部分是微生物學(xué)，有很多權(quán)威的外文書籍。目前，我國很多高校雙語教學(xué)選用的是外文原版教材，雖然原版的外文教材能給學(xué)生提供很地道的英語環(huán)境，但是外文原版教材價格昂貴，而且外文教材的編寫思路與國內(nèi)專業(yè)設(shè)置的教學(xué)內(nèi)容存在差異，學(xué)生通常難以適應(yīng)，甚至?xí)斐蓪I(yè)知識結(jié)構(gòu)與重點的錯亂的不良結(jié)果。因此，需要調(diào)整外文原版教材的專業(yè)知識結(jié)構(gòu)，編寫雙語教學(xué)專用的教材，一方面，選用了很地道的、權(quán)威的英文專業(yè)術(shù)語；另一方面，又能很好地適應(yīng)國內(nèi)的教學(xué)思路。此外，選擇一些國際前沿的科技研究論文，編成課外選讀教材，讓學(xué)生接觸科技論文的寫作技巧，同時也及時了解本學(xué)科的前沿動態(tài)。作者所在教研組以“高等學(xué)校給水排水工程專業(yè)指導(dǎo)委員會規(guī)劃推薦教材”中文版教材為基準(zhǔn)，從眾多的英文原版教材中選擇相應(yīng)的內(nèi)容匯編成英文版的教材，并選取大量的科技類論文編成選讀教材，這樣實現(xiàn)了雙語教材內(nèi)容的一致性，同時也非常符合中國學(xué)生知識構(gòu)建的一般規(guī)律，有利于學(xué)生接受知識，在實踐中效果很顯著。
二、教學(xué)模式
目前，國內(nèi)高校常用的雙語教學(xué)模式是“英文原版教材，中文講授”。但考慮到學(xué)生的英語水平薄弱，加上《水處理生物》的知識點比較多，比較零散，如果直接采用英語授課將不利于學(xué)生對專業(yè)知識的理解與掌握。此外，教師講授為主的模式也不利于充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。
因此，筆者所在教研組嘗試將中文與英文講授相結(jié)合，并充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性。具體要求學(xué)生課前同步預(yù)習(xí)中/英文教材的內(nèi)容，查詢相關(guān)生詞；課堂上先用中文講解中文教材的內(nèi)容，然后用英文進行總結(jié)和要點的回顧；板書與多媒體以中文為主，涉及到的專業(yè)術(shù)語給出對應(yīng)的英文翻譯，多媒體中加入一些純英文的圖片、音頻、動畫等，幫助學(xué)生理解與聯(lián)想記憶；布置選讀教材上相關(guān)的翻譯、思考題作為課后作業(yè)；同時，考慮到全面培養(yǎng)學(xué)生對英語的聽、說、讀、寫的能力。因此，在課堂的復(fù)習(xí)回顧環(huán)節(jié)中通過英文提問和英文回答來鍛煉學(xué)生的聽說能力，通過開展課堂討論，鼓勵學(xué)生查閱與課程內(nèi)容相關(guān)的外文文獻后，用英語對某一話題進行演講與討論。此外，《水處理生物學(xué)》有課內(nèi)實驗，實驗課也采用雙語進行教學(xué)。通過實踐證明，該教學(xué)模式很大程度地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，學(xué)生對專業(yè)知識的掌握和應(yīng)用英語的能力均有較大的提升，教學(xué)效果很好。
三、考核體系
雙語教學(xué)課程的考核與普通課程不一樣，既要注重對學(xué)生掌握專業(yè)知識情況的考核，又要注重學(xué)生對專業(yè)英語的綜合應(yīng)用能力的考核，同時也要綜合平時的學(xué)習(xí)表現(xiàn)和閉卷考試的成績。作者所在教研組開展《水處理生物學(xué)》雙語教學(xué)過程中，將學(xué)生課前預(yù)習(xí)的情況、復(fù)習(xí)回顧環(huán)節(jié)中的英文回答、課堂討論中對英文的運用情況等納入了考核體系，同時閉卷考試中加入了三分之一的英文試題，綜合考察了學(xué)生對專業(yè)知識的掌握情況以及對專業(yè)英語的運用能力。
四、其它輔助資源
學(xué)生應(yīng)當(dāng)多閱讀國內(nèi)外相關(guān)專業(yè)的文獻，才能拓展專業(yè)知識面，培養(yǎng)英語運用能力，因此外文學(xué)術(shù)資源對于雙語教學(xué)非常重要。作者所在學(xué)校的圖書館可以提供國內(nèi)外權(quán)威書籍的紙質(zhì)版和學(xué)術(shù)資料的電子版。同時學(xué)院的獨立資料室可提供與專業(yè)更密切相關(guān)的文獻書籍，還有可供小組討論的場所，有助于學(xué)生團隊合作完成雙語課程的作業(yè)。學(xué)院還具有一系列鼓勵教師到國內(nèi)、國外著名高校調(diào)研交流的政策，有利于雙語課程建設(shè)的調(diào)研與完善。
為實現(xiàn)高等教育與國際的接軌，開展雙語教學(xué)是必然的趨勢。但是實踐中由于多種原因，雙語教學(xué)的效果并不理想。作者所在教研組通過近幾年對《水處理生物學(xué)》雙語教學(xué)的實踐與研究，從教材的選編、教學(xué)模式、考核體系以及其它的輔助資源的角度進行了經(jīng)驗性的總結(jié)，可為今后其它類似雙語教學(xué)的開展提供參考。
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摘 要：目前，高效低耗去除水中氮磷污染物是國內(nèi)外廣泛關(guān)注的環(huán)境問題，污水反硝化脫氮除磷技術(shù)則是當(dāng)前的研究熱點。本論文針對反硝化脫氮除磷技術(shù)的核心——反硝化除磷菌的微生物學(xué)性能進行了研究，以深入理解反硝化除磷現(xiàn)象，也由此才能充分利用其優(yōu)越性來提高和優(yōu)化生物脫氮除磷效率和工藝。
關(guān)鍵詞：污水處理；反硝化脫氮除磷；微生物學(xué)；反硝化除磷菌
到目前為止，國內(nèi)外學(xué)者普遍關(guān)注反硝化除磷工藝的試驗及影響因素，但對反硝化除磷脫氮微生物及其種屬的研究較少，尚處于起步階段，而針對反硝化除磷菌種在生理生態(tài)方面的特性研究則更少。本論文針對反硝化脫氮除磷技術(shù)的核心——反硝化除磷菌開展微生物學(xué)研究，更進一步理解反硝化除磷現(xiàn)象，提高生物脫氮除磷效率。
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隨著我國經(jīng)濟水平的提高及工業(yè)的大規(guī)模發(fā)展，水環(huán)境污染也越來越嚴(yán)重，地表水及地下水出現(xiàn)了許多新增污染物，給人們身體健康產(chǎn)生嚴(yán)重危害。為了遏止水環(huán)境繼續(xù)惡化，一些新技術(shù)、新工藝應(yīng)運而生。在給排水科學(xué)與工程專業(yè)課程體系中，《水處理新技術(shù)》正是這樣一門重要專業(yè)課[1]，它強調(diào)污水處理的“新技術(shù)”、“新工藝”，具有較強的工程實踐性，兼具一定的理論知識。該課程涉及范圍廣泛，內(nèi)容較多，但課程學(xué)時較短，如何在短時間內(nèi)培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力，是廣大教學(xué)工作者面臨的一個共同難題。筆者嘗試通過案例教學(xué)法讓學(xué)生更好地掌握課程知識，培養(yǎng)學(xué)生分析問題與解決問題的能力，并在此與廣大同行探討案例教學(xué)法設(shè)計的要點。
1 案例應(yīng)注重理論與實踐緊密結(jié)合
理論知識是工程實踐的基礎(chǔ)，在2012年教育部《高等教育本科專業(yè)》中將“給水排水工程”專業(yè)更名為“給排水科學(xué)與工程”專業(yè)[2]，名稱的更換標(biāo)志著科學(xué)理論基礎(chǔ)在專業(yè)人才培養(yǎng)的重要性。因此在《水處理新技術(shù)》課程教學(xué)的案例選用上，需要理論與工程實踐并重，同時與教材緊密結(jié)合，通過案例來啟發(fā)學(xué)生思考，并建立理論和實踐的聯(lián)系。
在生物脫氮新技術(shù)單元，以短程硝化-反硝化工藝（SHARON）工藝為案例進行介紹。傳統(tǒng)硝化過程是指氨氮（NH4+）先氧化成亞硝氮（NO2-），再被氧化成硝態(tài)氮（NO3-），兩個步驟分別由氨氧化細(xì)菌（AOB）和亞硝化氧化細(xì)菌（NOB）催化完成（式1和式2）。
NH4+ + 1.5O2――NO2- + H2O + 2H+ （1）
NO2- + 0.5O2――NO3- （2）
這兩個過程是獨立的，且亞硝酸還原菌能夠以NO2-為底物進行反硝化反應(yīng)（式3），而不是傳統(tǒng)觀念認(rèn)為只能以NO3-為底物進行反硝化反應(yīng)（式4）。
在案例教學(xué)中通過介紹短程硝化-反硝化的微生物學(xué)理論知識，使學(xué)生更容易理解SHARON工藝的運行方式與特點。綜合比較化學(xué)反應(yīng)式1和2，理論上氧氣（O2）可以節(jié)省25%，對應(yīng)工藝過程中可以節(jié)省曝氣量25%；綜合比較化學(xué)反應(yīng)式3和4，甲醇（CH3OH）可以減少40%，對應(yīng)SHARON工藝反硝化過程中可以節(jié)省外加碳源40%。這樣從理論和工藝兩方面進行案例分析，加深學(xué)生對SHARON工藝的理解，并增加其對生物脫氮新技術(shù)的認(rèn)識。
2 案例需具有新穎性和典型性
與文獻相比，教材往往具有一定的滯后性。在《水處理新技術(shù)》教材中介紹的新技術(shù)、新工藝，它們的特點與應(yīng)用范圍可能會隨著實際工藝研發(fā)而發(fā)生一些變化。為了及時掌握這些變化，需要閱讀最新文獻。案例選用上也要緊跟水處理新技術(shù)的發(fā)展，及時補充新知識，才能避免學(xué)生走出校園后出現(xiàn)知識與實際情況脫節(jié)的問題。
在厭氧生物處理技術(shù)中，以厭氧顆粒污泥為案例，介紹最新的分子生物學(xué)技術(shù)――熒光原位雜交技術(shù)（FISH）在厭氧顆粒污泥菌群檢測中的應(yīng)用，講解其在厭氧顆粒污泥形態(tài)特征檢測中的應(yīng)用，并介紹厭氧顆粒污泥形成的機理。通過這些講解，讓學(xué)生了解厭氧生物處理技術(shù)的最新發(fā)展成果與研究技術(shù)。
另外，案例選用要具有典型性與代表性，不能只有一、兩篇文獻的報道，而要得到廣大同行的認(rèn)可，并經(jīng)過工程實踐的檢驗，這種案例才更有說服力。
3 案例應(yīng)與科研緊密聯(lián)系
我?！端幚硇录夹g(shù)》課程是在給排水科學(xué)與工程專業(yè)大四上學(xué)期開設(shè)，很多學(xué)生即將開展畢業(yè)設(shè)計（論文），一些同學(xué)隨后會進入研究生階段開展課題研究。因此可以通過案例激發(fā)學(xué)生興趣，培養(yǎng)學(xué)生科研能力。在氧化溝工藝介紹時，以我國的第一座三溝式氧化溝污水處理廠――邯鄲市東污水處理廠為案例，介紹氧化溝工藝運行流程圖、各構(gòu)筑物的運行參數(shù)及對污染物的處理效果。這樣學(xué)生在做排水方向畢業(yè)設(shè)計，遇見氧化溝工藝的設(shè)計就能與課堂知識聯(lián)系起來；或者學(xué)生在做氧化溝生物脫氮的畢業(yè)論文的時候，課堂所學(xué)知識可以為畢業(yè)論文的開展提供良好的基礎(chǔ)，進一步為研究生生物脫氮相關(guān)課題研究奠定基礎(chǔ)。
4 增強與學(xué)生的互動性
教學(xué)過程中，學(xué)生的積極參與是保證教學(xué)效果的重要因素[3]。因此案例實施過程中，老師需要充分挖掘?qū)W生潛力，調(diào)動他們的積極性，提高其學(xué)習(xí)興趣和主動參與意識，從而培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題與解決問題的能力，達到提高《水處理新技術(shù)》教學(xué)質(zhì)量的目的。值得注意的是，課堂中往往是幾個表現(xiàn)突出的學(xué)生主動性強，而部分學(xué)生則好像事不關(guān)己，不會積極參加案例的討論[4]。因而在案例教學(xué)過程中，除了關(guān)注表現(xiàn)積極的學(xué)生外，還需要強制性地要求一些不參與討論的學(xué)生發(fā)表觀點，活躍整個課堂氣氛，增強案例法的教學(xué)效果。
論文關(guān)鍵詞:生態(tài)工程;污水生態(tài)處理
論文要:本文闡述了生態(tài)工程的定義及原理,重點介紹了污水處理技術(shù)的要點和意義。
1生態(tài)工程介紹
1.1生態(tài)工程
生態(tài)工程以復(fù)雜的社會——經(jīng)濟——自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)為對象,遵循應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生、物質(zhì)再生循環(huán)及結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)等原則,以整體調(diào)控為手段,以人與自然的協(xié)調(diào)關(guān)系為基礎(chǔ),以高效和諧為方向,為人類社會及自然環(huán)境雙受益和資源環(huán)境可持續(xù)發(fā)展設(shè)計的具有物質(zhì)多層分級利用、良性循環(huán)的生產(chǎn)工藝體系。以期同步取得生態(tài)環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益[1]。
1.2生態(tài)工程原理
生態(tài)工程涉及生態(tài)學(xué)、生物學(xué)、工程學(xué)、環(huán)境科學(xué)、經(jīng)濟和社會等領(lǐng)域,原理眾多。我國學(xué)者(馬世駿1986、顏京松1986、Ma&Yan1989,Yanetal1992)在系統(tǒng)生態(tài)學(xué)理論的基礎(chǔ)上,對生態(tài)工程的原理作了精辟論述和提煉。把生態(tài)工程原理總結(jié)為整體、協(xié)調(diào)、自生、再生循環(huán)等基本原理。孫鐵珩,周啟星等[2]提出污水生態(tài)工程是指運用生態(tài)學(xué)原理,采用工程學(xué)手段,把污水有控制地投配到土地上,利用土壤-植物-微生物復(fù)合系統(tǒng)的物理、化學(xué)等特征對污水中的水、肥資源加以回收利用,對污水中可降解污染物進行凈化的工藝技術(shù),是污水治理與水資源利用相結(jié)合的方法。
2主要生態(tài)工程污水處理技術(shù)
2.1污水土地處理系統(tǒng)
污水土地處理系統(tǒng)是一種污水處理的生態(tài)工程技術(shù),其原理是通過農(nóng)田、林地、葦?shù)氐韧寥?-植物系統(tǒng)的生物、化學(xué)、物理等固定與降解,對污水中的污染物實現(xiàn)凈化并對污水及氮、磷等資源加以利用[3]。根據(jù)處理目標(biāo)、處理對象的不同,將污水土地處理系統(tǒng)分為慢速滲濾(SR)、快速滲濾(RI)、地表漫流(OF)、濕地處理(WL)和地下滲濾(UG)五種主要工藝類型[4]。
土地處理系統(tǒng)造價低,處理效果佳,其工程造價及運行費用僅為傳統(tǒng)工藝的10%~50%。其中污水濕地生態(tài)處理系統(tǒng)又稱人工濕地,目前研究最為深入、應(yīng)用最廣泛。通過人工濕地生態(tài)工程進行水污染控制不僅可以使污水中的水得以再生利用,還能使污水中的有機物、N、P、K等營養(yǎng)物得到利用。整個系統(tǒng)呈自然式良性循環(huán),構(gòu)成了具有自適應(yīng)、自凈化能力的水陸生態(tài)系統(tǒng)。該系統(tǒng)管理簡單,穩(wěn)定后幾乎不需要人的參與,物耗、能耗低,效率高。生態(tài)系統(tǒng)中的植物群體不需要另行施肥與灌溉,還兼有美化環(huán)境的功能,這種生態(tài)凈化方法實現(xiàn)了水環(huán)境可持續(xù)發(fā)展[5]。
以人工濕地處理系統(tǒng)為例,土地生態(tài)處理系統(tǒng)對污水的凈化機理如下:系統(tǒng)中的填料(介質(zhì))具有巨大的比表面積,易形成生物膜,污水流經(jīng)顆粒表面時,其中的污染物質(zhì)通過沉淀、過濾、吸附作用被截留[6]。
2.2污水生態(tài)塘處理系統(tǒng)
生態(tài)塘系統(tǒng)是以太陽能為初始能源,通過在塘中種植水生作物,進行水產(chǎn)和水禽養(yǎng)殖,建立人工生態(tài)系統(tǒng),,通過天然的生化自凈作用,在自然條件下完成污水的生物處理[7]。有機物質(zhì)在生態(tài)塘處理系統(tǒng)中得到降解,釋放出的營養(yǎng)物進入了復(fù)雜的食物鏈中,產(chǎn)生的水生作物、水產(chǎn)都可以被收獲。生態(tài)塘處理系統(tǒng)能夠有效地處理生活污水及一些有機工業(yè)廢水,對有機物和病原體有很好的去除效果,具有投資少、運行費用低、運行管理簡單的優(yōu)點。但該系統(tǒng)占地面積大、易出現(xiàn)短流、溫度較高時易散發(fā)臭氣和孳生蚊蟲、對氮磷的去除效果不穩(wěn)定。近年來,我國生態(tài)塘污水處理工藝研究側(cè)重在兩個方面[8]:篩選、培育高效水生凈化植物;組合曝氣、水生植物、水產(chǎn)養(yǎng)殖多個生物處理單元的綜合功能,營建生化一體化水生動植物復(fù)合生態(tài)體系,是污水處理與資源利用的完美結(jié)合,構(gòu)建了一個完整的生態(tài)系統(tǒng)和良好的內(nèi)部良性循環(huán)系統(tǒng)。
2.3蚯蚓微生物濾池系統(tǒng)
蚯蚓生態(tài)濾池是濾床中建立的人工生態(tài)系統(tǒng),由濾床填料、蚯蚓及布水系統(tǒng)等組成。系統(tǒng)利用蚯蚓和微生物的協(xié)同作用對污水中含有的各種形態(tài)污染物質(zhì)進行處理和轉(zhuǎn)化。蚯蚓可對污水和污泥進行吸收和分解,清掃濾床,防止堵塞[9]。蚯蚓糞便可以濾除污染物,提高處理效率。蚯蚓的存在可作為家禽飼料。污水中的生物膜污泥微生物通過食物鏈最終被有效地轉(zhuǎn)化為蚯蚓的增長及其排泄物,而蚯蚓的機體及其排泄物又可成為他微生物的分解利用對象,從而進行新一輪的生態(tài)循環(huán)。
3生態(tài)污水新型處理技術(shù)
如利用土壤毛細(xì)管浸潤擴散原理,研制成功的地下毛細(xì)滲濾系統(tǒng)(theundergroundcapillaryseepagesystem,UCSS)[11]。地下毛細(xì)滲濾系統(tǒng)(UCSS)的中心部分是地下毛細(xì)滲濾槽,它通過土壤過濾和微生物降解來去除污水中的污染物。在一定程度上解決了常規(guī)土地凈化污水處理系統(tǒng)占地面積和運行費用問題,還可回收污水和營養(yǎng)物質(zhì)(包括氮、磷和鉀)用于植物生長。
活機器(livingmachine)系統(tǒng)是加拿大出生的海洋生物學(xué)家約翰·托德(JohnTodd)發(fā)明的,是利用太陽能以及利用由多種多樣直接或間接從太陽獲得能量的生物組成生態(tài)系統(tǒng),將水產(chǎn)養(yǎng)殖與人工濕地結(jié)合起來并封閉在溫室里,以創(chuàng)造一個高效的污水處理過程[12],包含了沉淀、過濾、凈化、吸收、揮發(fā)、硝化和反硝化、厭氧和好氧分解過程,在獲得高標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)的同時避免了自然處理系統(tǒng)占地大、滯留期長、寒冷氣候處理效果欠佳等弊端。
論文要:本文闡述了生態(tài)工程的定義及原理，重點介紹了污水處理技術(shù)的要點和意義。
1 生態(tài)工程介紹
1.1 生態(tài)工程
生態(tài)工程以復(fù)雜的社會——經(jīng)濟——自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)為對象，遵循應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生、物質(zhì)再生循環(huán)及結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)等原則，以整體調(diào)控為手段，以人與自然的協(xié)調(diào)關(guān)系為基礎(chǔ)，以高效和諧為方向，為人類社會及自然環(huán)境雙受益和資源環(huán)境可持續(xù)發(fā)展設(shè)計的具有物質(zhì)多層分級利用、良性循環(huán)的生產(chǎn)工藝體系。以期同步取得生態(tài)環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益[1]。
1.2 生態(tài)工程原理
生態(tài)工程涉及生態(tài)學(xué)、生物學(xué)、工程學(xué)、環(huán)境科學(xué)、經(jīng)濟和社會等領(lǐng)域，原理眾多。我國學(xué)者(馬世駿1986、顏京松1986、Ma&Yan1989，Yanetal1992)在系統(tǒng)生態(tài)學(xué)理論的基礎(chǔ)上，對生態(tài)工程的原理作了精辟論述和提煉。把生態(tài)工程原理總結(jié)為整體、協(xié)調(diào)、自生、再生循環(huán)等基本原理。孫鐵珩，周啟星等[2]提出污水生態(tài)工程是指運用生態(tài)學(xué)原理，采用工程學(xué)手段，把污水有控制地投配到土地上，利用土壤-植物-微生物復(fù)合系統(tǒng)的物理、化學(xué)等特征對污水中的水、肥資源加以回收利用，對污水中可降解污染物進行凈化的工藝技術(shù)，是污水治理與水資源利用相結(jié)合的方法。
2 主要生態(tài)工程污水處理技術(shù)
2.1 污水土地處理系統(tǒng)
污水土地處理系統(tǒng)是一種污水處理的生態(tài)工程技術(shù)，其原理是通過農(nóng)田、林地、葦?shù)氐韧寥?-植物系統(tǒng)的生物、化學(xué)、物理等固定與降解，對污水中的污染物實現(xiàn)凈化并對污水及氮、磷等資源加以利用[3]。根據(jù)處理目標(biāo)、處理對象的不同，將污水土地處理系統(tǒng)分為慢速滲濾(SR)、快速滲濾(RI)、地表漫流(OF)、濕地處理(WL)和地下滲濾(UG)五種主要工藝類型[4]。
土地處理系統(tǒng)造價低，處理效果佳，其工程造價及運行費用僅為傳統(tǒng)工藝的10%~50%。其中污水濕地生態(tài)處理系統(tǒng)又稱人工濕地，目前研究最為深入、應(yīng)用最廣泛。通過人工濕地生態(tài)工程進行水污染控制不僅可以使污水中的水得以再生利用，還能使污水中的有機物、N、P、K等營養(yǎng)物得到利用。整個系統(tǒng)呈自然式良性循環(huán)，構(gòu)成了具有自適應(yīng)、自凈化能力的水陸生態(tài)系統(tǒng)。該系統(tǒng)管理簡單，穩(wěn)定后幾乎不需要人的參與，物耗、能耗低，效率高。生態(tài)系統(tǒng)中的植物群體不需要另行施肥與灌溉，還兼有美化環(huán)境的功能，這種生態(tài)凈化方法實現(xiàn)了水環(huán)境可持續(xù)發(fā)展[5]。
以人工濕地處理系統(tǒng)為例，土地生態(tài)處理系統(tǒng)對污水的凈化機理如下:系統(tǒng)中的填料(介質(zhì))具有巨大的比表面積，易形成生物膜，污水流經(jīng)顆粒表面時，其中的污染物質(zhì)通過沉淀、過濾、吸附作用被截留[6]。
2.2 污水生態(tài)塘處理系統(tǒng)
生態(tài)塘系統(tǒng)是以太陽能為初始能源，通過在塘中種植水生作物，進行水產(chǎn)和水禽養(yǎng)殖，建立人工生態(tài)系統(tǒng)，，通過天然的生化自凈作用，在自然條件下完成污水的生物處理[7]。有機物質(zhì)在生態(tài)塘處理系統(tǒng)中得到降解，釋放出的營養(yǎng)物進入了復(fù)雜的食物鏈中，產(chǎn)生的水生作物、水產(chǎn)都可以被收獲。生態(tài)塘處理系統(tǒng)能夠有效地處理生活污水及一些有機工業(yè)廢水，對有機物和病原體有很好的去除效果，具有投資少、運行費用低、運行管理簡單的優(yōu)點。但該系統(tǒng)占地面積大、易出現(xiàn)短流、溫度較高時易散發(fā)臭氣和孳生蚊蟲、對氮磷的去除效果不穩(wěn)定。近年來，我國生態(tài)塘污水處理工藝研究側(cè)重在兩個方面[8]:篩選、培育高效水生凈化植物;組合曝氣、水生植物、水產(chǎn)養(yǎng)殖多個生物處理單元的綜合功能，營建生化一體化水生動植物復(fù)合生態(tài)體系，是污水處理與資源利用的完美結(jié)合，構(gòu)建了一個完整的生態(tài)系統(tǒng)和良好的內(nèi)部良性循環(huán)系統(tǒng)。
2.3 蚯蚓微生物濾池系統(tǒng)
蚯蚓生態(tài)濾池是濾床中建立的人工生態(tài)系統(tǒng)，由濾床填料、蚯蚓及布水系統(tǒng)等組成。系統(tǒng)利用蚯蚓和微生物的協(xié)同作用對污水中含有的各種形態(tài)污染物質(zhì)進行處理和轉(zhuǎn)化。蚯蚓可對污水和污泥進行吸收和分解，清掃濾床，防止堵塞[9]。蚯蚓糞便可以濾除污染物，提高處理效率。蚯蚓的存在可作為家禽飼料。污水中的生物膜污泥微生物通過食物鏈最終被有效地轉(zhuǎn)化為蚯蚓的增長及其排泄物，而蚯蚓的機體及其排泄物又可成為他微生物的分解利用對象，從而進行新一輪的生態(tài)循環(huán)。 轉(zhuǎn)貼于
3 生態(tài)污水新型處理技術(shù)
如利用土壤毛細(xì)管浸潤擴散原理，研制成功的地下毛細(xì)滲濾系統(tǒng)(the underground capillary seepage system，UCSS)[11]。地下毛細(xì)滲濾系統(tǒng)(UCSS)的中心部分是地下毛細(xì)滲濾槽，它通過土壤過濾和微生物降解來去除污水中的污染物。在一定程度上解決了常規(guī)土地凈化污水處理系統(tǒng)占地面積和運行費用問題，還可回收污水和營養(yǎng)物質(zhì)(包括氮、磷和鉀)用于植物生長。
活機器(living machine)系統(tǒng)是加拿大出生的海洋生物學(xué)家約翰·托德(John Todd)發(fā)明的，是利用太陽能以及利用由多種多樣直接或間接從太陽獲得能量的生物組成生態(tài)系統(tǒng)，將水產(chǎn)養(yǎng)殖與人工濕地結(jié)合起來并封閉在溫室里，以創(chuàng)造一個高效的污水處理過程[12]，包含了沉淀、過濾、凈化、吸收、揮發(fā)、硝化和反硝化、厭氧和好氧分解過程，在獲得高標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)的同時避免了自然處理系統(tǒng)占地大、滯留期長、寒冷氣候處理效果欠佳等弊端。
結(jié)語
污水生態(tài)處理技術(shù)基本上不涉及化學(xué)能的投入和化學(xué)品的消耗。根據(jù)國情，我國的污水治理必須走生態(tài)處理技術(shù)的道路[13]。
參考文獻
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[11]SUN Tieheng，HE Yaowu，OU Ziqing ，et al. Treatment of Domistic Wastewater by an Undergrouder Capillary Seepage System[J].Ecological Engineering，1998，11:111-119.
