仿真技術在環境工程水處理實驗教學中的應用研究

喻敏霞　張紅　趙甘林　李威

（長沙環境保護職業技術學院湖南長沙410004）

仿真技術在環境工程水處理實驗教學中的應用研究

喻敏霞張紅趙甘林李威

（長沙環境保護職業技術學院湖南長沙410004）

在信息化時代快速發展的今天，仿真技術的應用范圍在不斷擴大。實際上，仿真技術在實驗教學中的應用已經在很大程度上彌補了傳統教育中的不足，并且取得了一定的成效。本文主要針對仿真技術在環境工程水處理實驗教學中的應用展開了分析，通過分析明確計算機仿真和單元實驗相結合的方式，能夠有效的培養學生實際解決問題的能力與動手能力，這便能夠彌補傳統試驗教學中學生動手能力差的缺陷。

仿真技術；水處理實驗教學；環境工程

隨著仿真技術的出現，在實現教學中極大程度上彌補了傳統教學中的不足。在實際的教學中，由于缺少充足的資金作支撐，導致實驗設備嚴重的缺乏，使得學生在試驗教中缺少充足的動手操作的機會，加之各課程單元實驗設備相對獨立，這便降低了教學效果，更加很難達到教學目標的規定要求。因此我們可以認為，計算機仿真技術的出現，有效的解決了實驗教學中存在的難點，并且仿真技術在實驗教學中的應用取得了一定的成效。

1　仿真技術在環境工程水處理實驗教學中的應用

仿真技術在環境工程水處理實驗教學中的應用內容主要體現在以下幾個方面。

1.1加深學生對處理方法的理解

能夠幫助學生對城市污水處理系統的認識，更加能夠加深學生對相關處理方法的理解。學生能夠通過仿真系統，沿著物料的流動方向對污水處理的基本程序進行了解，能夠對現實在各個單元操作結合起來，最終提升學生對水處理過程中的整體性認知能力和工藝流程的空間想象力。與此同時，學生還能夠對各個工序的動態流程的了解與觀察，加深對相關知識處理原理的理解與認識，并且有效的掌握所應用的方法，同時對于影響處理效果的各個方面的因素進行優化與處理，通過對比的形式，提升了學生的認識程度。

1.2掌握整個污水處理系統設備與操作工藝

當仿真系統應用在實際教學中的過程中，需要將系統設計參數作為基礎，對實際生產中常見的整體工藝流程進行相應的模擬，通過學生按照實際操作規程的要求對各個流程進行相應的調控，最終確保經過處理后的排水與污泥能夠與實際設計的標準要求相符合；應用仿真技術在實際水處理實驗教學中也彌補了單元操作過程中數量有限的缺陷。

設備操作內容主要包括兩個大的部分，一部分為設備的運行，另一部分為工藝的操作。例如，在城市水處理技術系統運營課程中提升泵1軸溫超標的過程中，可以停提升泵1，與此同時，也可以將備用的提升泵3與泵4打開；而在提升泵2電流超標的過程中，可停提升泵2，也可以將備用的泵3與泵4打開，該類操作屬于設備運用方面的操作。

2　通常工藝操作條件

2.1如果來水的pH值較低，來水液位較高，那么便可以將進水閘關閉，使其處于停止進水的狀態。當進水參數發生變化的時候，例如來水SS有所增高的時候，可以通過縮減初沉池負荷的方式，來確保出水SS值處于正常的范圍之內。如果來水BOD過高，則需要通過增加曝氣池的回流污泥量的方式，維持正常的有機負荷，并且在這一過程中增加曝氣量，使得正常的溶解氧濃度得到有效的位置，最終確保BOD能夠與實際規定的標準要求相吻合[1]。

2.2如果曝氣池微孔擴散器出現了堵塞的現象，可以通過開大曝氣風量的方式進行吹掃；在環境溫度不斷提升的時候，應該適當的減少一沉池的數量，從而達到縮短停留時間的目的，并且能夠在同一時間內增加曝氣池氣量，防止出現污泥膨脹的現象。

3　仿真技術在水處理實驗教學中的效果分析

實踐表明，仿真技術在水處理實驗教學中的應用得到了一定的教學成果，這些成果主要表現在以下幾個方面。

3.1學生工藝流程及工程意識得到強化

學生的思維模式得到了相應的調整。實際上計算機仿真是一種通過對事物發展過程的等效描述，再利用自身獨有的技術和效果為學生提供更為良好的學習與訓練的機會[2]，這與許寧,朱延美,何志勇等在“仿真技術在環境工程水處理綜合性實驗教學中的應用”一文中的觀點極為相似。使得學生在環境模擬過程當中，通過實際操作，了解設備各個部位的用途，并且能夠避免由于操作不恰當引發設備故障的出現。

3.2學生動手能力得到強化

通過相關的理論學習，學生已經對水處理理論基礎知識有所了解，對于污水處理的概念也有了初步的了解，但是他們嚴重的缺少感性認識，沒有理論和實踐的系統結合作為支撐，導致學生不能充分的理解其中的知識[3]。由于仿真系統將真實的生產過程作為基礎，因此，在學生實際動手操作方面的要求較為嚴格。而仿真技術在水處理實驗教學中的應用恰巧能夠提升學生實際動手操作能力，提升學生的綜合操作能力。

4　結語

本文主要通過兩個重要方面進行了分析闡述，一方面分析了仿真技術在環境工程水處理實驗教學中的應用內容，另一方面分析了仿真技術在水處理實驗教學中所得的教學效果。通過分析得出：伴隨計算機技術的不斷發展，仿真技術隨之發展起來，現如今仿真技術已經逐漸被應用在實驗教學方面，它的廣泛應用彌補了傳統實驗教學中存在的缺陷，同時也能夠提升學生在實驗課程中的實際操作能力，使得學生能夠跟更好的理解所學的理論知識，并且能夠通過仿真實驗的方式將所學的知識運用到實際水處理技術當中，真正做到學以致用。

[1]許寧,朱延美,何志勇,等.仿真技術在水處理實驗教學中的應用[J].實驗室研究與探索,2005,24(11):87-89.

[2]許寧,朱延美,何志勇,等.仿真技術在環境工程水處理綜合性實驗教學中的應用[J].中國現代教育裝備,2005,(4):34-37.

[3]梅杰.利用仿真技術開發新型旋流池的研究[D].重慶大學,2009（10）：12-45.