微污染水源水凈化綜合創新實驗實訓平臺建設與應用

汪明明, 張新喜, 鐘梅英

(安徽工業大學 建筑工程學院, 安徽 馬鞍山 243002)

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微污染水源水凈化綜合創新實驗實訓平臺建設與應用

汪明明, 張新喜, 鐘梅英

(安徽工業大學 建筑工程學院, 安徽 馬鞍山 243002)

利用微污染水源水凈化綜合創新實驗實訓平臺，我們建立了分層次實驗實訓教學體系，解決了專業課程綜合性、設計性、創新性實驗問題，并為認識實習和生產實習創造條件，增強了學生對當前給水凈化技術的了解和掌握，有利于提高學生觀察、分析及解決問題的能力。

微污染水源水；水處理；實驗教學；綜合創新實驗平臺

生活飲用水制水工藝和設備一直是給排水科學與工程本科教學的核心內容，為適應發展需要，不僅要讓學生扎實掌握常規制水工藝和設備，還應掌握社會急需的前沿技術。

目前我國城市供水水源相對短缺且普遍受到污染威脅，不少地方的源水中有機物、氨氮等污染物濃度增加，即所謂的“微污染水源水”。[1]依據原水水質特征，將各種預處理技術、深度處理技術與現有常規處理工藝集成聯用，是當前微污染水源水凈化的基本技術對策。[1-2]

社會需要高校培養的專業學生有更強的實踐和創新能力。而專業培養中的實踐環節——認識實習和生產實習，多數企業單位為保證生產過程的穩定和現場安全，學生實習過程中，只能看不能動手，難以從生產設施的非正常運行中真正理解其中的理論和技術關鍵，無法達到系統性工程訓練目的，更無法從現狀缺陷中進行創新能力培養，同時也制約學科水平的發展。為解決這些問題，建設一套微污染水源水凈化綜合實驗實訓創新平臺是必要的。

通過綜合創新實驗平臺，學生接觸較新技術，并進行系統性工程實驗訓練，培養技術操作能力，可以拓展視野和創新思維，更易在專業知識能力方面與社會需求銜接，適應我國給水凈化事業發展的需要。

一、綜合創新實驗實訓平臺介紹

根據當前飲用水水質現狀和水處理技術前沿，按照教育部“全面推進素質教育，以培養學生的創新精神和實踐能力為重點”的精神，按照相關專業要求，我們建成了較為先進完善的微污染水源水凈化綜合創新實驗實訓平臺，統籌兼顧水質工程學、水力學、水泵與泵站等課程的實驗教學，根據專業要求開設不同層次的實驗實訓，使學生得到系統性工程訓練。

本平臺處理工藝為預處理、常規處理、深度處理的集成聯用，單體構筑物模塊化處理。根據不同水源水質情況，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，本平臺亦考慮了水廠排泥水處理系統。整套系統裝置處理規模為1m3/h，由工藝處理單元系統、藥劑配制投加系統、排泥水處理系統、自動控制系統、在線水質監測系統等組成如圖1所示。

二、分層次實驗實訓教學組織

實踐性教學環節對于應用型人才的培養是非常關鍵的。[3]本綜合創新實驗實訓平臺通過基礎實訓、綜合實訓、設計創新實訓、實習實訓等分層次實驗實訓教學體系，提高學生的綜合實踐能力和全面素質。實訓教學組織如下：

一是基礎實訓(20學時)。結合理論教學，在平臺上進行多媒體教學和現場教學，詳細介紹每一種實驗裝置的工作原理、構造、功能。[4]基礎實訓項目見表1。學生分組，每組5～7人。

表1 基礎實訓項目表

二是綜合實訓(8學時)。在實驗課以及課外完成綜合性實驗的設計和創新，通過工藝流程的相關設計實驗驗證部分水處理構筑物工藝設計參數，為課程設計提供合理的設計參數。[4]在加深常規給水處理技術方面基本原理的同時，了解給水處理技術的發展方向和流行趨勢。[5]綜合實訓項目見表2。

圖1 微污染水源水凈化綜合創新實驗平臺工藝流程

表2 綜合實訓項目表

學生分組，每組5～7人。每個學生至少完成8學時的綜合實訓。

三是設計創新實訓(8學時)。設計創新實訓，主要培養學生的設計創新能力。鼓勵學有余力的學生利用業余時間，自己設計實驗內容和實驗方案，經過指導教師修改同意以后，開展探索性實驗。因此，設計創新實訓的實驗內容不固定，表3是參考內容。

表3 設計創新實訓項目表

學生分組，每組5～7人。

四是實習實訓(1～2周)。著名心理學家羅杰斯曾做過一項研究，結果表明：一個人能記住她所聽到的內容的5%，所見到的事情的30%，所做過的事情的70%。[6]對于高年級的學生，充分利用該平臺，通過動手操作，完全模擬實際水廠的生產運行，進行1～2周的實習實訓(見表4)。進一步深刻理解工藝單元處理原理，結合該平臺的水質監測系統和自動控制系統，解決水廠運行中出現的水質問題，管理水廠，增強責任感和使命感。改變認識實習和生產實習中多數企業單位能看不能動手，學生缺乏系統性工程訓練的現狀。

表4 實習實訓項目表

三、綜合創新實驗實訓平臺的作用

本綜合創新實驗實訓平臺逐步建立基礎實訓、綜合實訓、設計創新實訓和實習實訓等分項目，滿足不同年級、不同層次的實驗實訓需求，形成了強調理論與實踐有機融合，實踐支持理論創新的良好氛圍，為專業課的把握奠定堅實基礎。

利用該平臺，使學生更早、更好地接受專業訓練和就業培訓，通過動手操作，切身體會水廠工程技術人員的工作，發揮學生的主觀能動性、想象力和創造力，提高學生的實踐能力。

該平臺的利用，統籌兼顧水質工程學、水力學、水泵與泵站等課程的實驗教學。在時間、空間、設備和教學內容上實現了多層次全方位的開放，鼓勵學有余力的學生利用平臺接受科研能力的訓練。同時，吸引青年教師參與實驗實訓教學，提高教學隊伍的整體水平和本科生的實踐能力和科學素養。

四、結語

微污染水源水凈化綜合創新實驗實訓平臺的建設，解決了專業課程綜合性、設計性、創新性實驗問題，為認識實習和生產實習創造了條件。它有利于提高本科生學習的主動性、積極性及觀察、分析和解決實際問題的能力，增強學生對當前水處理技術的了解和掌握，激發其創新能力，并為市政工程、環境工程的研究生提供良好的研究學習條件。這對于進一步提高給排水等本科專業的教學及市政工程等專業的研究生培養有巨大的促進作用；同時，也可為本地區控制水質污染，保障飲用水水質安全的科研活動提供基本的工作條件。

[1]張曉健. 《生活飲用水衛生標準》新國標和凈水廠工藝改進[J]. 供水技術, 2007(2):1-5.

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

[3]翟殿棠, 孫兆興. 開放實驗室, 開設課外綜合實驗的實踐與探索[J]. 山東建材學院學報, 1994(9):3-5.

[4]陸謝娟, 解清杰, 任擁政，等. 水處理綜合創新實驗平臺的建設與實踐[J]. 實驗室研究與探索, 2008,27(5):123-126.

[5]張可方. 水處理技術的綜合性設計性實驗[J]. 實驗室研究與探索, 2006,25(8):966-968.

[6]潘孟昭. 護理學導論[M].北京: 人民衛生出版社, 1999.

(責任編輯 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

安徽工業大學校級教學研究重點項目(2014jy16); 安徽省高等學校省級質量工程項目(2014xnzx006)

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

G482

A

1671-9247(2016)04-0066-02