提高實驗設備在實踐教學中的應用最大化研究

王金葉　李朝霞

【摘 要】實驗項目的開設受到實驗設備和經費的限制，如何用最少的設備開出更多的實驗，開設更新穎的設計型實驗，達到儀器設備功能開發和使用效益最大化，是實驗技術研究的目標。本文根據資源與環境專業購置的污水處理實驗設備的特點，與水產養殖專業特點結合，開發出符合水產養殖學專業的實驗項目，加強對學生創新能力和實踐應用能力的培養，提高了已有實驗教學水平，為培養創新型、應用型“藍色經濟”人才的建設目標貢獻力量。

【關鍵詞】污水處理；水產養殖學；實驗；創新

培養實用型、復合型技術人才是應用型特色名校建設的重點，對實踐應用能力的培養是重中之重。但實驗項目的開設受到實驗設備和經費的限制，如何用最少的設備開出更多的實驗，開設更新穎的設計型實驗，達到儀器設備功能開發和使用效益最大化，是實驗技術研究的目標。

本研究中的污水處理設備包括完全混合曝氣微型污水處理裝置、一體化凈化反應柱、廢水好氧可生物降解實驗裝置，對于環境類專業學生了解和掌握多種污水生物處理工藝的運行規律和實驗方法的專業技能培養有重要的作用，但目前在海洋資源與科學專業中運用該設備的資料很少，主要應用于環境工程學專業，國內高校的環境工程學專業實驗室一般是購置多臺不同工藝的污水生物處理模擬裝置，近年來有部分高校進行一體的多功能污水處理實驗裝置的研發，這些設備可模擬生活污水處理和多種工業廢水處理工藝，通過對模擬裝置的運用提高了學生污水處理實驗技能，可以用于海洋資源與環境專業進行污水處理方面的教學。但如何更好的利用這些設備，開發綜合性、創新性實驗課程的數量和質量，同時使該項設備不僅局限于海洋資源與環境專業的教學利用，將其與水產養殖學專業的現有設備進行整合，開發多功能應用，提高設備的使用率，更好的為創新型、應用型學生的培養提供實驗條件，同時為產學研提供了實驗條件，本文就上述問題進行了探索研究。

1 根據專業培養目標要求，進行設計性實驗項目開發

水產養殖廢水具有無機氮、磷較高的特征，根據混合曝氣微型污水處理裝置和污水一體式凈化反應柱特點，進行水產養殖廢水處理，開發設計性實驗，如設計進行不同曝氣量、曝氣時間、混凝劑種類、最佳投量、最適pH值等，利用科學方法處理數據，考察混凝處理對養殖廢水的影響，選出最佳的混凝劑和助凝劑。通過實驗得出，混凝對養殖污水中亞硝態氮的去除效果較好，總氨氮次之，對硝態氮去除能力最差。運用多功能污水處理實驗裝置進行了用于處理高氨氮養殖廢水的活性污泥培養、養殖廢水可生化性的測定及實驗過程水質監測。上述實驗過程為養殖污水的凈化回用提供了新的技術途徑，具有可行性和實用性，學生通過該實驗的設計過程，既鞏固了生物試驗統計學課程的知識，也對水產養殖廢水的特征有了更明確的認識，對節約水資源、降低能耗、減少環境污染等方面有了更深的認識，教學效果較好。

2 將演示實驗設備用于觀賞魚循環水養殖應用

利用水處理實驗中的陰陽離子交換柱裝置進行觀賞魚循環水養殖應用。熱帶觀賞魚需要的養殖用水一般要求硬度較低，通過該實驗解決了軟水或去離子水的問題。陰陽離子交換柱除鹽過程就是按順序用陰、陽離子交換樹脂將水中各種陽離子交換成H+和OH-，進入水中的H+和OH-離子組成水分子H2O，當水經過離子交換處理后，就可除盡水中各種的無機鹽類。首先讓學生進行該裝置的設計性實驗，考察不同的原水溫度、再生液溫度等對水中離子的去除效果和對制水周期的影響，選出最佳的實驗條件。之后讓學生將得到的軟水和曝氣自來水進行調配實驗，用于觀賞魚養殖。學生通過該實驗可以掌握離子交換法除鹽實驗裝置的操作方法，加深離子交換基本理論的理解，熟悉離子交換除鹽的過程，學生不僅理解了水處理的知識點，并且學以致用，用理論解決了生產實際問題，極大的提高了學生學習的積極性。

本研究既積極開發海洋資源與環境科學專業相關課程實驗教學項目，又將主要應用于生活污水和工業廢水的實驗裝置與實驗室現有的水產養殖實驗裝置結合起來應用，整合了實驗室資源，挖掘已有實驗設備的使用潛力，增加了設計性、綜合性和創新性實驗項目的數量，強化了對實用型、復合型技術人才的能力培養，提高了實驗教學水平。

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[責任編輯：張濤]