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關鍵詞：污水處理廠；工藝設計；生態學問題；生態環境；生態平衡 文獻標識碼：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、文化生活中，水資源占據著不可動搖的地位，同時也是國家大力發展經濟的能源基礎。近些年來，隨著國家日益注重工業發展，從而忽略了對水能源的管理，致使國內大面積出現水污染的問題，不僅對國民日常生活帶來影響，還對國家生態環境造成十分嚴重的破壞。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 國內當前污水處理工藝設計關鍵
1.1 起吊裝置設計
在進行污水處理工程的整體設計中，必須對起吊裝置的設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、準確的確定，避免由于鋼絲繩過短而無法吊起水泵的現象，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 攪拌裝置的設計
在國內眾多污水處理廠中，都或多或少地有發生池內積泥的現象，積泥的堆積現象主要出現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重影響污水處理廠對污水的處理效率，而且致使池內的容積出現越來越小的情況，因此國內污水處理廠應提高處理技術工藝和加強對出水水質進行嚴格管理，對其所產生的影響高度重視。經實踐與調查得知，導致池內出現污泥堆積的現象的原因眾多，其堆積現象主要出現在池內攪拌器的位置設置和其攪拌器的型號選擇上不合理，因此造成池內沒有完全混合，進而使池內攪拌器攪拌不到死角出現的污泥堆積。
加強對構筑物的池型和其深度進行詳細的調查，并充分了解該池內的容積大小，從而進一步保證該構筑物選型的正確性、合理性。對池型進行有效優化，是實現污水處理構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計成為具有循環流動的池型，并在兩個池子中間設置隔墻，防止發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，在進行攪拌時可以完全帶動溝內的循環流動，使池內死角的污泥跟隨循環流動的污水進行流動，這樣就不會讓拐角或死角出現污泥堆積的現象。對矩形的構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，因此在選擇前應加強對攪拌設備進行專業軟件的計算，從而進一步保證攪拌設備的科學性；加強對污水攪拌設備的優化，對水量不足和進水污染物不足的情況進行綜合性考慮，加強對構筑的池型、容積大小的考慮，從而制定相應的設計方案，提高污水廠處理污水的效率。
1.3 放空管和集水坑的設計
國內眾多污水處理廠建設各種構筑池已成為普遍現象，而構筑池一般都是用來盛水的，因此污水處理廠對構筑池進行檢修的過程中，要對池內的污水進行排空，這其中就關系到污水處理廠放空管和集水坑的作用，目前國內大型的污水處理廠的構筑物，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，而不需要設置集水坑。由于污水廠的污水處理管道預埋的深度達都很深，在對管道整體性進行設計時，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構都設有腋角，為了防止防水套管切斷鋼筋，要以腋角為設置高度，對放空管進行放置；造成放空管與池壁之間有一定距離，池內的水不能完全排凈，因此可以在放空管附近設置集水深坑，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筑物、構筑池，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。在構筑物埋設深度較深的情況時，污水管道的埋設深度不足以進行自然防控，應在構筑物內設置集水坑，從而有效地將池內污水排放至廠區水管內。在對放空管和集水坑實際的設計過程中，應加強對放空管管徑、廠區污水管坡度、構造物內壁壓力以及污水攪拌流速進行全方面、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壅水的情況發生。
1.4 止回閥、手動閥門的設計
為了有效防止介質倒流，要加強對止回閥、手動閥門的設計，在污水處理廠水泵及鼓風機的出水口上面設置止回閥，在止回閥旁邊設置手動閥門。在污水處理廠進行污水處理的過程中，經常會發生止回閥故障的問題，由于其運行啟動過于頻繁，導致止回閥需要經常維護和檢修，在進行維護和檢修的過程中，就需要將手動閥門關閉，從而有效組織管道中的任何介質，進一步保證不會因止回閥的正常維護和檢修導致管路泄露。其中手動閥門的設置是否合理，直接關系到污水處理廠工藝設備能否正常運行，因此在對污水處理廠整體污水處理設計的過程中，要加強對手動閥門的設計及安裝位置的控制，從而保證其他污水處理工藝設備得以正常工作運行。
2 污水處理生態學問題
國內當前污水廠處理生態學問題主要表現在：對野生動、植物的管理和蚊蠅控制方面。為了更好地節約能源，降低水損耗，加強環境保護，促進生態、人類共存，國家污水處理管理部門應加強對污水處理廠周邊環境及其廠區進行生態化管理，在有限的土地上增加三維綠量，從而進一步提高生態消能，控制和有效利用土地有利于國內污水廠處理的長遠發展。
2.1 提高污水處理廠綠化覆蓋率
土地是綠化建設的載體，在污水處理廠規劃的初始階段，就應該將整個廠區納入生態環保建設的考慮范圍，通過對污水處理廠設施和周邊環境進行全方位、綜合性的分析與研究，合理布置污水處理廠的建筑、道路和工藝設施，并按照生態綠化標準預留出足夠的綠化用地，加強污水廠周邊的生態林建設，利用地形、山石、水體、植物等園林要素，并且依托自然環境，設計生態基礎設施并實施布置，使生態綠化與污水廠處理的各項處理設施協調融合。堅持“發展立體綠化，拓展綠化空間”的基本污水廠生態建設基本理念，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，提高污水廠經濟效益。選擇喜光、溫、矮狀、枝葉茂密、根系發達的植物，對污水廠周邊進行生態綠化，從而有效控制蚊蠅的問題。
2.2 加強污水處理廠復層植物群落構建
加強污水處理廠復層植物群落的構建管理，并遵循地帶性植物生物學的規律，選擇生長比較穩定、健康的組合對污水廠環境進行生態環境模擬，由于污水處理廠生產工藝以及各個構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綠化覆蓋方面，應主要選擇灌木叢，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。國內眾多污水處理廠應加強鄉土景觀元素在生態建設中的應用，利用現有的自然資源，提升生態防護標準，借用自然環境，更快地形成污水廠園林景觀。遵循生物學的原則，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污染報警器。
3 結語
隨著國家經濟的快速發展，對各項資源的索取需求不斷增加，加強污水處理工藝設計，從而提高水資源的使用效率，降低水損耗是國家經濟持續、穩定發展的重要基礎之一。在對污水處理設計的過程中，設計單位應對污水處理的細節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，對出現的問題不斷總結經驗，從而在污水處理方面形成系統化、科學化的工藝設計。
參考文獻
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[2] 馮杰.城市污水處理工藝綜合比選研究[D].重慶大學，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.
關鍵詞：教學團隊；質量工程；教學改革；水處理生物學及其實驗
Key words：teaching team；quality engineering；teaching reform；biology of water and wastewater treatment and experiment
中圖分類號：G642.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）32-0088-03
0 引言
在國家教學質量與教學改革工程建設中，教學團隊建設是其重要的組成部分[1]。水處理生物學及其實驗教學團隊建設是為了適應市政工程、環境工程專業教學發展的需要及社會發展的需要，深化課程體系建設、教學思想體系、教學內容改革，提高教學隊伍整體水平和質量、提高學生創新人才培養能力及工程素質，完善教學條件、完善和更新教學方法和教學手段、規范教學管理的一項綜合性整體建設。水處理生物學及其實驗教學團隊是2011年安徽建筑大學評選出的教學團隊，2015年成長為省級教學團隊。教學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，其中碩士生導師2人。在教學方面，教學團隊已打造了一批具有豐富教學經驗和較高職業素養的教師隊伍。教學團隊成員都具有受專業教育的背景，大多數團隊成員是從全國著名高校的農林科、理工科等各專業科室中選的，都精通生物學和水污染理論與控制，并且對于專業教學都各有特長。他們中間以博士、碩士為主，擁有系統的業務知識，組成了特色鮮明的教學團隊。
1 水處理生物學及其實驗教學團隊的建設理念
1.1 教學團隊建設形式
水處理生物學及其實驗教學團隊的建設首先要解決構建一支什么形式的團隊。按師資力量、相關的課程規模及近期建設目標等因素，可以把團隊分為狹義的教學團隊和廣義的教學團隊[2]。其中狹義教學團隊又可分為針對單一課程教學而組建的教學團隊和基于專業課及相關專業課組建的課程群教學團隊。單一課程教學團隊主要圍繞某一課程開展教學課程，課程群教學團隊所從事的教學活動側重課程內容之間的關聯性以及課程間的配合。廣義的教學團隊則是圍繞若干較為核心的單一課程教學團隊的建設，組建由單一課程教學團隊和課程群教學團隊構建起來的較完整的專業課程體系而形成的大團隊。廣義的教學團隊小則至少是本科教學中某個年級的課程教學團隊，大到可以是包括相關專業研究生教學的課程體系團隊。
鑒于市政工程、給排水工程專業教學的特殊性，水處理生物學及其實驗教學團隊屬于狹義的教學團隊，但因“水處理生物學”及其實驗是相關專業的專業基礎骨干課程，應該按照“從大處著眼，從小處切入”的原則進行課程建設?！皬拇筇幹邸本褪歉鶕n程所涉專業的教育目標，結合課程的特點及其內在聯系，把生物化學、環境生物學、環境生物技術、環境毒理學、水處理生物學及其實驗等多門存在邏輯性和內在一致性的課程，整合成系列課程進行一攬子建設，組建課程群教學團隊；“從小處切入”就是要將單一課程教學團隊建設好，為課程群教學團隊的可持續發展發揮作用。
1.2 教學團隊建設方式思考
建設教學團隊的過程需要不斷積累和探索[3]。水處理生物學與實驗教學團隊的建設首先應當審定相關專業的總體培養目標；其次需要監督目標的落實，以確保其各層級之間相互配合與協作；最后以此為依托重點開展水處理生物學及其實驗教學團隊教師梯隊的構建和培養。
從小的細節入手，每一個單一課程教學團隊的建設都要落到實處[4]。在實際的建設過程中，單一課程教學團隊建設要在充實內涵的基礎上注重外延銜接。內涵建設指針對某一門課程的教學目標及教學要求進行教學規劃，充分發揮教師豐富扎實的專業知識、強烈的創新意識和創新精神。外延銜接指在明確該課程與其他課程群之間關系基礎上，與其它課程的教學積極主動去聯系，融洽共存，進而實現團隊層面上的局部與整體的統一。
2 水處理生物學及其實驗教學團隊的建設內涵
2.1 加強課程建設和教學改革，拓展教學團隊成長平臺
課程建設要著眼于全局，根據專業教育目標和整套課程體系規劃去設計主體教學方案，貫穿基礎課、專業基礎課和專業課，使課程與課程之間進一步整合，在專業理論中融入更多應用型案例，確保單科教學與整個課程體系相協調[5]。比如在制定《水處理生物學》課程教學內容時，應該考慮該課程與前導課程《生物化學》及后續課程《水質工程學》的聯系，加強應用實例的教學內容。
理論教學方法科學，教學手段先進，采用現代教學模式提高教學效果。理論教學 “以多媒體為主、板書為輔、師生現場操作”的思路進行課堂講學，運用先進的多媒體教學手段來改進傳統教學模式。重視實驗教學方式和內容的改革，注重趣味性、工程性和創新性。市政工程、給排水工程專業的大學生尤其需要重視實驗教學。實驗教學實施原則是重在參與、重在過程、重在實驗報告、重在知道，學到東西比實驗結果重要得多。教學中除注重實驗引導外，還要注重學生自主開發實驗作品的能力，激發學生的實驗興趣和創作熱情，提高實驗教學水平和教學效果。
教學團隊成員要積極申報和建設各級精品課程、MOOC課程。通過課程建設，完善課程的網上學習資源和網上答疑渠道，不斷提升課程建設水平，力爭獲得標志性教學成果。水處理生物學及其實驗教學團隊近3年來取得相關教學工作積累和經驗：主持完成省、校級教學質量工程項目5項，目前在研省、校級教學質量工程項目3項，發表相關教學研究論文10余篇。
2.2 加強師資隊伍培養，提升團隊教師素質
加強教師隊伍建設，尤其對青年教師的培養。本著“質量立校，科研強校”的思想，按照“內培外引，優化結構，打造專兼結合雙師教學團隊”的人才隊伍建設思路，通過在職學歷教育、訪學交流、新技術培訓、職業資格培訓、企業實踐鍛煉和堅持開展“傳、幫、帶”活動、教學競賽活動、師德師風教育等方式，大力加強師資培養，教師隊伍的學歷結構、職稱結構得到充分優化，專業素質、教學水平、實踐能力得到不斷提高，建成一支師德好、素質高、業務精的師資隊伍，為課程教學融入新鮮血液。
2.3 重視科研工作，提高人才培養質量
教學團隊建設的重要方面是要重視科研工作，教師學術水平得以提高、教學水平得以進步的基礎是需要教學與科研間的互動。將科研項目與教學相結合，為有能力的學生提供科研項目有關的學習資料，積極讓學生參與科研項目的研究和系統的研發，培養學生的文獻查閱能力、論文報告能力及論文寫作能力。教學團隊成員有幾個科研方向，諸如水處理微生物學、水處理生物生態學、水處理藻類學等，鼓勵教師結合書本知識把科研新知識及時傳授出來，讓學生領略科技發展的魅力，鼓勵學生發奮學習。良好的教學科研互動，尤其是青年教師在受到學生的欽佩和愛戴氣氛中增強了自信心和工作動力。水處理生物學及其實驗教學團隊近幾年來一直從事水處理生物學研究工作，具有相關研究工作積累和經驗：主持完成安徽省十五科技攻關項目“微缺氧懸浮污泥層單級脫氮污水處理設備”、安徽省教育廳自然科學基金項目“新農村建設實用污水處理技術研究”的科研工作，均取得了較為系統的研究成果；目前教學團隊成員主持在研2項國家自然科學基金青年基金“活性污泥法除磷過程中胞內儲存物質的紅外光譜解析與應用”、“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防潮、防霉、防水機理”；1 項安徽高校省級自然科學研究重點項目“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“巢湖流域城鎮污水處理功能提升及污泥處理技術與示范”等的科研工作，主要承擔與水處理生物學有關部分的工作。教學團隊成員近3年發表相關領域的科學論文30余篇，SCI、EI檢索10篇。
3 水處理生物學及其實驗教學團隊建設的特殊性――實驗教學改革
3.1 實驗教學改革內容
實驗教學建設是水處理生物學及其實驗教學團隊建設的一個重要方面。根據人才培養的目標，從學生素質培養和鍛煉的角度出發，應該從實驗教學內容、方法以及功能等各方面對相關體系進行全面的深化改革。水處理生物學及其實驗教學團隊不僅能夠充分發揮集體協作的優越性，而且在實驗教學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、設計型實驗教學的新方法新內容的目標[6-8]。
綜合型實驗教學，實際上就是以學生獨立操作為主、教師輔導為輔、實驗過程包含數個實驗關鍵點的實驗教學模式。綜合水處理生物學實驗內容、方法、手段，培養全面思考以及解決水處理生物學問題的思維方式，運用綜合分析問題、解決問題的方法和手段，掌握水處理生物學綜合知識，以達到培養綜合運用水處理生物學知識的能力和素質的目的。設計型實驗教學，即學生根據實驗指導教師提供的可選擇題目自由選擇感興趣的課題、運用所學的理論知識和實驗技能獨立設計研究方案、確定研究路線并完成整個實驗過程以達到實驗目標的實驗教學模式。
綜合型和設計型的實驗教學不僅反映了教學形式的多變性，而且體現了實驗教學的內在本質。在篩選及判定綜合型和設計型實驗過程中，教師應認識和理解水處理生物學實驗教學的內在規律；在進行綜合型和設計型實驗過程中，學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研究方案設計以及水處理生物學實驗過程中的設備和儀器調試和操作，學生的創新意識、主觀能動性均得到提高。
3.2 實驗教學改革實踐
設置綜合型實驗。對于市政工程、給排水工程專業的學生來說，選用細菌總數、總大腸菌群2個指標作為綜合性實驗的內容是比較合適的。因為細菌總數、總大腸菌群是自來水廠2個重要的出水衛生學指標，熟練掌握這2個實驗對今后從事水務工作的同學來講是必不可少的。該實驗將若干個微生物基礎實驗串聯在一起，幾乎運用到了微生物實驗所有的基礎操作技能，同學們之間也需要相互配合才能完成，這既增長了學生的實驗操作技能，也培養了同學之間團隊協作精神。
設置設計型實驗。對于市政工程、給排水工程專業的學生來講，由于很多學生畢業后都將從事水污染控制與理論工作，所以有關污水生物處理機理研究是其未來工作的重點。為此，我們設計了不同的實驗以提高學生的技術水平：在綜合型實驗基礎上，諸如“設計一個從污水處理構筑物中分離降解某種污染物的細菌純種的實驗方案”題目，要求學生學會從特定實驗材料中分離降解某種污染物的細菌。為了培養學生解決問題的能力，實驗中我們將學生分成幾個小組，讓學生自己查找資料、設計方案、準備藥品和儀器，并完成實驗。在這期間，教師只負責實驗的指導和檢查。通過此類實驗，提高了學生查閱文獻、應用文獻的能力，最終達到駕馭文獻的目的，由此增強了學生的成就感，大大提高了學生進行水處理生物學實驗的興趣。
4 水處理生物學及其實驗教學團隊建設的根本目標――提高人才培養質量
倡導團隊中的成員與學生溝通，成為他們的知心朋友。深入同學中間，去了解同學生活、理解同學的喜怒哀樂，為同學們排解學習疑難，增進師生間的友誼，引導學生健康愉快學習生活。
倡導團隊成員博學多才。大學教育不能夠僅是講授書本知識，需要把與書本知識相關的知識融入到教學過程中。人人知道“大腸桿菌”，在講授大腸桿菌相關內容時，適時穿插一些水處理之外的內容，如大多數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，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。借助好學生的好奇心，這樣既活躍課堂教學氣氛，又能夠增強課堂教學效果，豐富學生的知識面。
水處理生物學及其實驗教學團隊的建設是長期的，每一位成員都以團隊建設為己任，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、影響學生，教與學相長，達到提高人才培養質量的根本目標。
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教材教學模式考核體系給排水技術的迅猛發展，給排水工程專業教育的國際化成為必然趨勢，雙語教學也已成為很多高校給排水工程專業教學改革的重點之一。我校土木工程專業于2001年開設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士學位點評估，并于2012年通過省教育廳審批成為“江蘇省本科重點專業”?！端幚砩飳W》是給排水工程專業的學生必修的一門專業基礎課，水處理生物學領域的發展是給排水工程技術的發展與創新的根本源泉，所以，為了培養給排水專業學生的創新能力及國際競爭力，開展《水處理生物學》雙語課程的建設勢在必行。
一、教材的選編
《水處理生物學》的主體部分是微生物學，有很多權威的外文書籍。目前，我國很多高校雙語教學選用的是外文原版教材，雖然原版的外文教材能給學生提供很地道的英語環境，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專業設置的教學內容存在差異，學生通常難以適應，甚至會造成專業知識結構與重點的錯亂的不良結果。因此，需要調整外文原版教材的專業知識結構，編寫雙語教學專用的教材，一方面，選用了很地道的、權威的英文專業術語；另一方面，又能很好地適應國內的教學思路。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，讓學生接觸科技論文的寫作技巧，同時也及時了解本學科的前沿動態。作者所在教研組以“高等學校給水排水工程專業指導委員會規劃推薦教材”中文版教材為基準，從眾多的英文原版教材中選擇相應的內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，這樣實現了雙語教材內容的一致性，同時也非常符合中國學生知識構建的一般規律，有利于學生接受知識，在實踐中效果很顯著。
二、教學模式
目前，國內高校常用的雙語教學模式是“英文原版教材，中文講授”。但考慮到學生的英語水平薄弱，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生對專業知識的理解與掌握。此外，教師講授為主的模式也不利于充分發揮學生的主觀能動性。
因此，筆者所在教研組嘗試將中文與英文講授相結合，并充分調動學生學習的主觀能動性。具體要求學生課前同步預習中/英文教材的內容，查詢相關生詞；課堂上先用中文講解中文教材的內容，然后用英文進行總結和要點的回顧；板書與多媒體以中文為主，涉及到的專業術語給出對應的英文翻譯，多媒體中加入一些純英文的圖片、音頻、動畫等，幫助學生理解與聯想記憶；布置選讀教材上相關的翻譯、思考題作為課后作業；同時，考慮到全面培養學生對英語的聽、說、讀、寫的能力。因此，在課堂的復習回顧環節中通過英文提問和英文回答來鍛煉學生的聽說能力，通過開展課堂討論，鼓勵學生查閱與課程內容相關的外文文獻后，用英語對某一話題進行演講與討論。此外，《水處理生物學》有課內實驗，實驗課也采用雙語進行教學。通過實踐證明，該教學模式很大程度地調動學生學習的主觀能動性，學生對專業知識的掌握和應用英語的能力均有較大的提升，教學效果很好。
三、考核體系
雙語教學課程的考核與普通課程不一樣，既要注重對學生掌握專業知識情況的考核，又要注重學生對專業英語的綜合應用能力的考核，同時也要綜合平時的學習表現和閉卷考試的成績。作者所在教研組開展《水處理生物學》雙語教學過程中，將學生課前預習的情況、復習回顧環節中的英文回答、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，綜合考察了學生對專業知識的掌握情況以及對專業英語的運用能力。
四、其它輔助資源
學生應當多閱讀國內外相關專業的文獻，才能拓展專業知識面，培養英語運用能力，因此外文學術資源對于雙語教學非常重要。作者所在學校的圖書館可以提供國內外權威書籍的紙質版和學術資料的電子版。同時學院的獨立資料室可提供與專業更密切相關的文獻書籍，還有可供小組討論的場所，有助于學生團隊合作完成雙語課程的作業。學院還具有一系列鼓勵教師到國內、國外著名高校調研交流的政策，有利于雙語課程建設的調研與完善。
為實現高等教育與國際的接軌，開展雙語教學是必然的趨勢。但是實踐中由于多種原因，雙語教學的效果并不理想。作者所在教研組通過近幾年對《水處理生物學》雙語教學的實踐與研究，從教材的選編、教學模式、考核體系以及其它的輔助資源的角度進行了經驗性的總結，可為今后其它類似雙語教學的開展提供參考。
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摘 要：目前，高效低耗去除水中氮磷污染物是國內外廣泛關注的環境問題，污水反硝化脫氮除磷技術則是當前的研究熱點。本論文針對反硝化脫氮除磷技術的核心——反硝化除磷菌的微生物學性能進行了研究，以深入理解反硝化除磷現象，也由此才能充分利用其優越性來提高和優化生物脫氮除磷效率和工藝。
關鍵詞：污水處理；反硝化脫氮除磷；微生物學；反硝化除磷菌
到目前為止，國內外學者普遍關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方面的特性研究則更少。本論文針對反硝化脫氮除磷技術的核心——反硝化除磷菌開展微生物學研究，更進一步理解反硝化除磷現象，提高生物脫氮除磷效率。
1.反硝化脫氮除磷的微生物機理 Seyoum Yami Gebremariam, Marc W. Beutel, David Christian, et al. Research advances and challenges in the microbiology of enhanced biological phosphorus removal-a critical review. Water Environment Research, 2011, 83(3): 195-219.
隨著我國經濟水平的提高及工業的大規模發展，水環境污染也越來越嚴重，地表水及地下水出現了許多新增污染物，給人們身體健康產生嚴重危害。為了遏止水環境繼續惡化，一些新技術、新工藝應運而生。在給排水科學與工程專業課程體系中，《水處理新技術》正是這樣一門重要專業課[1]，它強調污水處理的“新技術”、“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，內容較多，但課程學時較短，如何在短時間內培養學生工程實踐能力，是廣大教學工作者面臨的一個共同難題。筆者嘗試通過案例教學法讓學生更好地掌握課程知識，培養學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法設計的要點。
1 案例應注重理論與實踐緊密結合
理論知識是工程實踐的基礎，在2012年教育部《高等教育本科專業》中將“給水排水工程”專業更名為“給排水科學與工程”專業[2]，名稱的更換標志著科學理論基礎在專業人才培養的重要性。因此在《水處理新技術》課程教學的案例選用上，需要理論與工程實踐并重，同時與教材緊密結合，通過案例來啟發學生思考，并建立理論和實踐的聯系。
在生物脫氮新技術單元，以短程硝化-反硝化工藝（SHARON）工藝為案例進行介紹。傳統硝化過程是指氨氮（NH4+）先氧化成亞硝氮（NO2-），再被氧化成硝態氮（NO3-），兩個步驟分別由氨氧化細菌（AOB）和亞硝化氧化細菌（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（式3），而不是傳統觀念認為只能以NO3-為底物進行反硝化反應（式4）。
在案例教學中通過介紹短程硝化-反硝化的微生物學理論知識，使學生更容易理解SHARON工藝的運行方式與特點。綜合比較化學反應式1和2，理論上氧氣（O2）可以節省25%，對應工藝過程中可以節省曝氣量25%；綜合比較化學反應式3和4，甲醇（CH3OH）可以減少40%，對應SHARON工藝反硝化過程中可以節省外加碳源40%。這樣從理論和工藝兩方面進行案例分析，加深學生對SHARON工藝的理解，并增加其對生物脫氮新技術的認識。
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》教材中介紹的新技術、新工藝，它們的特點與應用范圍可能會隨著實際工藝研發而發生一些變化。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的發展，及時補充新知識，才能避免學生走出校園后出現知識與實際情況脫節的問題。
在厭氧生物處理技術中，以厭氧顆粒污泥為案例，介紹最新的分子生物學技術――熒光原位雜交技術（FISH）在厭氧顆粒污泥菌群檢測中的應用，講解其在厭氧顆粒污泥形態特征檢測中的應用，并介紹厭氧顆粒污泥形成的機理。通過這些講解，讓學生了解厭氧生物處理技術的最新發展成果與研究技術。
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可，并經過工程實踐的檢驗，這種案例才更有說服力。
3 案例應與科研緊密聯系
我?！端幚硇录夹g》課程是在給排水科學與工程專業大四上學期開設，很多學生即將開展畢業設計（論文），一些同學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學生興趣，培養學生科研能力。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、各構筑物的運行參數及對污染物的處理效果。這樣學生在做排水方向畢業設計，遇見氧化溝工藝的設計就能與課堂知識聯系起來；或者學生在做氧化溝生物脫氮的畢業論文的時候，課堂所學知識可以為畢業論文的開展提供良好的基礎，進一步為研究生生物脫氮相關課題研究奠定基礎。
4 增強與學生的互動性
教學過程中，學生的積極參與是保證教學效果的重要因素[3]。因此案例實施過程中，老師需要充分挖掘學生潛力，調動他們的積極性，提高其學習興趣和主動參與意識，從而培養學生發現問題、分析問題與解決問題的能力，達到提高《水處理新技術》教學質量的目的。值得注意的是，課堂中往往是幾個表現突出的學生主動性強，而部分學生則好像事不關己，不會積極參加案例的討論[4]。因而在案例教學過程中，除了關注表現積極的學生外，還需要強制性地要求一些不參與討論的學生發表觀點，活躍整個課堂氣氛，增強案例法的教學效果。
論文關鍵詞:生態工程;污水生態處理
論文要:本文闡述了生態工程的定義及原理,重點介紹了污水處理技術的要點和意義。
1生態工程介紹
1.1生態工程
生態工程以復雜的社會——經濟——自然復合生態系統為對象,遵循應用生態系統中物種共生、物質再生循環及結構與功能協調等原則,以整體調控為手段,以人與自然的協調關系為基礎,以高效和諧為方向,為人類社會及自然環境雙受益和資源環境可持續發展設計的具有物質多層分級利用、良性循環的生產工藝體系。以期同步取得生態環境效益、經濟效益和社會效益[1]。
1.2生態工程原理
生態工程涉及生態學、生物學、工程學、環境科學、經濟和社會等領域,原理眾多。我國學者(馬世駿1986、顏京松1986、Ma&Yan1989,Yanetal1992)在系統生態學理論的基礎上,對生態工程的原理作了精辟論述和提煉。把生態工程原理總結為整體、協調、自生、再生循環等基本原理。孫鐵珩,周啟星等[2]提出污水生態工程是指運用生態學原理,采用工程學手段,把污水有控制地投配到土地上,利用土壤-植物-微生物復合系統的物理、化學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,是污水治理與水資源利用相結合的方法。
2主要生態工程污水處理技術
2.1污水土地處理系統
污水土地處理系統是一種污水處理的生態工程技術,其原理是通過農田、林地、葦地等土壤--植物系統的生物、化學、物理等固定與降解,對污水中的污染物實現凈化并對污水及氮、磷等資源加以利用[3]。根據處理目標、處理對象的不同,將污水土地處理系統分為慢速滲濾(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]。
土地處理系統造價低,處理效果佳,其工程造價及運行費用僅為傳統工藝的10%~50%。其中污水濕地生態處理系統又稱人工濕地,目前研究最為深入、應用最廣泛。通過人工濕地生態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等營養物得到利用。整個系統呈自然式良性循環,構成了具有自適應、自凈化能力的水陸生態系統。該系統管理簡單,穩定后幾乎不需要人的參與,物耗、能耗低,效率高。生態系統中的植物群體不需要另行施肥與灌溉,還兼有美化環境的功能,這種生態凈化方法實現了水環境可持續發展[5]。
以人工濕地處理系統為例,土地生態處理系統對污水的凈化機理如下:系統中的填料(介質)具有巨大的比表面積,易形成生物膜,污水流經顆粒表面時,其中的污染物質通過沉淀、過濾、吸附作用被截留[6]。
2.2污水生態塘處理系統
生態塘系統是以太陽能為初始能源,通過在塘中種植水生作物,進行水產和水禽養殖,建立人工生態系統,,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]。有機物質在生態塘處理系統中得到降解,釋放出的營養物進入了復雜的食物鏈中,產生的水生作物、水產都可以被收獲。生態塘處理系統能夠有效地處理生活污水及一些有機工業廢水,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、運行管理簡單的優點。但該系統占地面積大、易出現短流、溫度較高時易散發臭氣和孳生蚊蟲、對氮磷的去除效果不穩定。近年來,我國生態塘污水處理工藝研究側重在兩個方面[8]:篩選、培育高效水生凈化植物;組合曝氣、水生植物、水產養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合生態體系,是污水處理與資源利用的完美結合,構建了一個完整的生態系統和良好的內部良性循環系統。
2.3蚯蚓微生物濾池系統
蚯蚓生態濾池是濾床中建立的人工生態系統,由濾床填料、蚯蚓及布水系統等組成。系統利用蚯蚓和微生物的協同作用對污水中含有的各種形態污染物質進行處理和轉化。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循環。
3生態污水新型處理技術
如利用土壤毛細管浸潤擴散原理,研制成功的地下毛細滲濾系統(theundergroundcapillaryseepagesystem,UCSS)[11]。地下毛細滲濾系統(UCSS)的中心部分是地下毛細滲濾槽,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土地凈化污水處理系統占地面積和運行費用問題,還可回收污水和營養物質(包括氮、磷和鉀)用于植物生長。
活機器(livingmachine)系統是加拿大出生的海洋生物學家約翰·托德(JohnTodd)發明的,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系統,將水產養殖與人工濕地結合起來并封閉在溫室里,以創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、硝化和反硝化、厭氧和好氧分解過程,在獲得高標準水質的同時避免了自然處理系統占地大、滯留期長、寒冷氣候處理效果欠佳等弊端。
論文要:本文闡述了生態工程的定義及原理，重點介紹了污水處理技術的要點和意義。
1 生態工程介紹
1.1 生態工程
生態工程以復雜的社會——經濟——自然復合生態系統為對象，遵循應用生態系統中物種共生、物質再生循環及結構與功能協調等原則，以整體調控為手段，以人與自然的協調關系為基礎，以高效和諧為方向，為人類社會及自然環境雙受益和資源環境可持續發展設計的具有物質多層分級利用、良性循環的生產工藝體系。以期同步取得生態環境效益、經濟效益和社會效益[1]。
1.2 生態工程原理
生態工程涉及生態學、生物學、工程學、環境科學、經濟和社會等領域，原理眾多。我國學者(馬世駿1986、顏京松1986、Ma&Yan1989，Yanetal1992)在系統生態學理論的基礎上，對生態工程的原理作了精辟論述和提煉。把生態工程原理總結為整體、協調、自生、再生循環等基本原理。孫鐵珩，周啟星等[2]提出污水生態工程是指運用生態學原理，采用工程學手段，把污水有控制地投配到土地上，利用土壤-植物-微生物復合系統的物理、化學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，是污水治理與水資源利用相結合的方法。
2 主要生態工程污水處理技術
2.1 污水土地處理系統
污水土地處理系統是一種污水處理的生態工程技術，其原理是通過農田、林地、葦地等土壤--植物系統的生物、化學、物理等固定與降解，對污水中的污染物實現凈化并對污水及氮、磷等資源加以利用[3]。根據處理目標、處理對象的不同，將污水土地處理系統分為慢速滲濾(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]。
土地處理系統造價低，處理效果佳，其工程造價及運行費用僅為傳統工藝的10%~50%。其中污水濕地生態處理系統又稱人工濕地，目前研究最為深入、應用最廣泛。通過人工濕地生態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等營養物得到利用。整個系統呈自然式良性循環，構成了具有自適應、自凈化能力的水陸生態系統。該系統管理簡單，穩定后幾乎不需要人的參與，物耗、能耗低，效率高。生態系統中的植物群體不需要另行施肥與灌溉，還兼有美化環境的功能，這種生態凈化方法實現了水環境可持續發展[5]。
以人工濕地處理系統為例，土地生態處理系統對污水的凈化機理如下:系統中的填料(介質)具有巨大的比表面積，易形成生物膜，污水流經顆粒表面時，其中的污染物質通過沉淀、過濾、吸附作用被截留[6]。
2.2 污水生態塘處理系統
生態塘系統是以太陽能為初始能源，通過在塘中種植水生作物，進行水產和水禽養殖，建立人工生態系統，，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]。有機物質在生態塘處理系統中得到降解，釋放出的營養物進入了復雜的食物鏈中，產生的水生作物、水產都可以被收獲。生態塘處理系統能夠有效地處理生活污水及一些有機工業廢水，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、運行管理簡單的優點。但該系統占地面積大、易出現短流、溫度較高時易散發臭氣和孳生蚊蟲、對氮磷的去除效果不穩定。近年來，我國生態塘污水處理工藝研究側重在兩個方面[8]:篩選、培育高效水生凈化植物;組合曝氣、水生植物、水產養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合生態體系，是污水處理與資源利用的完美結合，構建了一個完整的生態系統和良好的內部良性循環系統。
2.3 蚯蚓微生物濾池系統
蚯蚓生態濾池是濾床中建立的人工生態系統，由濾床填料、蚯蚓及布水系統等組成。系統利用蚯蚓和微生物的協同作用對污水中含有的各種形態污染物質進行處理和轉化。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循環。 轉貼于
3 生態污水新型處理技術
如利用土壤毛細管浸潤擴散原理，研制成功的地下毛細滲濾系統(the underground capillary seepage system，UCSS)[11]。地下毛細滲濾系統(UCSS)的中心部分是地下毛細滲濾槽，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土地凈化污水處理系統占地面積和運行費用問題，還可回收污水和營養物質(包括氮、磷和鉀)用于植物生長。
活機器(living machine)系統是加拿大出生的海洋生物學家約翰·托德(John Todd)發明的，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系統，將水產養殖與人工濕地結合起來并封閉在溫室里，以創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、硝化和反硝化、厭氧和好氧分解過程，在獲得高標準水質的同時避免了自然處理系統占地大、滯留期長、寒冷氣候處理效果欠佳等弊端。
結語
污水生態處理技術基本上不涉及化學能的投入和化學品的消耗。根據國情，我國的污水治理必須走生態處理技術的道路[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.
