水处理生物学论文精选(九篇)

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第1篇：水处理生物学论文范文

论文要:本文阐述了生态工程的定义及原理，重点介绍了污水处理技术的要点和意义。

1 生态工程介绍

1.1 生态工程

生态工程以复杂的社会——经济——自然复合生态系统为对象，遵循应用生态系统中物种共生、物质再生循环及结构与功能协调等原则，以整体调控为手段，以人与自然的协调关系为基础，以高效和谐为方向，为人类社会及自然环境双受益和资源环境可持续发展设计的具有物质多层分级利用、良性循环的生产工艺体系。以期同步取得生态环境效益、经济效益和社会效益[1]。

1.2 生态工程原理

生态工程涉及生态学、生物学、工程学、环境科学、经济和社会等领域，原理众多。我国学者(马世骏1986、颜京松1986、Ma&Yan1989，Yanetal1992)在系统生态学理论的基础上，对生态工程的原理作了精辟论述和提炼。把生态工程原理总结为整体、协调、自生、再生循环等基本原理。孙铁珩，周启星等[2]提出污水生态工程是指运用生态学原理，采用工程学手段，把污水有控制地投配到土地上，利用土壤-植物-微生物复合系统的物理、化学等特征对污水中的水、肥资源加以回收利用，对污水中可降解污染物进行净化的工艺技术，是污水治理与水资源利用相结合的方法。

2 主要生态工程污水处理技术

2.1 污水土地处理系统

污水土地处理系统是一种污水处理的生态工程技术，其原理是通过农田、林地、苇地等土壤--植物系统的生物、化学、物理等固定与降解，对污水中的污染物实现净化并对污水及氮、磷等资源加以利用[3]。根据处理目标、处理对象的不同，将污水土地处理系统分为慢速渗滤(SR)、快速渗滤(RI)、地表漫流(OF)、湿地处理(WL)和地下渗滤(UG)五种主要工艺类型[4]。

土地处理系统造价低，处理效果佳，其工程造价及运行费用仅为传统工艺的10%~50%。其中污水湿地生态处理系统又称人工湿地，目前研究最为深入、应用最广泛。通过人工湿地生态工程进行水污染控制不仅可以使污水中的水得以再生利用，还能使污水中的有机物、N、P、K等营养物得到利用。整个系统呈自然式良性循环，构成了具有自适应、自净化能力的水陆生态系统。该系统管理简单，稳定后几乎不需要人的参与，物耗、能耗低，效率高。生态系统中的植物群体不需要另行施肥与灌溉，还兼有美化环境的功能，这种生态净化方法实现了水环境可持续发展[5]。

以人工湿地处理系统为例，土地生态处理系统对污水的净化机理如下:系统中的填料(介质)具有巨大的比表面积，易形成生物膜，污水流经颗粒表面时，其中的污染物质通过沉淀、过滤、吸附作用被截留[6]。

2.2 污水生态塘处理系统

生态塘系统是以太阳能为初始能源，通过在塘中种植水生作物，进行水产和水禽养殖，建立人工生态系统，，通过天然的生化自净作用，在自然条件下完成污水的生物处理[7]。有机物质在生态塘处理系统中得到降解，释放出的营养物进入了复杂的食物链中，产生的水生作物、水产都可以被收获。生态塘处理系统能够有效地处理生活污水及一些有机工业废水，对有机物和病原体有很好的去除效果，具有投资少、运行费用低、运行管理简单的优点。但该系统占地面积大、易出现短流、温度较高时易散发臭气和孳生蚊虫、对氮磷的去除效果不稳定。近年来，我国生态塘污水处理工艺研究侧重在两个方面[8]:筛选、培育高效水生净化植物;组合曝气、水生植物、水产养殖多个生物处理单元的综合功能，营建生化一体化水生动植物复合生态体系，是污水处理与资源利用的完美结合，构建了一个完整的生态系统和良好的内部良性循环系统。

2.3 蚯蚓微生物滤池系统

蚯蚓生态滤池是滤床中建立的人工生态系统，由滤床填料、蚯蚓及布水系统等组成。系统利用蚯蚓和微生物的协同作用对污水中含有的各种形态污染物质进行处理和转化。蚯蚓可对污水和污泥进行吸收和分解，清扫滤床，防止堵塞[9]。蚯蚓粪便可以滤除污染物，提高处理效率。蚯蚓的存在可作为家禽饲料。污水中的生物膜污泥微生物通过食物链最终被有效地转化为蚯蚓的增长及其排泄物，而蚯蚓的机体及其排泄物又可成为他微生物的分解利用对象，从而进行新一轮的生态循环。 转贴于

3 生态污水新型处理技术

如利用土壤毛细管浸润扩散原理，研制成功的地下毛细渗滤系统(the underground capillary seepage system，UCSS)[11]。地下毛细渗滤系统(UCSS)的中心部分是地下毛细渗滤槽，它通过土壤过滤和微生物降解来去除污水中的污染物。在一定程度上解决了常规土地净化污水处理系统占地面积和运行费用问题，还可回收污水和营养物质(包括氮、磷和钾)用于植物生长。

活机器(living machine)系统是加拿大出生的海洋生物学家约翰·托德(John Todd)发明的，是利用太阳能以及利用由多种多样直接或间接从太阳获得能量的生物组成生态系统，将水产养殖与人工湿地结合起来并封闭在温室里，以创造一个高效的污水处理过程[12]，包含了沉淀、过滤、净化、吸收、挥发、硝化和反硝化、厌氧和好氧分解过程，在获得高标准水质的同时避免了自然处理系统占地大、滞留期长、寒冷气候处理效果欠佳等弊端。

结语

污水生态处理技术基本上不涉及化学能的投入和化学品的消耗。根据国情，我国的污水治理必须走生态处理技术的道路[13]。

参考文献

[1]钦佩，安树青，颜京松.生态工程学.南京大学出版社[M]，1997.

[2]孙铁珩，周启星，张凯松.污水生态处理技术体系及应用[J].水资源保护，2002，3:6-9.

[3]钱文敏，陆轶峰，普红平，张斌.分散生活污水的土地处理综析[J].云南环境科学.2005，24(4):40-43.

[4]杨文涛，刘春平，文红艳.浅谈污水土地处理系统[J].土壤通报，2007，38(2):394-397.

[5]程璞，李多松，张雁秋.城市小区分散式生态污水处理[J].能源环境保护.2004，18(6):4-10.

[6]郑洁敏，牛天新，宋亮.污水生态处理技术概述[J]. 杭州农业科技， 2008 (2):26-28.

[7]黄梅，李小兵.我国生态塘污水处理工艺的研究与应用[J].企业技术开发.2004，23(12):19-21.

[8]种云霄，胡洪营，钱易.大型水生植物在水污染治理中的应用研究进展[J].环境污染治理技术与设备.2003，(4):36-40.

[9]朱继红，宋碧玉，王启中，邹鹏，刘琳.新型污水生态工程处理技术[J].污染防治技术.2003，16(4):107-110.

[10]杨键，杨健，娄山杰.一种新型环境友好污水处理工艺--蚯蚓生态滤池[J].国资源综合利用.2008，26(1):16-19.

[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.

第2篇：水处理生物学论文范文

【论文摘 要】：综述了微生物絮凝剂的研究发展、微生物絮凝剂产生菌、微生物絮凝的机理及其在水处理中的应用，并预示了今后微生物絮凝剂领域的研究将出现的重点。

微生物絮凝剂是具有生物降解性和安全性的新型、高效、无毒、无二次污染的水处理剂，可使液体中不易降解的固体悬浮颗粒、菌体细胞及胶体粒子等凝集、沉淀，在废水脱色、高浓度有机物去除等方面有独特效果。

一、微生物絮凝剂的优点

目前广泛应用的絮凝剂有以下几类：

（一）是无机盐类物质，如铝盐、铁盐，处理效果不理想。（二）其聚合物处理效果虽良好，但用量大，对环境有二次污染。（三）有机合成高分子类物质，如聚丙烯酰胺及其衍生物等，具有用量少、絮凝速度快的优点，但残留物不易被生物降解，且其单体有强烈的神经毒性和致癌、致畸、致突变效应，造成二次污染。

与传统的絮凝剂相比较，微生物絮凝剂有以下的优点：表面积大，转化能力强，繁殖速度快，易变异，分布广等特点，来源广，高效，无毒，可消除二次污染，应用范围广泛，价格较低。

二、微生物絮凝剂产生菌

至今发现的具有絮凝性的微生物达32个种[1，2]，其中细菌18种，分别为粪产碱菌属、协腹产碱杆菌、渴望德莱氏菌、芽孢杆菌属、棒状杆菌、暗色孢属、草分枝杆菌属、红平红球菌、铜绿假单胞菌属、荧光假单胞菌属、粪便假单胞菌属、发酵乳杆菌、嗜虫短杆菌、金黄色葡萄球菌、土壤杆菌属、环圈项圈蓝细菌、厄式菌属和不动细菌属; 真菌9种，分别为酱油曲酶、棕曲酶、寄生曲酶、赤红曲霉、拟青霉属、棕腐真菌、白腐真菌、白地霉和栗酒裂殖酵母；放线菌5种，分别为椿象虫诺卡式菌、红色诺卡式菌、石灰壤诺卡式菌、灰色链霉菌和酒红链霉菌。由它们生产的微生物絮凝剂中，最具代表性的为以下三种：1976年Nakamura J.用酱油曲霉生产的絮凝剂AJ7002；1985年，H.Takagi用拟青霉属生产的絮凝剂PF101，对啤酒酵母、血红细胞、活性污泥、纤维素粉、活性炭、硅藻土和氧化铝等有良好的絮凝效果；1986年R.Kurane等人利用红平红球菌研制成功微生物絮凝剂NOC-1，对大肠杆菌、酵母、泥浆水、河水、粉煤灰水、活性炭粉水、膨胀污泥和纸浆废水等均有极好的絮凝和脱色效果，是目前发现的絮凝效果最好的微生物絮凝剂。

三、微生物絮凝剂在水处理中的应用

众所周知，微生物絮凝剂不仅高效、安全、对环境不产生二次污染，而且用量少、适用范围广、作用条件粗放，是传统絮凝剂的良好替代品。从目前国内外对微生物絮凝剂应用范围的研究看，它不仅可以替代传统絮凝剂用于给水处理，或者用于医药、食品加工和发酵等行业的固液分离，而且在高浓度难降解废水的除浊、除重金属、脱色和除油等方面也表现出相当的优势。在上述废水处理中，投加微生物絮凝剂相当于预处理工序，除去废水中相当一部分有机物、浊度、色度和油脂等，减轻后续处理单元的负荷，提高处理效率和能力。另外，在传统的活性污泥工艺系统运行中常常会出现污泥膨胀或污泥活性不高等现象，微生物絮凝剂可以很好地改善活性污泥的性能。

（一）处理高浓度有机废水

畜产废水是含COD较高的难处理有机废水，采用合成有机絮凝剂虽然有较好的效果，但存在二次污染。微生物絮凝剂可以有效的去除畜牧废水中的TOC和TN。R.Kurane在80mL畜牧废水中加入100mL Ca2+溶液(1%的浓度)和5 mL红平红球菌培养物，可以使TOC从1420mg/L下降到425mg/L，使TN从420mg/L降为215mg/L，去除率分别为70%和40%。同时废水的OD660值从8.6降为0.02，出水基本是无色澄清的[5]。猪粪尿废水采用NOC-1加Ca2+处理10min后，废水的上清液变成几乎透明的液体，废水中的TOC由处理前的8200mg/L变为2980mg/L，去除率达63.7%，OD660由处理前的15.7变为0.86，浊度去除达94.5%[4]。

（二）给水处理

邓述波[5]等人利用含有糖醛酸、中性糖和氨基糖的多糖絮凝剂处理河水，相比于海藻酸钠、明胶絮凝剂而言，絮团大、沉降快、上清液浊度低，而且处理后COD值最小。

（三）畜产废水的处理

畜产废水是含BOD较高的难处理有机废水，采用合成有机絮凝剂虽然有较好的效果，但存在二次污染。

（四）建材废水的处理

含有高悬浮物的建筑材料加工废水也是较难处理的一类废水，例如陶瓷厂废水，主要包括胚体废水和釉药废水两种。

（五）消除污泥膨胀

不少工业废水在采用活性污泥处理过程中，形成的活性污泥容易发生膨胀，从而影响处理效率，若添加微生物絮凝剂，会取得良好效果。如甘草制药废水生化处理过程中形成的膨胀性污泥，当在其中添加 NOC-1微生物絮凝剂后，污泥的 SVI很快从 290下降到 50，消除了污泥的膨胀，恢复了活性污泥的沉降能力。

（六）水的脱色

现今的活性污泥法技术除去废水中的BOD并非难事，但对于脱色几乎还没有特效的方法，特别是对于那些可溶性色素很难处理，而采用微生物絮凝剂NOC-1，对墨水、糖蜜废水、造纸黑液、颜料废水进行的试验表明，处理后上清液变为无色透明。庄源益等[7]，用NAT型微生物絮凝剂直接絮凝黑染料生产废水，其脱色率可达 60%。

四、微生物絮凝剂研制开发中的重点

由于微生物絮凝剂的独特优越性，今后由它取代传统的絮凝剂是一个无可阻挡的趋势。但要达到这一步，就目前的研究状况而言，还有很多制约性的"瓶颈"需要克服，具体来说，主要有以下几点:快速寻找、筛选絮凝剂产生菌的方法研究。自然界的微生物很多，能产絮凝剂的也不少。但要找到它们，根据目前的方法，是比较困难的，效率很低。因此有必要找到一种能快速确定微生物絮凝剂产生菌的方法。降低培养基的成本。目前，微生物絮凝剂的使用成本是比较高的，主要是受培养基成本的影响。为了微生物絮凝剂的广泛使用，必须找到价廉物美的培养基。彻底搞清微生物絮凝剂的作用机理，正确指导它的制备和使用。从分子生物学的角度弄清微生物絮凝剂的遗传基因，考虑用基因工程的方法生产微生物絮凝剂。

参考文献

[1] 张彤、朱怀兰、林哲，微生物絮凝剂的研究与应用进展[J]. 应用与环境生物学报， 1996， 1(2): 95-105.

[2] 江锋、黄晓武、胡勇有，胞外生物高聚物徐凝剂的研究进展(上)[J]. 给水排水， 2002， 28(8): 83-89.

[3] 张路、王正品、刘江南，回火对国产P91钢组织和性能的影响[J]. 铸造技术，2003， (6).

[4] 朱晓江、尹双凤、桑军强，微生物絮凝剂的研究和应用[J]. 中国给水排水，2001，17(6): 19-22.

[5] 邓述波等，微生物絮凝剂MBFA9的絮凝机理研究[J]. 处理技术， 2001， 27(1): 22-25.

第3篇：水处理生物学论文范文

课改概况

在考察水产养殖学专业课程设置效果方面，鲁东大学［3］的实证分析发现：学生对基础课中的高等数学、普通物理、大学化学、有机化学、生物化学、微生物学、遗传学、动物学等课程较为重视，但对细胞生物学、分子生物学的重视程度不够。学生关注程度较高的课程包括鱼类学、水产动物胚胎学、鱼类增养殖学、贝类增养殖学、海藻学与海藻栽培学、水产动物育种学、水产动物营养与饲料学、水产动物疾病防治学等8门课，对水生生物学、水环境化学、生物饵料培养、水域生态学等4门专业基础课关注程度较低。广东海大、海南大学和鲁东大学开始关注专业基础课程教学改革，提出要加强生物化学、细胞生物学、分子生物学、水生生物学和水环境化学等课程的教学，强化专业基础课程在水产养殖学人才培养中的关键地位。其中海南大学［4］以“水生生物学”课程的教学为例，积极探索水产养殖学专业基础课的专业化教学理念和教学模式，认为水产养殖学专业基础课教学应该通过课堂教学的具体事例，结合培养逆向发散思维的失败案例分析并辅以培养探索解决问题的研究型实验教学，探讨与职业化接轨的引导式教学方法。逐步改变学生“上课、笔记、复习、考试”的传统学习模式，着眼于培养学生的专业理想、培养学生逆向发散思维和自主学习探索问题的能力。上海海洋大学［5］利用行业网站中国水产频道作为专业教育平台，构建由渔业专业频道、渔业应用系统、交互式网络平台和虚拟学校等四个相互交织的层面构成的开放式教育服务体系，探索一种开放式的水产知识传播与信息资源共享的水产教育模式。目前全国开设水产养殖学本科专业的院校约48所。2000－2011年间，上海海洋大学、广东海洋大学、大连海洋大学等23所院校共发表27篇水产养殖学专业课程改革论文，其中理论课程改革17篇，实验课课程改革10篇；涉及15门理论课和7门实验课。各院校的课改主要通过更新教学内容、运用多媒体教学技术、改革考核方式等来达到提高教学质量，增强学生动手和实践能力的目的。

存在的问题

信息技术的飞速发展，给教师教学和学生学习方式带来了深刻变化。目前大学课堂教学对信息技术的反应大多局限于利用多媒体技术授课，没有更深入的探讨信息技术对学习情境和学习文化的影响，尚未形成更适合信息时代的新的教学观念和教学方式。调查显示，目前教师课堂教学行为中讲授仍占最大比重，高达92．3％的教师是一直都站在讲台上讲课，87．9％的教师没有开展针对课堂关键问题的集中讨论；布置作业较少，教材外的作业布置得更少［6］。教学观念创新和教学方法改革迫在眉睫。大学本科教学的四年对大学生的学业发展和人格养成所起的作用是有差别的，抓好了关键点或关键阶段，就可事半功倍。一般人认为水产养殖学专业又苦又累，养鱼养虾没有什么前途，因此第一志愿报考的学生很少，生源质量不高。如海南大学近十年以水产养殖学专业作为第一志愿录取的学生仅占11．4％，绝大部分学生是经专业调剂而来，对水产养殖学毫无兴趣的学生占到63．7％；广西大学近三年来水产养殖学本科专业招生平均录取分数全校最低。对专业的不了解和不热爱，使得学生在大学一、二年级学习专业基础课的时候有抵触、不感兴趣；大学四年级由于受到考研、考公务员、预就业顶岗实习冲击，学生逃课现象较严重，很多学校在大四少排课或不排课，造成大学四年级教学过程虚化现象。纵观水产养殖学专业的教学改革，对独立的课程教学进行改革探索较多，对整个专业本科教学过程质量的关键点和关键阶段的课改研究关注较少。近年来以水产品交易为中心的水产品市场和以渔饲料、渔药等贸易为主体的生产要素市场逐步建立；各种交易形式的运用、水产企业经营管理和水产品质量安全需求、政府的渔业管理活动等与水产市场的运作紧密相关。水产企业、水产推广组织等水产组织机构体系多元化和水产营销、技术服务市场快速发展，迫切需要将与水产市场相关的理论与实务知识融入到水产专业的教学中。但现实中精品特色课程和有关水产市场课程较少。如国家精品课程网上的水产类国家级和省级精品课程共16门，其中水产养殖学专业国家精品课程只有中国海洋大学《水产动物营养与饲料学》、《贝类增养殖学》，上海海洋大学《鱼类增养殖学》、《鱼类学》、《渔业经济学》和大连海洋大学《水生生物学》、《养殖水域生态学》共7门；具有鲜明的渔业市场和经济理论特色的国家精品课程仅《渔业经济学》1门。

课改途径探索

课程改革的核心任务是教学和学习方式的转变。教师课堂教学方式的改革，最终目标是为了转变学生学习方式，培养出更具有创新精神与实践能力的人才。目前大多数人认为课外活动、学科竞赛等第二课堂实践课是培养学生创新能力的重要渠道，但从多数院校水产养殖学专业课程体系来看，实验和实习教学的学分一般只占总学分11％－17％。如广西大学水产养殖学专业实验和实习教学的学分占总学分15％，85％的毕业所需学分通过课堂学习取得，课堂教学依然是学生学习的主要场所。因此更新教学观念、改革课程教学模式，仍是提高学生创新能力的主渠道。基于此，广西大学水产养殖学本科专业开始进行以下课程改革途径探索。

信息技术改变了传统的教学模式，不仅教学技术手段丰富多彩，学习方式也发生了根本性的变革。网络上海量的信息资源构成了一个开放式的学习课堂，学习的关键在于将相关的节点、信息源连接起来，形成学习网络；老师的角色也从讲台上的主导者变成了学习的指导者。无论技术如何发展与变化，教师和学生之间的互动、合作和交流始终是教学的根本。为提高教学质量，老师需要转变观念转变角色，从传统意义上的以老师为中心转向以学生为中心，对学生的指导从知识的传递到方法的指导，引导和教导学生正确寻找、辨别和使用信息。授课方式从灌输式教学向研讨式、探究式转变，推广应用自主学习、团队学习、合作学习等典型的研究性学习课堂教学模式以引导学生自主规划和管理自己的课程学习，在课程教学中引导学生质疑、调查、探索，促进学生主动、富有个性地自主学习，给学生展示自我、体验成功的机会。如水产渔业网络信息资源包括国家和各院校网络精品课程、水产行业网站和渔业数据库，在课程学习上选用合适的网络资源可以提高课程教学的吸引力，布置课外作业让学生带着问题去网络资源中寻找答案。让学生在课堂上动起来，在课堂外忙起来，有学习的紧张感与压力，使课堂教学与课外学习相辅相成，从而提高课堂效率。#p#分页标题#e#

第4篇：水处理生物学论文范文

由表1专业选择分析可见，在校生选择环工专业主要侧重于专业的就业前景和个人兴趣，其中个人兴趣占主要原因。从表2中了解到83.3%的环工学生对本专业满意程度持一般态度，差异很明显，整体上比较消极。对于专业课课时选择上来看（见表3）：专业课课时安排在10~16节比较合适，较能够适合学生学习规律的特点。

选择水处理方向、大气方向、环评方向的学生比例分别为89.6%、41.6%和56.3%（见表4）。其他固废处理与处置和噪声控制比例较小，这与环境工程核心课程方向和市场就业基本一致。从表5分析，学生在专业方向选择上更注重监测和设计类方向，注重应用能力和实际操作能力，这与市场就业密切相关，是学生关注的重点。在实验环节选择倾向上（见表6），学生较注重综合综合能力培养，这样可以适应不同工作环境的需求。在实践环节的选择中（见表7），生产实习和毕业实习的选择比例分别为43.8%和37.5%，表明学生想要增强自身综合实践能力的意向。在毕业设计（论文）的形式选择上（见表8），41.7%的学生选择了实验论文，这样既可以参与教师的科研工作，又可以在科研写作上得到锻炼。

39.6%的学生选择了设计形式，主要是与已经在企事业设计部门待岗实习有关。只有14.6%的学生选择了科研论文，主要是现在科研论文流于形式，抄袭严重，科研水平和动手能力都得不到锻炼的原因。

二、调整对策

（一）人才培养目标定位调整对策面对就业市场与人才培养之间出现的矛盾，应对环境工程专业人才目标进行重新定位，突出以培养应用型人才为总体目标，进行以市场就业为导向，加强学生创新能力培养为目标的课程体系建设和改革。

（二）课程体系调整对策由调查可知，环境工程学生对本专业满意程度一般，整体上比较消极。鉴于此，在环境工程课程体系建设方面，应突出建设以生物学、化学和力学为专业学科基础的应用型课程群，建设以认识实习、生产实习、专业实习、毕业实习为链条的实践环节线路。

（三）实践课程体系调整对策首先，应该提高实验课程在课程体系中的学分和学时比例。其次，应建立综合性的实验实训课程培养体系。再者，在实训环节上，加强课程设计环节，鼓励生进行科学研究，在建立校外实习基地的同时，也应加强校内实习基地的建设，通过实习实践等环节的训练，为毕业设计打下基础。

三、结论

第5篇：水处理生物学论文范文

关键词 微生物学实验；环境工程专业；多媒体教学

中图分类号：G642.423 文献标识码：B 文章编号：1671-489X（2013）12-0123-03

环境微生物学作为我国高等院校环境类专业的必修科目，是一门多学科交叉的综合性、实践性及技术性很强的重要课程。随着生物科学技术在众多领域的应用和发展日益革新和壮大，这门前沿科学无疑成为研究和解决当今环境问题的新途径、新武器[1]。微生物学实验技术作为理论知识与工程应用的联结纽带，鼓舞着专业人才的科学创新思维，极大地推动环境化学、污染控制工程等领域的发展[2]。通过微生物学实验技能的系统讲解和演练，指导环境工程专业学生掌握一门实用的生物实验操作技能，培养其实验设计和动手能力，有效促进知识的迁移和转化，较好地服务于该专业本科生未来的科研活动和工程实践。

面对国家全面开展素质教育、大力培养创新型就业型人才的发展方向，各大高等院校坚持以提高本科教学质量，推进教学、科研、实践相结合，根据学校条件和专业背景，建立与社会服务相融合的特色教育，为培育更具专业素养和社会竞争力的应用型人才而努力[3]。微生物学实验作为训练专业人才基础操作技能的实用型课程，同环境工程专业领域有着重要的关联性和辅，因而成为各高等院校环境类专业的重要发展学科[4]。同时，由于微生物学特有的微观性、精密性和抽象性，环境专业学生微生物学相关知识和兴趣的薄弱，使得教师对该课程整个教学过程的设计和把握显得尤为重要。而传统的微生物学实验教学活动普遍存在诸多缺陷和需要改进的问题，比如：教材教学资源的陈旧滞后；教学理论与实际问题联系不紧密；学生积极性、重视程度不高；缺乏课程考核制度；等等。因此，笔者根据以往教学经历及同行反馈意见，对环境工程专业微生物学实验课程进行一系列设计和改进，在此进行简单总结论述。

1 开放式多元化实验教学

传统的微生物学实验教学中，如细菌染色、培养基配制和灭菌、菌种分离培养、物理化学因素对微生物生长影响的观察等，大都属于验证性实验，着重于强化理论理解和掌握操作流程，未能充分调动学生的积极性和创新性，对未来毕业设计和就业中面对实际问题造成不利影响[5-6]。开放式实验教学讲究内容、形式、地点的开放，除了增加设计性实验的比重，比如各类环境中（不同空气、土壤或水中）微生物的接种、培养和测定，完全可以由学生自主设计实验方案，准备实验药品和所需设备，教师帮助其审核实验方案的合理性，培养学生严谨的科研作风，认真分析实验结果，从实验操作过程中寻找和总结不同结果的原因[7]。为此，实验教师需要注意配备多余培养基或菌液等，对于实验过程中的失误或其他影响造成的异常情况，提供修正和弥补的机会，给予学生相对自由的实验空间和条件。同时，可以适当拓展设计性实验，加入观摩性实验环节，比如安排实验与环境工程专业实习体系相结合，让学生自主选择污水处理厂或者环境监测站等相关单位，提前接触认知实习的对象，通过观察污水厂水质变化情况、取样环节及污水处理流程的切身体验，了解活性污泥中微生物的作用和反应原理[8]。

在课程学时的安排上，教师及时安排学生对被培养菌种的观察和记录时间，提前布置下次实验内容，保证各实验小组方案的设计和讨论时间。另外，在条件允许的情况下，鼓励学生加入教师主持的相关课题，拓宽专业思路，从而对想继续专业深造和进行科研工作的学生起到积极的促进和引导作用。

2 武装课程背景，紧跟前沿热点

依托环境工程专业教学体系，本科环境微生物学课程的要求尚属理论学习水平，重在掌握操作过程的原理和流程，与实际工程项目的要求相差甚远；又鉴于大多数生物工程技术仍处在实验室探索研发阶段，或者依附其他行业生产和研发，纯生物工程行业的人才需求并未扩大，而纯微生物学专业就业面相对较窄，属于辅专业课程，所以学生的学习热情和主动性不够高[9]。

首先，从环境微生物课程相关理论及实验教材上讲，避免沿用陈旧的教学材料，借助现代网络多媒体技术拓展课堂内容，选择和侧重与实际问题接轨的内容，将国内外微生物科学技术的前沿进展呈现给学生。教师还可以在原有的课程里增设环境生物技术课程、环境污染生物修复技术等，掌握生物工程在相同的技术原理下在不同环境领域的应用，将理论知识和基本技能得到延伸和拓展。同时，鼓励和督促教师自身不断学习，掌握最新的专业动态，保持开阔的眼界和与时俱进的科研精神，通过分享国内外生物技术热点和相关科技文献，激发学生探索创新的求学态度，增强对所学专业的就业信心。

3 理论教学与实际案例相结合

将实际生产生活的相关知识点融入课堂教学中，指导学生在课外有选择地参与趣味性微生物小实验，诸如自制酸奶、酒酿、泡菜等利用微生物发酵原理的日常食物，对常见菌种如真菌、大肠杆菌等作观察和分析等，通过将微生物原理生活化、生动化，发挥学生主观能动性，使其在体验微生物与日常生产生活奇妙关系的同时，将所学技能融会贯通。在微生物学实验教学的整个过程中，坚持“学生主导，教师为辅”的原则，放手让学生从参与准备实验（培养基的制备、灭菌、接种等）到全程设计和操作，通过自行准备实验器具，自主安排实验时间，熟练微生物实验基本物品的配备、操作及其应用。当实验遇到困难受阻，鼓励学生通过调研和查阅相关案例文献来分析和解决问题，启发其创新性和设计性思维，帮助其产生一定的责任感和成就感，为今后独立参与相关工作奠定基础。

4 充分利用多媒体教学手段

依托学校现代网络教育教学系统，把目前互联网上优秀的微生物实验教学资源或者教师自制的视频、音频、图片等收集和整理起来，以多角度、动态清晰的方式将实验的全过程提前展现给学生，丰富了原本枯燥的实验内容，弥补传统教学及演示的不足，从而提高课堂教学质量[10]。笔者特别推荐将多媒体网络资源实施在实验预习阶段，尤其对于菌种的分离、接种、平板涂布划线法等环节，配合影像资料，更能寓教于乐，让他们在实验预习过程中即能得到充分的引导，更加直观、形象地领会到实验操作的要领。如果在条件允许的情况下，在后期的实验考核中，教师可以有选择地进行摄像记录、动态试卷等，这样更加客观而真实地反映学生的实际操作能力，进而提高课程考核效率。

5 严格保证教学实验安全

随着高校实验室建设的大力投入，实验教学质量的要求提升，实验室的各项安全管理事宜也显得尤为重要。为保证教学科研顺利有序地进行，保证校内师生人身财产安全，加强实验室设备及药品的安全教育和管理，以防各类事故的发生[11]。高校微生物学实验课程主要涉及生物安全、化学品安全、电气安全、紫外线辐射及消防安全等。例如：实验室酒精分类较多，用于清洁双手的酒精棉球、浸泡镊子（需沾取氯化汞溶液、75%乙醇等化学试剂）的酒精溶液等，要求实验教师严格配制和区别标注，防止混用造成不必要的污染，用后及时洗手消毒，未用完的菌种和培养基等合理保存并记录使用情况；无菌操作过程中，关闭门窗，严控课堂纪律，不得进行与实验无关的讲话、走动、吃东西等行为，防止杂菌污染；紫外照射灭菌过程中，清理超净工作台附近人员及物品，避免辐射伤害，以及臭氧对呼吸道的刺激；对于实验室经常使用的高压灭菌锅、酒精灯等，要规范安装及操作，定期检查仪器表盘、维修记录，发现异常及时修理，以免发生爆炸、火灾等事故。

6 完善考核制度，培养独立创新思维

传统的“课程预习—实验讲解及演示—分组操作—记录实验结果—评定实验报告”教学模式，不能够全面、清晰地考察学生的基础操作和应用能力。就石河子大学目前的实验教学条件看（2个超净工作台、8台显微镜、4个分光光度计等使用情况），仪器设备明显不足，造成学生在分组实验（4人/组）的情况下，得不到充分锻炼的机会，导致部分学生积极性不够，缺乏独立思考能力。另外，部分高校实验课程的成绩是依附于理论课程中的，没有单独的学分考评，学生的重视程度不够，往往造成眼高手低，动手能力差，实验收效难以保证[12]。因此，本文坚持“强化操作能力，弱化抽象理论”的考核方案，实行“预习设计（10%）+实验完成情况（30%）+单独实验操作（30%）+实验设计方案答辩（10%）+实验报告（20%）”的评分标准，在促进学生提高实验能力和重视程度的同时，优化教学反馈，便于教师更全面更具体地了解授课效果，调整教学计划、侧重点、难易程度等。

7 结束语

对于环境工程专业本科生，其微生物学实验操作技能的提高，以及对日后实际问题的分析和解决能力的提高都不是短期内能达到的，这需要相关专家和教师根据自身经历，提出宝贵的整改方案，供同行们不断实践、总结和切磋，更科学更有效地实施教学活动[13]。本文对该门课程教学内容、方式、安全措施及课程考核的探索改进，打破了传统实验教学的局限性，坚持将提高学生的实践操作能力贯穿于整个教学过程，旨在搭建环境专业类背景下微生物学理论和实践的桥梁，强化和拓展学生的专业实践能力和创新能力，为后续学生完成相关毕业论文起到辅导作用，对其在未来工作岗位上应对相关生物学实验、分析和研究探索提供一个很好的认识和锻炼机会。

参考文献

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[11]刘慧玲，杨世平，温崇庆，等.高校微生物学实验室安全的关键控制点分析[J].实验技术与管理，2012，29（11）：198-199，213.

[12]刘敬勇，罗建中，黄绍松，等.环境类本科专业环境微生物实验教学改革初探[J].广东工业大学学报：社会科学版，2007，

第6篇：水处理生物学论文范文

论文摘要：伴随着人口剧增和工业的飞速发展,人类在创造物质财富的同时,也造成环境污染、生物多样性减少以及生态失衡等生态学问题,这些已引起了人们对生态环境教育的高度关注。本文从生态环境教育的含义、教育形式、教育内容等方面,阐述在初中生物课堂教学和课外活动中加强环境保护教育所具有的深远意义。

初中生物课程标准和教材的的内容突出了“人与生物圈”这一主线。课程标准中的情感价值观目标明确要求:“热爱大自然,珍爱生命,理解人与自然和谐发展的意义,提高环境保护意识”；“关注与生物有关的社会问题,初步形成主动参与社会决策的意识”。在中学生物教学中对学生进行生态环境意识教育,是每个生物教师的责任。生物教师要利用生物学的丰富资源,结合学生实际,切实有效地开展环境保护教育。要将环境保护教育渗透到各部分相关知识内容中,让学生自己去体验、去感悟。

一、生态环境意识教育的主要内容

1.生态学有关概念、原理教育

生态环境意识教育首先要让学生了解有关的概念、原理,如对生物有影响的生态因素、生态系统、生物圈等基本概念及生态平衡的基本原理等。通过学习有关的概念、原理,帮助学生认识生物与环境之间的密切关系,理解生态环境是人类生存和发展的基本条件,人类必须遵循自然生态规律办事,才能调控、改造、优化生态环境,造福于人类和整个生物圈。

2.环境保护意识教育

由于人类对自然的不合理利用,生态平衡已受到严重的破坏。进行环境保护意识教育,已经显得非常迫切。如介绍水质富营养化的原因及危害,酸雨对农业生产等多方面的有害影响,大海中的赤潮和淡水里的水华, ddt等物质随食物链在生物体内富集等现象,使学生认识到环境污染对社会经济发展的影响和对人类健康的危害,从而增强学生的对环境保护的危机感和紧迫感,自觉地加入到保护环境的行列中去。

3.自然资源保护意识教育

自然资源是人类非常珍贵的财富,我国地大物博,有丰富的自然资源,但我国人均占有量却很少,自然资源也并非是取之不尽、用之不竭的。要向学生介绍当今世界和我国的森林、草原、野生动植物资源和水资源、土地资源等的现状,以及森林毁坏、草原退化、物种灭绝、淡水紧缺等对人类发展的影响,使学生重视、关心资源问题,积极参与资源保护。

4.可持续发展思想教育

在生态环境意识教育中,应该强调在发展生产的同时,要保护好生态环境及自然资源,实现资源的可持续利用与环境的保护,用人类与环境和谐共生的可持续发展的战略思想为主导进行教学,使学生将来走上社会后,能自觉地用可持续发展的新观点、新知识去改变传统的不可持续发展的生产方式、消费方式、思维方式,使人与自然协调的发展。

二、生态环境意识教育可采取多种教学形式

1.结合教材,在课堂上进行生态环境意识教育

课堂是师生相互交流的场所,是学生接受知识的主阵地,也是实施环境意识教育的主渠道。依据教材内容、因地制宜地进行生态环境教育,是在初中生物课堂教学和课外活动中加强环境保护教育的主要形式。七年级教材第一单元是“生物和生物圈”,专门介绍生物与环境的关系,涉及许多基本概念和原理,目的在于使学生通过学习全面了解生态环境有关知识。生态环境知识贯穿于整个课程体系,各章节都蕴藏了许多这方面的素材。如关于“水资源”---水是生命的源泉、水对生物的重要性、水资源的短缺、饮用水时刻面临污染、保护水资源等等,渗透到许多章节。教师要充分重视,具体分析研究,使课文的知识与环境教育有机结合,让学生在学习过程中,树立环保意识,达到教育效果。

2.补充教材,适时进行生态环境意识教育

人类只有一个地球,地球是人类和其他生物共同的家园。当学习“保护生物的多样性”时,使学生了解:随着植被的减少,生态环境的破坏,工业和生活用水的增加,水的污染日益加重,目前出现了江河水位急速下降、湖泊萎缩导致航运受阻,以及水资源危机。一项权威资料显示: 18世纪人类为土地而战; 20世纪的工业社会,人类为能源而战; 21世纪,由于全球化的生态环境被严重的破坏,有专家预言,全人类将为水而战。这些事实向学生敲响了警钟,引导学生关心人类生态危机,爱护我们的环境,珍惜每一滴水。

3.通过习题的分析,渗透生态环境意识教育

生态环境问题在生物练习题中亦有体现。因此,选用适宜的项目,让学生在解答问题中培养分析问题、解决问题的能力,也学会在深思熟虑中增强环保意识。例如,学习“生态系统”这一章时,补充下面这道习题: 20世纪50年代,ddt作为一种植物杀虫剂运用于欧亚及美洲大陆,但是后来人们却发现从来没有使用过ddt的南极地区的企鹅及北极附近的因纽特人体内也有ddt存在。试运用所学知识分析其中的原因,并谈谈所受的启发。

三、寓“生态意识教育”于丰富多彩的活动中

课外活动是课堂教学的继续。有些教学内容必须在课外通过学生参与才能完成。如探究废电池对生物的影响、酸雨对生物的影响等时,需要学生课余的参与,并通过实践使学生认识到环境保护的重要性,进而使这种认识转变成真正的行动。由于课外活动形式多样,生动活泼,结合课外活动开展生态意识教育能联系实际,具有针对性强,学生耳闻目睹,效果更为显著。

结合重大纪念日积极开展专题活动。在“世界环境日”(6月5日)、“地球日”(4月22日)等举办相应的知识讲座、知识竞赛或观看有关录像;在校内定期举办图片展览、黑板报、墙报等,宣传环保知识,披露环境污染情况;组织指导学生利用课余时间对自己所在城市环境状况进行调查,重点了解当前的环境状况与生物生存状况之间的关系,提出建议等。并以“爱护环境,保护我们共同的家园”为主题写小论文。

引导学生关心广播电视、报纸杂志等上有关生态环境知识和环保方面的报道,定期进行交流讨论,结合一些重大生态事件,分析原因,提出解决对策。

走进自然、深入社会,定期开展实地考察、社会调查活动,让生态意识理念潜移默化地渗入学生的心田。结合书本一些知识带领学生参与环境保护的某些具体工作,如带学生参观生活污水处理厂,去化工厂等企业了解治污措施;组织学生参与植树造林和护林宣传和实践活动。另外,还要提醒学生以身作则,从点滴小事做起。

第7篇：水处理生物学论文范文

【关键词】：上海；黑臭河道；治理

【 abstract 】 : according to the Shanghai black smelly river belong to the serious pollution water characteristics, analyzed the Shanghai black smelly river performance and the causes, from the physical, biological, chemical, ecological and so on various introduces river harnessing technology, combined with the engineering practice, this paper puts forward the black smelly river harnessing of Shanghai common measures.

【 key words 】 : Shanghai; Black-odors river; management

中图分类号：TV85文献标识码：A 文章编号：

1引言

上海属平原感潮河网地区，除长江口、东海、杭州湾水体外，内陆主要以黄浦江、苏州河及其主要支流为骨架与众多的中小河道形成了交织成网的水系，水位落差较小，水力比降十分平缓，约在五万分之一至十万分之一之间，河道水流缓慢，污染严重，水位落差较小，又较易产生淤积黑臭现象。随着工农业生产和城市的发展，河网水系被严重污染，河道黑臭现象日益突出，其中又以苏州河最具代表性。为改善上海的水环境质量，重塑上海城市形象，提高市民生活居住的环境质量水平， 上海市近几年在黑臭河道的治理过程中应用了大量先进的技术和方法,如何将这些治理技术和方法进行优选、组合,形成适合上海城市水环境特点的成套技术集成方案体系,是今后河道整治工作中迫切需要解决的关键问题之一。黑臭河道治理技术从学科分类可分为水力学技术、水化学技术、水生物学技术、水生态技术、水环境生态工程技术几大类。本文将对上述几种技术的应用情况进行介绍。

2上海黑臭河道的表现及成因

随着城市化、工业化进程的不断加快，上海河道生态系统承受的压力也越来越大，脏、乱、差问题日益突出。在河道治理和管理过程中，由于过于强调防涝、泄洪作用，而忽视了生态、景观等其它功能，导致河道成了毫无生机与活力、缺乏美感的“臭水沟”，既有碍于城市景观、破坏城市形象，更影响了沿河居民的生活居住条件，直接威胁着人们的生存环境和身体健康。城市河道的综合治理，对于维护城市生态平衡、优化城市景观、改善人居环境具有重要意义。当前，上海河道污染主要表现为黑、臭等。所谓的黑臭河道是指河道特别是河道的水体经过污染源侵入，酸雨、初期雨水、大气中的扬尘、生活垃圾的侵入，长期积累在河底的淤泥及淤泥释放的有害物质没有及时处理，水体缺少必要的循环，溶解氧过低，缺少水生动物、植物生存的环境，水体逐渐失去自净能力，加上河道底泥长期未清，使底泥不断释放分解为N、P等营养物质，导致水体富营养化，水体颜色逐渐变绿，藻类疯长，最终导致“水华”现象，产生异味，容易发黑发臭。

对于黑臭河道的整治，首先要了解黑臭河道的成因，一般来讲，黑臭河道主要有以下一些原因造成：

2.1生活废水进入河道

生活废水是指炊事、洗涤、沐浴等，伴随人的生活而向公共水域排放的污水。这些废中都含有大量的P元素，极容易导致水体的富营养化。如果不加处理和限制，使这些污水直接排入城市河流中，将会严重使河道污染，这是造成黑臭河道的原因之一。

2.2初期雨水夹带的污染物质

降雨初期，大量地表上的污染物随着地表径流汇入雨水管网，进而携带雨水管网内沉积的污染物，最终排入水体，形成对河道的污染。

2.3工业污水排放

工业污水是指工业生产过程中产生的废水和废液，其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物、副产品以及生产过程中产生的污染物。工业废水造成的污染主要有：有机需氧物质污染、化学毒物污染、无机固体悬浮物污染、金属污染、酸污染、碱污染、植物营养物质污染、热污染和病原体污染等。随着环保意识和环保执法力度的加强，工业污水直排入河道现象逐步减少，但仍存在零星、小规模企业偷排等现象，尤其是分散的食品加工、餐饮、洗衣等企业，无独立的污水处理系统，就近将生产废水排入城市雨水管网，形成对河道水质的冲击。

3治理技术

黑臭河道治理技术是指在黑臭河道的治理过程中，为改善水质而采用的各种技术手段，主要是指应用水力学、物理学、化学、生物学、生态学以及由此衍生和综合的环境生态工程学方法的基本理论、基本规律所建立起来的技术手段，旨在消除水体黑臭，降低水体污染负荷，提高水体的复氧能力和氧化能力，进而提高水体透明度，逐步恢复水体生态系统结构与功能的系统技术。

3.1水力技术

根据水往低处流的水力学原理，利用水头差来控制水体定向、定量和有序流动（如控制内河水位、控制引排水流速流向、引排时间等），使水体转向有利于削减污染负荷的技术。主要包括引清调水、水力造流和筑坝造流等技术手段和措施。

3.2物理技术

物理技术是指运用机械、磁力及超声波的手段，采用曝气、浮游生物去除和污染底泥清除等技术手段来治理河道黑臭的技术。主要包括气浮法除藻技术、磁聚除藻法、超声波除藻、曝气混合法及污染底泥疏浚技术等。

3.3化学技术

化学技术是指利用化学制剂去除水体臭味、污染物、藻类，从而达到治理黑臭河道的技术。主要包括絮凝剂净水、除藻等，所用的絮凝剂主要有无机絮凝剂、有机絮凝剂、微生物絮凝剂和复合絮凝剂等。

3.4生物技术

黑臭河道水体中存在大量有机物质，腐化作用显著，有机物分解极少，自净能力丧失，需要利用生物技术来增强水体自净功能。主要包括原位生物修复技术、复合酶污水净化技术、生物促生技术、微生物技术、组合生物技术等。

3.5环境生态技术

环境生态技术是综合运用生物学、生态学以及工程学原理，利用生物的代谢活动来吸收、降解环境中污染物、降低有毒有害物质浓度或使其无害化的技术。主要包括土地处理系统、植物浮床技术、生态修复技术和生物技术等。

4常用措施

由于上海黑臭河道面广量大，需要综合利用多种技术，采取截污治污、底泥疏浚、沟通水系、引清调水、水土保持和生态修复等多项措施，以取得较好的整治效果，从而消除上海河道黑臭现象，还原河道水清、面洁、岸绿、景美的自然风貌。

4.1截污治污

黑臭河道整治的关键是截污治污，否则不能从根本上改善水质。要加强市政污水管网建设，尽可能地将污水纳管后经污水处理厂处理后再排放，对沿河单位的排水口加强水质监测，保证达标排放，严格控制进入河道的各种污染源。

4.2底泥疏浚

底泥耗氧是河道黑臭的主要原因之一，底泥是各种污染物主要归宿场所，水体污染导致底泥淤腐并加剧水体富营养化进程，所以必须彻底清除河道内已经被严重污染的底泥，再通过底泥生物氧化等方法重建河道底部生态。

4.3沟通水系

应当因地制宜地沟通水系，盘活水体，才可有效提高河道的自净能力。水系通畅后才能充分发挥现有水利工程设施的作用，加快水体循环，沟通水系为下一步的引清调水提供基础条件。

4.4引清调水

引清调水从遵循自然状况、实现水体定向有序流动着手，充分利用潮汐动力优势，通过对现有水利工程设施的联合调度运行，实现水体的定向、定量和有序流动，以达到引清冲污、科学利用水资源、全面改善水环境质量的目的。

4.5水土保持

水体的流动会对河岸产生冲刷造成水土流失，船行波、浪涌和潮起潮落以及沿岸植被的破坏都是引起水土流失的原因。水土流失将造成河道淤塞，淤泥累积而发黑发臭，因地制宜地建设生态护岸是防止水土流失的有效办法。

4.6生态修复

河流是一种开放流动连续性的生态系统，在黑臭河道的治理过程中，结合河流的生态功能采取一些适当的生化处理措施和生态技术也是改善水质非常有效的办法之一。如及时清除泛滥的藻类等，合理发展各种水生动植物，可实现水生态平衡发展。

结束语

目前河道治理技术正朝着组合工艺的方向发展,并且更倾向于采用环境生态工程来对黑臭河道进行治理,这也是现阶段河道治理的发展趋势。上述各种河道治理技术只是最末端的手段,不是根本解决问题的方法。解决河道水体污染的根本措施是消减有关污染源对河道的污染贡献量,这符合科学发展观要求,也代表了河道治理技术的发展方向。

参考文献：

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第8篇：水处理生物学论文范文

[关键词]湿法技术、干法技术

中图分类号：O654.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）24-0248-01

一、当前沼气技术简介

不同地区的自然、经济状况、养殖场规模和环境容量等条件各不相同，因此沼气能源化处理工艺技术和模式也存在差异。本论文根据厌氧发酵原料的干物质含量的不同，主要讨论两种不同的沼气能源化利用工艺：湿法技术和干法技术。

湿法技术：发酵原料的干物质含量一般小于8%，是液态有机物的处理方法。湿法技术具有物料传热、传质效果好，反应器可以在厌氧状态下连续进出料，易于工程放大等优点，被现阶段大中型沼气工程普遍采用。

干法技术：发酵原料的干物质含量在20%～40%，原料呈固态，虽然含水丰富，但没有或者几乎没有自由流动水的沼气厌氧微生物发酵过程，是有机固体生物质的处理方法。干法技术具有容积产气率高、处理过程中不产生污水、自身能耗低等独特优势。由于干法发酵原料呈固态，在反应器厌氧状态下连续进出料有较大难度，为避免使用高能耗的输送设备，一般采用全进全出的间歇式进出料工艺，但反应器形式和密封结构是工程化研究设计的难点。

二、沼气发酵的生物过程

沼气干法发酵的微生物学原理与湿法沼气发酵基本相同。

1、主要的菌群：发酵性细菌、产氢产乙酸菌、耗氢产乙酸菌（同型产乙酸菌）、产甲烷菌。

沼气发酵的条件

1）发酵原料的C：N比：是指原料中有机碳素与氮素含量的比例关系，因为微生物生长对碳和氮有一定要求，其利用速度是20～30倍的关系，因此发酵原料的碳氮比20～30：1，或者BOD5：N：P= 200：5：1为宜。

2）足够的接种物（微生物量）：接种量一般为发酵液10%～50%；当采用老沼气池发酵液体作为接种物时，接种量应占总发酵液的30%以上。

3）严格的厌氧环境：产甲烷菌是一种厌氧性细菌，空气中的氧会使其生命活动受到抑制，甚至死亡。因此正常沼气发酵，其发酵液的氧化还原电位越低越好（不产甲烷阶段+100～-100mV， 产甲烷阶段-150～-400mV），发酵环境处于无氧状态。

4）适宜的发酵温度：高温发酵：50-65 ℃，最适温度为55±2°C；中温发酵：20-45℃，最适温度为35±2°C；偏低温发酵：10-20℃；常温发酵：随自然温度而变化的发酵。

5）pH值与碱度

pH值：厌氧消化最适宜的pH值为6.8―7.4。当pH值6.4以下或7.6以上，都会对厌氧微生物产生不同程度的抑制作用，导致产气减少或中止。

碱度：指消化液中含有能与强酸相作用的所有物质的含量。主要以重碳酸盐，碳酸盐，氢氧化物三种形式存在。这些物质可与挥发酸发生反应，使pH值不会有太大变动。

6）毒性化合物

一般情况下，农作物秸秆中不会含有大量有毒物质，但畜禽养殖场和工厂中的有机废水中常含有消毒和防疫的药物或者重金属等有毒物质，这些有毒物质会抑制厌氧微生物的生长、代谢及繁殖等。例如，有些有机氯（CH2Cl2，CHCl3和CCl4等）毒性很强，如氯甲烷浓度在1mg/L左右，常引起产甲烷菌的中毒而使发酵失败。

3、主要调控指标

1）固体物

总固体（TS）是悬浮固体（SS）和溶解固体（DS）的总和，以单位体积水样在103-105℃蒸发干后残留物的重量表示。

2）化学需氧量（COD）和生化需氧量（BOD5）

3）挥发性有机酸（VFA）

挥发性有机酸（VFA）是厌氧消化过程中重要的中间产物。VFA在厌氧反应器中的积累能反映出甲烷菌的不活跃状态或反应器操作条件的恶化，较高的VFA（如乙酸） 对甲烷菌有抑制作用。

4）pH值和碱度

5）停留时间

水力停留时间简写作HRT，指进入反应器的废水在反应器内的平均停留时间，如果反应器的有效容积为V（m3），则：HRT=V/Q

污泥停留时间简写作SRT，也称为泥龄。

SRT=反应器内污泥总量/排出反应器的污泥量。

微生物停留时间简写作MRT，指从微生物细胞的生成到被置换出消化器的平均时间。

采取可能的措施，尽可能达到：MRT> SRT >HRT

6）原料产气率Mr

是指单位原料在一定条件下的产气量。原料产气率是衡量原料分解好坏的一个重要指标。产气率的单位通常用“m3/kg（COD）”。

7）反应器的容积负荷Nv

容积负荷Nv：单位反应器，在单位时间内要保证一定的处理效果所能承受的有机物的量，其单位为kgCOD/m3.d或KgBOD5/m3.d，则计算公式：

Nv=QS/ V

式中：进料浓度S （kgCOD/m3或kgBOD5/m3），流量Q（m3/d），反应器有效容积V（m3）。

8）容积产气率是指在一定条件下，厌氧消化器单位容积的产气量，单位：m3/m3.d。容积产气率是评价厌氧消化器反应效率的一个重要指标。它与发酵原料入池量、原料种类、厌氧消化器规模、消化时间、温度等有关。Gv： 池容产气率（m3/m3.d）

Gv==Nv×Mr式中：Nv--容积负荷（kgCOD/m3.d） Mr--原料产气率（m3/kgCOD）

国内工程应用

沼气发酵的工艺条件主要包括两个方面：一是满足厌氧发酵微生物生长繁殖的适宜条件，即微生物的生物学生长条件，包括C/N比、发酵温度、pH值、接种物量等参数的合理控制等。二是从工艺上满足沼气发酵的工程化生产问题。

1、湿法技术

河南省于2007年从丹麦引进车用燃料沼气工程技术并建造了第一座大型车用燃料沼气工程。该工程以当地收集的牛粪、猪粪、人粪、屠宰垃圾、厨余垃圾和生活污水处理厂的生污泥为原料，采用欧洲有机废弃物联合消化CSTR工艺，高温发酵，全自动化控制和远程监控，产气率2.0以上，设计生产符合国家车用天然气规范的车用沼气约10000m3 d-1。

2、干法技术

间歇式干法沼气工程与湿法沼气工程相比，有两个关键的技术问题需要解决：一是发酵初期与发酵结束时发酵室沼气浓度与空气浓度达到临界点15：85时的防爆安全；二是发酵菌在发酵物中的繁殖速度保障[1]。为了解决这两个关键问题，工程需要设置安全可靠的自动控制系统。

哈尔滨宾西沼气有限公司建设的车库型间歇式干法沼气工程使用德国工艺设备，日处理农作物秸秆7.88t和牛粪17.5t，主要包括车库式厌氧发酵仓，储液池，储气柜，辅助用房包括中控室、锅炉房、净化间、发电机房和提纯车间。项目投产后，年产沼气量182.5万m3，日生产沼气5000m3。日产沼渣10.89t，年产沼渣3974.44t。

四、结论

沼气能源化利用可以解决当前我国农业发展的“瓶颈”，有利于减少农村种植业和养殖业废弃物造成的污染，提高环境质量。有利于转变农业增长方式，发展农业循环经济。我国的科研人员和工程公司目前也在致力于工程化的研发，随着生态农业的逐步发展，国内的技术将会发生突飞猛进的变化。

第9篇：水处理生物学论文范文

关键词：给排水科学与工程专业；人才培养体系；构建

基金项目：江苏省“十二五”高等学校重点专业资助项目（2012139）；江苏高校优势学科建设工程资助项目（PAPD）；课题组成员：王郑、黄新、荆肇乾、薛红琴、曹世玮、林少华

中图分类号：G64 文献标识码：A

收录日期：2017年1月13日

一、前言

给排水科学与工程专业作为一个有着60余年历史的专业，目前全国高校的办学点达到156个，年招生超过万人。随着“生态文明建设”纳入中国特色社会主义事业“五位一体”总体布局，给排水科学与工程专业的任务也从主要解决城市和工业用水的供给和排放，即以满足“量”的需求为主，转变为以改善水质为中心、水量与水质问题并重，满足实现水的良性社会循环的目标。南京林业大学给排水科学与工程专业设置在土木工程学院，2001年开设土木工程专业（给水排水工程方向），2007年以给水排水工程专业独立招生，2011年通过江苏省教育厅组织的给水排水工程学士学位授权点审核。我校给排水科学与工程专业结合学校在资源、环境、生态学科的优势和特色，创办具有林业大学特色、产学研紧密结合的江苏省重点专业。

二、南京林业大学给排水科学与工程专业人才培养目标与定位

南京林业大学给排水科学与工程专业紧密围绕高等教育立德树人的根本宗旨，按照“德育为先，能力为重，全面发展”的人才培养理念，面向国家、市政给排水行业与地方经济社会发展需求，以创新创业教育改革为引领，以品牌专业建设为契机，以内涵建设为重点，以专业规划为抓手，做强优势，补齐短板，努力提升专业的整体实力和综合竞争力，为培养人格健全、基础扎实、善于创新、勇于担当、开放胸怀的高素质人才，推动高水平特色大学建设奠定专业基础。

本专业培养适应我国社会主义现代化建设需要，德、智、体、美全面发展，具备扎实的自然科学与人文科学基础、计算机和外语应用能力，掌握给排水科学与工程专业的理论知识，获得工程师基本训练并具有创新精神的高级工程技术人才。毕业生应具有从事给水排水工程有关的工程规划、设计、施工、运营、管理等工作的能力，并具有初步的研究开发能力。在加强数学、化学、力学等基础理论教育的基础上，突出实践环节，提高学生的工程素质、培养学生解决复杂工程问题的能力，使其获得注册工程师的基本训练，并具备相应的生态文明建设理念。

三、给排水科学与工程专业理论课程体系构建

南京林业大学给排水科学与工程专业的理论课程体系建设上以《高等学校给排水科学与工程本科指导性专业规范》为基础，2016版人才培养方案中课内教学总学时为2，076学时，总学分为127学时，学生毕业总学分要求为175.5学分。其中，通识平台课内学时为660学时，其中必修课为468学时、选修课为192学时，课内学分为40学时，其中必修课为28学分，选修课为12学分；专业教育平台课分专业基础课和专业特色课，其中专业基础课必修和选修学时分别为728学时和192学时，专业特色课必修和选修学时分别为368学时和128学时。2016版人才培养方案理论课时从数量到对应的课程知识点涵盖了《高等学校给排水科学与工程本科指导性专业规范》116个知识单元、485个知识点和429个核心学时的要求。

在具体的课程设置上，将原二年级开设的专业基础课《理论力学》和《材料力学》合并成《工程力学》（B）（64学时），将原二年级和三年级开设的《土力学》、《土木工程材料》、《给排水工程结构》合并成《土建工程基础》（48学时），将原三年级开设的核心专业课《给水工程》、《排水工程》（上、下）调整为《水资源利用与保护》（32学时）、《水质工程学》（1、2）（48学时、64学时）和《给水排水管网系统》（48学时），将《建筑给水排水工程》的学时从32学时增加到48学时。开设《城镇防洪与雨洪利用》、《水工艺设备基础》和《城市水系统运营与管理》等R堤厣课程。在《水质工程学》（1、2）、《污水深度处理与回用》和《景观水工程》等专业课程教学过程中增加生态水处理的教学内容。课程教材尽量做到选用“十三五”出版的国家级规划教材以及高等学校给水排水工程学科专业指导委员会要求的教材，同时进一步按照“十三五”期间出版的规划教材组织教学内容。

在理论课程教学过程中，教师要围绕学生的需求发挥教学的主导作用，激发学生对专业知识的学习兴趣，促使学生积极主动地思考，进而促进他们将外在的知识内化为自己的素质和能力。积极开展双语课程、微课、MOOC等尝试，目前相关专业老师已经建设有双语课程《水力学》与《水处理生物学》、《建筑给水排水工程》与《水力学》微课，新颖的教学方法对于提升学生对于专业知识的理解和掌握，起到了积极的作用。

为科学考察学生理论课程的学习效果，教师对学生的考查也从单一的考试向综合测试转变。在课程考查过程中，教师不仅要测评学生的知识学习状况，而且要考查他们对新知识的认识能力、探求能力和实际动手能力。因此，教师按照一定的比重，分别考查课程学习中学生的知识理解和记忆效果、相关专业知识的计算能力、课堂参与情况，促进学生更加积极主动投入到新的学习之中。通过此举，极大地提高了学生参与课堂互动。学生平时作业成绩不计入学生总评成绩，这样能避免平时作业成绩不能反映学生真实的学习情况，在一定程度上能防止作业的抄袭。

四、给排水科学与工程专业实践教学体系构建

（一）加强实验室建设。建立比较完善的分课程实验室和综合实验室，实验教学做到小班教学，使人人都能动手参与实验。在满足《高等学校给排水科学与工程本科指导性专业规范》对实验环节基本要求的基础上，我校将《水分析化学》课程改为32学时的理论学时和32学时的实验实训课，分别计2学分和1学分（实验实训课程32学时，计1学分），对于高中阶段化学知识掌握比较薄弱的学生，对于提高他们的实际操作能力起到积极的作用。将水质工程学实验并入《水处理实验技术》（32学时），使用任课老师参与编写的出版教材，按照水质工程学的实验环节让学生实际参与操作，强化水质工程处理方面的知识。

（二）实习方面。进一步建设校内外实习、实训基地，按照给排水科学与工程专业培养方案的要求，做到所有专业基础课、重要专业选修课及专业特色课都在校内外建有对应的实习、实训基地，满足学生对取水工程、给水处理工艺、污水处理工艺、工业废水处理工艺、建筑给水排水工程、消防工程等的认识实习和实训实习的需要。

（三）创新创业训练方面。鼓励学生进入专业学习以后就能联系老师进行创新课题实验，对于高年级同学在学校的引导下，鼓励他们进行创新创业尝试，结合江苏省及学校每年组织的申报和资助的大学生创新创业训练计划项目，鼓励大二、大三的学生积极申报，构建部分优秀本科生的科研训练平台。通过创业创新训练，促进人才培养模式和教学方法的创新，鼓励和支持大学生尽早参与科学研究、技术开发和社会实践等创新活动，不断提高大学生的创新精神和实践能力。

（四）毕业设计（论文）方面。鼓励将本科毕业设计（论文）与各类大学生科研训练课题相结合，让学生在原有课题基础上进行深入研究。如果不是科研类的论文研究，学生尽量选择毕业设计，且毕业设计要有针对性，最好是针对具体工程（或者假题真做）。对于双向选择选题模式，备选题目一般应多于学生数的10%，确保一人一题。对于毕业设计，从图纸数量和说明书页数上做了最低工作量的要求（在学校规定排版格式基础上）。鼓励本专业和其他专业的学生组成毕业设计（论文）团队，进行带有交叉性质的毕业设计（论文）。

（五）课程设计方面。将《水质工程学》（1、2）的课程设计均设置为2周时间，加大课程设计工作量，如在给水厂设计中，就要求学生使用V型滤池，而不是使用教科书中讲述的普通快滤池，锻炼学生查阅设计手册和计算案例书籍的能力，从而使设计更贴近工程实际。将《给水排水管网系统》的课程设计分成《o水管网课程设计》（1周）和《排水管网课程设计》（1周），对于两类管网的计算提出具体的计算要求。在学生课程设计过程中，他们的学习潜质和积极性都被极大地调动起来，通过完整的课程设计，能显著提高学生对理论知识的实际应用能力。

五、适应给排水科学与工程专业人才培养的要求完善课程教学大纲

南京林业大学给排水科学与工程专业人才培养体系对于专业教师的知识结构提出了更高的要求，任课教师要在人才培养模式的指导下对课程内容进行系统优化，哪些内容是学生要掌握的，哪些是要理解的，哪些是要了解的，不能因课程的合并或者教学时数的减少，而简单地将教学内容进行随意的删减，应该采取改革教学方法、改进教学手段，在规定的学时内完成教学大纲规定的内容。为此，我校土木工程学院按照新的给排水科学与工程专业人才培养方案修订了38门课程的课程教学大纲，每门课由一位任课教师执笔，一位老师审核，再集体对所有课程的教学大纲进行讨论，然后进行修改后再进行讨论，经过反复的讨论修改，最后确定下来。教学必须完成教学大纲规定的内容，教学效果达到大纲标准要求，课程的评价指标体系也在教学大纲里面进行了明确。

主要参考文献：

[1]高等学校给水排水工程学科专业指导委员会.给排水科学与工程（给水排水工程）专业的建设与发展[J].给水排水，2013.39.4.

[2]高等学校给水排水工程学科专业指导委员会.高等学校给排水科学与工程本科指导性专业规范[M].北京：中国建筑工业出版社，2012.