《固体废物处理与处置》课程工艺设计教学体系探索与实践

杨列+陈水平+刘艳丽

摘要：本文提出了《固体废物处理与处置》课程工艺设计教学体系的设置思路，结合理论课程工程应用部分涉及大量原理、设计计算及工艺流程的特点，探索了采用我国应用最广泛的卫生填埋工程作为课程设计教学主题，以固体废物处理基础理论为基础，将多学科理论知识在实践教学中训练的教学体系。

关键词：固体废物处理与处置；课程工艺设计；教学体系

1. 引言

《固体废物处理与处置》是环境工程专业的9门核心课之一，由此确立该课程在环境工程专业本科人才培养中的重要地位[1， 2]。该课程具有典型的实践操作性和实用性特点，对环境工程本科理论与实践的结合能力培养至关重要，已有众多高校学者对该课程的教学内容和方式进行了研究。刘珊等[3]探索了将双语教学引入理论课堂的方式，提出了若干固体废物专业课双语教学实践的具体教学方法。肖相政等[4]也对如何优化教学内容提出了探索与创新思路。黄红丽等[5]尝试将12课时的实验教学内容和方式进行改革，在有限课时中丰富教学内容和强化教学效果。

而课程设计作为理论课程最重要的实践能力训练方式之一，相关研究较少。本论文结合武汉理工大学环境工程专业本科教学中“固体废物处理工艺设计”课程设计教学进行实践和改革研究，对课程设计的教学内容和考核要点进行优化，以提高学生将理论知识运用于实践的能力。

2. “固体废物的处理与处置”工艺设计主题的比选

根据目前国内大部分高校固体废物处理与处置课程的教学核心内容，主要有收集运输、预处理、物化处理、生物处理、热处理、资源化利用、填埋处置等章节，其中热处理（焚烧、热解）因为涉及专业较多，如热能工程、电气工程、自动控制、机械工程等，不适宜作为环境工程专业课程设计的主题。较为适宜作为课程设计主题的有收集运输、好氧堆肥和卫生填埋三项。

（1）收集运输

理论课程中收集运输的主要对象为城市生活垃圾，设计到工艺设计的内容有容器设置数量、集装时间、行程时间、每周工作时间和收集次数等，收集运输的相关计算基于服务区的基础数据（如人口、人均日产量、区域特征等），进而根据区域道路和收集点分布特点确定清运路径[6， 7]。收集运输工艺设计主要基于理论课程知识，知识背景要求相对单一，对CAD制图等技能要求较低。

（2）好氧堆肥

好氧堆肥主要适用于可降解生物质含量较高的固体废物，如农林废弃物、餐厨废弃物等。生活垃圾因成分复杂、产品合格率无法保证等原因，越来越少采用堆肥工艺作为处理方式。但随着我国日益紧缺的土地资源带来的环保设施选址难问题，好氧堆肥成为生活垃圾预处理的有效方式之一[8， 9]。好氧堆肥作为小规模试验或实验室研究主题较多，而实际大型工程应用仍较少，不具有普遍性。

（3）卫生填埋

卫生填埋仍为我国大部分地区生活垃圾处置的主要方式，其具有经济性、操作简便等特点。卫生填埋涉及生物处理、污水处理、CAD制图、流体力学等知识技能[10]，所需知识背景均为环境工程专业必修课程，具备作为课程设计主题的优势。此外，卫生填埋在我国工业固体废物、危险废物等方面也应用广泛，熟练掌握卫生填埋的工艺设计对环境工程专业学生今后的实践能力和就业优势的提高均有帮助。

综上所述，卫生填埋最适宜作为《固体废物处理与处置》的课程工艺设计主题，我校已将卫生填埋作为课程设计主题实施了三年，教学实践效果良好。

3. “固体废物的处理与处置”工艺设计教学体系

课程工艺设计以卫生填埋场的工艺设计为主线，要求学生在16课时（1周）内，完成卫生填埋场的总体设计和规模计算、防渗系统的布置、封场系统与堆体整形、渗沥液收集与导排系统、渗沥液处理规模与工艺设计等。

3.1 基础资料

课程设计的基础资料主要包括城市概况、气象资料、地形地质资料等，详见表1。

3.2 设计要求

要求学生基于已有资料按照完成一套卫生填埋场的主要工艺设计文件，填埋场的主要功能设施的设计计算要在设计说明书或图纸中得到体现，具体要求见表2。

3.3 考核要求

（1）考核方式：

平日考勤、设计报告，加上抽查提问，对成绩进行综合评定。重点了解学生对所学知识的掌握、理解和综合运用能力。

（2）评分办法：

课程设计结束后，学生应提交教学大纲和设计任务书所规定完成的相关材料，由指导教师按评分标准进行批阅，并综合课程设计过程中学生各方面的表现，评定学生的成绩。

四、结语

《固体废物处理与处置》课堂工艺设计教学方法的探索与改进在学生专业课学习发挥了重要作用。据近两年毕业生反馈情况，改革后课程设计内容和要求对学生理论知识的巩固和运用作用明显，充当了学生在CAD软件熟练运用与环境工程实际工程项目中的重要媒介，让学生的固体废物处理工艺学习中针对性的学习了实际工程设计技巧。为新形势下我校环境工程专业工程复合型人才的培养奠定了重要基础。相信随着今后教学改革的不断深入，《固体废物处理与处置》课程工艺设计教学会更加充实和完善。

参考文献

[1]赵先，江娟，张芳，张璐，基于应用型人才培养的“城市固体废物处理”课程教学改革与创新，科教导刊，9（2015）103-104.

[2]苏小丽，陈云霞，段金华，《固体废物处理与处置》課程教学改革初探，广州化工，40 （2012） 201-202.

[3]刘珊，张小玲，陈爱侠，大学短学时“固体废物的处理与处置”专业课双语教学研究与实践，教育与教学研究，25（2011）87-90.

[4]肖相政，简放陵，刘雯，固体废物处理与处置课程教学改革探索与实践，中国科教创新导刊，11（2014） 39-41.

[5]黄红丽，罗琳，周惜时，秦普丰，魏建宏，王寒，魏祥东，固体废物处理与处置的实验教学改革研究，实验科学与技术，12（2014）94-96.

[6]姜薇薇，农村生活固体垃圾收运系统选址与路线优化研究，in，曲阜师范大学，2014.

[7]孙凤海，李汉楠，徐玉梅，城市生活垃圾收运管理模式的优化设计，沈阳建筑大学学报（自然科学版），27（2011）942-946.

[8]杨列，刘婷，陈思，张俊，熊辉，胡骏嵩，陈朱蕾，生活垃圾机械-生物预处理工艺优化，环境工程，29 （2011） 89-93.

[9]杨列，陈朱蕾，唐素琴，龙思杰，胡骏嵩，生物预处理过程中有机质与水分对垃圾热值影响研究，环境卫生工程，22 （2014） 19-21.

[10]陈朱蕾，薛强，生活垃圾卫生填埋工程实用技术指南——标准应用·设计计算·案例精选，中国建筑工业出版社，北京，2013.

作者简介：杨列，武汉理工大学资源与环境工程学院讲师，环境工程博士，承担环境工程《固体废物处理与处置》理论课程和工艺设计的教学工作，