数值模拟在水污染控制实验教学中的应用

张 瑜， 芦 星， 彭 勤， 王桂芳， 杨树成

（西安交通大学a.能源与动力工程专业国家级实验教学示范中心；b.能源与动力工程学院，西安710049）

0 引 言

环境工程是一门综合性和实践性较强的学科，水污染控制工程作为环境工程专业核心课程之一，内容涉及物理、化学和生物处理等多种废水处理技术和工艺，是多门自然科学知识的综合应用［1-3］。水污染控制工程实验是教学中实现理论与实践结合的重要过程［4］，有助于加强学生对废水处理技术基本理论的巩固，提高学生对专业理论知识的综合应用能力，对拓展学生知识结构面及创新精神具有非常重要的作用［5］。

传统教学过程比较注重概念、原理等知识的传授，而以工程思维训练为主的解决复杂问题、创新能力的培养在一定程度受到局限［6］，其原因是课程部分内容比较抽象，而大多数教学实验的因素和水平已经给定，这导致水污染控制教学实验与快速发展的实际应用逐步脱节，废水处理的前沿技术更无法充分体现［7］。学生基本停留于水质参数测定和处理装置系统的初步认识，无法深入探索工艺流程、影响因素及反应器的结构特征等。

但在本科教学实验中，创新和探索性实验开展往往需要面对很多困难。以废水好氧生物处理综合实验为例，其正常运行涉及机械设备控制、运行参数调整等方面，也往往受接种污泥活性和沉降性能的限制。而且污泥驯化需要数10天，若改变进水水质、运行条件或反应器结构等参数，得到可靠的实验结果也需几天甚至更长时间，期间水质分析任务也是非常繁重耗时［8］。……