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第1篇：水處理生物學論文范文

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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[8]種云霄，胡洪營，錢易.大型水生植物在水污染治理中的應用研究進展[J].環境污染治理技術與設備.2003，(4):36-40.

[9]朱繼紅，宋碧玉，王啟中，鄒鵬，劉琳.新型污水生態工程處理技術[J].污染防治技術.2003，16(4):107-110.

[10]楊鍵，楊健，婁山杰.一種新型環境友好污水處理工藝--蚯蚓生態濾池[J].國資源綜合利用.2008，26(1):16-19.

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第2篇：水處理生物學論文范文

【論文摘 要】：綜述了微生物絮凝劑的研究發展、微生物絮凝劑產生菌、微生物絮凝的機理及其在水處理中的應用，并預示了今后微生物絮凝劑領域的研究將出現的重點。

微生物絮凝劑是具有生物降解性和安全性的新型、高效、無毒、無二次污染的水處理劑，可使液體中不易降解的固體懸浮顆粒、菌體細胞及膠體粒子等凝集、沉淀，在廢水脫色、高濃度有機物去除等方面有獨特效果。

一、微生物絮凝劑的優點

目前廣泛應用的絮凝劑有以下幾類：

（一）是無機鹽類物質，如鋁鹽、鐵鹽，處理效果不理想。（二）其聚合物處理效果雖良好，但用量大，對環境有二次污染。（三）有機合成高分子類物質，如聚丙烯酰胺及其衍生物等，具有用量少、絮凝速度快的優點，但殘留物不易被生物降解，且其單體有強烈的神經毒性和致癌、致畸、致突變效應，造成二次污染。

與傳統的絮凝劑相比較，微生物絮凝劑有以下的優點：表面積大，轉化能力強，繁殖速度快，易變異，分布廣等特點，來源廣，高效，無毒，可消除二次污染，應用范圍廣泛，價格較低。

二、微生物絮凝劑產生菌

至今發現的具有絮凝性的微生物達32個種[1，2]，其中細菌18種，分別為糞產堿菌屬、協腹產堿桿菌、渴望德萊氏菌、芽孢桿菌屬、棒狀桿菌、暗色孢屬、草分枝桿菌屬、紅平紅球菌、銅綠假單胞菌屬、熒光假單胞菌屬、糞便假單胞菌屬、發酵乳桿菌、嗜蟲短桿菌、金黃色葡萄球菌、土壤桿菌屬、環圈項圈藍細菌、厄式菌屬和不動細菌屬; 真菌9種，分別為醬油曲酶、棕曲酶、寄生曲酶、赤紅曲霉、擬青霉屬、棕腐真菌、白腐真菌、白地霉和栗酒裂殖酵母；放線菌5種，分別為椿象蟲諾卡式菌、紅色諾卡式菌、石灰壤諾卡式菌、灰色鏈霉菌和酒紅鏈霉菌。由它們生產的微生物絮凝劑中，最具代表性的為以下三種：1976年Nakamura J.用醬油曲霉生產的絮凝劑AJ7002；1985年，H.Takagi用擬青霉屬生產的絮凝劑PF101，對啤酒酵母、血紅細胞、活性污泥、纖維素粉、活性炭、硅藻土和氧化鋁等有良好的絮凝效果；1986年R.Kurane等人利用紅平紅球菌研制成功微生物絮凝劑NOC-1，對大腸桿菌、酵母、泥漿水、河水、粉煤灰水、活性炭粉水、膨脹污泥和紙漿廢水等均有極好的絮凝和脫色效果，是目前發現的絮凝效果最好的微生物絮凝劑。

三、微生物絮凝劑在水處理中的應用

眾所周知，微生物絮凝劑不僅高效、安全、對環境不產生二次污染，而且用量少、適用范圍廣、作用條件粗放，是傳統絮凝劑的良好替代品。從目前國內外對微生物絮凝劑應用范圍的研究看，它不僅可以替代傳統絮凝劑用于給水處理，或者用于醫藥、食品加工和發酵等行業的固液分離，而且在高濃度難降解廢水的除濁、除重金屬、脫色和除油等方面也表現出相當的優勢。在上述廢水處理中，投加微生物絮凝劑相當于預處理工序，除去廢水中相當一部分有機物、濁度、色度和油脂等，減輕后續處理單元的負荷，提高處理效率和能力。另外，在傳統的活性污泥工藝系統運行中常常會出現污泥膨脹或污泥活性不高等現象，微生物絮凝劑可以很好地改善活性污泥的性能。

（一）處理高濃度有機廢水

畜產廢水是含COD較高的難處理有機廢水，采用合成有機絮凝劑雖然有較好的效果，但存在二次污染。微生物絮凝劑可以有效的去除畜牧廢水中的TOC和TN。R.Kurane在80mL畜牧廢水中加入100mL Ca2+溶液(1%的濃度)和5 mL紅平紅球菌培養物，可以使TOC從1420mg/L下降到425mg/L，使TN從420mg/L降為215mg/L，去除率分別為70%和40%。同時廢水的OD660值從8.6降為0.02，出水基本是無色澄清的[5]。豬糞尿廢水采用NOC-1加Ca2+處理10min后，廢水的上清液變成幾乎透明的液體，廢水中的TOC由處理前的8200mg/L變為2980mg/L，去除率達63.7%，OD660由處理前的15.7變為0.86，濁度去除達94.5%[4]。

（二）給水處理

鄧述波[5]等人利用含有糖醛酸、中性糖和氨基糖的多糖絮凝劑處理河水，相比于海藻酸鈉、明膠絮凝劑而言，絮團大、沉降快、上清液濁度低，而且處理后COD值最小。

（三）畜產廢水的處理

畜產廢水是含BOD較高的難處理有機廢水，采用合成有機絮凝劑雖然有較好的效果，但存在二次污染。

（四）建材廢水的處理

含有高懸浮物的建筑材料加工廢水也是較難處理的一類廢水，例如陶瓷廠廢水，主要包括胚體廢水和釉藥廢水兩種。

（五）消除污泥膨脹

不少工業廢水在采用活性污泥處理過程中，形成的活性污泥容易發生膨脹，從而影響處理效率，若添加微生物絮凝劑，會取得良好效果。如甘草制藥廢水生化處理過程中形成的膨脹性污泥，當在其中添加 NOC-1微生物絮凝劑后，污泥的 SVI很快從 290下降到 50，消除了污泥的膨脹，恢復了活性污泥的沉降能力。

（六）水的脫色

現今的活性污泥法技術除去廢水中的BOD并非難事，但對于脫色幾乎還沒有特效的方法，特別是對于那些可溶性色素很難處理，而采用微生物絮凝劑NOC-1，對墨水、糖蜜廢水、造紙黑液、顏料廢水進行的試驗表明，處理后上清液變為無色透明。莊源益等[7]，用NAT型微生物絮凝劑直接絮凝黑染料生產廢水，其脫色率可達 60%。

四、微生物絮凝劑研制開發中的重點

由于微生物絮凝劑的獨特優越性，今后由它取代傳統的絮凝劑是一個無可阻擋的趨勢。但要達到這一步，就目前的研究狀況而言，還有很多制約性的"瓶頸"需要克服，具體來說，主要有以下幾點:快速尋找、篩選絮凝劑產生菌的方法研究。自然界的微生物很多，能產絮凝劑的也不少。但要找到它們，根據目前的方法，是比較困難的，效率很低。因此有必要找到一種能快速確定微生物絮凝劑產生菌的方法。降低培養基的成本。目前，微生物絮凝劑的使用成本是比較高的，主要是受培養基成本的影響。為了微生物絮凝劑的廣泛使用，必須找到價廉物美的培養基。徹底搞清微生物絮凝劑的作用機理，正確指導它的制備和使用。從分子生物學的角度弄清微生物絮凝劑的遺傳基因，考慮用基因工程的方法生產微生物絮凝劑。

參考文獻

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[5] 鄧述波等，微生物絮凝劑MBFA9的絮凝機理研究[J]. 處理技術， 2001， 27(1): 22-25.

第3篇：水處理生物學論文范文

課改概況

在考察水產養殖學專業課程設置效果方面，魯東大學［3］的實證分析發現：學生對基礎課中的高等數學、普通物理、大學化學、有機化學、生物化學、微生物學、遺傳學、動物學等課程較為重視，但對細胞生物學、分子生物學的重視程度不夠。學生關注程度較高的課程包括魚類學、水產動物胚胎學、魚類增養殖學、貝類增養殖學、海藻學與海藻栽培學、水產動物育種學、水產動物營養與飼料學、水產動物疾病防治學等8門課，對水生生物學、水環境化學、生物餌料培養、水域生態學等4門專業基礎課關注程度較低。廣東海大、海南大學和魯東大學開始關注專業基礎課程教學改革，提出要加強生物化學、細胞生物學、分子生物學、水生生物學和水環境化學等課程的教學，強化專業基礎課程在水產養殖學人才培養中的關鍵地位。其中海南大學［4］以“水生生物學”課程的教學為例，積極探索水產養殖學專業基礎課的專業化教學理念和教學模式，認為水產養殖學專業基礎課教學應該通過課堂教學的具體事例，結合培養逆向發散思維的失敗案例分析并輔以培養探索解決問題的研究型實驗教學，探討與職業化接軌的引導式教學方法。逐步改變學生“上課、筆記、復習、考試”的傳統學習模式，著眼于培養學生的專業理想、培養學生逆向發散思維和自主學習探索問題的能力。上海海洋大學［5］利用行業網站中國水產頻道作為專業教育平臺，構建由漁業專業頻道、漁業應用系統、交互式網絡平臺和虛擬學校等四個相互交織的層面構成的開放式教育服務體系，探索一種開放式的水產知識傳播與信息資源共享的水產教育模式。目前全國開設水產養殖學本科專業的院校約48所。2000－2011年間，上海海洋大學、廣東海洋大學、大連海洋大學等23所院校共發表27篇水產養殖學專業課程改革論文，其中理論課程改革17篇，實驗課課程改革10篇；涉及15門理論課和7門實驗課。各院校的課改主要通過更新教學內容、運用多媒體教學技術、改革考核方式等來達到提高教學質量，增強學生動手和實踐能力的目的。

存在的問題

信息技術的飛速發展，給教師教學和學生學習方式帶來了深刻變化。目前大學課堂教學對信息技術的反應大多局限于利用多媒體技術授課，沒有更深入的探討信息技術對學習情境和學習文化的影響，尚未形成更適合信息時代的新的教學觀念和教學方式。調查顯示，目前教師課堂教學行為中講授仍占最大比重，高達92．3％的教師是一直都站在講臺上講課，87．9％的教師沒有開展針對課堂關鍵問題的集中討論；布置作業較少，教材外的作業布置得更少［6］。教學觀念創新和教學方法改革迫在眉睫。大學本科教學的四年對大學生的學業發展和人格養成所起的作用是有差別的，抓好了關鍵點或關鍵階段，就可事半功倍。一般人認為水產養殖學專業又苦又累，養魚養蝦沒有什么前途，因此第一志愿報考的學生很少，生源質量不高。如海南大學近十年以水產養殖學專業作為第一志愿錄取的學生僅占11．4％，絕大部分學生是經專業調劑而來，對水產養殖學毫無興趣的學生占到63．7％；廣西大學近三年來水產養殖學本科專業招生平均錄取分數全校最低。對專業的不了解和不熱愛，使得學生在大學一、二年級學習專業基礎課的時候有抵觸、不感興趣；大學四年級由于受到考研、考公務員、預就業頂崗實習沖擊，學生逃課現象較嚴重，很多學校在大四少排課或不排課，造成大學四年級教學過程虛化現象。縱觀水產養殖學專業的教學改革，對獨立的課程教學進行改革探索較多，對整個專業本科教學過程質量的關鍵點和關鍵階段的課改研究關注較少。近年來以水產品交易為中心的水產品市場和以漁飼料、漁藥等貿易為主體的生產要素市場逐步建立；各種交易形式的運用、水產企業經營管理和水產品質量安全需求、政府的漁業管理活動等與水產市場的運作緊密相關。水產企業、水產推廣組織等水產組織機構體系多元化和水產營銷、技術服務市場快速發展，迫切需要將與水產市場相關的理論與實務知識融入到水產專業的教學中。但現實中精品特色課程和有關水產市場課程較少。如國家精品課程網上的水產類國家級和省級精品課程共16門，其中水產養殖學專業國家精品課程只有中國海洋大學《水產動物營養與飼料學》、《貝類增養殖學》，上海海洋大學《魚類增養殖學》、《魚類學》、《漁業經濟學》和大連海洋大學《水生生物學》、《養殖水域生態學》共7門；具有鮮明的漁業市場和經濟理論特色的國家精品課程僅《漁業經濟學》1門。

課改途徑探索

課程改革的核心任務是教學和學習方式的轉變。教師課堂教學方式的改革，最終目標是為了轉變學生學習方式，培養出更具有創新精神與實踐能力的人才。目前大多數人認為課外活動、學科競賽等第二課堂實踐課是培養學生創新能力的重要渠道，但從多數院校水產養殖學專業課程體系來看，實驗和實習教學的學分一般只占總學分11％－17％。如廣西大學水產養殖學專業實驗和實習教學的學分占總學分15％，85％的畢業所需學分通過課堂學習取得，課堂教學依然是學生學習的主要場所。因此更新教學觀念、改革課程教學模式，仍是提高學生創新能力的主渠道。基于此，廣西大學水產養殖學本科專業開始進行以下課程改革途徑探索。

信息技術改變了傳統的教學模式，不僅教學技術手段豐富多彩，學習方式也發生了根本性的變革。網絡上海量的信息資源構成了一個開放式的學習課堂，學習的關鍵在于將相關的節點、信息源連接起來，形成學習網絡；老師的角色也從講臺上的主導者變成了學習的指導者。無論技術如何發展與變化，教師和學生之間的互動、合作和交流始終是教學的根本。為提高教學質量，老師需要轉變觀念轉變角色，從傳統意義上的以老師為中心轉向以學生為中心，對學生的指導從知識的傳遞到方法的指導，引導和教導學生正確尋找、辨別和使用信息。授課方式從灌輸式教學向研討式、探究式轉變，推廣應用自主學習、團隊學習、合作學習等典型的研究性學習課堂教學模式以引導學生自主規劃和管理自己的課程學習，在課程教學中引導學生質疑、調查、探索，促進學生主動、富有個性地自主學習，給學生展示自我、體驗成功的機會。如水產漁業網絡信息資源包括國家和各院校網絡精品課程、水產行業網站和漁業數據庫，在課程學習上選用合適的網絡資源可以提高課程教學的吸引力，布置課外作業讓學生帶著問題去網絡資源中尋找答案。讓學生在課堂上動起來，在課堂外忙起來，有學習的緊張感與壓力，使課堂教學與課外學習相輔相成，從而提高課堂效率。#p#分頁標題#e#

第4篇：水處理生物學論文范文

由表1專業選擇分析可見，在校生選擇環工專業主要側重于專業的就業前景和個人興趣，其中個人興趣占主要原因。從表2中了解到83.3%的環工學生對本專業滿意程度持一般態度，差異很明顯，整體上比較消極。對于專業課課時選擇上來看（見表3）：專業課課時安排在10~16節比較合適，較能夠適合學生學習規律的特點。

選擇水處理方向、大氣方向、環評方向的學生比例分別為89.6%、41.6%和56.3%（見表4）。其他固廢處理與處置和噪聲控制比例較小，這與環境工程核心課程方向和市場就業基本一致。從表5分析，學生在專業方向選擇上更注重監測和設計類方向，注重應用能力和實際操作能力，這與市場就業密切相關，是學生關注的重點。在實驗環節選擇傾向上（見表6），學生較注重綜合綜合能力培養，這樣可以適應不同工作環境的需求。在實踐環節的選擇中（見表7），生產實習和畢業實習的選擇比例分別為43.8%和37.5%，表明學生想要增強自身綜合實踐能力的意向。在畢業設計（論文）的形式選擇上（見表8），41.7%的學生選擇了實驗論文，這樣既可以參與教師的科研工作，又可以在科研寫作上得到鍛煉。

39.6%的學生選擇了設計形式，主要是與已經在企事業設計部門待崗實習有關。只有14.6%的學生選擇了科研論文，主要是現在科研論文流于形式，抄襲嚴重，科研水平和動手能力都得不到鍛煉的原因。

二、調整對策

（一）人才培養目標定位調整對策面對就業市場與人才培養之間出現的矛盾，應對環境工程專業人才目標進行重新定位，突出以培養應用型人才為總體目標，進行以市場就業為導向，加強學生創新能力培養為目標的課程體系建設和改革。

（二）課程體系調整對策由調查可知，環境工程學生對本專業滿意程度一般，整體上比較消極。鑒于此，在環境工程課程體系建設方面，應突出建設以生物學、化學和力學為專業學科基礎的應用型課程群，建設以認識實習、生產實習、專業實習、畢業實習為鏈條的實踐環節線路。

（三）實踐課程體系調整對策首先，應該提高實驗課程在課程體系中的學分和學時比例。其次，應建立綜合性的實驗實訓課程培養體系。再者，在實訓環節上，加強課程設計環節，鼓勵生進行科學研究，在建立校外實習基地的同時，也應加強校內實習基地的建設，通過實習實踐等環節的訓練，為畢業設計打下基礎。

三、結論

第5篇：水處理生物學論文范文

關鍵詞 微生物學實驗；環境工程專業；多媒體教學

中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：B 文章編號：1671-489X（2013）12-0123-03

環境微生物學作為我國高等院校環境類專業的必修科目，是一門多學科交叉的綜合性、實踐性及技術性很強的重要課程。隨著生物科學技術在眾多領域的應用和發展日益革新和壯大，這門前沿科學無疑成為研究和解決當今環境問題的新途徑、新武器[1]。微生物學實驗技術作為理論知識與工程應用的聯結紐帶，鼓舞著專業人才的科學創新思維，極大地推動環境化學、污染控制工程等領域的發展[2]。通過微生物學實驗技能的系統講解和演練，指導環境工程專業學生掌握一門實用的生物實驗操作技能，培養其實驗設計和動手能力，有效促進知識的遷移和轉化，較好地服務于該專業本科生未來的科研活動和工程實踐。

面對國家全面開展素質教育、大力培養創新型就業型人才的發展方向，各大高等院校堅持以提高本科教學質量，推進教學、科研、實踐相結合，根據學校條件和專業背景，建立與社會服務相融合的特色教育，為培育更具專業素養和社會競爭力的應用型人才而努力[3]。微生物學實驗作為訓練專業人才基礎操作技能的實用型課程，同環境工程專業領域有著重要的關聯性和輔，因而成為各高等院校環境類專業的重要發展學科[4]。同時，由于微生物學特有的微觀性、精密性和抽象性，環境專業學生微生物學相關知識和興趣的薄弱，使得教師對該課程整個教學過程的設計和把握顯得尤為重要。而傳統的微生物學實驗教學活動普遍存在諸多缺陷和需要改進的問題，比如：教材教學資源的陳舊滯后；教學理論與實際問題聯系不緊密；學生積極性、重視程度不高；缺乏課程考核制度；等等。因此，筆者根據以往教學經歷及同行反饋意見，對環境工程專業微生物學實驗課程進行一系列設計和改進，在此進行簡單總結論述。

1 開放式多元化實驗教學

傳統的微生物學實驗教學中，如細菌染色、培養基配制和滅菌、菌種分離培養、物理化學因素對微生物生長影響的觀察等，大都屬于驗證性實驗，著重于強化理論理解和掌握操作流程，未能充分調動學生的積極性和創新性，對未來畢業設計和就業中面對實際問題造成不利影響[5-6]。開放式實驗教學講究內容、形式、地點的開放，除了增加設計性實驗的比重，比如各類環境中（不同空氣、土壤或水中）微生物的接種、培養和測定，完全可以由學生自主設計實驗方案，準備實驗藥品和所需設備，教師幫助其審核實驗方案的合理性，培養學生嚴謹的科研作風，認真分析實驗結果，從實驗操作過程中尋找和總結不同結果的原因[7]。為此，實驗教師需要注意配備多余培養基或菌液等，對于實驗過程中的失誤或其他影響造成的異常情況，提供修正和彌補的機會，給予學生相對自由的實驗空間和條件。同時，可以適當拓展設計性實驗，加入觀摩性實驗環節，比如安排實驗與環境工程專業實習體系相結合，讓學生自主選擇污水處理廠或者環境監測站等相關單位，提前接觸認知實習的對象，通過觀察污水廠水質變化情況、取樣環節及污水處理流程的切身體驗，了解活性污泥中微生物的作用和反應原理[8]。

在課程學時的安排上，教師及時安排學生對被培養菌種的觀察和記錄時間，提前布置下次實驗內容，保證各實驗小組方案的設計和討論時間。另外，在條件允許的情況下，鼓勵學生加入教師主持的相關課題，拓寬專業思路，從而對想繼續專業深造和進行科研工作的學生起到積極的促進和引導作用。

2 武裝課程背景，緊跟前沿熱點

依托環境工程專業教學體系，本科環境微生物學課程的要求尚屬理論學習水平，重在掌握操作過程的原理和流程，與實際工程項目的要求相差甚遠；又鑒于大多數生物工程技術仍處在實驗室探索研發階段，或者依附其他行業生產和研發，純生物工程行業的人才需求并未擴大，而純微生物學專業就業面相對較窄，屬于輔專業課程，所以學生的學習熱情和主動性不夠高[9]。

首先，從環境微生物課程相關理論及實驗教材上講，避免沿用陳舊的教學材料，借助現代網絡多媒體技術拓展課堂內容，選擇和側重與實際問題接軌的內容，將國內外微生物科學技術的前沿進展呈現給學生。教師還可以在原有的課程里增設環境生物技術課程、環境污染生物修復技術等，掌握生物工程在相同的技術原理下在不同環境領域的應用，將理論知識和基本技能得到延伸和拓展。同時，鼓勵和督促教師自身不斷學習，掌握最新的專業動態，保持開闊的眼界和與時俱進的科研精神，通過分享國內外生物技術熱點和相關科技文獻，激發學生探索創新的求學態度，增強對所學專業的就業信心。

3 理論教學與實際案例相結合

將實際生產生活的相關知識點融入課堂教學中，指導學生在課外有選擇地參與趣味性微生物小實驗，諸如自制酸奶、酒釀、泡菜等利用微生物發酵原理的日常食物，對常見菌種如真菌、大腸桿菌等作觀察和分析等，通過將微生物原理生活化、生動化，發揮學生主觀能動性，使其在體驗微生物與日常生產生活奇妙關系的同時，將所學技能融會貫通。在微生物學實驗教學的整個過程中，堅持“學生主導，教師為輔”的原則，放手讓學生從參與準備實驗（培養基的制備、滅菌、接種等）到全程設計和操作，通過自行準備實驗器具，自主安排實驗時間，熟練微生物實驗基本物品的配備、操作及其應用。當實驗遇到困難受阻，鼓勵學生通過調研和查閱相關案例文獻來分析和解決問題，啟發其創新性和設計性思維，幫助其產生一定的責任感和成就感，為今后獨立參與相關工作奠定基礎。

4 充分利用多媒體教學手段

依托學校現代網絡教育教學系統，把目前互聯網上優秀的微生物實驗教學資源或者教師自制的視頻、音頻、圖片等收集和整理起來，以多角度、動態清晰的方式將實驗的全過程提前展現給學生，豐富了原本枯燥的實驗內容，彌補傳統教學及演示的不足，從而提高課堂教學質量[10]。筆者特別推薦將多媒體網絡資源實施在實驗預習階段，尤其對于菌種的分離、接種、平板涂布劃線法等環節，配合影像資料，更能寓教于樂，讓他們在實驗預習過程中即能得到充分的引導，更加直觀、形象地領會到實驗操作的要領。如果在條件允許的情況下，在后期的實驗考核中，教師可以有選擇地進行攝像記錄、動態試卷等，這樣更加客觀而真實地反映學生的實際操作能力，進而提高課程考核效率。

5 嚴格保證教學實驗安全

隨著高校實驗室建設的大力投入，實驗教學質量的要求提升，實驗室的各項安全管理事宜也顯得尤為重要。為保證教學科研順利有序地進行，保證校內師生人身財產安全，加強實驗室設備及藥品的安全教育和管理，以防各類事故的發生[11]。高校微生物學實驗課程主要涉及生物安全、化學品安全、電氣安全、紫外線輻射及消防安全等。例如：實驗室酒精分類較多，用于清潔雙手的酒精棉球、浸泡鑷子（需沾取氯化汞溶液、75%乙醇等化學試劑）的酒精溶液等，要求實驗教師嚴格配制和區別標注，防止混用造成不必要的污染，用后及時洗手消毒，未用完的菌種和培養基等合理保存并記錄使用情況；無菌操作過程中，關閉門窗，嚴控課堂紀律，不得進行與實驗無關的講話、走動、吃東西等行為，防止雜菌污染；紫外照射滅菌過程中，清理超凈工作臺附近人員及物品，避免輻射傷害，以及臭氧對呼吸道的刺激；對于實驗室經常使用的高壓滅菌鍋、酒精燈等，要規范安裝及操作，定期檢查儀器表盤、維修記錄，發現異常及時修理，以免發生爆炸、火災等事故。

6 完善考核制度，培養獨立創新思維

傳統的“課程預習—實驗講解及演示—分組操作—記錄實驗結果—評定實驗報告”教學模式，不能夠全面、清晰地考察學生的基礎操作和應用能力。就石河子大學目前的實驗教學條件看（2個超凈工作臺、8臺顯微鏡、4個分光光度計等使用情況），儀器設備明顯不足，造成學生在分組實驗（4人/組）的情況下，得不到充分鍛煉的機會，導致部分學生積極性不夠，缺乏獨立思考能力。另外，部分高校實驗課程的成績是依附于理論課程中的，沒有單獨的學分考評，學生的重視程度不夠，往往造成眼高手低，動手能力差，實驗收效難以保證[12]。因此，本文堅持“強化操作能力，弱化抽象理論”的考核方案，實行“預習設計（10%）+實驗完成情況（30%）+單獨實驗操作（30%）+實驗設計方案答辯（10%）+實驗報告（20%）”的評分標準，在促進學生提高實驗能力和重視程度的同時，優化教學反饋，便于教師更全面更具體地了解授課效果，調整教學計劃、側重點、難易程度等。

7 結束語

對于環境工程專業本科生，其微生物學實驗操作技能的提高，以及對日后實際問題的分析和解決能力的提高都不是短期內能達到的，這需要相關專家和教師根據自身經歷，提出寶貴的整改方案，供同行們不斷實踐、總結和切磋，更科學更有效地實施教學活動[13]。本文對該門課程教學內容、方式、安全措施及課程考核的探索改進，打破了傳統實驗教學的局限性，堅持將提高學生的實踐操作能力貫穿于整個教學過程，旨在搭建環境專業類背景下微生物學理論和實踐的橋梁，強化和拓展學生的專業實踐能力和創新能力，為后續學生完成相關畢業論文起到輔導作用，對其在未來工作崗位上應對相關生物學實驗、分析和研究探索提供一個很好的認識和鍛煉機會。

參考文獻

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第6篇：水處理生物學論文范文

論文摘要：伴隨著人口劇增和工業的飛速發展,人類在創造物質財富的同時,也造成環境污染、生物多樣性減少以及生態失衡等生態學問題,這些已引起了人們對生態環境教育的高度關注。本文從生態環境教育的含義、教育形式、教育內容等方面,闡述在初中生物課堂教學和課外活動中加強環境保護教育所具有的深遠意義。

初中生物課程標準和教材的的內容突出了“人與生物圈”這一主線。課程標準中的情感價值觀目標明確要求:“熱愛大自然,珍愛生命,理解人與自然和諧發展的意義,提高環境保護意識”；“關注與生物有關的社會問題,初步形成主動參與社會決策的意識”。在中學生物教學中對學生進行生態環境意識教育,是每個生物教師的責任。生物教師要利用生物學的豐富資源,結合學生實際,切實有效地開展環境保護教育。要將環境保護教育滲透到各部分相關知識內容中,讓學生自己去體驗、去感悟。

一、生態環境意識教育的主要內容

1.生態學有關概念、原理教育

生態環境意識教育首先要讓學生了解有關的概念、原理,如對生物有影響的生態因素、生態系統、生物圈等基本概念及生態平衡的基本原理等。通過學習有關的概念、原理,幫助學生認識生物與環境之間的密切關系,理解生態環境是人類生存和發展的基本條件,人類必須遵循自然生態規律辦事,才能調控、改造、優化生態環境,造福于人類和整個生物圈。

2.環境保護意識教育

由于人類對自然的不合理利用,生態平衡已受到嚴重的破壞。進行環境保護意識教育,已經顯得非常迫切。如介紹水質富營養化的原因及危害,酸雨對農業生產等多方面的有害影響,大海中的赤潮和淡水里的水華, ddt等物質隨食物鏈在生物體內富集等現象,使學生認識到環境污染對社會經濟發展的影響和對人類健康的危害,從而增強學生的對環境保護的危機感和緊迫感,自覺地加入到保護環境的行列中去。

3.自然資源保護意識教育

自然資源是人類非常珍貴的財富,我國地大物博,有豐富的自然資源,但我國人均占有量卻很少,自然資源也并非是取之不盡、用之不竭的。要向學生介紹當今世界和我國的森林、草原、野生動植物資源和水資源、土地資源等的現狀,以及森林毀壞、草原退化、物種滅絕、淡水緊缺等對人類發展的影響,使學生重視、關心資源問題,積極參與資源保護。

4.可持續發展思想教育

在生態環境意識教育中,應該強調在發展生產的同時,要保護好生態環境及自然資源,實現資源的可持續利用與環境的保護,用人類與環境和諧共生的可持續發展的戰略思想為主導進行教學,使學生將來走上社會后,能自覺地用可持續發展的新觀點、新知識去改變傳統的不可持續發展的生產方式、消費方式、思維方式,使人與自然協調的發展。

二、生態環境意識教育可采取多種教學形式

1.結合教材,在課堂上進行生態環境意識教育

課堂是師生相互交流的場所,是學生接受知識的主陣地,也是實施環境意識教育的主渠道。依據教材內容、因地制宜地進行生態環境教育,是在初中生物課堂教學和課外活動中加強環境保護教育的主要形式。七年級教材第一單元是“生物和生物圈”,專門介紹生物與環境的關系,涉及許多基本概念和原理,目的在于使學生通過學習全面了解生態環境有關知識。生態環境知識貫穿于整個課程體系,各章節都蘊藏了許多這方面的素材。如關于“水資源”---水是生命的源泉、水對生物的重要性、水資源的短缺、飲用水時刻面臨污染、保護水資源等等,滲透到許多章節。教師要充分重視,具體分析研究,使課文的知識與環境教育有機結合,讓學生在學習過程中,樹立環保意識,達到教育效果。

2.補充教材,適時進行生態環境意識教育

人類只有一個地球,地球是人類和其他生物共同的家園。當學習“保護生物的多樣性”時,使學生了解:隨著植被的減少,生態環境的破壞,工業和生活用水的增加,水的污染日益加重,目前出現了江河水位急速下降、湖泊萎縮導致航運受阻,以及水資源危機。一項權威資料顯示: 18世紀人類為土地而戰; 20世紀的工業社會,人類為能源而戰; 21世紀,由于全球化的生態環境被嚴重的破壞,有專家預言,全人類將為水而戰。這些事實向學生敲響了警鐘,引導學生關心人類生態危機,愛護我們的環境,珍惜每一滴水。

3.通過習題的分析,滲透生態環境意識教育

生態環境問題在生物練習題中亦有體現。因此,選用適宜的項目,讓學生在解答問題中培養分析問題、解決問題的能力,也學會在深思熟慮中增強環保意識。例如,學習“生態系統”這一章時,補充下面這道習題: 20世紀50年代,ddt作為一種植物殺蟲劑運用于歐亞及美洲大陸,但是后來人們卻發現從來沒有使用過ddt的南極地區的企鵝及北極附近的因紐特人體內也有ddt存在。試運用所學知識分析其中的原因,并談談所受的啟發。

三、寓“生態意識教育”于豐富多彩的活動中

課外活動是課堂教學的繼續。有些教學內容必須在課外通過學生參與才能完成。如探究廢電池對生物的影響、酸雨對生物的影響等時,需要學生課余的參與,并通過實踐使學生認識到環境保護的重要性,進而使這種認識轉變成真正的行動。由于課外活動形式多樣,生動活潑,結合課外活動開展生態意識教育能聯系實際,具有針對性強,學生耳聞目睹,效果更為顯著。

結合重大紀念日積極開展專題活動。在“世界環境日”(6月5日)、“地球日”(4月22日)等舉辦相應的知識講座、知識競賽或觀看有關錄像;在校內定期舉辦圖片展覽、黑板報、墻報等,宣傳環保知識,披露環境污染情況;組織指導學生利用課余時間對自己所在城市環境狀況進行調查,重點了解當前的環境狀況與生物生存狀況之間的關系,提出建議等。并以“愛護環境,保護我們共同的家園”為主題寫小論文。

引導學生關心廣播電視、報紙雜志等上有關生態環境知識和環保方面的報道,定期進行交流討論,結合一些重大生態事件,分析原因,提出解決對策。

走進自然、深入社會,定期開展實地考察、社會調查活動,讓生態意識理念潛移默化地滲入學生的心田。結合書本一些知識帶領學生參與環境保護的某些具體工作,如帶學生參觀生活污水處理廠,去化工廠等企業了解治污措施;組織學生參與植樹造林和護林宣傳和實踐活動。另外,還要提醒學生以身作則,從點滴小事做起。

第7篇：水處理生物學論文范文

【關鍵詞】：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

中圖分類號：TV85文獻標識碼：A 文章編號：

1引言

上海屬平原感潮河網地區，除長江口、東海、杭州灣水體外，內陸主要以黃浦江、蘇州河及其主要支流為骨架與眾多的中小河道形成了交織成網的水系，水位落差較小，水力比降十分平緩，約在五萬分之一至十萬分之一之間，河道水流緩慢，污染嚴重，水位落差較小，又較易產生淤積黑臭現象。隨著工農業生產和城市的發展，河網水系被嚴重污染，河道黑臭現象日益突出，其中又以蘇州河最具代表性。為改善上海的水環境質量，重塑上海城市形象，提高市民生活居住的環境質量水平， 上海市近幾年在黑臭河道的治理過程中應用了大量先進的技術和方法,如何將這些治理技術和方法進行優選、組合,形成適合上海城市水環境特點的成套技術集成方案體系,是今后河道整治工作中迫切需要解決的關鍵問題之一。黑臭河道治理技術從學科分類可分為水力學技術、水化學技術、水生物學技術、水生態技術、水環境生態工程技術幾大類。本文將對上述幾種技術的應用情況進行介紹。

2上海黑臭河道的表現及成因

隨著城市化、工業化進程的不斷加快，上海河道生態系統承受的壓力也越來越大，臟、亂、差問題日益突出。在河道治理和管理過程中，由于過于強調防澇、泄洪作用，而忽視了生態、景觀等其它功能，導致河道成了毫無生機與活力、缺乏美感的“臭水溝”，既有礙于城市景觀、破壞城市形象，更影響了沿河居民的生活居住條件，直接威脅著人們的生存環境和身體健康。城市河道的綜合治理，對于維護城市生態平衡、優化城市景觀、改善人居環境具有重要意義。當前，上海河道污染主要表現為黑、臭等。所謂的黑臭河道是指河道特別是河道的水體經過污染源侵入，酸雨、初期雨水、大氣中的揚塵、生活垃圾的侵入，長期積累在河底的淤泥及淤泥釋放的有害物質沒有及時處理，水體缺少必要的循環，溶解氧過低，缺少水生動物、植物生存的環境，水體逐漸失去自凈能力，加上河道底泥長期未清，使底泥不斷釋放分解為N、P等營養物質，導致水體富營養化，水體顏色逐漸變綠，藻類瘋長，最終導致“水華”現象，產生異味，容易發黑發臭。

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

2.1生活廢水進入河道

生活廢水是指炊事、洗滌、沐浴等，伴隨人的生活而向公共水域排放的污水。這些廢中都含有大量的P元素，極容易導致水體的富營養化。如果不加處理和限制，使這些污水直接排入城市河流中，將會嚴重使河道污染，這是造成黑臭河道的原因之一。

2.2初期雨水夾帶的污染物質

降雨初期，大量地表上的污染物隨著地表徑流匯入雨水管網，進而攜帶雨水管網內沉積的污染物，最終排入水體，形成對河道的污染。

2.3工業污水排放

工業污水是指工業生產過程中產生的廢水和廢液，其中含有隨水流失的工業生產用料、中間產物、副產品以及生產過程中產生的污染物。工業廢水造成的污染主要有：有機需氧物質污染、化學毒物污染、無機固體懸浮物污染、金屬污染、酸污染、堿污染、植物營養物質污染、熱污染和病原體污染等。隨著環保意識和環保執法力度的加強，工業污水直排入河道現象逐步減少，但仍存在零星、小規模企業偷排等現象，尤其是分散的食品加工、餐飲、洗衣等企業，無獨立的污水處理系統，就近將生產廢水排入城市雨水管網，形成對河道水質的沖擊。

3治理技術

黑臭河道治理技術是指在黑臭河道的治理過程中，為改善水質而采用的各種技術手段，主要是指應用水力學、物理學、化學、生物學、生態學以及由此衍生和綜合的環境生態工程學方法的基本理論、基本規律所建立起來的技術手段，旨在消除水體黑臭，降低水體污染負荷，提高水體的復氧能力和氧化能力，進而提高水體透明度，逐步恢復水體生態系統結構與功能的系統技術。

3.1水力技術

根據水往低處流的水力學原理，利用水頭差來控制水體定向、定量和有序流動（如控制內河水位、控制引排水流速流向、引排時間等），使水體轉向有利于削減污染負荷的技術。主要包括引清調水、水力造流和筑壩造流等技術手段和措施。

3.2物理技術

物理技術是指運用機械、磁力及超聲波的手段，采用曝氣、浮游生物去除和污染底泥清除等技術手段來治理河道黑臭的技術。主要包括氣浮法除藻技術、磁聚除藻法、超聲波除藻、曝氣混合法及污染底泥疏浚技術等。

3.3化學技術

化學技術是指利用化學制劑去除水體臭味、污染物、藻類，從而達到治理黑臭河道的技術。主要包括絮凝劑凈水、除藻等，所用的絮凝劑主要有無機絮凝劑、有機絮凝劑、微生物絮凝劑和復合絮凝劑等。

3.4生物技術

黑臭河道水體中存在大量有機物質，腐化作用顯著，有機物分解極少，自凈能力喪失，需要利用生物技術來增強水體自凈功能。主要包括原位生物修復技術、復合酶污水凈化技術、生物促生技術、微生物技術、組合生物技術等。

3.5環境生態技術

環境生態技術是綜合運用生物學、生態學以及工程學原理，利用生物的代謝活動來吸收、降解環境中污染物、降低有毒有害物質濃度或使其無害化的技術。主要包括土地處理系統、植物浮床技術、生態修復技術和生物技術等。

4常用措施

由于上海黑臭河道面廣量大，需要綜合利用多種技術，采取截污治污、底泥疏浚、溝通水系、引清調水、水土保持和生態修復等多項措施，以取得較好的整治效果，從而消除上海河道黑臭現象，還原河道水清、面潔、岸綠、景美的自然風貌。

4.1截污治污

黑臭河道整治的關鍵是截污治污，否則不能從根本上改善水質。要加強市政污水管網建設，盡可能地將污水納管后經污水處理廠處理后再排放，對沿河單位的排水口加強水質監測，保證達標排放，嚴格控制進入河道的各種污染源。

4.2底泥疏浚

底泥耗氧是河道黑臭的主要原因之一，底泥是各種污染物主要歸宿場所，水體污染導致底泥淤腐并加劇水體富營養化進程，所以必須徹底清除河道內已經被嚴重污染的底泥，再通過底泥生物氧化等方法重建河道底部生態。

4.3溝通水系

應當因地制宜地溝通水系，盤活水體，才可有效提高河道的自凈能力。水系通暢后才能充分發揮現有水利工程設施的作用，加快水體循環，溝通水系為下一步的引清調水提供基礎條件。

4.4引清調水

引清調水從遵循自然狀況、實現水體定向有序流動著手，充分利用潮汐動力優勢，通過對現有水利工程設施的聯合調度運行，實現水體的定向、定量和有序流動，以達到引清沖污、科學利用水資源、全面改善水環境質量的目的。

4.5水土保持

水體的流動會對河岸產生沖刷造成水土流失，船行波、浪涌和潮起潮落以及沿岸植被的破壞都是引起水土流失的原因。水土流失將造成河道淤塞，淤泥累積而發黑發臭，因地制宜地建設生態護岸是防止水土流失的有效辦法。

4.6生態修復

河流是一種開放流動連續性的生態系統，在黑臭河道的治理過程中，結合河流的生態功能采取一些適當的生化處理措施和生態技術也是改善水質非常有效的辦法之一。如及時清除泛濫的藻類等，合理發展各種水生動植物，可實現水生態平衡發展。

結束語

目前河道治理技術正朝著組合工藝的方向發展,并且更傾向于采用環境生態工程來對黑臭河道進行治理,這也是現階段河道治理的發展趨勢。上述各種河道治理技術只是最末端的手段,不是根本解決問題的方法。解決河道水體污染的根本措施是消減有關污染源對河道的污染貢獻量,這符合科學發展觀要求,也代表了河道治理技術的發展方向。

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第8篇：水處理生物學論文范文

[關鍵詞]濕法技術、干法技術

中圖分類號：O654.2 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）24-0248-01

一、當前沼氣技術簡介

不同地區的自然、經濟狀況、養殖場規模和環境容量等條件各不相同，因此沼氣能源化處理工藝技術和模式也存在差異。本論文根據厭氧發酵原料的干物質含量的不同，主要討論兩種不同的沼氣能源化利用工藝：濕法技術和干法技術。

濕法技術：發酵原料的干物質含量一般小于8%，是液態有機物的處理方法。濕法技術具有物料傳熱、傳質效果好，反應器可以在厭氧狀態下連續進出料，易于工程放大等優點，被現階段大中型沼氣工程普遍采用。

干法技術：發酵原料的干物質含量在20%～40%，原料呈固態，雖然含水豐富，但沒有或者幾乎沒有自由流動水的沼氣厭氧微生物發酵過程，是有機固體生物質的處理方法。干法技術具有容積產氣率高、處理過程中不產生污水、自身能耗低等獨特優勢。由于干法發酵原料呈固態，在反應器厭氧狀態下連續進出料有較大難度，為避免使用高能耗的輸送設備，一般采用全進全出的間歇式進出料工藝，但反應器形式和密封結構是工程化研究設計的難點。

二、沼氣發酵的生物過程

沼氣干法發酵的微生物學原理與濕法沼氣發酵基本相同。

1、主要的菌群：發酵性細菌、產氫產乙酸菌、耗氫產乙酸菌（同型產乙酸菌）、產甲烷菌。

沼氣發酵的條件

1）發酵原料的C：N比：是指原料中有機碳素與氮素含量的比例關系，因為微生物生長對碳和氮有一定要求，其利用速度是20～30倍的關系，因此發酵原料的碳氮比20～30：1，或者BOD5：N：P= 200：5：1為宜。

2）足夠的接種物（微生物量）：接種量一般為發酵液10%～50%；當采用老沼氣池發酵液體作為接種物時，接種量應占總發酵液的30%以上。

3）嚴格的厭氧環境：產甲烷菌是一種厭氧性細菌，空氣中的氧會使其生命活動受到抑制，甚至死亡。因此正常沼氣發酵，其發酵液的氧化還原電位越低越好（不產甲烷階段+100～-100mV， 產甲烷階段-150～-400mV），發酵環境處于無氧狀態。

4）適宜的發酵溫度：高溫發酵：50-65 ℃，最適溫度為55±2°C；中溫發酵：20-45℃，最適溫度為35±2°C；偏低溫發酵：10-20℃；常溫發酵：隨自然溫度而變化的發酵。

5）pH值與堿度

pH值：厭氧消化最適宜的pH值為6.8―7.4。當pH值6.4以下或7.6以上，都會對厭氧微生物產生不同程度的抑制作用，導致產氣減少或中止。

堿度：指消化液中含有能與強酸相作用的所有物質的含量。主要以重碳酸鹽，碳酸鹽，氫氧化物三種形式存在。這些物質可與揮發酸發生反應，使pH值不會有太大變動。

6）毒性化合物

一般情況下，農作物秸稈中不會含有大量有毒物質，但畜禽養殖場和工廠中的有機廢水中常含有消毒和防疫的藥物或者重金屬等有毒物質，這些有毒物質會抑制厭氧微生物的生長、代謝及繁殖等。例如，有些有機氯（CH2Cl2，CHCl3和CCl4等）毒性很強，如氯甲烷濃度在1mg/L左右，常引起產甲烷菌的中毒而使發酵失敗。

3、主要調控指標

1）固體物

總固體（TS）是懸浮固體（SS）和溶解固體（DS）的總和，以單位體積水樣在103-105℃蒸發干后殘留物的重量表示。

2）化學需氧量（COD）和生化需氧量（BOD5）

3）揮發性有機酸（VFA）

揮發性有機酸（VFA）是厭氧消化過程中重要的中間產物。VFA在厭氧反應器中的積累能反映出甲烷菌的不活躍狀態或反應器操作條件的惡化，較高的VFA（如乙酸） 對甲烷菌有抑制作用。

4）pH值和堿度

5）停留時間

水力停留時間簡寫作HRT，指進入反應器的廢水在反應器內的平均停留時間，如果反應器的有效容積為V（m3），則：HRT=V/Q

污泥停留時間簡寫作SRT，也稱為泥齡。

SRT=反應器內污泥總量/排出反應器的污泥量。

微生物停留時間簡寫作MRT，指從微生物細胞的生成到被置換出消化器的平均時間。

采取可能的措施，盡可能達到：MRT> SRT >HRT

6）原料產氣率Mr

是指單位原料在一定條件下的產氣量。原料產氣率是衡量原料分解好壞的一個重要指標。產氣率的單位通常用“m3/kg（COD）”。

7）反應器的容積負荷Nv

容積負荷Nv：單位反應器，在單位時間內要保證一定的處理效果所能承受的有機物的量，其單位為kgCOD/m3.d或KgBOD5/m3.d，則計算公式：

Nv=QS/ V

式中：進料濃度S （kgCOD/m3或kgBOD5/m3），流量Q（m3/d），反應器有效容積V（m3）。

8）容積產氣率是指在一定條件下，厭氧消化器單位容積的產氣量，單位：m3/m3.d。容積產氣率是評價厭氧消化器反應效率的一個重要指標。它與發酵原料入池量、原料種類、厭氧消化器規模、消化時間、溫度等有關。Gv： 池容產氣率（m3/m3.d）

Gv==Nv×Mr式中：Nv--容積負荷（kgCOD/m3.d） Mr--原料產氣率（m3/kgCOD）

國內工程應用

沼氣發酵的工藝條件主要包括兩個方面：一是滿足厭氧發酵微生物生長繁殖的適宜條件，即微生物的生物學生長條件，包括C/N比、發酵溫度、pH值、接種物量等參數的合理控制等。二是從工藝上滿足沼氣發酵的工程化生產問題。

1、濕法技術

河南省于2007年從丹麥引進車用燃料沼氣工程技術并建造了第一座大型車用燃料沼氣工程。該工程以當地收集的牛糞、豬糞、人糞、屠宰垃圾、廚余垃圾和生活污水處理廠的生污泥為原料，采用歐洲有機廢棄物聯合消化CSTR工藝，高溫發酵，全自動化控制和遠程監控，產氣率2.0以上，設計生產符合國家車用天然氣規范的車用沼氣約10000m3 d-1。

2、干法技術

間歇式干法沼氣工程與濕法沼氣工程相比，有兩個關鍵的技術問題需要解決：一是發酵初期與發酵結束時發酵室沼氣濃度與空氣濃度達到臨界點15：85時的防爆安全；二是發酵菌在發酵物中的繁殖速度保障[1]。為了解決這兩個關鍵問題，工程需要設置安全可靠的自動控制系統。

哈爾濱賓西沼氣有限公司建設的車庫型間歇式干法沼氣工程使用德國工藝設備，日處理農作物秸稈7.88t和牛糞17.5t，主要包括車庫式厭氧發酵倉，儲液池，儲氣柜，輔助用房包括中控室、鍋爐房、凈化間、發電機房和提純車間。項目投產后，年產沼氣量182.5萬m3，日生產沼氣5000m3。日產沼渣10.89t，年產沼渣3974.44t。

四、結論

沼氣能源化利用可以解決當前我國農業發展的“瓶頸”，有利于減少農村種植業和養殖業廢棄物造成的污染，提高環境質量。有利于轉變農業增長方式，發展農業循環經濟。我國的科研人員和工程公司目前也在致力于工程化的研發，隨著生態農業的逐步發展，國內的技術將會發生突飛猛進的變化。

第9篇：水處理生物學論文范文

關鍵詞：給排水科學與工程專業；人才培養體系；構建

基金項目：江蘇省“十二五”高等學校重點專業資助項目（2012139）；江蘇高校優勢學科建設工程資助項目（PAPD）；課題組成員：王鄭、黃新、荊肇乾、薛紅琴、曹世瑋、林少華

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A

收錄日期：2017年1月13日

一、前言

給排水科學與工程專業作為一個有著60余年歷史的專業，目前全國高校的辦學點達到156個，年招生超過萬人。隨著“生態文明建設”納入中國特色社會主義事業“五位一體”總體布局，給排水科學與工程專業的任務也從主要解決城市和工業用水的供給和排放，即以滿足“量”的需求為主，轉變為以改善水質為中心、水量與水質問題并重，滿足實現水的良性社會循環的目標。南京林業大學給排水科學與工程專業設置在土木工程學院，2001年開設土木工程專業（給水排水工程方向），2007年以給水排水工程專業獨立招生，2011年通過江蘇省教育廳組織的給水排水工程學士學位授權點審核。我校給排水科學與工程專業結合學校在資源、環境、生態學科的優勢和特色，創辦具有林業大學特色、產學研緊密結合的江蘇省重點專業。

二、南京林業大學給排水科學與工程專業人才培養目標與定位

南京林業大學給排水科學與工程專業緊密圍繞高等教育立德樹人的根本宗旨，按照“德育為先，能力為重，全面發展”的人才培養理念，面向國家、市政給排水行業與地方經濟社會發展需求，以創新創業教育改革為引領，以品牌專業建設為契機，以內涵建設為重點，以專業規劃為抓手，做強優勢，補齊短板，努力提升專業的整體實力和綜合競爭力，為培養人格健全、基礎扎實、善于創新、勇于擔當、開放胸懷的高素質人才，推動高水平特色大學建設奠定專業基礎。

本專業培養適應我國社會主義現代化建設需要，德、智、體、美全面發展，具備扎實的自然科學與人文科學基礎、計算機和外語應用能力，掌握給排水科學與工程專業的理論知識，獲得工程師基本訓練并具有創新精神的高級工程技術人才。畢業生應具有從事給水排水工程有關的工程規劃、設計、施工、運營、管理等工作的能力，并具有初步的研究開發能力。在加強數學、化學、力學等基礎理論教育的基礎上，突出實踐環節，提高學生的工程素質、培養學生解決復雜工程問題的能力，使其獲得注冊工程師的基本訓練，并具備相應的生態文明建設理念。

三、給排水科學與工程專業理論課程體系構建

南京林業大學給排水科學與工程專業的理論課程體系建設上以《高等學校給排水科學與工程本科指導性專業規范》為基礎，2016版人才培養方案中課內教學總學時為2，076學時，總學分為127學時，學生畢業總學分要求為175.5學分。其中，通識平臺課內學時為660學時，其中必修課為468學時、選修課為192學時，課內學分為40學時，其中必修課為28學分，選修課為12學分；專業教育平臺課分專業基礎課和專業特色課，其中專業基礎課必修和選修學時分別為728學時和192學時，專業特色課必修和選修學時分別為368學時和128學時。2016版人才培養方案理論課時從數量到對應的課程知識點涵蓋了《高等學校給排水科學與工程本科指導性專業規范》116個知識單元、485個知識點和429個核心學時的要求。

在具體的課程設置上，將原二年級開設的專業基礎課《理論力學》和《材料力學》合并成《工程力學》（B）（64學時），將原二年級和三年級開設的《土力學》、《土木工程材料》、《給排水工程結構》合并成《土建工程基礎》（48學時），將原三年級開設的核心專業課《給水工程》、《排水工程》（上、下）調整為《水資源利用與保護》（32學時）、《水質工程學》（1、2）（48學時、64學時）和《給水排水管網系統》（48學時），將《建筑給水排水工程》的學時從32學時增加到48學時。開設《城鎮防洪與雨洪利用》、《水工藝設備基礎》和《城市水系統運營與管理》等R堤厴課程。在《水質工程學》（1、2）、《污水深度處理與回用》和《景觀水工程》等專業課程教學過程中增加生態水處理的教學內容。課程教材盡量做到選用“十三五”出版的國家級規劃教材以及高等學校給水排水工程學科專業指導委員會要求的教材，同時進一步按照“十三五”期間出版的規劃教材組織教學內容。

在理論課程教學過程中，教師要圍繞學生的需求發揮教學的主導作用，激發學生對專業知識的學習興趣，促使學生積極主動地思考，進而促進他們將外在的知識內化為自己的素質和能力。積極開展雙語課程、微課、MOOC等嘗試，目前相關專業老師已經建設有雙語課程《水力學》與《水處理生物學》、《建筑給水排水工程》與《水力學》微課，新穎的教學方法對于提升學生對于專業知識的理解和掌握，起到了積極的作用。

為科學考察學生理論課程的學習效果，教師對學生的考查也從單一的考試向綜合測試轉變。在課程考查過程中，教師不僅要測評學生的知識學習狀況，而且要考查他們對新知識的認識能力、探求能力和實際動手能力。因此，教師按照一定的比重，分別考查課程學習中學生的知識理解和記憶效果、相關專業知識的計算能力、課堂參與情況，促進學生更加積極主動投入到新的學習之中。通過此舉，極大地提高了學生參與課堂互動。學生平時作業成績不計入學生總評成績，這樣能避免平時作業成績不能反映學生真實的學習情況，在一定程度上能防止作業的抄襲。

四、給排水科學與工程專業實踐教學體系構建

（一）加強實驗室建設。建立比較完善的分課程實驗室和綜合實驗室，實驗教學做到小班教學，使人人都能動手參與實驗。在滿足《高等學校給排水科學與工程本科指導性專業規范》對實驗環節基本要求的基礎上，我校將《水分析化學》課程改為32學時的理論學時和32學時的實驗實訓課，分別計2學分和1學分（實驗實訓課程32學時，計1學分），對于高中階段化學知識掌握比較薄弱的學生，對于提高他們的實際操作能力起到積極的作用。將水質工程學實驗并入《水處理實驗技術》（32學時），使用任課老師參與編寫的出版教材，按照水質工程學的實驗環節讓學生實際參與操作，強化水質工程處理方面的知識。

（二）實習方面。進一步建設校內外實習、實訓基地，按照給排水科學與工程專業培養方案的要求，做到所有專業基礎課、重要專業選修課及專業特色課都在校內外建有對應的實習、實訓基地，滿足學生對取水工程、給水處理工藝、污水處理工藝、工業廢水處理工藝、建筑給水排水工程、消防工程等的認識實習和實訓實習的需要。

（三）創新創業訓練方面。鼓勵學生進入專業學習以后就能聯系老師進行創新課題實驗，對于高年級同學在學校的引導下，鼓勵他們進行創新創業嘗試，結合江蘇省及學校每年組織的申報和資助的大學生創新創業訓練計劃項目，鼓勵大二、大三的學生積極申報，構建部分優秀本科生的科研訓練平臺。通過創業創新訓練，促進人才培養模式和教學方法的創新，鼓勵和支持大學生盡早參與科學研究、技術開發和社會實踐等創新活動，不斷提高大學生的創新精神和實踐能力。

（四）畢業設計（論文）方面。鼓勵將本科畢業設計（論文）與各類大學生科研訓練課題相結合，讓學生在原有課題基礎上進行深入研究。如果不是科研類的論文研究，學生盡量選擇畢業設計，且畢業設計要有針對性，最好是針對具體工程（或者假題真做）。對于雙向選擇選題模式，備選題目一般應多于學生數的10%，確保一人一題。對于畢業設計，從圖紙數量和說明書頁數上做了最低工作量的要求（在學校規定排版格式基礎上）。鼓勵本專業和其他專業的學生組成畢業設計（論文）團隊，進行帶有交叉性質的畢業設計（論文）。

（五）課程設計方面。將《水質工程學》（1、2）的課程設計均設置為2周時間，加大課程設計工作量，如在給水廠設計中，就要求學生使用V型濾池，而不是使用教科書中講述的普通快濾池，鍛煉學生查閱設計手冊和計算案例書籍的能力，從而使設計更貼近工程實際。將《給水排水管網系統》的課程設計分成《o水管網課程設計》（1周）和《排水管網課程設計》（1周），對于兩類管網的計算提出具體的計算要求。在學生課程設計過程中，他們的學習潛質和積極性都被極大地調動起來，通過完整的課程設計，能顯著提高學生對理論知識的實際應用能力。

五、適應給排水科學與工程專業人才培養的要求完善課程教學大綱

南京林業大學給排水科學與工程專業人才培養體系對于專業教師的知識結構提出了更高的要求，任課教師要在人才培養模式的指導下對課程內容進行系統優化，哪些內容是學生要掌握的，哪些是要理解的，哪些是要了解的，不能因課程的合并或者教學時數的減少，而簡單地將教學內容進行隨意的刪減，應該采取改革教學方法、改進教學手段，在規定的學時內完成教學大綱規定的內容。為此，我校土木工程學院按照新的給排水科學與工程專業人才培養方案修訂了38門課程的課程教學大綱，每門課由一位任課教師執筆，一位老師審核，再集體對所有課程的教學大綱進行討論，然后進行修改后再進行討論，經過反復的討論修改，最后確定下來。教學必須完成教學大綱規定的內容，教學效果達到大綱標準要求，課程的評價指標體系也在教學大綱里面進行了明確。

主要參考文獻：

[1]高等學校給水排水工程學科專業指導委員會.給排水科學與工程（給水排水工程）專業的建設與發展[J].給水排水，2013.39.4.

[2]高等學校給水排水工程學科專業指導委員會.高等學校給排水科學與工程本科指導性專業規范[M].北京：中國建筑工業出版社，2012.