水处理生物学论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇水处理生物学论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

篇（1）

一、教材的选编

《水处理生物学》的主体部分是微生物学，有很多权威的外文书籍。目前，我国很多高校双语教学选用的是外文原版教材，虽然原版的外文教材能给学生提供很地道的英语环境，但是外文原版教材价格昂贵，而且外文教材的编写思路与国内专业设置的教学内容存在差异，学生通常难以适应，甚至会造成专业知识结构与重点的错乱的不良结果。因此，需要调整外文原版教材的专业知识结构，编写双语教学专用的教材，一方面，选用了很地道的、权威的英文专业术语；另一方面，又能很好地适应国内的教学思路。此外，选择一些国际前沿的科技研究论文，编成课外选读教材，让学生接触科技论文的写作技巧，同时也及时了解本学科的前沿动态。作者所在教研组以“高等学校给水排水工程专业指导委员会规划推荐教材”中文版教材为基准，从众多的英文原版教材中选择相应的内容汇编成英文版的教材，并选取大量的科技类论文编成选读教材，这样实现了双语教材内容的一致性，同时也非常符合中国学生知识构建的一般规律，有利于学生接受知识，在实践中效果很显著。

二、教学模式

目前，国内高校常用的双语教学模式是“英文原版教材，中文讲授”。但考虑到学生的英语水平薄弱，加上《水处理生物》的知识点比较多，比较零散，如果直接采用英语授课将不利于学生对专业知识的理解与掌握。此外，教师讲授为主的模式也不利于充分发挥学生的主观能动性。

因此，笔者所在教研组尝试将中文与英文讲授相结合，并充分调动学生学习的主观能动性。具体要求学生课前同步预习中/英文教材的内容，查询相关生词；课堂上先用中文讲解中文教材的内容，然后用英文进行总结和要点的回顾；板书与多媒体以中文为主，涉及到的专业术语给出对应的英文翻译，多媒体中加入一些纯英文的图片、音频、动画等，帮助学生理解与联想记忆；布置选读教材上相关的翻译、思考题作为课后作业；同时，考虑到全面培养学生对英语的听、说、读、写的能力。因此，在课堂的复习回顾环节中通过英文提问和英文回答来锻炼学生的听说能力，通过开展课堂讨论，鼓励学生查阅与课程内容相关的外文文献后，用英语对某一话题进行演讲与讨论。此外，《水处理生物学》有课内实验，实验课也采用双语进行教学。通过实践证明，该教学模式很大程度地调动学生学习的主观能动性，学生对专业知识的掌握和应用英语的能力均有较大的提升，教学效果很好。

三、考核体系

双语教学课程的考核与普通课程不一样，既要注重对学生掌握专业知识情况的考核，又要注重学生对专业英语的综合应用能力的考核，同时也要综合平时的学习表现和闭卷考试的成绩。作者所在教研组开展《水处理生物学》双语教学过程中，将学生课前预习的情况、复习回顾环节中的英文回答、课堂讨论中对英文的运用情况等纳入了考核体系，同时闭卷考试中加入了三分之一的英文试题，综合考察了学生对专业知识的掌握情况以及对专业英语的运用能力。

四、其它辅助资源

学生应当多阅读国内外相关专业的文献，才能拓展专业知识面，培养英语运用能力，因此外文学术资源对于双语教学非常重要。作者所在学校的图书馆可以提供国内外权威书籍的纸质版和学术资料的电子版。同时学院的独立资料室可提供与专业更密切相关的文献书籍，还有可供小组讨论的场所，有助于学生团队合作完成双语课程的作业。学院还具有一系列鼓励教师到国内、国外著名高校调研交流的政策，有利于双语课程建设的调研与完善。

为实现高等教育与国际的接轨，开展双语教学是必然的趋势。但是实践中由于多种原因，双语教学的效果并不理想。作者所在教研组通过近几年对《水处理生物学》双语教学的实践与研究，从教材的选编、教学模式、考核体系以及其它的辅助资源的角度进行了经验性的总结，可为今后其它类似双语教学的开展提供参考。

参考文献：

[1]孟海玲.“水处理生物学”双语教学与考核的探讨[J].科技信息，2011，（23）：188.

篇（2）

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。

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(theundergroundcapillaryseepagesystem,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。

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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。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(theundergroundcapillaryseepagesystem,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(livingmachine)系统是加拿大出生的海洋生物学家约翰·托德(JohnTodd)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.

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1.短程硝化反硝化

短程硝化反硝化生物脱氮（shortcut nitrification denitrification）是由荷兰Delft技术大学开发出来的脱氮新工艺[1-3]。其基本原理是将NH3-N氧化控制在亚硝化阶段，然后进行反硝化。反应方程式可表示为：

短程硝化反硝化的生物脱氮途径与传统硝化反硝化相比，在处理高浓度有机氮废水中具有潜在的优势：⑴短程硝化反硝化生物脱氮比传统硝化反硝化生物脱氮节省了25%的耗氧量；⑵在反硝化过程中是以有机碳源作为电子供体，短程硝化反硝化仅需传统硝化反硝化60%的有机碳源，节省了40%的碳源。理论上计算，传统硝化反硝化C/N为2.86:1，短程硝化反硝化C/N为1.71:1，即较低的C/N下就可以实现短程硝化反硝化反应；⑶缩短了反应历程，提高了脱氮效率。在好氧过程中短程硝化反硝化生物脱氮比传统硝化反硝化生物脱氮减少了由NO2－-N氧化为NO3－-N的过程，缩短了总的反应历程。另外，在短程硝化反硝化过程中由于省去了由NO3－-N到NO2－-N这一转化过程，反硝化碳源不再为硝酸盐还原菌优先利用，也不存在硝酸盐还原酶对亚硝酸盐还原酶的竞争性抑制，加速了脱氮效率。

2.同时硝化反硝化

同时硝化反硝化（simulataneous nitrification denitrification）工艺，简单地说，是在同一个反应器中同时实现硝化和反硝化。Munch.Elisabeth V等研究了SBR法中的同时硝化反硝化现象[4。G.Bertanza运用延时曝气法对废水处理过程中的同时硝化反硝化现象进行了三年的研究[5]。试验结果表明：处理系统中的氧化还原电位在120～180mv范围内（此时DO浓度均在1.5mg/L以下）同时硝化反硝化的处理效果最好，总氮去除率可达到60%～70%。

根据以上可知，同时硝化反硝化现象确实存在于多种废水处理工艺中。目前大多数学者认为其机理的探讨主要从微环境理论、微生物学和生物化学的角度来研究：

⑴从微环境角度来看，由于微生物个体形态非常微小，一般属μm级，影响生物的生存环境也是微小的。由于微生物种群结构、基质分布、代谢活动和生物化学反应的不均匀性，以及物质传递的变化等因素的相互作用，在活性污泥菌胶团和生物膜内部会存在多种多样的微环境类型。即使在好氧性微环境占主导地位的活性污泥系统中，也常常同时存在少量的微氧、缺氧、厌氧等状态的微环境。

⑵从生物学和生物化学角度来看，主要有两种观点存在：一种是Lloyd等及Robertson和Kuennen提出的好氧反硝化的概念，认为好氧反硝化菌和好氧反硝化酶系的存在导致了这种现象。目前已知的好氧反硝化菌有Pseudoonas、Spp、Alcaligensfaecalis、Thiosphaera、Pantotropha等[6]，这些菌种为好氧反硝化的解释提供了生物学依据。另一种是Bock等提出的好氧反氨化的概念，即在有氧气限制的情况下，NH3-N直接转化为氮气。

同时硝化反硝化有以下优点[7]：⑴硝化过程中消耗碱度，反硝化过程中产生碱度，这样同时硝化反硝化能有效地保持反应器中pH值稳定，而且无需添加外碳源，考虑到硝化菌最适pH值范围很窄，仅为7.15～8.16，因此这一点是很重要的。⑵同时硝化反硝化意味着在同一反应器、相同的操作条件下，硝化和反硝化应能同时进行。如果能够保证在好氧池中一定效率的反硝化与硝化反应同时进行，那么对于连续运行的同时硝化反硝化工艺污水处理厂，可以省去缺氧池的费用，或至少减少反应池容积。对于仅由一个反应池组成的序批式反应器来讲，同时硝化反硝化能够降低实现完全硝化反硝化所需的时间。同时硝化反硝化系统提供了今后降低投资并简化生物脱氮技术的可能性。然而，对于同时硝化反硝化的机理还缺乏深入的认识与了解，要使该项技术实用化还有大量研究工作有待完成。

3.厌氧氨氧化

1990年，荷兰Delft技术大学Kluyver生物技术实验室开发了ANAMMOX工艺。该工艺的特点是：在厌氧的条件下，以NO3―为电子受体，将NH3-N转化为氮气。最近研究表明NO3―是一个关键的电子受体。由于这类细菌是自养菌，因此不需要添加有机物来维持反硝化。试验研究发现:厌氧反应器中NH3-N浓度的降低与NO3―的去除存在一定的比例关系[8]。发生的反应可假定为:

最近研究表明，NO2―也可以作为电子受体进行如下反应：

根据化学热力学理论，上述反应的ΔG＜0，说明反应可自发进行的。厌氧氨氧化过程的总反应是一个产生能量的反应，从理论上讲，可以提供能量供微生物生长。因此，可以假定厌氧反应器中存在微生物，它可以利用NH3-N作为电子供体还原NO3―-N，或者说它可以利用NO3―-N作为电子受体来氧化NH3-N。

从方程式2-17和2-18可以知道，该工艺不需要氧气和外加碳源，处理低C/N的高浓度NH3-N废水很有前景的。

4.固定化微生物脱氮技术

固定化微生物技术是指通过化学或物理的方法将游离的细胞或微生物加以固定，使之成为不溶于水但仍具有高的生物活性固定生长体的一项新技术[9]。

固定化微生物技术是20世纪60年代直接从固定化酶技术发展起来的一项新技术，最初主要用于工业微生物的发酵，70年代后期由于水污染问题的日益严重，迫切要求开发高效的废水处理新技术，于是人们开始考虑将固定化微生物技术引入废水处理领域。该技术可将筛选的优势菌种或微生物加以固定，从而构成一个高效的废水处理系统，与传统的悬浮生物处理法相比较具有处理效率高、稳定性强、产泥量少、无污泥膨胀、固液分离效果好、装置容积小等优点，在废水处理，尤其是特种工业废水处理领域中显示出广阔的应用前景。固定化微生物脱氮技术就是利用固定化微生物技术的特点，将硝化菌和反硝化菌固定在一起，以保证反应器的菌体浓度和脱氮性能，成为近10多年来生物脱氮领域研究的热点之一。国内外学者对硝化菌和反硝化菌单独固定及固定化细胞的脱氮性能作了详细的研究，在日本已有将固定化硝化菌用于废水处理能力11300m3/d的工业装置[10]。

[1] Jetten M S M et al，Towards a more sustainable municipal wastewater treatment system[J]. Wat Sci Tech，1997，35(9):171-180.

[2] W Verstraete，S Philips.Nitrification-denitrification processes and technologies in new contexts[J]，Environmental pollution，1998，10(2):717-726;

[3] 冯叶成，王建龙，钱易，生物脱氮新工艺研究进展[J]，微生物学通报， 2001，28(4): 88-91；

[4] Munch ，Elisabeth V， Simultaneous nitrification and denitrification in bench-scale sequencing batch reactors[J]， Water Research，1996，30(2):227-284；

[5] G.Bertanza，Simultaneous nitrification-denitrifiction technique in extended aeration plants:pilot and real scale experiences[J]， Water Science and Technology， 1997， 35(6):53-61；

[6] Robertson LA，Van Niel EWJ，Torremams，Rob AM，Kuenen JG，Simultanseous nitrification and denitrification in aerobic chemostat of Thiosphaera pantotropha[J]，Appl Environ Nicrobiol， 1988， 54(1):12-18，28;

[7] 李丛娜，吕锡武，稻森悠平，，同步硝化反硝化脱氮研究[J]， 给水排水， 2001，27(1):22-25；

[8] 白莉，杨云龙，生物脱氮新技术[J]，科技研讨，2003，13(7):101-102；

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1 《环境生物学》课程现状分析

（1）课程现状：我校《环境生物学》总学时为48学时，其中理论32学时，实验16学时。由于课时限制，理论教学内容集中在微生物结构、营养、代谢等基础内容，而微生物生态与环境生态工程中微生物的作用等内容不能详细讲授，因此要使学生深刻理解本课程并熟练地用于实践，难度较大。

2 教改思路与目标

针对我校《环境生物学》课程中存在的问题，在现有理论和实验教学基础上，调整理论教学内容，拓宽学生视野，在理论和实验教学环节结束后增设一周的实验设计环节，以加深学生对理论知识的理解，并提高学生综合素质与科研创新精神及能力。

3 调整教学内容

在理论教学内容上，针对我校工科背景的特点，改变了以往的一本教材为主的固定教学内容，选取面向21世纪教材《环境工程微生物学》[2]为主讲教材，补充了水处理生物学[3]、环境生物学[4]等相关微生物学知识。限于学时限制，在讲授内容的组织上，既考虑到教学大纲必须完成的教学内容，讲授多数学生能够接受的基础知识，还深入讲解较有深度的内容，以满足报考研究生同学的求知欲。以此为契机，购买了一批如《微生物学》（第5版中文版，普雷斯科特著，沈萍等译）等一大批优秀的微生物学图书及电子资料，为拓宽同学们的微生物学基础理论知识打下良好的基础。

针对实验教学中存在的问题，环境生物学实验课程内容也做了相应调整使其内容更贴合我校同学的工科背景。实验课程安排在三年级的第一学期与理论课程同步完成，在完成验证性实验教学内容后，提供足够的学时让学生们自行思考，完成一次综合性实验，加深对理论课学习内容的理解和掌握。

4 增设《环境生物学》实验设计

实验设计是实验研究的重要环节，可架设起理论教学和实验教学之间的桥梁，使学生能更系统、深刻的理解课程内容。为此，理论和实验课程都完成以后，我们又专门抽出一周时间，让学生自主查阅资料、自行设计、动手完成一个设计性实验，并撰写提交实验设计说明书。学生们通过亲历实验，调动了参与实验的积极性，拓宽了知识面，提高了动手操作能力，观察分析问题和解决问题的能力，提高了实验课的教学质量。在撰写实验设计说明书的过程中，学生能运用课程的基本概念和原理，规范使用专业术语，为以后毕业论文的写作打下良好基础。

4.1 实验设计及预答辩

为了有充足的准备时间，上理论课的后期，即给学生发放《环境生物学实验设计指导书》，并提前分组，每组3～4人，遵照各组的兴趣，每组查阅选择合适的实验设计题目，并围绕自己的实验设计题目，独立动手完成预答辩课件。实验设计周的第一天为预答辩时间，每组围绕自己的实验设计题目讲述5～10 min，主要内容为实验设计的原理、内容、步骤及实验进行的可行性等，指导教师和学生同为评委，指出实验设计中存在的问题及解决方法，并为讲座同学打分，最后指导教师再总结。灵活的讲授形式，加深了学生对所学内容的印象，调动学生的积极主动性，让学生参与教学，发挥学生主体作用和教师的主导作用[5]。

4.2 实验实施

实验实施过程中，打破以往实验教师为学生准备好各种实验用品的格局。各组根据自己的实验设计内容需要，领取药品，仪器设备，并独立完成标准液配置，玻璃器皿清洗、灭菌、无菌操作、计数、结果记录等一系列实验过程。指导教师在此期间只是指正学生实验操作存在的问题，不参与任何实验准备及操作活动。实验结束后，各组进行实验设计的答辩，针对实验设计及操作中出现的问题进行总结与提高。

4.3 实验设计总结

实验设计结束时，每组提交实验设计说明书一份，实验设计说明书封面及格式由指导老师统一指定，并要求用黑或蓝黑墨水工整书写。

4.4 考核方式与评价方法

《环境生物学》和《环境生物学实验设计》分别独立进行考核。环境生物学总成绩为100分，考试成绩包括期末成绩（占总成绩的80%），实验课成绩（占总成绩的10%）和平时成绩（占总成绩的10%，包括出勤情况，学习态度，课堂纪律等），期末考试采取闭卷考试形式。

《环境生物学实验设计》成绩评定一般按五级分制评定。总成绩分三部分，设计成果占60%，实验动手操作占20%，平时检查及答辩占20%。

5 课程改革效果

本次实验设计在我校2009级环境工程专业，2010级、2011级环境科学专业连续实施了三年，经过上述实验教改措施的实施，有了显著成效。主要总结为以下三个方面：

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中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）03（a）-0212-02

随着我国经济发展和政府对环境保护的重视，21世纪，环境保护的意识越来越被国民所接受，政府也正在加大对环境治理的力度。社会对环境专业人才的需求也持续增长，环境工程专业人才的需求和环境保护产业的兴起，又促进环境工程专业的发展。这对于环境工程专业来说既是机遇，也是挑战。环境工程专业人才也将面临严峻的人才市场的竞争。环境工程是一个实践性与工程性很强的学科，从根本上说，环境工程学科的主要任务是运用工程手段防止、控制和解决有关环境污染的问题，涉及到供水处理厂、污水处理厂、各种除尘设备与装置、垃圾处理场等的规划、工程设计、运行管理等，要求培养学生具有一定的工程实践能力、运行管理能力、动手能力和一些基本技能。

长期以来在环境工程专业实验教学过程中，重理论轻实践的思想根深蒂固，这导致了环境工程的教学上出现了一定的误区。

1 传统实验教学问题的分析

在传统的环境专业教学中，实验课基本作为理论教学的附属品，一般只开设验证性或者操作性的实验，教师以及学生无法对这些内容简单、容易掌握的实验课引起重视。而且实验教学并没有很紧密的联系环境工程实践，学生难以将所学的知识以及概念系统化。传统环境工程实验有一下几个特点。

（1）现有实验内容单一，测定方法过于陈旧，落后于社会的发展，已不能满足环境保护的需要。而实验类型的单一化，导致学生对上实验课缺乏兴趣，学生对问题的观察能力、分析能力和解决能力得不到锻炼，没有帮助学生掌握环境工程知识，更无从谈起学生创新、创造力的锻炼。

（2）实验教学内容和手段相对陈旧，且落后于理论教学，实验教材已经大大滞后于社会的发展，大部分实验教材很早就编著，并没有及时更新，甚至某些已经被淘汰的实验方案仍在使用。这些情况使环境工程教学远离现实情况，对现代社会的人才培养产生滞后影响。

（3）实验安排缺乏整体性及系统性，环境保护研究发展越来越快，环保的标准被不断更新，然而实验教学中仍在使用配置较低、落后甚至老化的仪器设备，已经大不要所要求的测定结果的准确性和精度。

2 创新实验教学方法

2.1 调整实验课程安排

传统的环境工程试验包括环境监测实验、环境微生物学实验、水污染控制实验和大气、噪声控制实验等，这些试验均依托于理论课程，我们先对这些实验内容进行整合，设立以环境监测实验和环境微生物实验内容为主的环境工程专业实验和以水处理实验、固废处理处置实验和大气控制实验内容为主环境工程专业实验，使之成为独立的实验课程。

以环境监测实验和环境微生物实验内容为主的环境工程专业实验的内容各有侧重。在学生完成规定学时学习外，在开放性实验中，设立两个专业实验的选修实验。环境工程专业实验的选修实验侧重大型仪器的分析和使用，例如：气相色谱、高效液相色谱、紫外分光光度仪、原子吸收光谱仪等。环境工程专业实验的选修实验侧重水处理工程实验、水处理工程综合实验和化工原理实验。这样可以保证学生根据兴趣爱好和专业方向选修实验课程。

2.2 增加综合性专业实验

除了安排传统的综合性专业实验外，充分利用湖南城市学院和益阳市周边资源，在环境工程专业实验中开设南洞庭湖水质监测综合实验，校园及周围地下水水质监测综合实验，长张高速公路（长沙至张家界益阳段）空气质量与噪声监测综合实验。此类实验的开设，不仅使专业实验充分与实际生产生活相结合，而且让学生充分认识到所开实验的实际应用意义，加深了对各项环境指标的认识和理解。

3 建立新实验教学体系

3.1 采用开放式实习模式

任课教师将学生分成多个实习小组（ 每组2～4名成员），确定1名组长，然后根据监测对象及监测项目选择药品、仪器等设备，分别为各个小组制订计划，明确各小组的监测对象、监测项目、采样位置、时间安排及分析方法；也可以预约实验，即根据学生自己的时间和掌握实验的程度，分批完成实验。以小组为单位分发玻璃仪器、试剂药品，实习期间仪器室及实验室全天开放，以电厂废水处理为例，要求学生自己动手配制污水，对污水进行一级处理、二级处理、深度处理后，还要进一步去除水中多余的阳离子和阴离子。在整个过程中，学生要对每步的处理效果进行分析比对，并检测最终的处理结果。一星期内各小组完成实习项目。实习完成后，全班所有小组集中进行交流讨论实习中存在的问题和收获，每个学生提交一份实习报告。实验教师也可以对学生做单独指导，这样也有助于学生对知识的理解和掌握。采用这种教学模式需要注意的是，对大型精密仪器要进行定期培训，帮助学生掌握现代化的分析、测试手段，提高学生的科研能力。

3.2 毕业论文与工程项目相结合

取消综述性研究的毕业论文，规定撰写的论文要有一定的工程研究背景，以工程性实验或综合性实验为基础。学生的毕业（设计）论文可以采用教师自己主持或参与的工程项目和科研项目作为基础，也可以聘请环保公司或者是环保局的工程技术人员做毕业（设计）论文指导教师，把毕业论文与工程项目及实验挂钩，使学生更投入、更有针对性地进行实验研究，从而提高毕业（设计）论文的质量。

4 结语

通过对环境工程实验教学的改革，实验教学内容、方法与手段都获得了改进，实验条件也获得了改善，湖南城市学院环境工程专业本科生在科学研究中试验设计、试验组织、数据进行分析和处理、实验结果分析等方面得到了全面训练，学生的综合素质以及综合解决问题的能力和创新能力都得到很大提高，

参考文献

[1] 安小六，邹小红.加强实验队伍建设增强高校实验室软实力[J].西南师范大学学报：自然科学版，2010，35（1）：229-232.

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创新型人才的培养是我国教育改革的核心问题。所谓创新型人才是指具有独立的创新能力，能够提出问题、解决问题、开创事业新局面的人才[1]。对大学生而言，创新能力需要知识的积累,但知识并不能替代学生的创新能力[2]。实践性教学是高等学校本科人才培养中一个非常重要的组成部分，探索构建创新实践教学体系对学生创新精神和创新能力的培养至关重要。吉林大学环境工程专业构建了课内与课外有机结合、阶梯式的科研实践训练体系，并制定了相关实施办法和质量保障制度，取得了一定成效。

1.主要科研素质训练实践环节构建

构建基本原则：课内与课外实践相结合；充分发挥学生的个性；以科研引领和支撑，构建阶梯式的多级科研素质训练和创新能力培养实践教学体系。构建的主要环节包括课内环节和课外环节，课内环节主要包括课内实验、认识实习、教学实习、生产实习（实训）、毕业论文（设计）等；课外环节主要包括专业调研、大学生开放性实验、大学生创新实验训练项目、专业竞赛、参与老师科研项目等。

2.主要科研素质训练实践环节的内容

2.1主要课内实验

根据环境工程专业的特点和要求，强化主干课程课内实践的内容和训练项目数，增强基础专业实践能力，主要包括环境工程微生物学、环境监测、环境工程原理、物理性污染控制、环境水文地质学基础、环境水文地球化学、水处理实验技术、固废废物处理与处置、大气污染控制工程、污染场地控制与修复、环境生物技术等实验。

2.2主要实习环节

主要实习环节包括认识实习、教学实习、生产实习和毕业设计（论文）。（1）一年级认识实习及实习基地认识实习的主要目的与任务在于：通过参观给水处理厂、污水处理厂、卫生垃圾填埋场、污染场地、环境监测站和典型地形地貌等，了解和熟悉给水、污水处理工艺和大气污染控制工艺、构筑物的组成及其工作原理以及水土污染状况，为后续专业主干课程的学习提供必要的知识储备；了解城市环境污染调查、监测、评价的基本工作方法；明确当前环境污染控制和综合治理基本策略和原则；培养学生主动获取和分析判断环境信息的能力，提高学生在环境污染控制与治理技术方面的应用能力、实践能力。（2）二年级教学实习及实习基地教学实习的目的与任务在于：掌握城市水、土、气、固体废物、污染场地等环境污染的调查、监测、评价的基本工作方法和技术要领；掌握污染场地的基本调查方法，污染现状的评价，污染风险的预测方法；培养学生主动获取和分析判断环境信息的能力，提高学生对城市环境污染现状、污染场地的调查、评价等方面的应用能力和实践能力。（3）三年级生产实习及实习基地生产实习的主要目的和任务在于：巩固和加深已学过的基础和专业基础理论知识，提高综合运用这些知识独立进行分析和解决实际工程技术问题的能力；培养学生分析和解决具体问题的能力；掌握给水、排水、卫生垃圾填埋场、大气污染控制、污染场地控制与修复等处理工艺及构筑物设计方法，并绘制构筑物设计图纸；了解国家相关的方针和政策，正确使用专业的有关技术规范和规定。培养设计计算、编写设计文件或设计论文、使用规范手册和应用计算机的能力；学会广泛地搜集国内外有关资料，了解国内外的水平和状况；培养深入细致调查研究，理论联系实际，从经济、技术的观点全面分析问题的能力。（4）毕业论文（设计）本科毕业论文（设计）是学生大学四年所学知识的归纳、运用和提高的关键环节之一，旨在培养学生综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力，环境工程专业通过过程档案对毕业论文（设计）实行全过程管理，主要环节包括动员与师生对接、选题与方案论证、实施、评审、答辩、成绩评定及归档总结等阶段。本专业对教师立题方面严格审查，对毕业论文（设计）质量评价实行指导教师、论文评阅教师双重把关，确定答辩资格。成立本科毕业论文（设计）答辩委员会集中开展评审、评优等工作，组织学生进行论文答辩。

2.3课外实践环节

环境工程专业2013版的培养方案中明确要求学生在校学习期间，除修满教学计划要求的学分外，必须取得8学分课外实践学分。课外实践学分可通过专业调研报告、大学生开放性实验、大学生创新实验项目、参与教师的科研项目、CS-TD大赛及其他相关学科竞赛等获得。3.科研训练保障措施对于课外实践训练，主要质量保障措施包括：（1）科研素质训练项目学分计入培养计划课外科研素质训练项目经考核合格后，相应的学分列入培养计划，规定达到毕业基本要求学分，最低需要获得8学分，上不设限。（2）所有的教学、科研实验室向学生全面开放在正常工作日，教学、科研实验室全天候向本科生开放，学生在实验员老师的指导下实验，或者与相关研究生组成课题组共同在进行科研项目训练，同时也锻炼他们自己管理实验室的能力。（3）发挥指导教师与学生社团组织的作用教师应全面掌握学生取得学分情况和成绩，协助学生小组项目选题，指导督促项目申报和结题等相关工作。通过学生社团组织相关学科竞赛、专业实验技能大赛、各类专业调研大赛。学生社团成员通过科技学术实践项目训练和自我管理，有利于他们成长。

参考文献：

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中图分类号：G643 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）48-0235-02

工程硕士专业学位自1997年首次设立以来发展迅速[1]，在2011年，教育部提出了“服务国家特殊需求人才培养项目”，着重培养工程硕士专业人才。上海第二工业大学在2011年获批“服务国家特殊需求人才培养项目”，开展环境工程（电子废弃物资源化方向）硕士学位专业研究生的培养[2]。学校自2012年首次招收环境工程领域工程硕士，截至目前共招收143名学生，其中已有60名学生毕业。

环境工程微生物学作为一门以微生物技术处理环境问题的课程，以其技术的广泛性被纳入到环境工程领域工程硕士培养中。本文根据3年多来给工程硕士讲授环境工程微生物学这门课程的经历，以上海第二工业大学环境工程领域工程硕士培养为例，谈谈研究生课程环境工程微生物学教学案例库建设设计思路及其体会。

一、教学案例库的概述及类型

教学案例库是指教师为了更好的指导学生、实施案例教学而建立的用于存放所有案例的一个集合，其案例的来源及形式可以是多样的。对于本文提到的环境工程微生物学教学案例，可以选择微生物技术在土壤、水体环境中的应用。通过这些不同案例的分析，可以加深学生对基础知识的理解和提高运用知识解决实际问题的能力，还可以激发学生的学习热情，提高教学效率。

基于上海第二工业大学环境工程领域（电子废弃物资源化）工程硕士的培养目标，环境工程微生物学教学案例类型分为两类：一类是以研究生开展研究所需的思路模式，即选择已解决某一具体问题，从研究工作角度来说该项目已经完成；另一类是面向实际工程研发过程解析类的案例，选择采用本课程相关学科方向的技术，解决某个具体的工程问题，能说清楚从实验室基础研究到实际工程应用的全过程。

二、教学案例库中的实际案例

（一）微生物与电子废弃物方向

上海第二工业大学开展的环境工程硕士学位专业研究生培养的方向，本就是电子废弃物资源化方向，在微生物应用于电子废弃物中金属资源化方向有着较为深入的研究，其与广东惠州某公司合作开发的项目“微生物法回收废线路板中有价金属成套工艺与装备”已经完成半工业化试验。该项目可以很好的展示微生物技术从最初的实验室内菌种筛选、菌种驯化、浸出条件优化、工艺控制参数、进一步放大试验、工业化运行等阶段，因此将它纳入到环境工程微生物学教学案例库可以使得今后教师在该方向上的教学更加形象，并让学生了解微生物技术研发与应用相结合时如何走完一个从实验室内研究到工业应用的全过程。

（二）微生物与土壤污染方向

土壤中重金属和有机物污染越来越受到人们的关注，微生物技术以其广泛的适用性、经济性被应用于污染土壤的修复中，不管是重金属污染还是有机物污染，理论上总能找到一种或一类微生物迁移、转化或降解土壤中的这类污染。将这类微生物与土壤污染方向纳入到环境工程微生物学教学案例库中，可以形象地说明微生物是如何在实际工程应用中进行土壤污染治理的。此外，由于在电子废弃物拆解地会产生场地土壤污染，因此这也是上海第二工业大学“服务国家特殊需求人才培养项目”环境工程领域工程硕士研究生培养中必须要关注的内容。

（三）微生物与污水处理方向

与土壤污染一样，在电子废弃物拆解产地也会造成水体污染。以重金属铊为例，铊元素对人体的最小致死量为12mg/kg[3]，因此污水中必须控制铊的含量，地方标准中含铊废水处理后铊浓度需低于5μg/L，对于类似超低痕量级的铊来说，很难利用纯粹的化学或物理法将污水中铊的含量降低至标准以内。实验室研究表明，利用微生物的代谢产物和配合一定量的化学试剂可以达到上述要求，将微生物与污水治理方向纳入到环境工程微生物学教学案例库中，对于该领域工程硕士的培养同样重要，它可以使学生在课堂上就能清晰了解到相关微生物技术在电子废弃物领域的全方位应用概况。

（四）微生物与现代生物技术方向

现代生物技术的发展使得人们可以随心所欲的改造微生物，以达到为人们服务的目的。在以电子废弃物资源化为主要方向的环境工程微生物学教学过程中，将微生物与现代生物技术方向纳入到环境工程微生物学教学案例库中，可以使学生及时掌握最新生物技术前沿及科学合理的研究方法。

三、教学案例库评估及运行效果

环境工程微生物学案例库是由学校和企业双方共同完成的，这可以充分利用学校的科研优势及企业的工业运行经验与实际工程，可以真正做到理论与实际相结合。教学案例库的评估是以先对研究生进行一段时间的案例教学，后以研究生的相关反馈意见，最后以学校和企业相关负责人依据研究生的反馈意见进行评估，标准是通过该系列功能完备的案例，让研究生在开展相关类型研发工作时从思路和模式上获得研究型与工程应用型两方面的启发，便于后续开展研究工作时少走弯路。目前，环境工程微生物学教学案例库教学获得了研究生的认可。在实际授课过程中，不仅可以激发研究生的学习热情，而且能提高教师的教学效率。

四、结论

环境工程微生物学教学案例库由研究生开展研究所需的思路模式类、面向实际工程研发过程解析类两种类型案例组成，具体包括微生物与电子废弃物方向、微生物与土壤污染方向、微生物与污水处理方向、微生物与现代生物技术方向。最终评估是由学校、企业、全体工程硕士研究生共同参与。该类型的教学案例库既可以激发研究生的学习热情，又可以提高教师的教学效率。

参考文献：

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中图分类号：U664文献标识码： A

随着社会与经济的越来越快发展，生态环保已经成为越来越重要的话题。生态环保关系到每一个人的生活，影响非常的大。而在生态环保中，最大的问题是水资源污染的问题，随着工业等各种产业生产的需要，有的未经过检测合格就擅自将污水排入河流或是水系里，导致自然水体被破坏，水污染越来越严重，而水污染严重影响着人们的生活。为了改变这一现状，很多地方开始进行污水处理，但是传统的污水治理方法成本太高，难以实行，取得的效果也不是很好，所以本文从生态环保角度出发，提出基于生态环保的污水处理技术。

一、污水致力传统技术与污水生态处理技术简介

污水处理技术有传统的方法和生态处理技术。传统的污水处理技术就是利用物理、化学等原理作用对污水进行净化，物理方法就是利用物理特性将有害物质进行吸收，化学方法就是利用物质之间的化学反应将有害物质反映或是转化为无害物质。而这两种方法都不易实现，能源消耗非常大，而且在技术维护方面难度也比较大，成本比较高，难以进行有力的推广。这也是很多企业冒着违规的风险将污水直接排出的原因。

生态环保的污水处理技术，就是利用生物原理将污水有目的、有控制性的投入到一定的生态系统中，利用这个生态系统中的土壤、动物、植物、微生物等多种资源的符合作用，将污水中的超标物质和有害物质进行利用吸收，使污水中的有害物质进行降解，最后达标的过程。这一过程也可以用循环再生来形容。生态环保的污水处理技术处理污水的最大好处就是操作简单、投资较小、无副污染物出现，同时还可以达到整体优化的效果。

二、污水生态处理技术遵循的原理

1.循环再生原理

生物学中的循环再生原理，指的就是利用生态系统中的生物成分，将非生物成分合成新物质，然后又降解的过程，在这一过程中，通过生成和降解的循环，使整个生态系统保持平衡。在污水生态处理技术方面，也是利用循环再生的原理，将污水排入特定的生态系统，使污水中的非生物组分参与到这个循环再生的过程，加大了循环再生过程的进程和速度。

2.和谐共存原理

和谐共存原理指的是在生态系统中，所有生物与非生物之间的最稳定状态就是和谐共存，如果做不到和谐共存，那么其中一方就会被一方毁坏，直到达到平衡为止。所以在污水处理的过程中，污水引入到一个特定系统中，引起系统的不平衡，这个系统里面的生物就会将污水里面的非生物稀释或是降解，最后达到平衡状态，做到和谐共存。

3.整体优化原理

使用生态学的方法对污水进行处理是一个简单的过程，但是在这个处理过程中，包括很多环节，譬如说污水源控制、修复生态系统的选择、污水布水公艺选择、再生水的利用等等，这些环节都是必不可少的，而且对污水处理整个过程来说非常重要，不能单独的进行考虑。所以，应该将这些环节作为一个整体来考虑，对这个整体进行优化，最后达到使用污水生态处理技术处理污水的同时又对污水中的资源加以利用，变废为宝，达到整体优化的目的。

4.区域分异原理在进行污水生态处理技术上，必须要考虑到地区差异。因为每个地区的生态系统都会因为当地的特殊环境而不一样，所以在考虑应用这种那个方法的时候就必须考虑到这个因素，不能盲目的进行，导致污水生态学处理技术作用不明显。考虑到地区差异，就必须因地制宜，选择不同的修复植物、布水公艺、管理方法等进行管理和运用。并且在开始利用使用污水生态处理技术的时候，应先进行小范围的实验，在取得成功后，在开始大规模的使用这种方法。这样污水生态处理技术的成功率才会比较高。

三、污水生态处理技术的主要方法

污水处理技术主要是应用生态系统天然的资源，来将污水中的污染物质转移或是转化为其他物质，达到消除或是降低水中污染物中的作用。这种方法费用低还能达到整体优化的目的。目前，我国主要采取土地处理系统、蚯蚓滤池处理系统、生态塘处理系统三种方法来进行污水处理，并取得了显著的效果。

1.土地污水处理系统

土地污水处理系统就是利用土地―植物系统的自我调控能力以及生物作用对污水进行处理，从而改善污水的水质，在处理污水的同时植物和土地可以吸收污水中的富营养和水分，从而土地更加肥沃，植物生产的更快，更好。这样在进行污水处理的同时也能带来植物的更好发展，一举两得，实现废水最大化的利用，变废为宝。污水土地处理系统有很多种类型，常见的包括慢速渗透处理系统，还有与之相对的快速渗透系统，地表漫流处理系统以及地下渗透处理系统。使用土地污水处理系统的这几种方法来净化污水，其使用的原理是沉淀、过滤、挥发、生物氧化、土壤吸附、光解等，这几种都是最原始的处理污水的原理，包括物理原理和化学原理。这几种处理方法都可以使污水处理到达标水平，可以直接灌溉或是作为景观水使用。

2.蚯蚓滤池处理系统

蚯蚓滤池处理是人工制造的生态系统，就是将蚯蚓引入常规的滤池内构成。蚯蚓滤池处理系统是利用蚯蚓的消化分解作用以及过滤作用而达到处理污水的目的，所以蚯蚓滤池一般分为三层。第一层为蚯蚓分解层，这一层就是利用蚯蚓的消化分解以及上下钻动的特性来达到分解污水中污染物的过程。这一作用原理就是蚯蚓吃食污染物，和体内的细菌进行反应，排除，蚯蚓粪便的细菌进入环境中后使得有机物的数量增多，杀死微生物，达到处理污染物的效果。第二层是补充层，第三层是承托层。第二层和第三层的最主要作用是过滤作用，使得蚯蚓处理过的污水进一步的过滤。污水从蚯蚓滤池的上部进入，经过处理后的水从下部排出。蚯蚓滤池的整个处理污水的过程操作简单、成本比较低，污水处理效果好，可以方便推广使用。

3.生态塘处理系统

生态塘污水处理系统也是应用较多的生态污水处理技术。主要原理就是将污水引入人工制造的一个生态系统中，这个生态系统包括水产和水禽类生物。生态池塘通过太阳能的光合作用以及各种食物链原理将污水中的有机物进行分解或是转化，然后再通过食物链作用将物质一层一层的转移，使用这种方式将污水净化。这个方法之所以使用较多并且效果不错就是因为采用这种方法，污水得到净化的同时，水生植物和生物等也得到了食物，可以进行回收。这种污水处理方法不仅维护方便、成本低，更大的好处是可以获得经济效益。

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    可持续发展路线的实施,增加了我国各级政府对环境保护的认识和治理力度。城市污水处理,作为一个城市发展程度的重要标志,其实施效果已经成为了评价城市发展程度的重要指标。城市污水处理的效果不仅仅关系到城市所在地周边的环境保护,更关系到下游城市人们的身体健康以及经济发展。加快城市污水处理建设,加快城市污水处理新技术的应用,促进城市和谐发展以及可持续发展路线的实施,是目前我国城市污水处理相关部门的首要任务。

    1.我国城市污水处理现状分析

    目前我国城市污水处理的面临着重要的考验,现有污水处理系统已经不能满足日益增加的城市污水量。而工业废水、日常生活排放污水在城市内部的流向对流经城市的河流以及浅层地下水也都有着不同程度的污染。这也使得我国多数城市水源受到污染,加大了城市生活用水处理的费用,加剧了我国城市废水污染程度。近年来为了加快我国可持续发展战略目标的实施、促进我国水资源优化、保护环境,我国很多城市已经开始了对城市内污水流向的治理,减少污水在城市内流向对浅层地下水的污染。同时大力应用新的废水处理技术,加快污水处理建设,为我国可持续发展路线的实施打下坚实的基础。

    2.城市污水处理新技术分析

    2.1曝气生物滤池技术分析

    曝气生物滤池是一种经过改良的新一代上向流曝气生物滤池。它既可以用于污水的二级处理,也可以用于处理出水需要回用等其它要求的污水深度处理,并且能够达到很高的排放水质标准。由于曝气生物滤池工艺将滤池和生化反应器结合起来,因此不再需要沉淀池;占地面积小,是常规工艺的1/4~1/5,节省大量征地和地基处理费用;池容小,土建工程量比其它工艺少20%~40%;全部模块化结构,改扩建容易,工期短;上部出水为清水,滤头不易堵塞,检修和更换容易。无需放空滤池中滤料;可对厂区进行全封闭,无臭味污染,视觉和景观效果好;不需要单独的反冲冼水和反冲洗水泵,降低了设备投资和运行费用;穿孔管曝气,节省设备投资和维护费,效率高。而膜式曝气头通常在运行两年后开始丧失其效率;自动化程度高,操作人员少;低温运行稳定,受温度影响很小;由于其具有连续的物理过滤能力,一旦生物反应发生问题,滤池仍可去除绝大部分的悬浮物;而且仅需要几天即可恢复生物处理能力,而活性污泥法需要几个星期才能恢复;由于其具有的众多有点,我国已经在2002年在广东南海新建了一座设计流量为50000m3/d的新型曝气生物滤池污水处理厂,从近6年的处理运行情况来看,运行稳定,处理效果好,是投资较少的一种新技术应用典型。

    2.2天然有机化学污水处理技术的分析

    天然有机化学在污水处理方面的优势已经被人们认可,也使得其在污水处理中的发展前景越来越好。化学混凝与生物法共同作用污水处理法已经成为了天然有机化学污水处理发展的新方向。该工艺能有效去除水中的颗粒物、磷和氮,使出水水质达到一定的水平。有些国家把化学混凝法加生物处理作为主要的处理方法对城市生活污水进行处理,如挪威、瑞典、丹麦,其70%的污水都用混凝法+生物处理。其它一些国家如美国和香港用一种叫做化学强化一级处理法,该法比化学混凝法需要的混凝剂量更少,但足以去除大部分磷同时大大加快沉降速度。

    世界上最常用的混凝剂为铝盐和铁盐,也有一定数量的有机聚合物作混凝剂或助凝剂。水和污水中的污染物去除是通过已知的机械原理即破坏胶体的稳定性而混凝,或者是化学药剂与固体水解产物共同沉降来完成。混凝法的效率是受混凝剂的物理及化学特性、进水及工艺条件等因素的影响。

    污水处理无疑是要花钱的。问题是要找到一种不仅投资少而且长期运行费用低的最经济最有效的方法。根据欧洲污水处理经验,要去除95%的BOD和90%以上的磷并且脱除85%氮,则化学强化一级处理+生物处理是最经济有效的。化学处理法特别是在工业污水比例大、污水水质日/年变化大时更显其最经济有效。在快速发展的工业化城市,企业排放的污染物会影响甚至破坏传统的生物处理过程,而化学处理法在这方面具有许多的先进性,能处理很多不同的污水,能承受很大的冲击负荷。对实际污水处理工程而言,首先用化学法进行污水处理研究,不仅能承受冲击负荷,将污水处理到一定的程度,还可以了解污水的组成和变化情况,为较易受污水冲击负荷、毒性物质影响的生物处理提供保护。种种优势预示了天然有机化学污水处理的良好发展前景。

    2.3污水生物处理方法分析

    生物污水处理是用生物学的方法处理污水的总称,是现代污水处理应用中最广泛的方法之一。主要借助微生物的分解作用把污水中有机物转化为简单的无机物,使污水得到净化。按对氧气需求情况可分为厌氧生物处理和好氧生物处理两大类。厌氧生物处理系利用厌氧微生物把有机物转化为有机酸,甲烷菌再把有机酸分解为甲烷、二氧化碳和氢等,如厌氧塘、化粪池、污泥的厌气消化和厌氧生物反应器等。好氧生物处理系采用机械曝气或自然曝气(如藻类光合作用产氧等)为污水中好氧微生物提供活动能源,促进好氧微生物的分解活动,使污水得到净化,如活性污泥、生物滤池、生物转盘、污水灌溉、氧化塘的功能。污水生物处理效果好,费用低,技术较简单,应用比较简单。当简单的沉淀和化学处理不能保证达到足够的净化程度时,就要用生物的方法作进一步处理。生物处理中要特别注意掌握净化污水的微生物的基本特点,满足其要求条件;污水中BOD与COD比值要大于0.3。温度影响较大,冬季一般效果较差。

    3.加快分流制排水管网的推进,促进污水处理的实施

    我国原有城市排水管网多位合流制排水管网,其是通过在城市中铺设一套排水管网用来排泄污水和径流雨水。这样的排水管网导致后期在进行污水处理时加大了处理量,增加了污水处理费用。而目前较为先进的分流制排水管网,是在城市中设两套独立的排水管网,分别排泄污水和径流雨水。这就使得在后期进行污水处理过程中,可以不对径流雨水进行处理,只针对污水进行处理,大大降低了污水处理费用。铺设分流制排水管网的费用与合流制排水管网污水处理费用相比,分流制虽然一次性投入较大,但是综合比较可以发现,其在管网运行多年后,总体费用只占合流制管网污水处理的42.7%。因此,加快我国老城区合流制管网改革,在建设新城区时积极采用分流制排水管网设计是污水处理发展的必然方向。

    结论

    城市污水处理新技术的不断涌现,为城市污水处理提供了更过的选择空间。同时也使得我国污水处理技术正在向着国际化的标准迈进。通过新技术的应用及人们对日常生活中无磷清洁用品的广泛使用,减少有害污水的产生,为我国环境保护打下坚实的基础。

    参考文献

    [1]李笑雯.城市废水处理技术[M].化学工业出版社,2006,7.

    [2]梁国庆.城市污水处理生物技术分析[J].农业技术,2007,8.