黃緒泉

(三峽大學水利與環(huán)境學院，湖北宜昌 443002)

一、前言

固體廢物對環(huán)境的污染以及造成資源浪費，是當今世界的環(huán)境與資源保護存在的主要問題之一。固體廢物的產(chǎn)生和排放涉及領域是非常廣泛，來自各行各業(yè)，數(shù)量大，品種多，成分復雜。大量生產(chǎn)、消費和產(chǎn)生的固體廢棄物是現(xiàn)代工業(yè)社會的錮疾，也是資源浪費的孿生兄弟。即使在高度發(fā)達的歐美國家，固體廢棄物的處置與資源化利用方面有了新進展，但是從總體上看，固體廢物仍是一個令人頭痛的環(huán)境難題。國家“十二·五”環(huán)保規(guī)劃和廢物資源化科技工程“十二·五”專項規(guī)劃要求重點選擇再生資源、工業(yè)固廢、垃圾與污泥等量大面廣和污染嚴重的廢物，以廢物資源化全過程清潔控制為基本前提，加強廢物循環(huán)利用理論研究，大力推進廢物資源化全過程污染控制技術研發(fā)。

教育部高等學校環(huán)境工程專業(yè)教學指導分委員會明確規(guī)定了“固體廢物處理與處置”是環(huán)境工程專業(yè)的9門核心課程之一，是環(huán)境工程專業(yè)學生今后從事該領域所必須掌握的專業(yè)知識［1］，工程實踐性很強，教學質量高低直接影響到學生的理論知識和實踐技能的掌握。但是，“固體廢物處理與處置”主要內容以單一知識的闡述和介紹為主，內容多但關鍵技術理論深度不夠，缺乏工程實例?，F(xiàn)行的各類教材的編寫體系，還是沿用固體廢物的收集、處理與處置的順序，分別介紹固體廢物控制過程中的各種單元操作技術，就方法而方法的課堂格局［2］。在學習過程中，難以調動學生的主動性和積極性，也無法適應國家規(guī)劃和固體廢物污染亟待治理形勢下的要求。

如何更好地培養(yǎng)具有較深的固體廢物處理與處置理論知識和工程技能的環(huán)境工程專業(yè)學生，是每位從事“固體廢物處理與處置”課程教學的教師都在思考的問題。本文從教學理論理解和實踐出發(fā)，對課程教學進行深入思考和探索，力求通過豐富鮮活的案例、實時的動畫和啟發(fā)式的教學手段等，提高學生學習的主動性和積極性，促進學生對“固體廢物處理與處置”課程內容的理解和掌握。

二、教學內容思考與整合

目前大部分高校環(huán)境工程專業(yè)都是采用2007年昆明理工大學寧平教授編著的《固體廢物處理與處置》短學時教材，而“固體廢物處理與處置”中的部分概念在其他如《環(huán)境影響評價》、《環(huán)境科學概論》和《環(huán)境檢測》等課程已有涉及。根據(jù)最新固體廢物處理與處置的發(fā)展方向和趨勢，將教材內容的整合目的和情況作了詳細的說明，突出重點，以固體廢物的產(chǎn)生和性質、固體廢物預處理、固體廢物資源化及無害化最終處置為主線，對教材內容進行重新整合、編排和充實增加大量案例型內容和最新技術及理論。

第一，增加國家及行業(yè)規(guī)劃內容。在實際講解中增加國家及行業(yè)有關固體廢物規(guī)劃內容、固體廢物對環(huán)境污染狀況和固體廢物資源化發(fā)展趨勢，激發(fā)學生學習興趣。通過對水的生化處理產(chǎn)生污泥、火電廠除塵脫硫產(chǎn)生脫硫灰、城市垃圾填埋處理產(chǎn)生滲濾液和填埋氣等實例講解，讓學生清晰地認識到環(huán)境問題是一個整體，水、氣、固三者密不可分。

第二，結合環(huán)境工程實際，合理安排學時，簡化部分內容，突出重點章節(jié)。固體廢物堆肥化和厭氧消化處理技術已研究多年，并已大量投入實際應用，相關教材對其原理分析得清楚透徹，因此減少這章的實際教學學時，課堂重點只講解原理，工藝設計教學安排在課程設計中進行。固體廢物微生物浸出和其他微生物處理技術由于目前研究不多和應用范圍很窄，改為自學內容。而目前城市生活垃圾越來越多，垃圾圍城問題日趨嚴重，垃圾焚燒技術必然是一個趨勢，尤其這幾年各大城市開始新建或規(guī)劃建設垃圾焚燒處理廠。因此，將焚燒處理單獨作為一章進行講授，充實了焚燒技術的發(fā)展現(xiàn)狀、影響焚燒的主要因素、主流的焚燒設備與工藝和焚燒污染的控制原則及方法等內容。污泥、餐廚垃圾以及其他垃圾中塑料制品日趨增多，垃圾熱解成油等新技術作為一種可替代能源，前景廣闊。因此將熱解處理也單獨拿出作為一章進行講授，重點介紹固體廢物熱解的定義及特點、熱解過程及產(chǎn)物、有機固體廢物熱解機理感和典型固體廢物熱解的工藝過程。

第三，充實最新處理技術知識?！肮腆w廢物的收集、貯存及清運”這一章節(jié)實際內容闡述的是城市生活垃圾，將本章題目改為“城市生活垃圾的來源、性質、收集、貯存及清運”。增加“城市垃圾來源和性質”這部分內容，讓學生了解現(xiàn)在城市生活垃圾雖然復雜多變，但仍然有規(guī)律可循，為城市生活垃圾的預處理和資源化做鋪墊。增加“城市生活垃圾產(chǎn)生量的預測”方面內容，讓學生了解目前城市生活垃圾研究的一些新的方向?！肮腆w廢物的預處理”改為“固體廢物的壓實、破碎及分選”，并結合水利工程施工，講授水利工程固體廢物預處理知識，增加了水利工程棄渣破碎或磨細制備機制砂或石灰石粉等內容。

近年來危險廢物污染和處置問題層出不窮，其穩(wěn)定化/固化技術越來越受到重視。將固體廢物穩(wěn)定化/固化處理及教材中關于危險廢物的內容整合在一起，增加了國外最新技術、大量關于重金屬穩(wěn)定、垃圾飛灰固化、污染土壤處理等自己的一些研究內容，擴充后作為“危險固體廢物穩(wěn)定化/固化技術”新章節(jié)講授。

隨著城市的發(fā)展，城市污泥的產(chǎn)量急劇增加，城市污泥成分復雜、含水率高、病菌多，城市污泥如何處置已成為每個城市發(fā)展的嚴重問題。教材對污泥處理與處置理論知識已嚴重滯后，根據(jù)目前污泥處置與研究情況，將教材中固體廢物脫水和城市污泥的綜合利用內容進行整合，增加了“污泥來源及分類、破解調質、干化和目前污泥處置瓶頸問題”等內容，并根據(jù)學校的水電特色定位，補充“污染湖泊河道底泥的處置原理、工藝以及資源化研究方向”等知識。

衛(wèi)生填埋是固體廢物最終處置的主要方法。由于我國垃圾沒有預分類且成分復雜、無機物含量高，填埋仍是最適合我國國情的主要垃圾處置方法。這一章主要從工程施工角度去講授，增加“垃圾填埋場相關設計、施工以及質量控制”的內容，補充了“填埋場的修復和再利用”的內容。

第四，強化工業(yè)固體廢物資源化技術原理講授。工業(yè)固體廢物種類繁多，部分工業(yè)廢物已被利用，但利用率仍然比較低，附加值低。而工業(yè)固體廢物大部分的化學組分是 SiO2、CaO、Fe2O3、Al2O3、SO3等，礦相組成和水泥熟料或石膏一致或類似，很多工業(yè)固體廢物都具有高溫熱歷史，潛在活性很高，因此本章主要增加“工業(yè)固體廢物資源化利用原理、具體資源化個工藝流程和發(fā)展趨勢”等內容，并重點講授“粉煤灰、工業(yè)副產(chǎn)石膏、赤泥、鋼渣、鉻渣、礦山尾礦”等內容，補充了自己在工業(yè)石膏、粉煤灰、鋼渣和礦山尾礦、導流明渠棄渣等方面的實際研究內容。

三、教學進度的安排

按照目前教學培養(yǎng)計劃中32學時要求，對教學內容進行調整，增加“資源化、垃圾填埋、污泥處置和焚燒”等相關章節(jié)學時，具體課堂教學安排見表1。另外開設課程設計課，2周。

表1 《固體廢物處理與處置》課程教學學時分配表

四、課堂教學方法和考核手段探索

“固體廢物的處理與處置”課程主要以介紹和闡述性內容為主，單純按照教材中大量工藝圖、設備內部結構和概念式操作技術內容進行教學，很難調動學生積極性和主動性，學生也很難達到目前用人單位普遍希望的具有較強的實踐能力、開闊的專業(yè)視野和扎實的理論基礎的要求。

面對課時要求短和教學內容單一的局面，根據(jù)當前固體廢物已從單純處理與處置向資源化方向發(fā)展的大趨勢，按照固體廢物產(chǎn)生和性質、預處理方法、資源化利用和無害化最終處置為主線，積極開展如下課堂教學方法和考核手段的探索。

第一，激發(fā)學生積極性，提高聽課質量。如何讓在有限的教學課時抓住學生的心，使他們掌握固體廢物處置與資源化理論知識，課堂教學設計很重要。根據(jù)不同章節(jié)，精心自作PPT，設計一些提高學生興趣的專業(yè)圖片和視頻，激情講授，效果比較好。比如在講授焚燒章節(jié)時，首先給學生播放“央視新聞:處理能力不足，多城市垃圾圍城”視頻，吸引學生注意力并引發(fā)學生幾分鐘思考，然后在“垃圾焚燒:沖破垃圾圍城困局”視頻，提出“既然垃圾焚燒可以解決垃圾圍城問題，那么我們如何來對垃圾焚燒工藝及設備進行設計”和“垃圾焚燒會不會產(chǎn)生污染和如何控制”這2個問題，自然地進入“焚燒”這一章內容的講解。

在講授粉煤灰資源化利用時，上課前，先播放綠色和平組織的一段“粉煤灰籠罩中國”視頻，并配有一首歌詞與圖片內容相吻合的流行歌曲，引發(fā)學生如果能將粉煤灰資源化利用，可以起到既改善環(huán)境又能取得良好經(jīng)濟效益的思考，將學生思路引到如何才能將粉煤灰更好地資源化，過渡到其原理的講授。

第二，利用多媒體技術，啟發(fā)教學，增強效果?！肮腆w廢物處理與處置”教學內容繁雜、表述困難、涉及面寬和工藝流程較多，尤其是在預處理、堆肥化、厭氧消化、焚燒和熱解氣化等章節(jié)，涉及到大量工藝設備及其結構圖，枯燥單調，學生預習也是一頭霧水。采用啟發(fā)式、對比式的講解，并播放水平式壓實器、三向聯(lián)合式壓實器、回轉式壓實器、城市垃圾壓實器、錘式破碎機、球磨機、厭氧消化池等設備圖像，讓學生對設備的運行有較深認識。在講解“固體廢物分類”時，播放新聞聯(lián)播短片《錳三角啟示錄》，讓同學們思考，分析片中提到了哪些固體廢物，按分類原則和方法，它們分別屬于何種固體廢物。在講授“堆肥化和厭氧消化”章節(jié)時，關于理論需氧量和單位垃圾產(chǎn)氣量計算中，從化學方程式平衡的角度上，啟發(fā)引導學生從原料分子式形式和生成產(chǎn)物類型對公式進行嚴謹清晰推導，增加學生對公式的掌握，而不需要去死記。

第三，采用案例教學?！拔ｋU廢物穩(wěn)定化/固化”一章教學中，通過對美國新澤西州紐華克港木材處理廠治理工程案例，講授整個污染土壤的攪拌、固化、壓實和無害化檢測的過程，讓學生系統(tǒng)掌握危險廢物穩(wěn)定化/固化的浸出率、抗壓強度和增容比這三個評價指標的實際概念和意義。在講授污泥的濃縮和脫水這部分知識時，引入教材沒有的某湖泊生態(tài)清淤案例，將污泥重力濃縮和板框壓濾結合起來講授，實際工程濃縮池的設計和大型工業(yè)化板框壓濾機工作流程，讓學生耳目一新，興趣盎然，也使學生學習如何理論知識聯(lián)系實際解決問題的能力。

五、結束語

綜上所述，“固體廢物處理與處置”課程的教學改革，必須結合學校水電特色和環(huán)境工程專業(yè)定位，把握教學特點，引入水利工程和宜昌地區(qū)大宗固體廢物資源化利用的工程實例和工藝介紹，凸現(xiàn)本課程特色。同時，轉變傳統(tǒng)講解式的教學方法和理念，更新固體廢物處理與處置最新知識和技術，方能取得比較好的教學效果，培養(yǎng)符合當前社會需求的實踐能力強、理論基礎扎實和視野開闊的復合型高素質人才。

［1］李啟彬，劉 丹，曾建萍.固體廢物處理與處置課程創(chuàng)新實踐教學體系研究［J］.2012(2):85－87.

［2］趙如金.“固體廢物的處理與處置”教學改革探索與實踐［J］.科教文匯(下旬刊)，2008(6):48，53.