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時(shí)間：2023-03-17 18:12:20
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摘 要：目前，高效低耗去除水中氮磷污染物是國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注的環(huán)境問(wèn)題，污水反硝化脫氮除磷技術(shù)則是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。本論文針對(duì)反硝化脫氮除磷技術(shù)的核心——反硝化除磷菌的微生物學(xué)性能進(jìn)行了研究，以深入理解反硝化除磷現(xiàn)象，也由此才能充分利用其優(yōu)越性來(lái)提高和優(yōu)化生物脫氮除磷效率和工藝。
關(guān)鍵詞：污水處理；反硝化脫氮除磷；微生物學(xué)；反硝化除磷菌
到目前為止，國(guó)內(nèi)外學(xué)者普遍關(guān)注反硝化除磷工藝的試驗(yàn)及影響因素，但對(duì)反硝化除磷脫氮微生物及其種屬的研究較少，尚處于起步階段，而針對(duì)反硝化除磷菌種在生理生態(tài)方面的特性研究則更少。本論文針對(duì)反硝化脫氮除磷技術(shù)的核心——反硝化除磷菌開(kāi)展微生物學(xué)研究，更進(jìn)一步理解反硝化除磷現(xiàn)象，提高生物脫氮除磷效率。
1.反硝化脫氮除磷的微生物機(jī)理 Seyoum Yami Gebremariam, Marc W. Beutel, David Christian, et al. Research advances and challenges in the microbiology of enhanced biological phosphorus removal-a critical review. Water Environment Research, 2011, 83(3): 195-219.
1 案例應(yīng)注重理論與實(shí)踐緊密結(jié)合
理論知識(shí)是工程實(shí)踐的基礎(chǔ)，在2012年教育部《高等教育本科專(zhuān)業(yè)》中將“給水排水工程”專(zhuān)業(yè)更名為“給排水科學(xué)與工程”專(zhuān)業(yè)[2]，名稱(chēng)的更換標(biāo)志著科學(xué)理論基礎(chǔ)在專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的重要性。因此在《水處理新技術(shù)》課程教學(xué)的案例選用上，需要理論與工程實(shí)踐并重，同時(shí)與教材緊密結(jié)合，通過(guò)案例來(lái)啟發(fā)學(xué)生思考，并建立理論和實(shí)踐的聯(lián)系。
在生物脫氮新技術(shù)單元，以短程硝化-反硝化工藝（SHARON）工藝為案例進(jìn)行介紹。傳統(tǒng)硝化過(guò)程是指氨氮（NH4+）先氧化成亞硝氮（NO2-），再被氧化成硝態(tài)氮（NO3-），兩個(gè)步驟分別由氨氧化細(xì)菌（AOB）和亞硝化氧化細(xì)菌（NOB）催化完成（式1和式2）。
NH4+ + 1.5O2――NO2- + H2O + 2H+ （1）
NO2- + 0.5O2――NO3- （2）
這兩個(gè)過(guò)程是獨(dú)立的，且亞硝酸還原菌能夠以NO2-為底物進(jìn)行反硝化反應(yīng)（式3），而不是傳統(tǒng)觀念認(rèn)為只能以NO3-為底物進(jìn)行反硝化反應(yīng)（式4）。
在案例教學(xué)中通過(guò)介紹短程硝化-反硝化的微生物學(xué)理論知識(shí)，使學(xué)生更容易理解SHARON工藝的運(yùn)行方式與特點(diǎn)。綜合比較化學(xué)反應(yīng)式1和2，理論上氧氣（O2）可以節(jié)省25%，對(duì)應(yīng)工藝過(guò)程中可以節(jié)省曝氣量25%；綜合比較化學(xué)反應(yīng)式3和4，甲醇（CH3OH）可以減少40%，對(duì)應(yīng)SHARON工藝反硝化過(guò)程中可以節(jié)省外加碳源40%。這樣從理論和工藝兩方面進(jìn)行案例分析，加深學(xué)生對(duì)SHARON工藝的理解，并增加其對(duì)生物脫氮新技術(shù)的認(rèn)識(shí)。
2 案例需具有新穎性和典型性
與文獻(xiàn)相比，教材往往具有一定的滯后性。在《水處理新技術(shù)》教材中介紹的新技術(shù)、新工藝，它們的特點(diǎn)與應(yīng)用范圍可能會(huì)隨著實(shí)際工藝研發(fā)而發(fā)生一些變化。為了及時(shí)掌握這些變化，需要閱讀最新文獻(xiàn)。案例選用上也要緊跟水處理新技術(shù)的發(fā)展，及時(shí)補(bǔ)充新知識(shí)，才能避免學(xué)生走出校園后出現(xiàn)知識(shí)與實(shí)際情況脫節(jié)的問(wèn)題。
在厭氧生物處理技術(shù)中，以厭氧顆粒污泥為案例，介紹最新的分子生物學(xué)技術(shù)――熒光原位雜交技術(shù)（FISH）在厭氧顆粒污泥菌群檢測(cè)中的應(yīng)用，講解其在厭氧顆粒污泥形態(tài)特征檢測(cè)中的應(yīng)用，并介紹厭氧顆粒污泥形成的機(jī)理。通過(guò)這些講解，讓學(xué)生了解厭氧生物處理技術(shù)的最新發(fā)展成果與研究技術(shù)。
另外，案例選用要具有典型性與代表性，不能只有一、兩篇文獻(xiàn)的報(bào)道，而要得到廣大同行的認(rèn)可，并經(jīng)過(guò)工程實(shí)踐的檢驗(yàn)，這種案例才更有說(shuō)服力。
3 案例應(yīng)與科研緊密聯(lián)系
我?！端幚硇录夹g(shù)》課程是在給排水科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)大四上學(xué)期開(kāi)設(shè)，很多學(xué)生即將開(kāi)展畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），一些同學(xué)隨后會(huì)進(jìn)入研究生階段開(kāi)展課題研究。因此可以通過(guò)案例激發(fā)學(xué)生興趣，培養(yǎng)學(xué)生科研能力。在氧化溝工藝介紹時(shí)，以我國(guó)的第一座三溝式氧化溝污水處理廠――邯鄲市東污水處理廠為案例，介紹氧化溝工藝運(yùn)行流程圖、各構(gòu)筑物的運(yùn)行參數(shù)及對(duì)污染物的處理效果。這樣學(xué)生在做排水方向畢業(yè)設(shè)計(jì)，遇見(jiàn)氧化溝工藝的設(shè)計(jì)就能與課堂知識(shí)聯(lián)系起來(lái)；或者學(xué)生在做氧化溝生物脫氮的畢業(yè)論文的時(shí)候，課堂所學(xué)知識(shí)可以為畢業(yè)論文的開(kāi)展提供良好的基礎(chǔ)，進(jìn)一步為研究生生物脫氮相關(guān)課題研究奠定基礎(chǔ)。
4 增強(qiáng)與學(xué)生的互動(dòng)性
我們將過(guò)去獨(dú)立、互不相關(guān)的微生物實(shí)驗(yàn)改為一連續(xù)的探索性的大實(shí)驗(yàn),開(kāi)設(shè)了一門(mén)“環(huán)境工程微生物綜合訓(xùn)練”的獨(dú)立課程。課程放置在學(xué)期結(jié)束時(shí)的實(shí)踐周中進(jìn)行,集中對(duì)學(xué)生進(jìn)行微生物的培養(yǎng)、分離、鑒定和污水處理應(yīng)用的基本操作的訓(xùn)練過(guò)程,這樣強(qiáng)化了對(duì)學(xué)生基本技能和動(dòng)手能力的培養(yǎng)。綜合訓(xùn)練的主要內(nèi)容包括:首先在制備各類(lèi)培養(yǎng)的基礎(chǔ)上,采取不同的環(huán)境樣品中進(jìn)行接種、培養(yǎng),通過(guò)菌落和個(gè)體形態(tài)觀察,純化細(xì)菌、放線(xiàn)菌或霉菌和酵母菌,然后學(xué)生以自己分離、純化的菌種為材料繼續(xù)進(jìn)行以后的實(shí)驗(yàn),在對(duì)細(xì)菌形態(tài)觀察、革蘭氏染色和菌體大小測(cè)定基礎(chǔ)上,最后做細(xì)菌的生理生化試驗(yàn),對(duì)細(xì)菌做出初步鑒定,并將分離出來(lái)的細(xì)菌用于生活污水的處理上。環(huán)境工程微生物綜合訓(xùn)練的主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和所涉及的知識(shí)點(diǎn)見(jiàn)表1。改革后的綜合訓(xùn)練使原來(lái)孤立、不連續(xù)的實(shí)驗(yàn)形成一個(gè)連續(xù)的整體。在微生物的菌種的培養(yǎng)和分離,純種的計(jì)數(shù)和鑒定等方面強(qiáng)化了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能。各種基本操作技能在微生物綜合訓(xùn)練中多次操作,反復(fù)應(yīng)用,能大大提高學(xué)生的微生物技能的綜合應(yīng)用能力。
驗(yàn)證操作性實(shí)驗(yàn)相對(duì)較多,設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)相對(duì)較少是目前實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中的突出問(wèn)題,這對(duì)培養(yǎng)實(shí)用型人才極為不利,也不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。我們將一些應(yīng)用性、綜合性和學(xué)生感興趣的實(shí)驗(yàn)課題,作為選作實(shí)驗(yàn),供感興趣的學(xué)生通過(guò)查閱相關(guān)資料,綜合運(yùn)用不同實(shí)驗(yàn)技術(shù),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,通過(guò)教師指導(dǎo)和小組討論確定方案并加以實(shí)施。實(shí)驗(yàn)后綜合分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,撰寫(xiě)科創(chuàng)論文。比如,“微生物誘導(dǎo)腐蝕”的選作實(shí)驗(yàn),主要是研究研究厭氧微生物對(duì)金屬腐蝕過(guò)程,使同學(xué)們擴(kuò)大對(duì)微生物環(huán)境作用的了解,增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)踐動(dòng)手能力。這樣,既能提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣,又能促使他們將所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用起來(lái),從而加深對(duì)環(huán)境工程微生物課堂教學(xué)內(nèi)容的理解。(如表1)
2?重視視頻實(shí)驗(yàn)教學(xué)的應(yīng)用
微生物個(gè)體微小,學(xué)生對(duì)它的感性認(rèn)識(shí)不多,這使得許多有關(guān)微生物的概念變得抽象、難以理解。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,有目的的引入了視頻實(shí)驗(yàn)等多媒體教學(xué)的方法,可以增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)的直觀性和趣味性,并在一定程度上彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi)緊張等問(wèn)題。我們不僅制作了環(huán)境工程微生物的多媒體課件,而且采用視頻教學(xué)短片,向?qū)W生展示基本的實(shí)驗(yàn)操作,以及相關(guān)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展及其在生產(chǎn)或科研中的應(yīng)用。這些改革以視頻的形式向?qū)W生展示實(shí)驗(yàn)的基本過(guò)程,具有較強(qiáng)的直觀性,通過(guò)屏幕清晰形象準(zhǔn)確地展現(xiàn)每一個(gè)步驟,使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)操作技能的關(guān)鍵所在加深了學(xué)生對(duì)使微生物的實(shí)驗(yàn)規(guī)程和操作技巧理解,如無(wú)菌操作技術(shù)、微生物的分離和培養(yǎng)技術(shù)、消毒滅菌技術(shù)、斜面、液體、平板接種培養(yǎng)方法等。采用多媒體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué),具有形象、生動(dòng)、信息量大的優(yōu)點(diǎn),結(jié)合教師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的講授和示范,有利于學(xué)生在腦海里建立每一種實(shí)驗(yàn)操作的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。因此應(yīng)該加強(qiáng)多媒體在環(huán)境微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用。
3?強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作
傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)方法是由實(shí)驗(yàn)教師幫助學(xué)生完成很大一部分準(zhǔn)備工作,學(xué)生只是按教師的講解和實(shí)驗(yàn)手冊(cè)的步驟進(jìn)行操作。我們?cè)谖⑸锞C合訓(xùn)練中,改變實(shí)驗(yàn)課中講解過(guò)多的現(xiàn)象,只是重點(diǎn)講述實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵并事先提出思考題,讓學(xué)生們帶著問(wèn)題去進(jìn)行實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)歸納出結(jié)論,從而理解和驗(yàn)證微生物學(xué)的基本原理。教師在實(shí)驗(yàn)中起指導(dǎo)作用,著重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。由于綜合實(shí)驗(yàn)涉及的內(nèi)容很多,所以我們要求學(xué)生先復(fù)習(xí)以前學(xué)過(guò)的知識(shí)并寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)計(jì)劃(包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?、儀器、材料、步驟),然后在課堂上對(duì)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃進(jìn)行討論,討論后學(xué)生再進(jìn)行修改,最后由教師審定。審定合格后,學(xué)生方可開(kāi)始進(jìn)行實(shí)驗(yàn),這是可以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)的主動(dòng)性。實(shí)驗(yàn)從實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備到每一步實(shí)驗(yàn)都由學(xué)生自己動(dòng)手,教師只起檢查和輔導(dǎo)示范作用。讓學(xué)生明白每個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟操作的好壞對(duì)后續(xù)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行有直接的影響,培養(yǎng)學(xué)生整體的實(shí)驗(yàn)觀念和細(xì)心的操作習(xí)慣。由于是學(xué)生自己進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作,可以加深對(duì)實(shí)驗(yàn)的目的、原理、方法、步驟的了解,實(shí)驗(yàn)效果很好。
4?改革實(shí)驗(yàn)課程的考核形式
綜合訓(xùn)練的考核是既是課程設(shè)置的要求,也是對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能學(xué)習(xí)的一種督促和檢查。在微生物綜合訓(xùn)練中,我們將學(xué)生4~5人分為一小組,同一組的每位學(xué)生既有分工又有合作,每位學(xué)生都獨(dú)立進(jìn)行無(wú)菌操作、接種培養(yǎng)等工作。在材料的準(zhǔn)備和實(shí)驗(yàn)完成的整個(gè)過(guò)程中,任何一個(gè)步驟的失誤都將直接影響最終結(jié)果,因此我們要求每位學(xué)生規(guī)范操作,仔細(xì)觀察,及時(shí)記錄,培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和獨(dú)立操作能力,老師對(duì)每位學(xué)生的操作和實(shí)驗(yàn)結(jié)果都做出客觀的評(píng)價(jià)。將綜合訓(xùn)練考核分為預(yù)習(xí)、操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告三部分記分。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo),當(dāng)場(chǎng)考核,不僅要看實(shí)驗(yàn)報(bào)告,更要依據(jù)預(yù)習(xí)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)結(jié)果綜合考核。在操作考核中既有單獨(dú)的個(gè)人操作考核,也有分組的操作考核。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要實(shí)事求是,嚴(yán)格杜絕相互抄襲現(xiàn)象。要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)記錄和分析,養(yǎng)成一個(gè)善于分析問(wèn)題和總結(jié)問(wèn)題的好習(xí)慣。實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的分析與討論是很重要的內(nèi)容,我們鼓勵(lì)學(xué)生在分析討論中自由地寫(xiě)出自己對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解,比如哪些操作步驟沒(méi)有做好,或者在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中容易出現(xiàn)什么問(wèn)題,如何避免等,還可以提出對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)修改的建議。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題和結(jié)果的分析、討論,可加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解,大大提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
通過(guò)這些改革措施,使學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)課的重要性,同時(shí)也提高了實(shí)驗(yàn)課的地位和學(xué)生的積極性,教學(xué)質(zhì)量有較大的提高,為環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)后續(xù)課程教學(xué)的展開(kāi)和將來(lái)畢業(yè)論文的順利完成打下基礎(chǔ)。
5?培養(yǎng)工程實(shí)踐觀念
環(huán)境工程微生物學(xué)作為一門(mén)邊緣學(xué)科，它要求學(xué)生要將理論與工程實(shí)踐緊密結(jié)合，是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。掌握必要的環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技能對(duì)于理解和認(rèn)識(shí)環(huán)境工程微生物學(xué)有關(guān)理論，從事環(huán)境工程相關(guān)研究工作具有重要意義?，F(xiàn)代大學(xué)教育的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)時(shí)創(chuàng)新意識(shí)和能力，將以知識(shí)為核心的觀念轉(zhuǎn)變?yōu)橐詣?chuàng)新為核心，從強(qiáng)調(diào)傳授知識(shí)到知識(shí)與能力并重，培養(yǎng)應(yīng)用型人才。因此，大量的課程實(shí)驗(yàn)成為鞏固和加深學(xué)生對(duì)基本知識(shí)和基本技能掌握與理解的必然要求。然而，傳統(tǒng)環(huán)境工程微生物實(shí)驗(yàn)課中，各部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相對(duì)獨(dú)立，連貫性不強(qiáng)，且內(nèi)容重復(fù)較多，學(xué)生在有限的課堂教學(xué)中難以系統(tǒng)地把握微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)操作，不利于實(shí)現(xiàn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境工程微生物操作技能和綜合素養(yǎng)。面對(duì)近年來(lái)各種實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)學(xué)時(shí)都存在壓縮趨勢(shì)，如何在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中綜合設(shè)計(jì)、合理調(diào)整、突出重點(diǎn)顯得非常關(guān)鍵。因此，我們可以根據(jù)實(shí)際需求和條件，適當(dāng)調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，將原有各相對(duì)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目按照器皿包扎、配制、消毒，菌株劃線(xiàn)分純、計(jì)數(shù)、轉(zhuǎn)種、保存，革蘭氏染色、菌落觀察及菌體特征顯微觀察等系統(tǒng)串聯(lián)在一起，形成一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)。通過(guò)該綜合實(shí)驗(yàn)短期而系統(tǒng)的鍛煉，讓學(xué)生掌握4種以上實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)技能。
這不僅優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，能夠讓學(xué)生在有限實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)內(nèi)掌握幾種關(guān)鍵的微生物學(xué)基礎(chǔ)操作技術(shù)，而且使他們對(duì)環(huán)境工程領(lǐng)域所涉及的微生物學(xué)研究途徑有一個(gè)完整認(rèn)識(shí)。結(jié)合自身特色，設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn)。如自建的污水處理廠，環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室位于污水廠辦公樓內(nèi)，極大程度上方便了相關(guān)實(shí)驗(yàn)課的開(kāi)展。結(jié)合此特點(diǎn)，我們提出了“污水生物處理過(guò)程中微生物的簡(jiǎn)單分析”的綜合性實(shí)驗(yàn)。
一、綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案設(shè)計(jì)
污水生物處理主要是指利用微生物的新陳代謝作用，分解轉(zhuǎn)化污水中的污染物，達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。生物處理是目前污水處理最有效、最經(jīng)濟(jì)的方法之一。污水處理過(guò)程中微生物種類(lèi)繁多，采用傳統(tǒng)技術(shù)方法和鏡檢來(lái)分純、計(jì)數(shù)、觀察其中的優(yōu)勢(shì)菌株，對(duì)比其與進(jìn)水和出水中主要菌株的差異，有助于了解污水生物處理過(guò)程中微生物的生長(zhǎng)情況，鞏固基本操作技術(shù)。長(zhǎng)期對(duì)不同階段、環(huán)境下污水處理中優(yōu)勢(shì)菌株觀察，可以有助于正確判斷污水處理運(yùn)行情況。綜合性實(shí)驗(yàn)“污水生物處理過(guò)程中微生物的簡(jiǎn)單分析”是在綜合實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)、細(xì)菌計(jì)數(shù)、劃線(xiàn)分純、形態(tài)觀察等操作的基礎(chǔ)之上，完成對(duì)污水中微生物的劃線(xiàn)分純培養(yǎng)、斜面接種、菌落計(jì)數(shù)(平板涂布法、傾倒法及顯微鏡直接計(jì)數(shù)法相比較)、菌落觀察、菌體觀察(革蘭氏染色及鏡檢)等系列分析工作。通過(guò)對(duì)污水分離菌的菌落和菌體形態(tài)觀察，初步判定大致所分主要菌株類(lèi)型。結(jié)合本組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，了解所選污水處理的不同階段微生物生長(zhǎng)情況。在學(xué)習(xí)對(duì)污水處理過(guò)程中微生物生長(zhǎng)情況簡(jiǎn)單分析的方法的同時(shí)，強(qiáng)化了學(xué)生的微生物基礎(chǔ)操作能力。
二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容實(shí)施
讓學(xué)生掌握微生物基礎(chǔ)操作，并嘗試判斷污水處理的前、中、后不同階段細(xì)菌生長(zhǎng)情況。實(shí)驗(yàn)前，先統(tǒng)一以PPT形式講授整個(gè)實(shí)驗(yàn)流程及各部分須注意事項(xiàng)，然后開(kāi)始分組實(shí)驗(yàn)。
(1)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備環(huán)節(jié):配制固體基礎(chǔ)培養(yǎng)基和0．85%生理鹽水，并分裝固體培養(yǎng)基———6支試管(每支5mL)做斜面，剩余裝入錐形瓶中;另外，制作試管、錐形瓶的棉塞，并對(duì)試管、錐形瓶、培養(yǎng)皿、移液管進(jìn)行包扎;然后對(duì)以上所有實(shí)驗(yàn)用品進(jìn)行高壓滅菌。取出后放入無(wú)菌操作臺(tái)中，并用紫外滅菌。用無(wú)菌錐形瓶分別取進(jìn)水、處理中、出水水樣，備用。
(2)細(xì)菌計(jì)數(shù):計(jì)數(shù)之前首先對(duì)所取水樣進(jìn)行梯度稀釋?zhuān)缓蟀凑掌桨逋坎挤?、傾倒法及用血球計(jì)數(shù)板直接計(jì)數(shù)法分別進(jìn)行計(jì)數(shù)，盡量讓學(xué)生了解并掌握三種計(jì)數(shù)方法的特點(diǎn)與差異，以便今后根據(jù)實(shí)際情況選擇合適計(jì)數(shù)方法。
(3)劃線(xiàn)分純:取原水樣進(jìn)行平板劃線(xiàn)，根據(jù)微生物菌落特征分別選取分散開(kāi)的不同菌落進(jìn)行再次劃線(xiàn)后繼續(xù)培養(yǎng)，直到獲得多個(gè)不同菌株。此部分工作由于每次劃線(xiàn)培養(yǎng)都需要1天時(shí)間，因此若要多次劃線(xiàn)分純，則需學(xué)生在課后繼續(xù)“自助”進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)，直到獲得純菌株為止。最后，在已準(zhǔn)備好的固體斜面上接種所得已分純菌株，培養(yǎng)24小時(shí)后取出，4℃下保存。
(4)形態(tài)觀察:取出前一天培養(yǎng)的平板，對(duì)細(xì)菌的菌落形態(tài)和菌體形態(tài)分別進(jìn)行觀察。其中菌落形態(tài)是觀察培養(yǎng)皿內(nèi)不同菌落形態(tài)，初步分析自己分離微生物的種類(lèi)，并和其他同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，大致判斷污水處理不同階段微生物的差異。菌體形態(tài)則是分別挑取具有不同特征的菌落，按照已掌握革蘭氏染色方法進(jìn)行染色，鏡檢觀察。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)會(huì)具體操作技能是根本，而對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析判定同樣重要。因此要求學(xué)生做詳細(xì)記錄，以便根據(jù)所屬小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析所取水樣中細(xì)菌情況。可根據(jù)各個(gè)實(shí)驗(yàn)部分設(shè)計(jì)不同圖表方便學(xué)生記錄，如表1就是用于實(shí)驗(yàn)污水中細(xì)菌計(jì)數(shù)結(jié)果記錄用表。要求學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析所屬小組分離出了那些常見(jiàn)菌，以及結(jié)合自己實(shí)驗(yàn)，判斷污水處理過(guò)程中有沒(méi)有哪些菌在不同階段都存在?如果存在，有哪些?
三、“指導(dǎo)+自助”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探討
采用“指導(dǎo)+自助”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)課上指導(dǎo)、課下自助。指導(dǎo)老師在課堂上有重點(diǎn)地講授實(shí)驗(yàn)操作技能，學(xué)生除課堂學(xué)習(xí)外，根據(jù)自己喜好，或重復(fù)練習(xí)課堂所學(xué)實(shí)驗(yàn)操作，或自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，也可以參與教師的科研項(xiàng)目進(jìn)行更深入的鍛煉與提高。這種方式不僅是對(duì)環(huán)境工程微生物課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)有限的彌補(bǔ)，更是對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)、內(nèi)容的拓展與延伸，能夠充分提高本科實(shí)驗(yàn)室教學(xué)資源的利用效率，發(fā)揮本科實(shí)驗(yàn)室教學(xué)資源的功能，讓學(xué)生可以充分利用課余時(shí)間熟練實(shí)驗(yàn)操作，鞏固所學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)，增強(qiáng)自主創(chuàng)新技能。在學(xué)生自助實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)老師也可以根據(jù)學(xué)生個(gè)人情況適當(dāng)安排和指導(dǎo)?？梢愿鶕?jù)已學(xué)“污水生物處理過(guò)程中微生物的簡(jiǎn)單分析”實(shí)驗(yàn)進(jìn)行延展分析，如設(shè)計(jì)活性污泥法處理污水過(guò)程中的“革蘭氏陽(yáng)性與陰性細(xì)菌比例情況分析”、“污水處理中最常見(jiàn)菌體的確定與分純”、“接觸池投加藥物量與殺菌效果的關(guān)系”等實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生培養(yǎng)自己的創(chuàng)新性思維。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
四、實(shí)施效果總結(jié)
(一)集中講授效果
實(shí)驗(yàn)課在理論課結(jié)束后集中兩天授課，改變了實(shí)驗(yàn)教學(xué)依附于理論教學(xué)的從屬地位，既保證了與理論課的銜接，使實(shí)驗(yàn)在理論的指引下按其本身的規(guī)律和系統(tǒng)進(jìn)行，又能系統(tǒng)、合理安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容連續(xù)、有序進(jìn)行。不僅使學(xué)生操作起來(lái)認(rèn)真，更重要的是結(jié)合實(shí)際、系統(tǒng)講授使得環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程更有意義。盡管課時(shí)有限，但六年來(lái)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)探討發(fā)現(xiàn)，95%的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)過(guò)程中有良好表現(xiàn)，并對(duì)這種集中式綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表示非常滿(mǎn)意。
(二)學(xué)生評(píng)價(jià)結(jié)果
生態(tài)工程以復(fù)雜的社會(huì)——經(jīng)濟(jì)——自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)為對(duì)象,遵循應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生、物質(zhì)再生循環(huán)及結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)等原則,以整體調(diào)控為手段,以人與自然的協(xié)調(diào)關(guān)系為基礎(chǔ),以高效和諧為方向,為人類(lèi)社會(huì)及自然環(huán)境雙受益和資源環(huán)境可持續(xù)發(fā)展設(shè)計(jì)的具有物質(zhì)多層分級(jí)利用、良性循環(huán)的生產(chǎn)工藝體系。以期同步取得生態(tài)環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[1]。
1.2生態(tài)工程原理
生態(tài)工程涉及生態(tài)學(xué)、生物學(xué)、工程學(xué)、環(huán)境科學(xué)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等領(lǐng)域,原理眾多。我國(guó)學(xué)者(馬世駿1986、顏京松1986、Ma&Yan1989,Yanetal1992)在系統(tǒng)生態(tài)學(xué)理論的基礎(chǔ)上,對(duì)生態(tài)工程的原理作了精辟論述和提煉。把生態(tài)工程原理總結(jié)為整體、協(xié)調(diào)、自生、再生循環(huán)等基本原理。孫鐵珩,周啟星等[2]提出污水生態(tài)工程是指運(yùn)用生態(tài)學(xué)原理,采用工程學(xué)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(fù)合系統(tǒng)的物理、化學(xué)等特征對(duì)污水中的水、肥資源加以回收利用,對(duì)污水中可降解污染物進(jìn)行凈化的工藝技術(shù),是污水治理與水資源利用相結(jié)合的方法。
2主要生態(tài)工程污水處理技術(shù)
2.1污水土地處理系統(tǒng)
污水土地處理系統(tǒng)是一種污水處理的生態(tài)工程技術(shù),其原理是通過(guò)農(nóng)田、林地、葦?shù)氐韧寥?-植物系統(tǒng)的生物、化學(xué)、物理等固定與降解,對(duì)污水中的污染物實(shí)現(xiàn)凈化并對(duì)污水及氮、磷等資源加以利用[3]。根據(jù)處理目標(biāo)、處理對(duì)象的不同,將污水土地處理系統(tǒng)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(lèi)型[4]。
土地處理系統(tǒng)造價(jià)低,處理效果佳,其工程造價(jià)及運(yùn)行費(fèi)用僅為傳統(tǒng)工藝的10%~50%。其中污水濕地生態(tài)處理系統(tǒng)又稱(chēng)人工濕地,目前研究最為深入、應(yīng)用最廣泛。通過(guò)人工濕地生態(tài)工程進(jìn)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(jī)物、N、P、K等營(yíng)養(yǎng)物得到利用。整個(gè)系統(tǒng)呈自然式良性循環(huán),構(gòu)成了具有自適應(yīng)、自?xún)艋芰Φ乃懮鷳B(tài)系統(tǒng)。該系統(tǒng)管理簡(jiǎn)單,穩(wěn)定后幾乎不需要人的參與,物耗、能耗低,效率高。生態(tài)系統(tǒng)中的植物群體不需要另行施肥與灌溉,還兼有美化環(huán)境的功能,這種生態(tài)凈化方法實(shí)現(xiàn)了水環(huán)境可持續(xù)發(fā)展[5]。
以人工濕地處理系統(tǒng)為例,土地生態(tài)處理系統(tǒng)對(duì)污水的凈化機(jī)理如下:系統(tǒng)中的填料(介質(zhì))具有巨大的比表面積,易形成生物膜,污水流經(jīng)顆粒表面時(shí),其中的污染物質(zhì)通過(guò)沉淀、過(guò)濾、吸附作用被截留[6]。
2.2污水生態(tài)塘處理系統(tǒng)
生態(tài)塘系統(tǒng)是以太陽(yáng)能為初始能源,通過(guò)在塘中種植水生作物,進(jìn)行水產(chǎn)和水禽養(yǎng)殖,建立人工生態(tài)系統(tǒng),,通過(guò)天然的生化自?xún)糇饔?在自然條件下完成污水的生物處理[7]。有機(jī)物質(zhì)在生態(tài)塘處理系統(tǒng)中得到降解,釋放出的營(yíng)養(yǎng)物進(jìn)入了復(fù)雜的食物鏈中,產(chǎn)生的水生作物、水產(chǎn)都可以被收獲。生態(tài)塘處理系統(tǒng)能夠有效地處理生活污水及一些有機(jī)工業(yè)廢水,對(duì)有機(jī)物和病原體有很好的去除效果,具有投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。但該系統(tǒng)占地面積大、易出現(xiàn)短流、溫度較高時(shí)易散發(fā)臭氣和孳生蚊蟲(chóng)、對(duì)氮磷的去除效果不穩(wěn)定。近年來(lái),我國(guó)生態(tài)塘污水處理工藝研究側(cè)重在兩個(gè)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(chǎn)養(yǎng)殖多個(gè)生物處理單元的綜合功能,營(yíng)建生化一體化水生動(dòng)植物復(fù)合生態(tài)體系,是污水處理與資源利用的完美結(jié)合,構(gòu)建了一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)和良好的內(nèi)部良性循環(huán)系統(tǒng)。
2.3蚯蚓微生物濾池系統(tǒng)
蚯蚓生態(tài)濾池是濾床中建立的人工生態(tài)系統(tǒng),由濾床填料、蚯蚓及布水系統(tǒng)等組成。系統(tǒng)利用蚯蚓和微生物的協(xié)同作用對(duì)污水中含有的各種形態(tài)污染物質(zhì)進(jìn)行處理和轉(zhuǎn)化。蚯蚓可對(duì)污水和污泥進(jìn)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(guò)食物鏈最終被有效地轉(zhuǎn)化為蚯蚓的增長(zhǎng)及其排泄物,而蚯蚓的機(jī)體及其排泄物又可成為他微生物的分解利用對(duì)象,從而進(jìn)行新一輪的生態(tài)循環(huán)。
3生態(tài)污水新型處理技術(shù)
如利用土壤毛細(xì)管浸潤(rùn)擴(kuò)散原理,研制成功的地下毛細(xì)滲濾系統(tǒng)(theundergroundcapillaryseepagesystem,UCSS)[11]。地下毛細(xì)滲濾系統(tǒng)(UCSS)的中心部分是地下毛細(xì)滲濾槽,它通過(guò)土壤過(guò)濾和微生物降解來(lái)去除污水中的污染物。在一定程度上解決了常規(guī)土地凈化污水處理系統(tǒng)占地面積和運(yùn)行費(fèi)用問(wèn)題,還可回收污水和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(包括氮、磷和鉀)用于植物生長(zhǎng)。
活機(jī)器(livingmachine)系統(tǒng)是加拿大出生的海洋生物學(xué)家約翰·托德(JohnTodd)發(fā)明的,是利用太陽(yáng)能以及利用由多種多樣直接或間接從太陽(yáng)獲得能量的生物組成生態(tài)系統(tǒng),將水產(chǎn)養(yǎng)殖與人工濕地結(jié)合起來(lái)并封閉在溫室里,以創(chuàng)造一個(gè)高效的污水處理過(guò)程[12],包含了沉淀、過(guò)濾、凈化、吸收、揮發(fā)、硝化和反硝化、厭氧和好氧分解過(guò)程,在獲得高標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)的同時(shí)避免了自然處理系統(tǒng)占地大、滯留期長(zhǎng)、寒冷氣候處理效果欠佳等弊端。
結(jié)語(yǔ)
我國(guó)西部地區(qū)是經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)、需要加強(qiáng)開(kāi)發(fā)的地區(qū)，也是我國(guó)少數(shù)民族聚集的地區(qū)。民族院校是黨和國(guó)家為解決我國(guó)國(guó)內(nèi)民族問(wèn)題而建立的綜合性普通高等院校，經(jīng)過(guò)幾十年的實(shí)踐和探索，民族院校已成為培養(yǎng)少數(shù)民族高素質(zhì)人才、研究我國(guó)民族理論和民族政策、傳承和弘揚(yáng)各民族優(yōu)秀文化的重要基地。西部民族院校迄今為止共有5所，與中東部地區(qū)民族院校相比，基礎(chǔ)辦學(xué)條件落后，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)滯后，極大地影響了教學(xué)過(guò)程和培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。以貴州民族大學(xué)為例，如何在國(guó)家新一輪西部大開(kāi)發(fā)、貴州省工業(yè)強(qiáng)省戰(zhàn)略的指導(dǎo)下積極調(diào)整學(xué)科專(zhuān)業(yè)，適應(yīng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展轉(zhuǎn)變和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，改進(jìn)人才培養(yǎng)模式，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)造能力和就業(yè)、創(chuàng)業(yè)能力，成為新形勢(shì)下課程教學(xué)改革的新要求。[1]
環(huán)境微生物學(xué)是環(huán)境科學(xué)、環(huán)境科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，該課程知識(shí)點(diǎn)多且繁雜，涉及多學(xué)科交叉，內(nèi)容極為抽象，學(xué)生對(duì)其缺乏感性認(rèn)識(shí)，理解難度加大。在課程教學(xué)中我們嘗試了一些改革，著力激發(fā)學(xué)生本課程的學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐能力，本文就此談幾點(diǎn)體會(huì)，與同行探討。
一、創(chuàng)新思路，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。
教學(xué)改革的重點(diǎn)之一是教學(xué)內(nèi)容的改革。環(huán)境微生物學(xué)主要以微生物學(xué)學(xué)科理論與技術(shù)為基礎(chǔ)，重點(diǎn)研究污染環(huán)境中的微生物，整個(gè)教學(xué)課程原理多、概念多、實(shí)踐性強(qiáng)，涉及有機(jī)化學(xué)、生物化學(xué)、遺傳學(xué)、生態(tài)學(xué)、水污染控制、大氣污染控制、固廢處理處置、污染物環(huán)境中的降解等方面的原理和機(jī)理，內(nèi)容極為抽象，而西部地區(qū)學(xué)生知識(shí)基礎(chǔ)相對(duì)東西部地區(qū)學(xué)生薄弱，加之教學(xué)實(shí)驗(yàn)條件有限，學(xué)生到污水處理廠、垃圾填埋場(chǎng)、環(huán)保機(jī)構(gòu)及與微生物相關(guān)的企業(yè)、工廠實(shí)習(xí)、參觀的機(jī)會(huì)少，學(xué)生對(duì)本課程缺乏感性認(rèn)識(shí)，理解難度大，上課時(shí)往往聽(tīng)得清但易混淆，記不牢。因此，必須根據(jù)本課程特點(diǎn)、人才培養(yǎng)目標(biāo)和區(qū)域特點(diǎn)改革課程內(nèi)容，確保教學(xué)效果，達(dá)到預(yù)期教學(xué)目的。
為增強(qiáng)課程的知識(shí)性和趣味性，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，有必要在教材內(nèi)容的基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)卦黾右恍┍菊n程相關(guān)的前沿知識(shí)和技術(shù)方法，適時(shí)調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式， 增列最新的、有價(jià)值的課外讀物（教材、各種專(zhuān)業(yè)網(wǎng)站的研究報(bào)告和綜述等），突出專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課的特點(diǎn)，逐步提高教學(xué)效果。例如，課間通過(guò)多媒體播放Discovery探索頻道―搜索微生物世界、自然科學(xué)十大發(fā)現(xiàn)第九名―微生物等視頻短片，在課間休息中了解微生物世界;通過(guò)嗜酸菌“吃礦石、吐黃金”將廢礦、貧礦變廢為寶的的微生物冶金技術(shù)引出古細(xì)菌的講述;通過(guò)展示遼寧大連的“熒光?！眻D片引出藻類(lèi)的講述;通過(guò)介紹脫水污泥生物產(chǎn)電的最新研究成果引入微生物與廢物資源化的講解;結(jié)合民族地區(qū)的特色和優(yōu)勢(shì)資源，向?qū)W生介紹微生物在民族藥學(xué)和民族醫(yī)藥資源研究中的巨大作用，課余時(shí)間集中參觀民族藥學(xué)實(shí)驗(yàn)室，鼓勵(lì)學(xué)生課后與藥學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生相互交流;介紹一些與環(huán)境保護(hù)與治理、微生物相關(guān)的網(wǎng)站，利用學(xué)校圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)資源，知道學(xué)生上網(wǎng)查詢(xún)相關(guān)資料，擴(kuò)大知識(shí)面和信息量。
二、科學(xué)設(shè)計(jì)，改革教學(xué)方法
1.上好第一課，幫助學(xué)生理清課程思路
緒論課是每一門(mén)學(xué)科的第一課，是學(xué)生對(duì)一門(mén)新課程的第一印象，緒論課的成功與否直接影響到學(xué)生在今后學(xué)習(xí)中對(duì)該課程是否產(chǎn)生興趣，影響到學(xué)生對(duì)該課程的掌握程度。我們通過(guò)“3W”（what，why，how）中的what幫助學(xué)生明確微生物學(xué)和環(huán)境微生物學(xué)的相互關(guān)系、學(xué)科性質(zhì)、研究對(duì)象、研究目的，引入學(xué)科定義并形成定義模式，應(yīng)用于其他學(xué)科的學(xué)科定義;通過(guò)why的問(wèn)法明確學(xué)科的學(xué)習(xí)、研究?jī)r(jià)值，幫助學(xué)生形成正確的教育觀念，掌握規(guī)律，構(gòu)建專(zhuān)業(yè)素養(yǎng);通過(guò)how的提問(wèn)在第一課時(shí)引導(dǎo)學(xué)生思考如何學(xué)好本門(mén)課程，自己有哪些方面的想法，有何預(yù)期，在學(xué)期課程結(jié)束時(shí)再引導(dǎo)學(xué)生反思是否達(dá)到了自己的預(yù)期目標(biāo)，并向教授反饋?zhàn)约旱囊庖?jiàn)及想法，培養(yǎng)能獨(dú)立思考的專(zhuān)業(yè)人才。[2]
2. 采用啟發(fā)式教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
啟發(fā)式教學(xué)可以強(qiáng)化學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的記憶，使學(xué)生處于主動(dòng)學(xué)習(xí)的過(guò)程。例如，在講述核酸是遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)時(shí)介紹1928年Griffith的肺炎球菌轉(zhuǎn)化試驗(yàn)， 啟發(fā)學(xué)生思考小鼠注射活R菌或死S菌存活、注射活S菌死亡、注射活R菌和熱死S菌死亡心血中可分離出活S菌的原因;再介紹1944年Avery等的轉(zhuǎn)化試驗(yàn)，啟發(fā)學(xué)生思考并回答為何活R菌加S菌DNA或加S菌DNA及S菌DNA以外的酶長(zhǎng)出S菌，而加S菌DNA和S菌DNA酶長(zhǎng)出R菌，引導(dǎo)學(xué)生逐步得出DNA是遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)。
3. 采用直觀式教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)課程的理解
現(xiàn)代教育技術(shù)的可以將文字、網(wǎng)絡(luò)圖片、視頻等直接展示給學(xué)生，具有直觀性，方便學(xué)生理解抽象復(fù)雜、枯燥乏味的理論知識(shí)。例如，通過(guò)多媒體教學(xué)將網(wǎng)絡(luò)下載的污水處理廠3D模型視頻展示給學(xué)生，讓學(xué)生觀看其整個(gè)工藝流程和配置，將已有的水處理知識(shí)與環(huán)境微生物學(xué)中的活性污泥法、生物膜法、生物去氮去磷等知識(shí)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，系統(tǒng)性地回顧和學(xué)習(xí);又如，利用動(dòng)畫(huà)展示微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收的四種方式，簡(jiǎn)要明了地理解單純擴(kuò)散、促進(jìn)擴(kuò)散、主動(dòng)運(yùn)輸和基團(tuán)轉(zhuǎn)位之間的聯(lián)系和區(qū)別;再如，利用動(dòng)態(tài)圖片展示DNA與RNA的堿基互補(bǔ)配對(duì)、信使RNA在細(xì)胞中的合成及蛋白質(zhì)的合成過(guò)程，使學(xué)生看一次就能理解該內(nèi)容。
4. 采用輔助式教學(xué)，提升學(xué)生獲取專(zhuān)業(yè)信息的能力
現(xiàn)代社會(huì)是信息化社會(huì)，貴州新興的大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)也為我們提供了新的教學(xué)教育視角，指導(dǎo)學(xué)生課后利用校內(nèi)數(shù)字資源平臺(tái)查詢(xún)國(guó)內(nèi)專(zhuān)業(yè)動(dòng)態(tài)和相關(guān)資料，擴(kuò)大知識(shí)面，收集有用信息，思考在前人的研究基礎(chǔ)和學(xué)院現(xiàn)有條件下我們還可以做的或者創(chuàng)新的東西，提高專(zhuān)業(yè)素養(yǎng);推薦學(xué)生利用Endnote文獻(xiàn)管理軟件、SPSS統(tǒng)計(jì)軟件、MATLAB軟件等科學(xué)合理地管理文獻(xiàn)、分析處理數(shù)據(jù)，培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)文獻(xiàn)查閱和數(shù)據(jù)處理能力;利用QQ群共享專(zhuān)業(yè)資料、專(zhuān)業(yè)網(wǎng)站鏈接、環(huán)保活動(dòng)信息等，指導(dǎo)學(xué)生共同學(xué)習(xí)和相互討論等。
三、更新理念，加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐能力培養(yǎng)
1.調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生動(dòng)手能力
實(shí)驗(yàn)課程是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、理論聯(lián)系實(shí)際的重要課程。部分高校在環(huán)境微生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用PBL教學(xué)法[1] [2]，我們根據(jù)實(shí)際情況，除基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)外增設(shè)了課外自發(fā)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。
1.1基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。按照實(shí)驗(yàn)大綱，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課上完成顯微鏡的操作、微生物的染色觀察、培養(yǎng)基的配置和滅菌、無(wú)菌操作、空氣中的微生物檢測(cè)等基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)。
1.2自發(fā)實(shí)驗(yàn)。教師向?qū)W生發(fā)放“家用雙歧桿菌菌粉”、“乳酸桿菌菌粉”等微生物制劑，引導(dǎo)學(xué)生課后進(jìn)行自制酸奶和保存菌種等自發(fā)實(shí)驗(yàn)，提升學(xué)習(xí)積極性和動(dòng)手能力。
1.3綜合實(shí)驗(yàn)。利用與環(huán)保公司的培養(yǎng)協(xié)議、學(xué)院“喀斯特濕地生態(tài)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)”等資源，發(fā)展學(xué)生參與生態(tài)環(huán)境治理中的實(shí)際課題。例如應(yīng)用污染環(huán)境中的生態(tài)修復(fù)知識(shí)參與污染土壤中微生物碳源源利用實(shí)驗(yàn)，通過(guò)微生物對(duì)一些典型碳源（如糖類(lèi)、氨基酸、羧酸類(lèi)等）的不同利用模式來(lái)表征基質(zhì)利用的動(dòng)力學(xué)特征[3]和微生物群落差異[4] 等，使學(xué)生能將課本知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用統(tǒng)一起來(lái)，達(dá)到能力提高與素質(zhì)培養(yǎng)相統(tǒng)一、內(nèi)容構(gòu)建模塊化、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的高素質(zhì)人才的培養(yǎng)目標(biāo)。
1.4創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。依托學(xué)生本科畢業(yè)論文和校級(jí)科研課題，由學(xué)生根據(jù)自身興趣與要求提出實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)院老師指導(dǎo)完成，學(xué)生可以自主完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)、項(xiàng)目申請(qǐng)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程及數(shù)據(jù)分析，提升文獻(xiàn)搜集和整理、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力和專(zhuān)業(yè)論文撰寫(xiě)能力。
2. 改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，提高專(zhuān)業(yè)實(shí)踐能力
傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本依靠實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)籍，由教師制定實(shí)驗(yàn)大綱并講解，學(xué)生按部就班地操作，課后撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在我們的教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生有主動(dòng)、深入研究實(shí)驗(yàn)結(jié)果的需求，我們認(rèn)為，作為高校的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，環(huán)境微生物學(xué)要適應(yīng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展轉(zhuǎn)變和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，改進(jìn)人才培養(yǎng)模式，注重增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)造能力和就業(yè)、創(chuàng)業(yè)能力。以貴州民族大學(xué)為例，“十二五”期間學(xué)校依托中央財(cái)政專(zhuān)項(xiàng)資金、中央及省級(jí)財(cái)政資金為“貴州少數(shù)民族醫(yī)藥資源開(kāi)發(fā)與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”（國(guó)家民委在建重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，2011年）新購(gòu)梯度PCR儀、DGGE變性梯度凝膠電泳、熒光倒置顯微鏡、全自動(dòng)分析熒光化學(xué)發(fā)光凝膠成像系統(tǒng)等儀器設(shè)備，這些分子生物學(xué)設(shè)備可應(yīng)用于環(huán)境微生物監(jiān)測(cè);因此，在講解微生物監(jiān)測(cè)技術(shù)的新發(fā)展時(shí)，我們可直接給學(xué)生展示這部分設(shè)備和研究成果，并系統(tǒng)講解PCR-DGGE技術(shù)的原理和操作步驟、16S rRNA的特點(diǎn)等，鼓勵(lì)學(xué)生參與到教師的科研課題尤其是校地、校企聯(lián)合項(xiàng)目中去，在實(shí)際問(wèn)題中鍛煉專(zhuān)業(yè)實(shí)踐能力。
結(jié)語(yǔ)
隨著氣候和環(huán)境問(wèn)題的進(jìn)一步凸顯，環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展成為全世界關(guān)注的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)。國(guó)家的西部大開(kāi)發(fā)、區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展都離不開(kāi)環(huán)境開(kāi)發(fā)利用和保護(hù)，培養(yǎng)環(huán)境科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)人才可向民族地區(qū)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的研究與開(kāi)發(fā)輸送新鮮血液。在今后的教學(xué)中，我們將繼續(xù)學(xué)習(xí)、探索并不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，為培養(yǎng)民族地區(qū)高素質(zhì)環(huán)境專(zhuān)業(yè)人才而努力。
參考文獻(xiàn)
[1]曹媛媛， 等. PBL教學(xué)法在微生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 生物學(xué)雜志， 2013.
自從1914年Aldern和Lockett首次發(fā)明利用活性污泥處理污水技術(shù)的方法以來(lái)，由于其經(jīng)濟(jì)、高效及可靠的優(yōu)點(diǎn)得到廣泛的應(yīng)用，并在此基礎(chǔ)上衍生出一系列工藝，如A/O法、A2/O法、AB法、氧化溝及SBR法等。但無(wú)論是哪一種方法，其中活性污泥的沉降性能好壞直接影響到出水水質(zhì)，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程這些工藝都會(huì)發(fā)生污泥膨脹。因此，污泥膨脹已成為活性污泥法處理污水亟待解決的問(wèn)題之一。
1.污泥膨脹理論
由于某種原因，活性污泥質(zhì)量變輕、體積膨大、沉降性能惡化，造成二沉池中泥水分離效果差，污泥隨出水流失，影響出水水質(zhì)，從而破壞工藝正常運(yùn)行的現(xiàn)象稱(chēng)為污泥膨脹。根據(jù)其誘因可以分為絲狀菌異常增殖導(dǎo)致的絲狀菌膨脹和因黏性物質(zhì)大量產(chǎn)生積累導(dǎo)致的非絲狀菌膨脹。
1.1 絲狀菌污泥膨脹
目前可辨識(shí)的絲狀污泥膨脹絮體有兩種類(lèi)型:①長(zhǎng)絲狀菌從絮體中伸出,將各個(gè)絮體連接,形成絲狀菌和絮體網(wǎng);②具有更開(kāi)放(或擴(kuò)散) 的結(jié)構(gòu),由細(xì)菌沿絲狀菌凝聚,形成細(xì)長(zhǎng)的絮體。目前在膨脹污泥中發(fā)現(xiàn)的絲狀菌有三十余種，常出現(xiàn)的有：微絲菌、0092 型、0961 型、軟發(fā)菌、浮游球衣菌、發(fā)硫菌等。事實(shí)上，所有污泥膨脹現(xiàn)象都是由多種有機(jī)體的過(guò)度繁殖造成的。
現(xiàn)在主要有下面幾種假設(shè)解釋絲狀菌污泥膨脹現(xiàn)象：（1）表面積/容積假說(shuō)：當(dāng)微生物處于基質(zhì)濃度限制時(shí)，表面積大的絲狀菌比表面積小的絮凝體菌膠團(tuán)微生物更易獲取底物中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和氧，因而絲狀菌占優(yōu)勢(shì)，導(dǎo)致絲狀菌污泥膨脹。（2）積累-再生假說(shuō):認(rèn)為基質(zhì)被微生物利用要經(jīng)過(guò)細(xì)胞內(nèi)積累、儲(chǔ)存和代謝3個(gè)階段。當(dāng)微生物處于溶解氧限制時(shí)，菌膠團(tuán)積累的大量有機(jī)基質(zhì)得不到氧化，而絲狀菌需要的氧較少，完成積累—再生的循環(huán)快，所以再生較快，易形成絲狀菌污泥膨脹。（3）選擇性理論:以Monod方程為理論基礎(chǔ)。當(dāng)有機(jī)物底物的濃度較低時(shí)，絲狀菌的生長(zhǎng)速率較大，占優(yōu)勢(shì)；反之，有機(jī)物底物濃度較高時(shí)，菌膠團(tuán)細(xì)菌生長(zhǎng)的速率較大，占優(yōu)勢(shì)。另外，Palm認(rèn)為該理論對(duì)于溶解氧對(duì)菌膠團(tuán)和絲狀菌的生長(zhǎng)速率影響同樣適用。（4）饑餓假說(shuō)：進(jìn)一步將絲狀菌分為兩類(lèi)：第一類(lèi)是具有高基質(zhì)親和力、生長(zhǎng)緩慢的耐饑餓的絲狀菌；第二類(lèi)是對(duì)溶解氧有較高的親和力、對(duì)饑餓高度敏感的快速生長(zhǎng)的絲狀菌。在低基質(zhì)濃度下，第一類(lèi)絲狀菌生長(zhǎng)占優(yōu)勢(shì)；在高基質(zhì)低溶解氧情況下，第二類(lèi)絲狀菌生長(zhǎng)占優(yōu)勢(shì)；只有基質(zhì)濃度適中，溶解氧不是限制因素時(shí)，菌膠團(tuán)細(xì)菌才占優(yōu)勢(shì)。（5）廣義Monod方程：進(jìn)一步提出有機(jī)物、溶解氧、營(yíng)養(yǎng)物及微量物質(zhì)和環(huán)境因素都可以成為控制絲狀菌和菌膠團(tuán)生長(zhǎng)的因素。廣義Monod方程在一定程度上很好地統(tǒng)一了污泥膨脹的理論。
1.2 非絲狀菌污泥膨脹
主要發(fā)生在水溫較低而污泥負(fù)荷較高時(shí)。由于污泥負(fù)荷高，細(xì)菌吸取了大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，但低溫下代謝速度慢，所以在微生物表面積貯大量的高黏性多糖類(lèi)物質(zhì)，此類(lèi)物質(zhì)具有很強(qiáng)親水性，所以使活性污泥表面附著水大大增加，導(dǎo)致污泥的SVI 值升高，形成污泥膨脹。
2.污泥膨脹的影響因素
2.1 污水性質(zhì)
2.1.1營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)
進(jìn)水有機(jī)底物濃度低，絲狀菌的生長(zhǎng)占優(yōu)勢(shì)，易導(dǎo)致污泥膨脹；有機(jī)底物濃度太高，DO受限制，同樣容易導(dǎo)致污泥絲狀膨脹。Wagnet 研究發(fā)現(xiàn)，絲狀菌對(duì)N、P等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有較強(qiáng)的親和力,在該類(lèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度較低的情況下對(duì)其有累積能力，Sawyer通過(guò)試驗(yàn)確定N和P的最少需要量是BOD:N=32:1和BOD:P=150:1。
2.1.2 pH值和溫度
適宜菌膠團(tuán)生長(zhǎng)的pH值范圍是6.5~8.5，當(dāng)pH值低于6.5時(shí)，有利于真菌的繁殖。Daigger等人的研究表明，低溫有利于絲狀菌的生長(zhǎng)，這也是大多數(shù)活性污泥在冬季會(huì)產(chǎn)生污泥膨脹的原因之一。
2.1.3早期消化
污水在預(yù)處理區(qū)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，易發(fā)生消化反應(yīng),生成H2S，當(dāng)H2S濃度超過(guò)1~2mg/L時(shí)易引起硫絲菌的過(guò)量增殖，從而導(dǎo)致污泥膨脹。
2.2 運(yùn)行條件
2.2.1 污泥負(fù)荷
由于絲狀菌比菌膠團(tuán)細(xì)菌有更大的比表面積，在低負(fù)荷下具有更強(qiáng)的捕食能力，更容易生長(zhǎng)繁殖。Pipes發(fā)現(xiàn)污泥負(fù)荷在BOD5/MLSS為0.25~0.45 kg/ kg·d-1范圍內(nèi)才不易引發(fā)污泥膨脹。
2.2.2 溶解氧濃度
一般認(rèn)為，由于絲狀菌比菌膠團(tuán)細(xì)菌有更高的溶解氧親合力和忍耐力，因此在低氧條件下絲狀菌比菌膠團(tuán)細(xì)菌有更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，因此在溶解氧濃度低的情況下易造成污泥膨脹。但Benefield等人的試驗(yàn)表明DO在8~9mg/L之間也會(huì)發(fā)生污泥膨脹。Palm等人在研究中找到了對(duì)應(yīng)F/M值下的“安全溶解氧濃度值”，這一研究結(jié)果表明，只要DO成為限制，在任何負(fù)荷下都能發(fā)生膨脹，同樣在任何DO的條件下，只要負(fù)荷足夠高也可能發(fā)生膨脹。
2.2.3 工藝方法
不同的工藝方法對(duì)污泥膨脹現(xiàn)象的影響也不同。完全混合的工藝方法比傳統(tǒng)的推流式處理方法更易發(fā)生污泥膨脹；而間歇運(yùn)行的曝氣池最不易發(fā)生污泥膨脹；不設(shè)初沉池的活性污泥法不易發(fā)生污泥膨脹；葉輪式機(jī)械曝氣較鼓風(fēng)曝氣易發(fā)生污泥膨脹等。
3.污泥膨脹的防治方法
由于產(chǎn)生膨脹的原因不同，因此在防治污泥膨脹時(shí)，可按膨脹類(lèi)型、誘因與性質(zhì)采取相應(yīng)的措施加以消除。論文參考網(wǎng)。目前主要有以下幾種防治和消除污泥膨脹的方法：（1）投藥處理：投加能殺滅絲狀菌的藥劑如氯、臭氧、過(guò)氧化氫等。對(duì)已產(chǎn)生大量球衣菌屬的活性污泥，用濃度為50 mg/L 的硫酸銅，保持5 mg/L的殘留濃度，能夠抑制球衣菌屬的繁殖。論文參考網(wǎng)。（2）改善、提高活性污泥的絮凝、沉降性：在曝氣池的入口處投加硫酸鋁、三氯化鐵、粘土、消石灰、生污泥、高分子混凝劑等絮凝劑提高污泥絮凝能力。（3）避免高黏性膨脹：通過(guò)加大回流污泥量，降低高黏性膨脹的致因物質(zhì)—多糖類(lèi)物質(zhì)，另外可考慮改變水溫，水溫在15℃以下易發(fā)生高黏性膨脹，絲狀菌膨脹則多發(fā)生在20 ℃以上。保證BOD:N:P=100:5:1的要求，當(dāng)失去營(yíng)養(yǎng)平衡時(shí)，往往會(huì)發(fā)生高黏性膨脹。論文參考網(wǎng)。（4）防治H2S積累：采取預(yù)曝氣，吹脫硫化氫等有害氣體，防止形成厭氧狀態(tài)，避免貝代硫菌的增殖。另外可降低污泥在二沉池內(nèi)停留時(shí)間，防止形成厭氧狀態(tài)。（5）調(diào)整污泥負(fù)荷：運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，如果污泥負(fù)荷超過(guò)0.35 kg BOD/kg MLSS·d，易發(fā)生絲狀菌性污泥膨脹。
4.結(jié)論
泥膨脹現(xiàn)象是自活性污泥法問(wèn)世以來(lái)一直困擾人們的難題。由于原因復(fù)雜，沒(méi)有一種解釋適用于所有膨脹現(xiàn)象，因此只能結(jié)合不同的水質(zhì)和運(yùn)行條件，做出有針對(duì)性的解釋和采取有效的控制措施。隨著活性污泥法進(jìn)一步發(fā)展，對(duì)污泥膨脹的研究必將進(jìn)一步深入。
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生物活動(dòng)課是生物課堂教學(xué)的延伸，是提高學(xué)生素質(zhì)的重要手段，是集知識(shí)體、思維鏈、能力鍵、與再生力(學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)的能力)為一體的重要課程。生物活動(dòng)課服從與生物教育目標(biāo)，又必須滲透下列各項(xiàng)具體目標(biāo):
(1)培養(yǎng)動(dòng)手操作能力;
(2)培養(yǎng)觀察力、注意力、記憶力、思維能力和創(chuàng)造能力;
(3)培養(yǎng)合作、競(jìng)爭(zhēng)意識(shí);
(4)培養(yǎng)關(guān)心集體、團(tuán)結(jié)互助的社會(huì)公德意識(shí);
(5)培養(yǎng)自尊、自信、自立、自強(qiáng)的優(yōu)秀品質(zhì);
(6)培養(yǎng)自學(xué)能力及資料檢索處理能力;
(7)激發(fā)學(xué)習(xí)生物學(xué)興趣，培養(yǎng)學(xué)習(xí)生物學(xué)情感。
1生物活動(dòng)課的構(gòu)建原則
為了更好地根據(jù)生物活動(dòng)課特點(diǎn)開(kāi)展活動(dòng)，須遵循以下原則:
1.1生物活動(dòng)課與學(xué)科課程內(nèi)容互補(bǔ)原則。
1.2全面發(fā)展與個(gè)性培養(yǎng)相統(tǒng)一原則。
1.3自主性和主導(dǎo)性相結(jié)合原則。
1.4規(guī)定性與創(chuàng)造性相結(jié)合的原則。
1.5實(shí)效性和因地制宜原則。
1. 6趣味性和多樣性原則。
2 生物活動(dòng)課現(xiàn)狀透視
近幾年，活動(dòng)課程的設(shè)置受到教育部門(mén)及部分學(xué)校的重視，但目前許多師范學(xué)校生物活動(dòng)課不同程度偏離活動(dòng)課的構(gòu)建原則，存在以下不容忽視的問(wèn)題。
2.1組織上的自發(fā)性
生物活動(dòng)課雖然強(qiáng)調(diào)自愿參加，但總要依賴(lài)與一定的組織形式，以保證活動(dòng)課的正常開(kāi)展。目前，部分師范學(xué)校生物活動(dòng)課仍處于自發(fā)狀態(tài)，無(wú)牽頭的組織者、無(wú)組織發(fā)展的有關(guān)程序、無(wú)嚴(yán)格的組織紀(jì)律、無(wú)檢查評(píng)估的組織部門(mén)。這樣的自發(fā)組織是不穩(wěn)定、不長(zhǎng)久的。
2.2內(nèi)容上的隨意性
活動(dòng)課內(nèi)容應(yīng)根據(jù)學(xué)科的培養(yǎng)目標(biāo)，考慮到和教材的銜接，體現(xiàn)有序性。而有些學(xué)?；蛏锝處熢诎才诺膬?nèi)容上隨心所欲，沒(méi)有通盤(pán)考慮課程體系，又沒(méi)有精心設(shè)計(jì)活動(dòng)方案，也不參照相應(yīng)的活動(dòng)課教材，使活動(dòng)具有很大的盲目性，收不到實(shí)效。2.3形式上的單調(diào)性目前部分師范學(xué)校開(kāi)展生物活動(dòng)課時(shí)，忽視了學(xué)生的興趣、愛(ài)好的差異，搞簡(jiǎn)單的一刀切、大呼隆的群眾性活動(dòng)，沒(méi)有指定有專(zhuān)長(zhǎng)的教師作指導(dǎo)。久而久之，把本來(lái)有興趣的學(xué)生培養(yǎng)成無(wú)興趣的人，抑制了學(xué)生個(gè)性的發(fā)展，有特長(zhǎng)的學(xué)生得不到及時(shí)發(fā)現(xiàn)和接受相應(yīng)的培養(yǎng)。
2.4開(kāi)展活動(dòng)的不經(jīng)常性
由于活動(dòng)經(jīng)費(fèi)、活動(dòng)場(chǎng)地設(shè)施、活動(dòng)時(shí)間等諸多因素的限制，生物活動(dòng)課開(kāi)展的不夠正常，前后脫節(jié)，缺乏連續(xù)性、遞進(jìn)性。
3生物活動(dòng)課的實(shí)踐
我校針對(duì)開(kāi)展生物活動(dòng)課存在的問(wèn)題，以生物活動(dòng)課構(gòu)建原則為指導(dǎo)，結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)，反復(fù)實(shí)踐，總結(jié)以下活動(dòng)方式和操作形式。3.1健全的組織結(jié)構(gòu)
開(kāi)展生物活動(dòng)課必須由教務(wù)處、教研室主任、班主任組成的健全管理系統(tǒng)。聘請(qǐng)有專(zhuān)長(zhǎng)的生物教師任指導(dǎo)，選拔對(duì)生物學(xué)有興趣的學(xué)生組成活動(dòng)集體。制定明確的活動(dòng)計(jì)劃，包括活動(dòng)課題、內(nèi)容、目的、要求、時(shí)間、、參加人數(shù)、活動(dòng)形式等，做到有的放矢。并從實(shí)際情況出發(fā)，因地制宜設(shè)計(jì)每一個(gè)活動(dòng)方案，既能使學(xué)生在活動(dòng)中學(xué)
到技能，還能在一定程度上使教育為當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。
3.2獨(dú)特的方案設(shè)計(jì)
活動(dòng)課是學(xué)生在教師指導(dǎo)下的一種科技活動(dòng)，優(yōu)秀的活動(dòng)方案是學(xué)生活動(dòng)成功的重要前提。在活動(dòng)中教師應(yīng)創(chuàng)造條件，引導(dǎo)學(xué)生參與一些活動(dòng)方案的設(shè)計(jì)，倡導(dǎo)參與意識(shí)，把握好學(xué)生參與的契機(jī);體現(xiàn)自主性和主導(dǎo)性原則。以“空中綠化調(diào)查的活動(dòng)課，，進(jìn)程為例，設(shè)計(jì)活動(dòng)方案。
活動(dòng)進(jìn)程
教師行為
學(xué)生行為
空中綠化對(duì)城市建設(shè)的影響
我市空中綠化的程度
空中綠化對(duì)各行業(yè)的影響
交代活動(dòng)目標(biāo)
明確活動(dòng)目標(biāo)
空中綠化的類(lèi)型有那些
我市空中綠化的程度怎樣
空中綠化對(duì)交通、旅游有何影響
制約空中綠化的因素有那些
提出問(wèn)題
引導(dǎo)思考
積極思考
勇于探究
調(diào)查居民陽(yáng)臺(tái)的綠化
調(diào)查馬路的欄桿綠化
調(diào)查建筑物的屋頂綠化
組織調(diào)查
激發(fā)動(dòng)機(jī)
親自實(shí)踐
動(dòng)手操作
我市居民陽(yáng)臺(tái)綠化率不足10%
馬路欄桿、厘頂?shù)木G化率近為零
我市空中綠化還存在著許多問(wèn)題
總結(jié)討論
解疑釋疑
討論辨析
質(zhì)疑問(wèn)難
國(guó)內(nèi)外城市綠化情況
影響環(huán)境的因素
引發(fā)聯(lián)想
促進(jìn)遷移
積極想象
舉一反三
提交調(diào)查報(bào)告或
撰寫(xiě)科研論文
評(píng)價(jià)分析
自我檢測(cè)
3.3豐富多樣的活動(dòng)內(nèi)容
3.3.1參觀考察
結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際，組織學(xué)生參觀市蟹苗養(yǎng)殖廠、貝雕工藝廠、水族館、珍稀蝴蝶展、海洋生物標(biāo)本展，還參觀市污水處理廠、市環(huán)境檢測(cè)中心;組織學(xué)生看科普電影和錄像;考察新海電廠循環(huán)水的利用情況。參觀考察過(guò)程中請(qǐng)有關(guān)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)講解，參觀后組織學(xué)生談收獲、寫(xiě)體會(huì)，教師作總結(jié)。
3.3.2實(shí)驗(yàn)探究
根據(jù)學(xué)?，F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件，開(kāi)展一定的實(shí)驗(yàn)活動(dòng);也可以根據(jù)日常生活中發(fā)現(xiàn)有意義的課題，在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生獨(dú)立思考，主動(dòng)探究，親自實(shí)踐，動(dòng)手操作，敢于創(chuàng)造。如《綠蒂王、梧桐等花卉的組織栽培》、《用廢棄茶葉、櫟葉栽培靈芝高產(chǎn)技術(shù)的研究》、《玳瑁的人工飼養(yǎng)試驗(yàn)》、《玉蘭種子的芳香油提取試驗(yàn)》等。
3.3.3開(kāi)展討論
生物活動(dòng)課上可就有興趣的問(wèn)題開(kāi)展討論，如我國(guó)是否存在蜂鳥(niǎo)?蜂鳥(niǎo)與雀天娥到底有那些區(qū)別?也可就某些重大工程建設(shè)展開(kāi)討論，如圍繞高公島核電站的建設(shè)對(duì)我市經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用和可能對(duì)環(huán)境產(chǎn)生副面作用開(kāi)展討論。討論中，注意營(yíng)造自由商討的氣氛，使學(xué)生敢于大膽表述，注重培養(yǎng)學(xué)生的說(shuō)理能力，加強(qiáng)語(yǔ)言規(guī)范表達(dá)的訓(xùn)練，也滲透了環(huán)境教育。
3.3.4撰寫(xiě)小論文
2、將生物學(xué)科教學(xué)與低碳生活相關(guān)知識(shí)相融合的改進(jìn)方法
2.1將低碳生活理念與生物教學(xué)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合
從生物學(xué)科的教材內(nèi)容上看,教材原有的各類(lèi)動(dòng)物、植物的知識(shí)已經(jīng)涵蓋了一部分低碳生活的要素,教師應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改進(jìn),適當(dāng)突出含有低碳生活知識(shí)的部分、緊跟新聞時(shí)事,根據(jù)學(xué)生的興趣使生物教學(xué)更加系統(tǒng)化與層次化。例如在生物與環(huán)境章節(jié)融入環(huán)境對(duì)生物物種生長(zhǎng)發(fā)育及分布的影響、生態(tài)環(huán)境危機(jī)及低碳發(fā)展的相關(guān)理論,在現(xiàn)代生物技術(shù)等題教學(xué)中組織學(xué)生到污水處理廠進(jìn)行參觀,在直觀見(jiàn)證現(xiàn)代污水生物處理技術(shù)應(yīng)用的同時(shí)培養(yǎng)其節(jié)能節(jié)水的低碳行為。此外,在教學(xué)實(shí)踐中,組織學(xué)生搜集低碳素材,設(shè)計(jì)低碳生活?lèi)灳聿⒃谛@一定區(qū)域內(nèi)進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查社會(huì)實(shí)踐。同時(shí),制作低碳?；钚n件進(jìn)行校吲內(nèi)低碳宣教。這些低碳教程的合理滲透取得了較好的效果。
2.2讓生物學(xué)科的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中
生物學(xué)科的教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生了解相關(guān)知識(shí),并且能夠在實(shí)際生活中運(yùn)用這些知識(shí)解決困難,為今后更深一層的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。面對(duì)我國(guó)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展的態(tài)勢(shì)重視環(huán)保工作也非常重要,因此讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)多姿多彩的生物界的同時(shí)還要了解很多環(huán)境保護(hù)的知識(shí),這些理論知識(shí)可以幫助他們了解自然,熱愛(ài)自然。而且還要讓他們理解低碳生活,低碳經(jīng)濟(jì)。了解人類(lèi)的索取會(huì)給自己和其他生物帶來(lái)什么樣的后果。生物世界是很奇妙的,生物種類(lèi)繁多,包括植物、動(dòng)物、微生物。這些知識(shí)在教材中都有詳細(xì)的講解。生物和他們所擁有的基因已及與它們生存的環(huán)境形成了現(xiàn)在這個(gè)高耗能經(jīng)濟(jì),這種經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成無(wú)序的拋棄、污染、垃圾、核廢料正成為地球生態(tài)向前延續(xù)的巨大障礙。在理論知識(shí)的講解中多與實(shí)踐相聯(lián)系,可以組織學(xué)生認(rèn)識(shí)常見(jiàn)的動(dòng)植物,試著給它們分類(lèi),了解它們的習(xí)性,收集標(biāo)本都可以讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何和身邊的生物相處,讓他們學(xué)會(huì)尊重生命。保護(hù)地球。
2.3利用多媒體的現(xiàn)代化技術(shù)平臺(tái)提高教學(xué)水平
在信息技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代中,將計(jì)算機(jī)多媒體平臺(tái)作為生物知識(shí)的教學(xué)平臺(tái)可以大大提高教學(xué)效率,提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。多媒體平臺(tái)擁有的動(dòng)畫(huà)、聲音、圖片等媒介能讓生物學(xué)知識(shí)呈現(xiàn)出更生動(dòng)立體的面貌。這些媒介都有助于讓生物知識(shí)在學(xué)生腦海中留下更深刻的形象,有助于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。教師在生物學(xué)課件的制作中,應(yīng)該充分考慮到這些因素,將大綱上的知識(shí)難點(diǎn)深入淺出地通過(guò)多媒體教學(xué)平臺(tái)傳授給學(xué)生,這種教學(xué)方式比傳統(tǒng)掛圖、板書(shū)等教育手段減少了眾多弊端。如基礎(chǔ)理論的很多微觀知識(shí)點(diǎn)晦澀難解,因此這部分知識(shí)尤其注重動(dòng)畫(huà)、聲像、影視等多媒體技術(shù)及資源的利用。實(shí)踐證明,通過(guò)動(dòng)畫(huà)顯示顯微鏡下的中期細(xì)胞中的全套染色體的多媒體教學(xué)方式可以取得較好效果。實(shí)踐證明,利用多媒體技術(shù)和聲像教學(xué)法不僅可以讓學(xué)生快捷,輕易地掌握理論知識(shí),還恰好切合了低碳環(huán)保的教學(xué)理念,有效降低教學(xué)資源的浪費(fèi)。
可持續(xù)發(fā)展路線(xiàn)的實(shí)施，增加了我國(guó)各級(jí)政府對(duì)環(huán)境保護(hù)的認(rèn)識(shí)和治理力度。城市污水處理，作為一個(gè)城市發(fā)展程度的重要標(biāo)志，其實(shí)施效果已經(jīng)成為了評(píng)價(jià)城市發(fā)展程度的重要指標(biāo)。城市污水處理的效果不僅僅關(guān)系到城市所在地周邊的環(huán)境保護(hù)，更關(guān)系到下游城市人們的身體健康以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展。加快城市污水處理建設(shè)，加快城市污水處理新技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)城市和諧發(fā)展以及可持續(xù)發(fā)展路線(xiàn)的實(shí)施，是目前我國(guó)城市污水處理相關(guān)部門(mén)的首要任務(wù)。
1.我國(guó)城市污水處理現(xiàn)狀分析
目前我國(guó)城市污水處理的面臨著重要的考驗(yàn)，現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)已經(jīng)不能滿(mǎn)足日益增加的城市污水量。而工業(yè)廢水、日常生活排放污水在城市內(nèi)部的流向?qū)α鹘?jīng)城市的河流以及淺層地下水也都有著不同程度的污染。這也使得我國(guó)多數(shù)城市水源受到污染，加大了城市生活用水處理的費(fèi)用，加劇了我國(guó)城市廢水污染程度。近年來(lái)為了加快我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)施、促進(jìn)我國(guó)水資源優(yōu)化、保護(hù)環(huán)境，我國(guó)很多城市已經(jīng)開(kāi)始了對(duì)城市內(nèi)污水流向的治理，減少污水在城市內(nèi)流向?qū)\層地下水的污染。同時(shí)大力應(yīng)用新的廢水處理技術(shù)，加快污水處理建設(shè)，為我國(guó)可持續(xù)發(fā)展路線(xiàn)的實(shí)施打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2.城市污水處理新技術(shù)分析
2.1曝氣生物濾池技術(shù)分析
曝氣生物濾池是一種經(jīng)過(guò)改良的新一代上向流曝氣生物濾池。它既可以用于污水的二級(jí)處理，也可以用于處理出水需要回用等其它要求的污水深度處理，并且能夠達(dá)到很高的排放水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。由于曝氣生物濾池工藝將濾池和生化反應(yīng)器結(jié)合起來(lái)，因此不再需要沉淀池；占地面積小，是常規(guī)工藝的1/4～1/5，節(jié)省大量征地和地基處理費(fèi)用；池容小，土建工程量比其它工藝少20％～40％；全部模塊化結(jié)構(gòu)，改擴(kuò)建容易，工期短；上部出水為清水，濾頭不易堵塞，檢修和更換容易。無(wú)需放空濾池中濾料；可對(duì)廠區(qū)進(jìn)行全封閉，無(wú)臭味污染，視覺(jué)和景觀效果好；不需要單獨(dú)的反沖冼水和反沖洗水泵，降低了設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用；穿孔管曝氣，節(jié)省設(shè)備投資和維護(hù)費(fèi)，效率高。而膜式曝氣頭通常在運(yùn)行兩年后開(kāi)始喪失其效率；自動(dòng)化程度高，操作人員少；低溫運(yùn)行穩(wěn)定，受溫度影響很??；由于其具有連續(xù)的物理過(guò)濾能力，一旦生物反應(yīng)發(fā)生問(wèn)題，濾池仍可去除絕大部分的懸浮物；而且僅需要幾天即可恢復(fù)生物處理能力，而活性污泥法需要幾個(gè)星期才能恢復(fù)；由于其具有的眾多有點(diǎn)，我國(guó)已經(jīng)在2002年在廣東南海新建了一座設(shè)計(jì)流量為50000m3/d的新型曝氣生物濾池污水處理廠，從近6年的處理運(yùn)行情況來(lái)看，運(yùn)行穩(wěn)定，處理效果好，是投資較少的一種新技術(shù)應(yīng)用典型。
2.2天然有機(jī)化學(xué)污水處理技術(shù)的分析
天然有機(jī)化學(xué)在污水處理方面的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)被人們認(rèn)可，也使得其在污水處理中的發(fā)展前景越來(lái)越好?；瘜W(xué)混凝與生物法共同作用污水處理法已經(jīng)成為了天然有機(jī)化學(xué)污水處理發(fā)展的新方向。該工藝能有效去除水中的顆粒物、磷和氮，使出水水質(zhì)達(dá)到一定的水平。有些國(guó)家把化學(xué)混凝法加生物處理作為主要的處理方法對(duì)城市生活污水進(jìn)行處理，如挪威、瑞典、丹麥，其70%的污水都用混凝法+生物處理。其它一些國(guó)家如美國(guó)和香港用一種叫做化學(xué)強(qiáng)化一級(jí)處理法，該法比化學(xué)混凝法需要的混凝劑量更少，但足以去除大部分磷同時(shí)大大加快沉降速度。
世界上最常用的混凝劑為鋁鹽和鐵鹽，也有一定數(shù)量的有機(jī)聚合物作混凝劑或助凝劑。水和污水中的污染物去除是通過(guò)已知的機(jī)械原理即破壞膠體的穩(wěn)定性而混凝，或者是化學(xué)藥劑與固體水解產(chǎn)物共同沉降來(lái)完成?；炷ǖ男适鞘芑炷齽┑奈锢砑盎瘜W(xué)特性、進(jìn)水及工藝條件等因素的影響。
污水處理無(wú)疑是要花錢(qián)的。問(wèn)題是要找到一種不僅投資少而且長(zhǎng)期運(yùn)行費(fèi)用低的最經(jīng)濟(jì)最有效的方法。根據(jù)歐洲污水處理經(jīng)驗(yàn)，要去除95%的BOD和90%以上的磷并且脫除85%氮，則化學(xué)強(qiáng)化一級(jí)處理+生物處理是最經(jīng)濟(jì)有效的?；瘜W(xué)處理法特別是在工業(yè)污水比例大、污水水質(zhì)日/年變化大時(shí)更顯其最經(jīng)濟(jì)有效。在快速發(fā)展的工業(yè)化城市，企業(yè)排放的污染物會(huì)影響甚至破壞傳統(tǒng)的生物處理過(guò)程，而化學(xué)處理法在這方面具有許多的先進(jìn)性，能處理很多不同的污水，能承受很大的沖擊負(fù)荷。對(duì)實(shí)際污水處理工程而言，首先用化學(xué)法進(jìn)行污水處理研究，不僅能承受沖擊負(fù)荷，將污水處理到一定的程度，還可以了解污水的組成和變化情況，為較易受污水沖擊負(fù)荷、毒性物質(zhì)影響的生物處理提供保護(hù)。種種優(yōu)勢(shì)預(yù)示了天然有機(jī)化學(xué)污水處理的良好發(fā)展前景。
2.3污水生物處理方法分析
生物污水處理是用生物學(xué)的方法處理污水的總稱(chēng)，是現(xiàn)代污水處理應(yīng)用中最廣泛的方法之一。主要借助微生物的分解作用把污水中有機(jī)物轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物，使污水得到凈化。按對(duì)氧氣需求情況可分為厭氧生物處理和好氧生物處理兩大類(lèi)。厭氧生物處理系利用厭氧微生物把有機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)酸，甲烷菌再把有機(jī)酸分解為甲烷、二氧化碳和氫等，如厭氧塘、化糞池、污泥的厭氣消化和厭氧生物反應(yīng)器等。好氧生物處理系采用機(jī)械曝氣或自然曝氣（如藻類(lèi)光合作用產(chǎn)氧等）為污水中好氧微生物提供活動(dòng)能源，促進(jìn)好氧微生物的分解活動(dòng)，使污水得到凈化，如活性污泥、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤(pán)、污水灌溉、氧化塘的功能。污水生物處理效果好，費(fèi)用低，技術(shù)較簡(jiǎn)單，應(yīng)用比較簡(jiǎn)單。當(dāng)簡(jiǎn)單的沉淀和化學(xué)處理不能保證達(dá)到足夠的凈化程度時(shí)，就要用生物的方法作進(jìn)一步處理。生物處理中要特別注意掌握凈化污水的微生物的基本特點(diǎn)，滿(mǎn)足其要求條件；污水中BOD與COD比值要大于0.3。溫度影響較大，冬季一般效果較差。
3.加快分流制排水管網(wǎng)的推進(jìn)，促進(jìn)污水處理的實(shí)施
我國(guó)原有城市排水管網(wǎng)多位合流制排水管網(wǎng)，其是通過(guò)在城市中鋪設(shè)一套排水管網(wǎng)用來(lái)排泄污水和徑流雨水。這樣的排水管網(wǎng)導(dǎo)致后期在進(jìn)行污水處理時(shí)加大了處理量，增加了污水處理費(fèi)用。而目前較為先進(jìn)的分流制排水管網(wǎng)，是在城市中設(shè)兩套獨(dú)立的排水管網(wǎng)，分別排泄污水和徑流雨水。這就使得在后期進(jìn)行污水處理過(guò)程中，可以不對(duì)徑流雨水進(jìn)行處理，只針對(duì)污水進(jìn)行處理，大大降低了污水處理費(fèi)用。鋪設(shè)分流制排水管網(wǎng)的費(fèi)用與合流制排水管網(wǎng)污水處理費(fèi)用相比，分流制雖然一次性投入較大，但是綜合比較可以發(fā)現(xiàn)，其在管網(wǎng)運(yùn)行多年后，總體費(fèi)用只占合流制管網(wǎng)污水處理的42.7％。因此，加快我國(guó)老城區(qū)合流制管網(wǎng)改革，在建設(shè)新城區(qū)時(shí)積極采用分流制排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)是污水處理發(fā)展的必然方向。
結(jié)論
城市污水處理新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，為城市污水處理提供了更過(guò)的選擇空間。同時(shí)也使得我國(guó)污水處理技術(shù)正在向著國(guó)際化的標(biāo)準(zhǔn)邁進(jìn)。通過(guò)新技術(shù)的應(yīng)用及人們對(duì)日常生活中無(wú)磷清潔用品的廣泛使用，減少有害污水的產(chǎn)生，為我國(guó)環(huán)境保護(hù)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
[1]李笑雯.城市廢水處理技術(shù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2006,7.
[2]梁國(guó)慶.城市污水處理生物技術(shù)分析[J].農(nóng)業(yè)技術(shù),2007,8.
可持續(xù)發(fā)展路線(xiàn)的實(shí)施，增加了我國(guó)各級(jí)政府對(duì)環(huán)境保護(hù)的認(rèn)識(shí)和治理力度。城市污水處理，作為一個(gè)城市發(fā)展程度的重要標(biāo)志，其實(shí)施效果已經(jīng)成為了評(píng)價(jià)城市發(fā)展程度的重要指標(biāo)。城市污水處理的效果不僅僅關(guān)系到城市所在地周邊的環(huán)境保護(hù)，更關(guān)系到下游城市人們的身體健康以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展。加快城市污水處理建設(shè)，加快城市污水處理新技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)城市和諧發(fā)展以及可持續(xù)發(fā)展路線(xiàn)的實(shí)施，是目前我國(guó)城市污水處理相關(guān)部門(mén)的首要任務(wù)。
1.我國(guó)城市污水處理現(xiàn)狀分析
目前我國(guó)城市污水處理的面臨著重要的考驗(yàn)，現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)已經(jīng)不能滿(mǎn)足日益增加的城市污水量。而工業(yè)廢水、日常生活排放污水在城市內(nèi)部的流向?qū)α鹘?jīng)城市的河流以及淺層地下水也都有著不同程度的污染。這也使得我國(guó)多數(shù)城市水源受到污染，加大了城市生活用水處理的費(fèi)用，加劇了我國(guó)城市廢水污染程度。近年來(lái)為了加快我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)施、促進(jìn)我國(guó)水資源優(yōu)化、保護(hù)環(huán)境，我國(guó)很多城市已經(jīng)開(kāi)始了對(duì)城市內(nèi)污水流向的治理，減少污水在城市內(nèi)流向?qū)\層地下水的污染。同時(shí)大力應(yīng)用新的廢水處理技術(shù)，加快污水處理建設(shè)，為我國(guó)可持續(xù)發(fā)展路線(xiàn)的實(shí)施打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2.城市污水處理新技術(shù)分析
2.1曝氣生物濾池技術(shù)分析
曝氣生物濾池是一種經(jīng)過(guò)改良的新一代上向流曝氣生物濾池。它既可以用于污水的二級(jí)處理，也可以用于處理出水需要回用等其它要求的污水深度處理，并且能夠達(dá)到很高的排放水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。由于曝氣生物濾池工藝將濾池和生化反應(yīng)器結(jié)合起來(lái)，因此不再需要沉淀池；占地面積小，是常規(guī)工藝的1/4～1/5，節(jié)省大量征地和地基處理費(fèi)用；池容小，土建工程量比其它工藝少20％～40％；全部模塊化結(jié)構(gòu)，改擴(kuò)建容易，工期短；上部出水為清水，濾頭不易堵塞，檢修和更換容易。無(wú)需放空濾池中濾料；可對(duì)廠區(qū)進(jìn)行全封閉，無(wú)臭味污染，視覺(jué)和景觀效果好；不需要單獨(dú)的反沖冼水和反沖洗水泵，降低了設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用；穿孔管曝氣，節(jié)省設(shè)備投資和維護(hù)費(fèi)，效率高。而膜式曝氣頭通常在運(yùn)行兩年后開(kāi)始喪失其效率；自動(dòng)化程度高，操作人員少；低溫運(yùn)行穩(wěn)定，受溫度影響很??；由于其具有連續(xù)的物理過(guò)濾能力，一旦生物反應(yīng)發(fā)生問(wèn)題，濾池仍可去除絕大部分的懸浮物；而且僅需要幾天即可恢復(fù)生物處理能力，而活性污泥法需要幾個(gè)星期才能恢復(fù)；由于其具有的眾多有點(diǎn)，我國(guó)已經(jīng)在2002年在廣東南海新建了一座設(shè)計(jì)流量為50000m3/d的新型曝氣生物濾池污水處理廠，從近6年的處理運(yùn)行情況來(lái)看，運(yùn)行穩(wěn)定，處理效果好，是投資較少的一種新技術(shù)應(yīng)用典型。
2.2天然有機(jī)化學(xué)污水處理技術(shù)的分析
天然有機(jī)化學(xué)在污水處理方面的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)被人們認(rèn)可，也使得其在污水處理中的發(fā)展前景越來(lái)越好。化學(xué)混凝與生物法共同作用污水處理法已經(jīng)成為了天然有機(jī)化學(xué)污水處理發(fā)展的新方向。該工藝能有效去除水中的顆粒物、磷和氮，使出水水質(zhì)達(dá)到一定的水平。有些國(guó)家把化學(xué)混凝法加生物處理作為主要的處理方法對(duì)城市生活污水進(jìn)行處理，如挪威、瑞典、丹麥，其70%的污水都用混凝法+生物處理。其它一些國(guó)家如美國(guó)和香港用一種叫做化學(xué)強(qiáng)化一級(jí)處理法，該法比化學(xué)混凝法需要的混凝劑量更少，但足以去除大部分磷同時(shí)大大加快沉降速度。
世界上最常用的混凝劑為鋁鹽和鐵鹽，也有一定數(shù)量的有機(jī)聚合物作混凝劑或助凝劑。水和污水中的污染物去除是通過(guò)已知的機(jī)械原理即破壞膠體的穩(wěn)定性而混凝，或者是化學(xué)藥劑與固體水解產(chǎn)物共同沉降來(lái)完成?；炷ǖ男适鞘芑炷齽┑奈锢砑盎瘜W(xué)特性、進(jìn)水及工藝條件等因素的影響。
污水處理無(wú)疑是要花錢(qián)的。問(wèn)題是要找到一種不僅投資少而且長(zhǎng)期運(yùn)行費(fèi)用低的最經(jīng)濟(jì)最有效的方法。根據(jù)歐洲污水處理經(jīng)驗(yàn)，要去除95%的BOD和90%以上的磷并且脫除85%氮，則化學(xué)強(qiáng)化一級(jí)處理+生物處理是最經(jīng)濟(jì)有效的?；瘜W(xué)處理法特別是在工業(yè)污水比例大、污水水質(zhì)日/年變化大時(shí)更顯其最經(jīng)濟(jì)有效。在快速發(fā)展的工業(yè)化城市，企業(yè)排放的污染物會(huì)影響甚至破壞傳統(tǒng)的生物處理過(guò)程，而化學(xué)處理法在這方面具有許多的先進(jìn)性，能處理很多不同的污水，能承受很大的沖擊負(fù)荷。對(duì)實(shí)際污水處理工程而言，首先用化學(xué)法進(jìn)行污水處理研究，不僅能承受沖擊負(fù)荷，將污水處理到一定的程度，還可以了解污水的組成和變化情況，為較易受污水沖擊負(fù)荷、毒性物質(zhì)影響的生物處理提供保護(hù)。種種優(yōu)勢(shì)預(yù)示了天然有機(jī)化學(xué)污水處理的良好發(fā)展前景。
2.3污水生物處理方法分析
生物污水處理是用生物學(xué)的方法處理污水的總稱(chēng)，是現(xiàn)代污水處理應(yīng)用中最廣泛的方法之一。主要借助微生物的分解作用把污水中有機(jī)物轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物，使污水得到凈化。按對(duì)氧氣需求情況可分為厭氧生物處理和好氧生物處理兩大類(lèi)。厭氧生物處理系利用厭氧微生物把有機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)酸，甲烷菌再把有機(jī)酸分解為甲烷、二氧化碳和氫等，如厭氧塘、化糞池、污泥的厭氣消化和厭氧生物反應(yīng)器等。好氧生物處理系采用機(jī)械曝氣或自然曝氣（如藻類(lèi)光合作用產(chǎn)氧等）為污水中好氧微生物提供活動(dòng)能源，促進(jìn)好氧微生物的分解活動(dòng)，使污水得到凈化，如活性污泥、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤(pán)、污水灌溉、氧化塘的功能。污水生物處理效果好，費(fèi)用低，技術(shù)較簡(jiǎn)單，應(yīng)用比較簡(jiǎn)單。當(dāng)簡(jiǎn)單的沉淀和化學(xué)處理不能保證達(dá)到足夠的凈化程度時(shí)，就要用生物的方法作進(jìn)一步處理。生物處理中要特別注意掌握凈化污水的微生物的基本特點(diǎn)，滿(mǎn)足其要求條件；污水中BOD與COD比值要大于0.3。溫度影響較大，冬季一般效果較差。
3.加快分流制排水管網(wǎng)的推進(jìn)，促進(jìn)污水處理的實(shí)施
我國(guó)原有城市排水管網(wǎng)多位合流制排水管網(wǎng)，其是通過(guò)在城市中鋪設(shè)一套排水管網(wǎng)用來(lái)排泄污水和徑流雨水。這樣的排水管網(wǎng)導(dǎo)致后期在進(jìn)行污水處理時(shí)加大了處理量，增加了污水處理費(fèi)用。而目前較為先進(jìn)的分流制排水管網(wǎng)，是在城市中設(shè)兩套獨(dú)立的排水管網(wǎng)，分別排泄污水和徑流雨水。這就使得在后期進(jìn)行污水處理過(guò)程中，可以不對(duì)徑流雨水進(jìn)行處理，只針對(duì)污水進(jìn)行處理，大大降低了污水處理費(fèi)用。鋪設(shè)分流制排水管網(wǎng)的費(fèi)用與合流制排水管網(wǎng)污水處理費(fèi)用相比，分流制雖然一次性投入較大，但是綜合比較可以發(fā)現(xiàn)，其在管網(wǎng)運(yùn)行多年后，總體費(fèi)用只占合流制管網(wǎng)污水處理的42.7％。因此，加快我國(guó)老城區(qū)合流制管網(wǎng)改革，在建設(shè)新城區(qū)時(shí)積極采用分流制排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)是污水處理發(fā)展的必然方向。
結(jié)論
城市污水處理新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，為城市污水處理提供了更過(guò)的選擇空間。同時(shí)也使得我國(guó)污水處理技術(shù)正在向著國(guó)際化的標(biāo)準(zhǔn)邁進(jìn)。通過(guò)新技術(shù)的應(yīng)用及人們對(duì)日常生活中無(wú)磷清潔用品的廣泛使用，減少有害污水的產(chǎn)生，為我國(guó)環(huán)境保護(hù)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
[1]李笑雯.城市廢水處理技術(shù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2006,7.
[2]梁國(guó)慶.城市污水處理生物技術(shù)分析[J].農(nóng)業(yè)技術(shù),2007,8.
