現(xiàn)實(shí)垃圾處理實(shí)例在《固體廢棄物處理與處置》教學(xué)中的應(yīng)用

高春梅　冀世鋒　邢云青　儲(chǔ)鳴

摘要：在現(xiàn)實(shí)生活中有很多固體廢棄物處理和處置的例子，將其引用到課堂教學(xué)中，可以讓學(xué)生比較直觀地了解固廢成分、性質(zhì)、影響因素、處理效果等，將抽象的知識(shí)跟現(xiàn)實(shí)的案例結(jié)合在一起，能夠讓學(xué)生更加深刻地掌握專業(yè)知識(shí)，對(duì)于環(huán)工專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)是非常有幫助的。

關(guān)鍵詞：固體廢棄物處理與處置；教學(xué)應(yīng)用；處理實(shí)例

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）27-0061-03

固體廢棄物處理與處置是教育部高等學(xué)校環(huán)境工程專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)在制定專業(yè)規(guī)范中確定的環(huán)境工程專業(yè)核心課程之一，與水污染控制工程、大氣污染控制工程一樣，固體廢棄物處理與處置也是一門實(shí)踐性和工程性很強(qiáng)的課程[1，2]。

一、課程特點(diǎn)

《固體廢棄物處理與處置》作為環(huán)境工程專業(yè)的一門核心課程，具有以下特點(diǎn)[3]。

第一，概念繁多，表達(dá)困難。如垃圾分類就有很多不同的分類依據(jù)；還有收集系統(tǒng)中各種時(shí)間的界定，都需要借助實(shí)例或流程加以說(shuō)明。

第二，實(shí)物圖片多。該課程內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系密切，涉及大量的設(shè)備，如各類破碎機(jī)、分選機(jī)、焚燒爐等，必須結(jié)合大量的設(shè)備圖片以及動(dòng)畫(huà)模擬才能介紹其結(jié)構(gòu)和工作原理。

第三，公式多，推導(dǎo)繁雜。公式推導(dǎo)是該課程教學(xué)過(guò)程中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，建立一套嚴(yán)謹(jǐn)、清晰的公式推導(dǎo)過(guò)程，可以有效提高教學(xué)效果，也可使老師從繁雜的公式推導(dǎo)中解放出來(lái)。

第四，工藝流程多。該課程跟實(shí)際結(jié)合緊密，涉及大量的工藝處理過(guò)程，如固體廢棄物分選、熱解等，過(guò)程復(fù)雜，對(duì)圖講解往往使學(xué)生模模糊糊，難以記住整個(gè)流程。

二、教學(xué)方法改革

實(shí)踐教學(xué)是學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握學(xué)科知識(shí)和技能的重要環(huán)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)向能力轉(zhuǎn)化的重要途徑，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力和創(chuàng)新精神起著非常重要的作用。因此，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的成敗直接影響到教學(xué)效果[4]。針對(duì)該課程的上述特點(diǎn)，以及一些客觀原因（學(xué)生人數(shù)過(guò)多、企業(yè)不接受本科生現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)、距離相關(guān)企業(yè)太遠(yuǎn)及實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)緊張等）導(dǎo)致實(shí)踐實(shí)習(xí)不能如期開(kāi)展，對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行了改革，通過(guò)融入現(xiàn)實(shí)中固廢處理實(shí)例來(lái)提高學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的了解和掌握程度，也可以讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中加深對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解，開(kāi)闊學(xué)生的視野。這里所說(shuō)的實(shí)際應(yīng)用指的是在生產(chǎn)生活中存在的、能夠看到的一些簡(jiǎn)單的固體廢棄物處理與處置方法，結(jié)合這些案例講解相應(yīng)的理論知識(shí)，一方面可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，通過(guò)觀察日常生活中的點(diǎn)點(diǎn)滴滴來(lái)分析存在的問(wèn)題；另一方面還可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)他們的積極性，對(duì)學(xué)習(xí)和掌握固體廢棄物處理與處置的專業(yè)知識(shí)具有一定的協(xié)助作用[5，6]。

三、現(xiàn)實(shí)中固體廢棄物處理與處置案例分析

整個(gè)固體廢棄物處理與處置包括從源頭分類、收集、預(yù)處理、生物處理、熱處理、填埋等過(guò)程[7]，如何將無(wú)趣的理論內(nèi)容跟實(shí)際結(jié)合，并能使學(xué)生易于理解和接受是一項(xiàng)重要的工作。

（一）固廢來(lái)源

固體廢棄物根據(jù)不同的分類依據(jù)有不同的分類方法，按照來(lái)源分工業(yè)固體廢棄物，農(nóng)業(yè)固體廢棄物等；按照物質(zhì)性質(zhì)分為有機(jī)固體廢棄物和無(wú)機(jī)固體廢棄物；按照有無(wú)危害性分為一般固體廢棄物和危險(xiǎn)性固體廢棄物等[7]。泛泛地在課堂上講解這些知識(shí)比較乏味，結(jié)合現(xiàn)實(shí)來(lái)講更為貼切。以物質(zhì)性質(zhì)來(lái)分，傳統(tǒng)家庭中的廚余垃圾屬于有機(jī)垃圾，一些廢紙、廢辦公用品等都可以歸結(jié)為無(wú)機(jī)垃圾。廚余垃圾里面包括丟棄不用的菜葉、剩菜、剩飯、果皮、蛋殼、茶渣、骨頭等，無(wú)機(jī)垃圾包括廢舊的瓶、罐和其他包裝用的廢金屬和廢玻璃，例如：玻璃瓶、塑料、陶瓷、金屬、灰土等[8]。

（二）預(yù)處理

預(yù)處理指利用固體廢棄物本身的性質(zhì)來(lái)進(jìn)行處理，減少占用空間，降低危害。根據(jù)學(xué)校現(xiàn)有的垃圾壓縮站進(jìn)行講解，讓學(xué)生們直觀地看到每天所產(chǎn)生的垃圾的數(shù)量和成分，并觀察工人在工作過(guò)程中所進(jìn)行的分選，將產(chǎn)生的塑料、金屬、紙張等可以循環(huán)利用的廢棄物進(jìn)行回收，其他物質(zhì)一并壓縮等待運(yùn)輸。同時(shí)，為了更好地進(jìn)行垃圾分類，學(xué)校也引進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室廢棄物處理裝置，避免了由于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的有機(jī)廢液、有毒有害物質(zhì)對(duì)工作人員的傷害，以及增加后續(xù)垃圾處理的程序和成本。

（三）處理

固體廢棄物處理方法包括熱處理（焚燒和熱解）和生物處理（好氧堆肥和厭氧發(fā)酵）[7]。在現(xiàn)實(shí)生活中有一些固體廢棄物好氧堆肥的實(shí)例，如秸稈還田、養(yǎng)豬漚肥[8]，以及厭氧發(fā)酵的例子，如化糞池等。結(jié)合現(xiàn)實(shí)中的例子講解在堆肥過(guò)程中影響堆肥效果的各個(gè)因素，以養(yǎng)豬漚肥為例來(lái)分析各個(gè)影響因素。

1.堆肥原料。在農(nóng)村養(yǎng)豬漚肥過(guò)程中，用來(lái)作為堆肥原料的主要是人蓄糞便、農(nóng)林廢物、落葉以及一些廚余垃圾（如圖2）。這些物質(zhì)中含有微生物生長(zhǎng)所需的各種基質(zhì)——碳水化合物、脂類、蛋白質(zhì)等。由于農(nóng)村落后，知識(shí)缺乏，無(wú)法判斷微生物生長(zhǎng)所需有機(jī)質(zhì)的多少，因此在養(yǎng)豬漚肥過(guò)程中有機(jī)質(zhì)的含量最終會(huì)影響其肥效。

2.堆肥微生物。在養(yǎng)豬漚肥過(guò)程中，進(jìn)入豬圈的堆肥原料會(huì)逐漸增加微生物的數(shù)量和種類，同時(shí)人蓄糞便也會(huì)帶入一定的微生物。在整個(gè)漚肥過(guò)程中，里面的微生物也會(huì)隨著周圍環(huán)境的變化而逐漸發(fā)生改變，各個(gè)階段占主導(dǎo)地位的微生物會(huì)相互更替來(lái)完成微生物的新城代謝以及有機(jī)物的降解。

3.供氧量。氧氣是堆肥過(guò)程有機(jī)物降解和微生物生長(zhǎng)所必需的物質(zhì)，因此，保證較好的通風(fēng)條件，提供充足的氧氣是好氧堆肥過(guò)程中正常進(jìn)行的基本保證。在農(nóng)村養(yǎng)豬漚肥過(guò)程中，起攪拌通風(fēng)作用的主要是豬，通過(guò)豬不斷地在豬圈中踩踏達(dá)到供氧的目的。但只是利用豬的踩踏來(lái)攪拌通風(fēng)并不能滿足微生物所需氧氣，又沒(méi)有相應(yīng)的攪拌設(shè)備來(lái)彌補(bǔ)，因此會(huì)產(chǎn)生一定的臭味，這是農(nóng)村養(yǎng)豬漚肥的主要缺點(diǎn)，也是導(dǎo)致肥效不高的一個(gè)原因。隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)在成熟的好氧堆肥工藝在處理過(guò)程中有專門的通風(fēng)攪拌和除臭設(shè)備，防止臭味對(duì)周圍環(huán)境的影響。

4.含水率。水分是維持微生物生長(zhǎng)代謝活動(dòng)的基本條件之一，直接影響堆肥發(fā)酵速率和腐熟程度。在養(yǎng)豬漚肥過(guò)程中，含水率主要是靠人畜尿液及降雨來(lái)控制。如果由于降雨導(dǎo)致豬圈中含水率過(guò)高，農(nóng)民會(huì)將一些落葉或者粉碎后的秸稈導(dǎo)入豬圈來(lái)降低含水率。這樣容易導(dǎo)致含水率不在理想的范圍內(nèi)，造成厭氧狀態(tài)或者微生物的活性受到影響，從而影響整個(gè)漚肥過(guò)程。

5.溫度的控制。近幾十年的農(nóng)村漚肥過(guò)程中溫度主要以自然溫度為主，通過(guò)一天早、中、晚溫度的不同來(lái)滿足微生物的生存；由于漚肥需要一定的時(shí)間，由于季節(jié)變遷，養(yǎng)豬漚肥在一年之中可產(chǎn)生2—3次堆肥用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，因此，這種傳統(tǒng)的廢物資源化利用方法在一些農(nóng)村仍然使用。

6.其他因素的控制。顆粒度大小的控制主要就是通過(guò)將秸稈粉碎后放入豬圈，粉碎后的秸稈可以較多地接觸空氣以盡可能地滿足微生物所需氧氣。此外，系統(tǒng)pH值以及C/N、C/P比主要也是靠自然控制，因此這些都是導(dǎo)致養(yǎng)豬漚肥肥效不高的原因。因此，在后來(lái)的好氧堆肥過(guò)程中，一些發(fā)達(dá)的中小城市大都采用集中堆肥方式。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)利用現(xiàn)實(shí)生活中存在的固體廢棄物處理與處置實(shí)例來(lái)講解教學(xué)內(nèi)容，可以更加直觀地了解固體廢棄物的存在狀態(tài)、處理過(guò)程、影響因素等，加深學(xué)生對(duì)處理過(guò)程的掌握和分析，取得更好地教學(xué)效果，培養(yǎng)出滿足社會(huì)需求的實(shí)戰(zhàn)型人才。

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