环境污染控制技术“创新工作室”校本特色课程研究

为顺应国家对高等教育创新实践能力培养的基本要求,大连民族学院环境类专业自2009年将“创新工作室”课程纳入本科培养计划。经过四年的教学实践,在大学生创新教育中取得了初步成效。简要介绍了大连民族学院环境污染控制技术创新工作室的培养目标、基本要求、课程内容、教学方法和手段以及考核指标等内容,同时总结了自设立“创新工作室”课程以来所取得的学生成果,以期为大学生创新实践能力培养提供参考。     

单室型无质子膜微生物燃料电池协同去除COD和含氮污染物

分别驯化、培养厌氧消化菌和反硝化菌,以间距180μm(80目)的不锈钢网为电极,构建了单室型无质子交换膜微生物燃料电池(MFC)污水处理系统,厌氧消化菌在阳极附着成膜组成生物阳极氧化去除有机污染物,反硝化菌在阴极附着成膜组成生物阴极反硝化去除含氮污染物,实现污水深度处理。在电池系统稳定运行期间,最高开路电压为182.5 mV时,COD的去除率为96.5%;NH4+-N和NO3-N的去除率分别高于93.5%和96.7%,出水中NO2-N的含量低于0.072 mg L 1。当阳极室和阴极室分开时,COD、NH4+-N和NO3-N的最大去除率之和分别为67.0%、76.9%和84.0%,均明显低于阳极室和阴极室连通的MFC系统的去除率,这表明该MFC系统具有良好的有机污染物和含氮污染物协同去除能力。     

微生物共培养厌氧同步消化反硝化处理污水的研究

以塑料网为载体附着生长厌氧消化菌、反硝化菌和厌氧氨氧化菌。厌氧消化菌将有机污染物转化为小分子有机酸、醇类、醛类、二氧化碳和甲烷等,有机物厌氧消化产生的丙酸和丁酸等作为反硝化菌和厌氧氨氧化菌脱氮时的碳源被消耗,从而实现模拟污水中有机污染物和含氮污染物的协同、高效去除。     

培养基对海水绿藻Platymonas subcordiformis生长和无硫光照产氢的影响

研究了基于淡水绿藻Chlamydomona reinhardtii培养基TAP的优化培养基(OM)和传统康维方培养基(TM)对海水绿藻Platymonas subcordiformis培养和无硫光照产氢的影响.研究结果表明OM培养6～8d就能达到对数生长后期,藻密度为(1.80～2.00)×10~6 cells·mL~(-1),而TM需要18～20d;OM培养藻细胞对数生长后期叶绿素、淀粉和蛋白含量分别为10.74、149.50和213.00μg·mL~(-1),均高于TM培养的藻细胞.OM培养藻细胞的呼吸耗氧速率明显高于TM培养的藻细胞.悬浮在OM-S中藻细胞的PSⅡ光化学活性被明显抑制,能够产生2.01μmol H_2·mg~(-1)Chl;而悬浮在TM-S中藻细胞PSⅡ光化学活性保持在0.19以上,不能诱导氢酶表达产生氢气.     

教学型大学的环境类创新人才培养

教学型大学是指以本科教育为主体的全日制大学,主要承担高等教育大众化的任务,培养高水平技能型人才和高级研究型后备人才。但面对学习型社会、创新型社会对人才的需求,培养具有创新精神和能力的本科毕业生是教学型大学需要解决和面对的问题。尤其是环境类专业属新兴交叉学科,内容和政策变化较快,培养符合社会需求的本科毕业生是教学型大学的机遇和挑战。以大连民族学院环境类本科生培养为例,介绍了培养具有一定创新能力的环境类专业人才的培养模式,总结出以班导师为核心建设内容的全员育人模式和基础教学模块、实习实训模块、创新教育模块的分层次教学内容,并指出灵活的教务管理和政策是创新人才培养和大学生个性化发展以及因材施教的保障。     

环境工程专业校外实践基地运行和管理机制研究

高等院校实现人才培养的有效途径之一是通过校企合作共建校外实践基地。管理与运行的有效实施是为了校外实践基地建设最终目的的实现,其中,实践基地发挥作用的根本保障是制定一整套完善的管理机制,实践基地质态优化的重要途径是选择合理的运行模式。大连民族学院环境工程专业与大连市大开污水处理厂合作共建实践基地建立了一整套完备、系统的管理机制,选择了多元化的运行模式,实现了实践基地的持续性发展以及校企“双赢”的局面。     

污泥干化芦苇床芦苇中多环芳烃的含量分布

通过现场试验,考查了多环芳烃（PAHs）从污泥向芦苇的转移以及PAHs在芦苇各部位的分布情况。受试芦苇植于污泥干化芦苇床内,芦苇床规格3m×1m×1.3m,其中高度含0.65m填料层和0.65m超高。试验进行了3a,包括2a的污泥负荷期和1a的闲置期。2a负荷期内共进泥8.4m（含水率99.14%）,污泥PAHs含量平均5.69mg·kg-1。原生芦苇茎和叶中的PAHs含量相对较高,达到2.198和2.583mg·kg-1（DW）,分别是芦苇根PAHs含量的2.44和2.87倍,且以低环PAHs为主。运行结果表明,受试芦苇对污泥中的PAHs产生了明显的富集作用。运行第2年9、10和11月取污泥干化芦苇床芦苇样品并进行检测,发现芦苇根茎叶内PAHs含量呈逐月升高趋势;第3年11月芦苇根茎叶所含PAHs总量分别为7.642、7.713、7.946mg·kg-1（DW）,相对原生芦苇分别提高了8.50、3.52和3.08倍,且以低环PAHs为主,根茎叶低环PAHs含量占PAHs总量的55.14%、56.96%和44.59%。芦苇中PAHs的含量与植物含脂率具有显著的正相关关系,而与芦苇的含水量无关。     

活性炭颗粒载体厌氧同步去除COD和含氮污染物

以活性炭颗粒为填料构建厌氧污水处理系统。以葡萄糖作为单一碳源,当进水中葡萄糖的质量浓度为500 mg/L时,COD的去除率最高为87.9%。系统对NH4+-N和NO3--N的最高去除率分别为60.3%和95.2%;同时出水中NO2--N没有明显的积累,始终低于0.55 mg/L。这表明以活性炭为填料的厌氧污水处理系统能有效降低反硝化菌及其代谢产物对厌氧消化菌的抑制,实现COD和含氮污染物的协同、高效去除。     

羰基氰化物间氯苯腙促进海洋亚心型扁藻光照产氢过程的研究

海洋亚心型扁藻(Platymonas subcordiformis)在厌氧和解偶联剂羰基氰化物间氯苯腙(carbonylcyanide-m-chlorophenylhydrazone,简写CCCP)的作用下有明显的放氢现象。P.subcordiformis经过32h暗诱导,在15μmol·L~(-1)的羰基氰化物间氯苯腙作用下,能持续光照产氢约12h;760ml藻细胞密度为3.0×10~6 ml~(-1)的P.subcordiformis能够产生氢气7.54 ml。光照产氢过程中,藻液的pH值由7.62逐渐降低到7.49,光合作用系统Ⅱ(PSⅡ)的光化学效率由0.342迅速降到0.002,体系的氧浓度始终维持在较低水平。上述结果表明:CCCP不仅能使电子传递和ATP的形成解偶联,而且还能显著抑制PSⅡ的光化学效率,使反应体系在光照阶段保持厌氧状态而实现持续产氢。     

双室型无质子膜MFC协同去除COD和含氮污染物的能力

分别驯化、培养厌氧消化菌和反硝化菌,以间距180 μm的不锈钢网为电极,构建了双室型无质子交换膜微生物燃料电池(MFCs)污水处理系统,厌氧消化菌在阳极附着成膜,组成生物阳极氧化去除有机污染物;反硝化菌在阴极附着成膜,组成生物阴极反硝化去除含氮污染物,实现污水深度处理。在电池系统稳定运行期间,最高开路电压为126.6 mV,COD、NH4 +-N和NO3 --N的最高去除率分别为88.9％、97.7%和98.2％,而出水中NO2 --N的含量始终低于1.25 mg/L。阳极室和阴极室不连通时,两室COD、NH4 +-N和NO3 --N的最高去除率之和分别为67.0%、76.9%和84.0%,明显低于MFCs系统对污染物的去除能力,这表明该MFCs系统通过耦合阳极氧化和阴极还原作用,具有良好的有机污染物和含氮污染物协同去除能力。