虚拟仿真技术在水污染控制实训教学中的应用研究.pdf

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1、第16卷第8期天津职业院校联合学报No．8VO1．162014年8月JournalofTianjinVocationalInstitutesAug．2014虚拟仿真技术在水污染控制实训教学中的应用研究崔迎，万芳。安洋(天津渤海职业技术学院，天津3004()2)摘要：在对污水处理车间技术节点和区域水污染控制领域从业单位人才需求的基础上，构建了学院污水处理车间配套仿真教学系统，总结了仿真教学系统的应用效果，提出了仿真教学系统建设经验与体会。关键词：虚拟仿真；水污染控制；实训教学；应用中图分类号：TP399文献标识码：A文章编号：1673—582

2、X(2014)08—0041—04由于虚拟仿真实训教学系统具有信息量大、多向演示、模拟生动、身临其境的特征，能够模拟真实的生产过程以及事故状态，因此被广泛的应用于高职实训教学中。我院于2012年建设完成校园污水MBR处理车问并自主开发了一套基于污水处理车间、涵盖污水处理岗位关键能力点的仿真教学系统。经过教学实践检验，该仿真教学系统具有知识点和技能点丰富而适用的设计特色，在实训教学、职业培训等方面都取得了显著的应用效果，具有较好的推广应用价值。一、污水处理车间技术节点分析校园污水处理车间采用先进的膜生物反应器(MBR)作为主体技术，工艺流程图

3、见图1所示。图1S校园污水处理车间工艺流程示意图在与污水处理车间配套的虚拟仿真教学系统设计过程中，需要考虑的主要技术节点如表1所示。二、污水处理虚拟仿真系统的需求分析1．校园污水处理车间在实训教学中的应用难点分析校园污水处理车间投入实训教学后，我们采取问卷及访谈调研的方式，针对教与学的主体——教师和学生展开了关于车间在实训教学中存在的问题及对配套虚拟仿真教学系统需要程度的调研。发放问卷220份，回收问卷2()()份，有效问卷为180份，问卷回收率为90％。从表2可见，车间在实训教学中存在的主要问题为仪表设备操作过程、异常情况判断及处理过程、

4、各种工况调试过程等尤法直观展示。大多数老师和学生均希望建设车间工艺过程配套仿真教学系统，并提出了演示、交互等功能要求。收稿日期：2014—06—27基金项目：天津市高等职业技术教育研究会2013年度立项课题，课题编号：X111415作者简介：崔迎(1979一)，女，副教授，硕士研究生，主要研究领域分析检测、三废处理。·41·表1校园污水处理车间工艺节点及运行控制要点序号单元名称工艺节点运行控制要点隔油池隔油池除油过程；隔油池除油效果评价；在线仪表的操作、控制集水井及提升泵集水井液位控制及故障处理；提升泵安装、使用及故障处理；在线仪表的操作、

5、控制1预处理单元调节池及回转式鼓风机安装、使用及故障处理；在线仪表的操作、控制立式除污机运行、故障及清渣毛发分离器安装、故障处理厌氧池(A池)运行控制(MLSS、DO、pH等)；异常情况处理；在线仪表的操作、控制2生物处理单元缺氧池(A池)运行控制、异常情况处理；在线仪表的操作、控制好氧池(o池)运行控制、异常情况处理(污泥膨胀、泡沫等)；罗茨鼓风机的安装、使用、故障及处理f在线仪表的操作、控制运行控制(跨膜压差、膜通量等)；在线清洗、离线清洗(电弧的操3膜处理单元膜池作)}吸引泵、回流泵、反洗泵等的安装、故障及处理；在线仪表的操作、控制4

6、出水消毒单元二氧化氯发生器安装、操作、余氯测定S污泥处理单元板框压滤机安装、操作、故障及处理表2污水车间在实训教学中存在的问题和对虚拟仿真实训系统的需要程度调研总结表题目选型1(比例)选型2(比例)选型3(比例)选型4(比例)选型5(比例)在实训教学有哪些学生人数多，设备无法部分设备深埋地连续操作，不能设备及单元过程部分单元处满理过程整体性问题足每个学生的操作下，无法展示处随机开车、停车、中的异常情况不要求不能实景展示35％82％理过程43％调控等55％能展示78％进水管线深埋地下，水隔油池除油过程集水井前格栅清毛发分离器构造生化池异常情况

7、(起车间各处理单元中量收集情况不清70％及效果无法判断渣判断困难及除污过程无法泡等)无法展示5O％34％直观显示42％88％存在哪些教学难点生化池工艺调试过程及控制不能展现膜池的产水、反洗过程及控制无法92％展示及判断67％车间主要设备存在泵的安装、故障判断及鼓风机安装、故流量计安装、使液位计安装、使障判断及处理无用及故障分析无用及故障分析无教学难点处理无法呈现78％法展示82％法呈现65％法展示52％是否在需要配套仿是真教学系统满足教否学要求72％28％希望仿真教学系统对实训设备的模拟展提供各种工况情对异常情况、故仿真实训过程的对实训过程

8、的及时提供哪些方面的教况的模拟实训过障模拟展示实时记录56．反馈和评价6示68％．5．5％学帮助程95％75％5％希望仿真教学系统漫游功能演示功能互动功能考核功能实训管理功能具备