环境工程三废处理是保护环境、防止污染的重要举措,更是环境学科类专业学生掌握废渣、废水、废气治理工程的核心教学内容。然而在实际教学中,三废处理实验长期面临实验成本高、实践不充分、安全性差等难题——大型焚烧炉、烟气净化系统、渗滤液处理线造价昂贵、运行风险高,多数高校只能停留在理论课堂的言语描述与抽象理解,学生难以获得真实的工程操作体验,教学效果大打折扣。

针对上述痛点,北京象新力依据《三废处理工程技术手册》等课程教学内容与环境工程专业人才培养体系,以国内先进的生活垃圾处理处置方法为设计原型,自主研发了"环境工程三废处理虚拟仿真软件",模拟真实三废处理工况,为学生提供可交互、可探索、可设计的工程实验平台。
一、软件介绍
本软件聚焦环境工程三废处理全过程,以"认知—尝试—探究—改进"为学习主线,帮助学生在掌握三废处理基本流程与设备原理的基础上,深入理解处理工艺的基本理论、方法与常用技术手段,熟练运用设备参数调节,具备开展环境工程三废工艺设计与实际运行的综合能力。

实验系统紧贴工程运行实际,结合典型处理工艺,通过数学建模构建了垃圾进场、分选、燃烧,烟气与渗滤液工艺模块搭建,灰渣毒理分析的高仿真三维虚拟模型。实验共分为四大环节:垃圾分选焚烧环节、烟气处理工艺自由构建、渗滤液处理工艺自由构建和毒理学检验环节。
二、实验内容
1、垃圾分选焚烧环节
学生观摩垃圾车入场称重、卸料、离场称重全流程,掌握卸料大厅舱门规则;可自选分选方式(纸类/塑料/不分选/全部分选)决定入炉垃圾组分。焚烧阶段可调抓斗频率、进风量、喷油量,实时观察炉温与火焰,融入3T1E原则帮助理解二噁英控制机理,掌握焚烧优化方法。

2、烟气处理工艺自由构建
针对不同烟气成分,学生从工艺库中自由选取布袋除尘、SCR脱硝、半干法脱酸、SGH加热、活性炭喷射、湿法脱酸等模块构建净化流程;系统实时显示二噁英、颗粒物、HCl、NOx等指标,学生在达标前提下调整模块顺序与运行参数,兼顾效果与经济性,探索最优工艺路线。

3、渗滤液处理工艺自由构建
针对垃圾渗滤液实际水质水量,学生从调节池、AO、MBR、NF、RO、UASB等工艺库中自由搭配单元构建处理流程;系统实时监测pH、COD、BOD₅、SS、氨氮等出水指标,学生可调曝气量、混凝剂量、碳源等参数,观察处理效果,培养应对水质波动的工程决策能力。

4、毒理学检验环节
完成前序处理后,学生进入毒理实验室,依次对飞灰、炉渣、稳定化飞灰开展毒性浸出实验,经历称重、浸提、振荡、检测全流程;系统输出EC₅₀和TU值自动评价毒性等级,学生据此为三类灰渣选择合理处置方式,生成实验结果汇总报告。

三、支撑课程
本产品可广泛应用于本科和高职类院校的实训和课程教学,主要面向环境科学与工程及其相关专业领域,可匹配固体废物处理处置与资源化、环境化学、环境监测等课程。