有機(jī)垃圾好氧堆肥虛擬仿真實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)，該實(shí)驗(yàn)所屬課程為固體廢棄物處理與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，面向環(huán)境科學(xué)與工程、農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境、資源環(huán)境科學(xué)等環(huán)境保護(hù)類(lèi)和資源類(lèi)學(xué)生開(kāi)設(shè)，是環(huán)境科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的主干課程，是本專(zhuān)業(yè)學(xué)生了解廢棄物無(wú)害處理與資化工程實(shí)踐的必修課程。

 
     本實(shí)驗(yàn)將固體廢棄物最具代表性的農(nóng)村有機(jī)垃圾處理與資源化利用相結(jié)合，將不同有機(jī)廢棄物合理組合、有機(jī)垃圾好氧動(dòng)態(tài)堆肥設(shè)計(jì)與運(yùn)行監(jiān)測(cè)、有機(jī)垃圾好氧靜態(tài)堆肥設(shè)計(jì)與運(yùn)行監(jiān)測(cè)、堆肥腐熟度檢測(cè)、堆肥質(zhì)量評(píng)價(jià)等內(nèi)容綜合為一體，注重專(zhuān)業(yè)技能的綜合性和系統(tǒng)性，培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力。

  通過(guò)對(duì)有機(jī)垃圾好氧堆肥實(shí)施過(guò)程中運(yùn)行參數(shù)（如堆肥溫度、反應(yīng)pH值、氧氣濃度等）的監(jiān)測(cè)，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的異常現(xiàn)象，結(jié)合影響微生物代謝機(jī)理的相關(guān)知識(shí)、分析異?，F(xiàn)象產(chǎn)生的原因，并通過(guò)調(diào)節(jié)相關(guān)運(yùn)行參數(shù)消除嚴(yán)重事故的發(fā)生，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)堆肥進(jìn)程順利、堆肥質(zhì)量穩(wěn)定。培養(yǎng)學(xué)生分析和解決環(huán)境科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)復(fù)雜工程問(wèn)題能力。

     通過(guò)改變教學(xué)理念（由老師主講轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生自主學(xué)）、充實(shí)教學(xué)內(nèi)容（加大實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)、強(qiáng)化工程實(shí)踐訓(xùn)練）和延伸教學(xué)方式（由受時(shí)間和設(shè)備限制拓展為不受時(shí)間和設(shè)備限制），培養(yǎng)學(xué)生的探索意識(shí)和創(chuàng)新能力。

      （1）實(shí)驗(yàn)教學(xué)虛實(shí)結(jié)合，提高效率，減少污染、規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)

      針對(duì)該實(shí)驗(yàn)在實(shí)際教學(xué)中存在實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)、環(huán)境污染重和安全隱患多的問(wèn)題，本實(shí)驗(yàn)遵循能實(shí)不虛、虛實(shí)結(jié)合的教學(xué)理念開(kāi)展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)合固體廢棄物實(shí)驗(yàn)課程中的其他實(shí)驗(yàn)（如垃圾組分分析、垃圾破碎與分選等），采用虛擬場(chǎng)景展現(xiàn)的方式，讓學(xué)生安全、無(wú)污染的環(huán)境下，短時(shí)間內(nèi)就能對(duì)有機(jī)垃圾堆肥的工藝流程和實(shí)際工程運(yùn)行過(guò)程有所認(rèn)識(shí)，從生產(chǎn)實(shí)踐角度加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解能力及工程設(shè)計(jì)能力。

    （2）虛擬實(shí)驗(yàn)無(wú)安全隱患。

      “有機(jī)垃圾好氧堆肥實(shí)驗(yàn)”綜合性強(qiáng)，需求設(shè)備多（實(shí)際所需設(shè)備包括:破碎機(jī)、分選機(jī)、高溫倉(cāng)、鼓風(fēng)機(jī)、造粒機(jī)等），設(shè)備體積大且動(dòng)力強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)中存在諸多安全隱患。本虛擬仿真教學(xué)采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，學(xué)生隨時(shí)隨地可以進(jìn)行線上學(xué)習(xí)，有效避免了觸電、高溫、強(qiáng)噪音等線下實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性缺點(diǎn)。使學(xué)生在一個(gè)無(wú)安全隱患的環(huán)境下學(xué)習(xí)。 

   （3）虛擬實(shí)驗(yàn)周期短、效率高。

    “有機(jī)垃圾好氧堆肥實(shí)驗(yàn)”機(jī)理為有機(jī)垃圾微生物降解過(guò)程，主體堆肥工藝需經(jīng)歷微生物生長(zhǎng)繁殖和有機(jī)物降解必須經(jīng)歷的“從低溫到高溫直到緩慢降溫”的發(fā)酵過(guò)程，實(shí)際連續(xù)運(yùn)行時(shí)間至少在兩個(gè)月以上，中間需要不間斷的檢測(cè)和維護(hù)，學(xué)生完成實(shí)際實(shí)驗(yàn)困難大。本實(shí)驗(yàn)教學(xué)在采集大量已有現(xiàn)實(shí)堆肥廠相關(guān)運(yùn)行結(jié)果的數(shù)據(jù)下，采用計(jì)算機(jī)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)過(guò)程，大大壓縮了生物堆肥反應(yīng)時(shí)間，使學(xué)生在課堂較短的教學(xué)時(shí)間內(nèi)充分掌握好氧堆肥的實(shí)際運(yùn)行的工藝流程和特點(diǎn)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

   （4）虛擬實(shí)驗(yàn)不產(chǎn)生環(huán)境污染。

   實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，有機(jī)垃圾堆肥過(guò)程污染環(huán)節(jié)多，環(huán)境污染重。除了原垃圾本身具有強(qiáng)烈惡臭氣味外，有機(jī)垃圾降解過(guò)程會(huì)產(chǎn)生明顯的腐爛氣體、酸臭液體等，加之實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)，在氣溫偏高天氣下惡臭傳播甚遠(yuǎn)，嚴(yán)重影響周?chē)墓ぷ骱徒虒W(xué)環(huán)境，師生抱怨頗多。采用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)可完全杜絕類(lèi)似環(huán)境污染。因此，非常有必要開(kāi)展“農(nóng)村有機(jī)垃圾好氧堆肥實(shí)驗(yàn)”，徹底解決該實(shí)驗(yàn)在實(shí)際教學(xué)中存在實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)、環(huán)境污染重和安全隱患多等問(wèn)題。

       本實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)際垃圾堆肥廠主體處理工藝進(jìn)行虛擬運(yùn)行與仿真分析，突出工程實(shí)際認(rèn)知。實(shí)驗(yàn)將堆肥原料的選擇與配比調(diào)整，一級(jí)好氧堆肥的啟動(dòng)與運(yùn)行監(jiān)測(cè)，堆肥分選，二級(jí)好氧堆肥的啟動(dòng)與運(yùn)行監(jiān)測(cè)，堆肥腐熟度的分析有效組合再現(xiàn)完整堆肥工藝流程；好氧堆肥的啟動(dòng)與運(yùn)行監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)重點(diǎn)突出為微生物生長(zhǎng)營(yíng)造一個(gè)合適的物理環(huán)境，包括氧氣、水分、pH、溫度等條件的調(diào)節(jié)，促進(jìn)垃圾的生物降解過(guò)程快速、順利進(jìn)行。最后學(xué)生能夠根據(jù)對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)的理解和操作得出相應(yīng)分?jǐn)?shù)并將分?jǐn)?shù)回傳至網(wǎng)站。