丁康君

(1江蘇瑞鼎環(huán)境工程有限公司，江蘇宜興214216;2湖北理工學(xué)院，湖北黃石435003)

0 引言

隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，能源在轉(zhuǎn)換和利用過(guò)程中排放有害物質(zhì)對(duì)環(huán)境造成污染也在不斷加劇，要實(shí)現(xiàn)高效、清潔的能源生產(chǎn)，必須有專(zhuān)業(yè)人才隊(duì)伍。能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專(zhuān)業(yè)是能源動(dòng)力類(lèi)特設(shè)專(zhuān)業(yè)之一，是結(jié)合國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展要求，為培養(yǎng)具備從事能源與環(huán)境技術(shù)工作的人才開(kāi)設(shè)的，旨在為社會(huì)培養(yǎng)、造就一大批具有寬厚的科學(xué)理論基礎(chǔ)，掌握能源、環(huán)境與控制知識(shí)的復(fù)合型專(zhuān)業(yè)人才，為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展、推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)服務(wù)。不同高校因其歷史沿承、辦學(xué)條件不同，開(kāi)辦專(zhuān)業(yè)應(yīng)具有自身特色。湖北理工學(xué)院的能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專(zhuān)業(yè)的特色建設(shè)應(yīng)從社會(huì)需求入手，結(jié)合現(xiàn)有辦學(xué)優(yōu)勢(shì)資源，形成具有湖北理工學(xué)院鮮明特色的能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專(zhuān)業(yè)。

1 能源與環(huán)境的關(guān)系及工程應(yīng)用中存在的問(wèn)題

能源作為推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)帶來(lái)快速增長(zhǎng)的同時(shí)，也帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。能源與環(huán)境是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的雙端約束，能源稀缺和環(huán)境污染是可持續(xù)發(fā)展中必須解決的首要難題，能源與環(huán)境問(wèn)題是中國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。

1.1 能源與環(huán)境的關(guān)系

能源稀缺和環(huán)境污染是當(dāng)今世界各國(guó)在實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展中面臨的難題和挑戰(zhàn)。作為世界上最大的發(fā)展中國(guó)家，中國(guó)在改革開(kāi)放后的1978－2010年期間，20 多倍的GDP 增長(zhǎng)是以能源的高消費(fèi)為代價(jià)，其間能源消費(fèi)量翻了5翻。能源大量消費(fèi)使環(huán)境持續(xù)污染，造成了水、土、空氣的嚴(yán)重污染。我國(guó)能源資源以煤炭為主，位居世界前列，而石油及天然氣儲(chǔ)量較小，加之我國(guó)人口眾多，故人均能源擁有量偏低［1］。但我國(guó)是能源消費(fèi)大國(guó)，加之一次性能源的不可再生性，盡管我國(guó)一直致力于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，但能源消耗總量依然很大，能源有效利用率偏低，造成環(huán)境污染問(wèn)題嚴(yán)重，中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)也出現(xiàn)了動(dòng)力不足的現(xiàn)象［2］?！笆晃濉币?guī)劃綱要確立的全國(guó)單位GDP 能耗下降19.1%，SO2、化學(xué)需氧排放總量分別下降14.29%和12.45%的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)了;“十二五”以節(jié)能減排為重點(diǎn)，目標(biāo)是到2015年全國(guó)單位GDP 能耗下降16%，NOX排放總量要下降10% 左右［3］，但能源與環(huán)境問(wèn)題依然嚴(yán)峻。

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活水平的提高，國(guó)家對(duì)能源消費(fèi)過(guò)程的環(huán)境污染控制越來(lái)越嚴(yán)格。黨的十八大以來(lái)，國(guó)家相繼推出《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》(簡(jiǎn)稱(chēng)“氣十條”)、《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》修訂草案公開(kāi)征求意見(jiàn)、《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》(簡(jiǎn)稱(chēng)“水十條”)等，其根本目的是調(diào)整、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)，加大綜合治理力度，減少污染物排放，全面改善空氣、土壤和水環(huán)境質(zhì)量。國(guó)家在加大環(huán)境污染治理投入的同時(shí)，對(duì)企業(yè)污染物排放加大了監(jiān)控和處罰力度，企業(yè)面臨環(huán)境污染治理的壓力將越來(lái)越大，對(duì)先進(jìn)的環(huán)境治理技術(shù)和相關(guān)專(zhuān)業(yè)人才存在著巨大的需求。有效生產(chǎn)和使用能源，保證經(jīng)濟(jì)發(fā)展和保護(hù)環(huán)境，是國(guó)家和企業(yè)的共同責(zé)任和亟需解決的課題［4］。只有做到能源供給、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的有機(jī)協(xié)調(diào)，才能形成國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的格局和模式。

1.2 在工程應(yīng)用中能源與環(huán)境存在的問(wèn)題

當(dāng)前，隨著國(guó)家相關(guān)環(huán)境規(guī)劃如“水十條”、“氣十條”、土壤治理新要求等相關(guān)環(huán)境規(guī)劃的出臺(tái)，將不斷倒逼產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和企業(yè)能效的提高。國(guó)家加大對(duì)環(huán)境污染治理投入的同時(shí)，企業(yè)面臨的環(huán)境污染治理的壓力也越來(lái)越大，這將迫使企業(yè)通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、資源配置優(yōu)化等手段來(lái)實(shí)現(xiàn)能源使用效率的提高和污染物排放的規(guī)范。能源與環(huán)境是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的起點(diǎn)和末端的約束，在依法治理環(huán)境的過(guò)程中，企業(yè)不僅需要投入大量資金購(gòu)置治理設(shè)備，還要承擔(dān)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中能源及其他消耗的成本，這對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)將會(huì)苦不堪言。在有效實(shí)現(xiàn)環(huán)境污染治理的同時(shí)，如何降低環(huán)境污染治理設(shè)備的運(yùn)行成本，一直以來(lái)是環(huán)境工程設(shè)計(jì)人員研究的方向。實(shí)際工程應(yīng)用中，企業(yè)排放的各種污染物中含有大量未被利用的能源，如果這些能源能夠被合理利用，既可避免環(huán)境的污染，又能為企業(yè)減少環(huán)境污染治理設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用，成為企業(yè)增加盈利的方式，也能提高企業(yè)在環(huán)境污染治理方面投入的積極性。有關(guān)資料表明，工業(yè)爐運(yùn)行過(guò)程中，煙氣帶走的熱量約占燃料爐供給總熱量的30% ～50%，煙氣若不經(jīng)處理，將造成顯熱的大量浪費(fèi)，更會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。蓄熱燃燒的燃燒方式能有效回收煙氣的余熱，能夠?qū)⒅伎諝鉁囟阮A(yù)熱到利于燃料的著火與燃燒，既能回收燃燒余熱，實(shí)現(xiàn)既節(jié)約能源，又能對(duì)煙氣中的有害物質(zhì)進(jìn)行有效治理［5－7］。如順酐行業(yè)主要工藝是焦化苯氧化生產(chǎn)，在生產(chǎn)中苯的轉(zhuǎn)化率為95% ～98.5%，余下的苯在常規(guī)的后期工藝中難以處理，最終順酐尾氣含有苯、一氧化碳等有毒、有害物質(zhì)，如果對(duì)這些廢氣不加以治理，會(huì)給大氣環(huán)境造成極大的污染，也極大地浪費(fèi)了能源。傳統(tǒng)的有機(jī)廢氣凈化處理如洗滌、吸附及冷凝等方法，效率低、能耗大，且容易產(chǎn)生二次污染。實(shí)踐證明，燃燒法是在一定溫度下將廢氣中的污染物分解成無(wú)害物質(zhì)，是一種極好的治理手段。如果采用直接燃燒法，由于順酐廢氣的濃度和氣量所適合的如催化焚燒技術(shù)和熱力焚燒法，需要企業(yè)投入的成本大，收益小。采用蓄熱焚燒法，燃燒過(guò)程不需要投入任何燃料，還可以回收大量蒸汽供企業(yè)使用，能為企業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益，真正實(shí)現(xiàn)環(huán)保與經(jīng)濟(jì)兼顧、能源與環(huán)境融合。廢氣治理如此，其他相關(guān)環(huán)境污染治理也存在類(lèi)似的情況，需要去識(shí)別、分析和充分論證，要在不影響治理效果的前提下充分發(fā)揮潛在能源，才會(huì)找到環(huán)境污染治理與能源利用的結(jié)合點(diǎn)。

1.3 社會(huì)對(duì)能源與環(huán)保專(zhuān)業(yè)人才的需求

企業(yè)工程應(yīng)用中面臨的能源與環(huán)保方面問(wèn)題，促使企業(yè)亟需引進(jìn)和培養(yǎng)大批既懂能源方面知識(shí)又能解決環(huán)保方面問(wèn)題的綜合型人才。教育部《普通高等學(xué)校本科專(zhuān)業(yè)目錄專(zhuān)業(yè)(2012年)》將能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專(zhuān)業(yè)設(shè)為能源動(dòng)力類(lèi)的特設(shè)專(zhuān)業(yè)之一，就是為了近年來(lái)人才培養(yǎng)特殊需求而設(shè)置的。能源與環(huán)保系統(tǒng)工程專(zhuān)業(yè)的人才將受到企業(yè)的歡迎和重視，這也是國(guó)家新能源、能源與環(huán)境技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略的必然要求。

2 能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專(zhuān)業(yè)特色建設(shè)的措施

能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專(zhuān)業(yè)是一個(gè)能源、環(huán)境與控制三大學(xué)科交叉的復(fù)合型專(zhuān)業(yè)，具有很寬厚的專(zhuān)業(yè)知識(shí)要求。要把該專(zhuān)業(yè)建設(shè)成為湖北理工學(xué)院的特色專(zhuān)業(yè)，以社會(huì)需求為導(dǎo)向，深入企業(yè)進(jìn)行調(diào)研，結(jié)合現(xiàn)有辦學(xué)優(yōu)勢(shì)，重視實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)出企業(yè)所需的既懂能源利用，又能解決環(huán)境污染問(wèn)題，直接為環(huán)保設(shè)備的運(yùn)行生產(chǎn)、設(shè)備管理等服務(wù)的復(fù)合型技術(shù)人才。

2.1 培養(yǎng)體系建設(shè)要結(jié)合優(yōu)勢(shì)資源

湖北理工學(xué)院是一個(gè)以工為主、工理結(jié)合的本科高校，學(xué)校立足“應(yīng)用型本科高?！钡霓k學(xué)定位，長(zhǎng)期以來(lái)以培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)好、實(shí)踐應(yīng)用能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)好的應(yīng)用型人才為辦學(xué)目標(biāo)。環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)是我校辦學(xué)歷史最長(zhǎng)、在國(guó)內(nèi)具有一定影響力的專(zhuān)業(yè)之一，是國(guó)家綜合改革試點(diǎn)專(zhuān)業(yè)、教育部特色專(zhuān)業(yè)、湖北省品牌專(zhuān)業(yè);環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理技術(shù)為湖北省級(jí)重點(diǎn)專(zhuān)業(yè)、教育部教學(xué)改革試點(diǎn)專(zhuān)業(yè);“環(huán)境科學(xué)與工程”學(xué)科為“十二五”湖北省省級(jí)重點(diǎn)特色學(xué)科。我校電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)省級(jí)品牌專(zhuān)業(yè)，機(jī)械電子工程、電氣工程及其自動(dòng)化省級(jí)綜合改革試點(diǎn)專(zhuān)業(yè)，無(wú)機(jī)非金屬材料工程、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、電子信息工程省級(jí)戰(zhàn)略性新興(支柱)產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃項(xiàng)目，使能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專(zhuān)業(yè)建設(shè)具有良好的學(xué)科平臺(tái)和專(zhuān)業(yè)平臺(tái);學(xué)校的院士工作站、“礦區(qū)重金屬污染防治與資源化”省級(jí)協(xié)同創(chuàng)新中心、“礦區(qū)環(huán)境污染控制與修復(fù)”省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、環(huán)境工程和機(jī)電基礎(chǔ)省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心等為學(xué)校奠定了厚實(shí)的能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái);環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)的“2.5 +1.0 +0.5”分段式培養(yǎng)模式、機(jī)械電子工程專(zhuān)業(yè)的“能力建設(shè)+ 知識(shí)探究+ 著點(diǎn)未來(lái)”的“卓越工程師”培養(yǎng)模式、無(wú)機(jī)非金屬材料專(zhuān)業(yè)“訂單式聯(lián)合培養(yǎng)”模式等應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式為能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，這些優(yōu)勢(shì)資源都是專(zhuān)業(yè)建設(shè)的堅(jiān)實(shí)支柱，要加以合理整合和充分利用。

2.2 課程建設(shè)要結(jié)合企業(yè)需求

課程設(shè)置方面，應(yīng)在現(xiàn)有的環(huán)境工程方向的專(zhuān)業(yè)課程基礎(chǔ)上，強(qiáng)化能源工程的基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)。如固體廢物治理方面，對(duì)分類(lèi)、分選、回收利用后的廢物如何處理，現(xiàn)階段認(rèn)為焚燒法是比較可行的方法之一。廢物焚燒過(guò)程中將會(huì)產(chǎn)生大量的高溫?zé)煔?，如何利用這些高溫?zé)煔馐且粋€(gè)綜合課題，這個(gè)是屬于能源工程的范疇。污水處理過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一定量的廢氣或者沼氣，如果不加以處理，既浪費(fèi)了能源，又污染了大氣環(huán)境。現(xiàn)在國(guó)家對(duì)揮發(fā)物的處理也提出了相應(yīng)的要求，如天津市和浙江省已經(jīng)率先出臺(tái)石油化工行業(yè)VOCS(揮發(fā)性有機(jī)物)排放標(biāo)準(zhǔn)?！墩憬』ば袠I(yè)整治提升方案》中要求，到2015年基本淘汰不符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和節(jié)能減排要求的落后產(chǎn)品、技術(shù)和工藝設(shè)備;浙江省制定的《實(shí)施印染行業(yè)定型機(jī)廢氣排放限值聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)》就是對(duì)印染行業(yè)中廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范。這些工業(yè)廢氣中的有機(jī)物也是形成氣溶合膠的元兇之一，只有對(duì)產(chǎn)生的廢氣加以收集和處理才能實(shí)現(xiàn)安全達(dá)標(biāo)排放，這就需要采用化學(xué)吸附、光催化氧化、焚燒法等各種技術(shù)手段來(lái)解決，這些是屬于能源環(huán)境領(lǐng)域的技術(shù)和知識(shí)。在石油化工領(lǐng)域，產(chǎn)生廢氣的種類(lèi)就更多、更復(fù)雜，而且大量廢氣中都含有石油裂解過(guò)程中產(chǎn)生的各類(lèi)烴類(lèi)物質(zhì)，如果能夠加以徹底利用，不但可以?xún)艋髿猸h(huán)境，而且將產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益。以上企業(yè)需要解決問(wèn)題的實(shí)例涉及到的知識(shí)領(lǐng)域有環(huán)境分析、環(huán)境治理、環(huán)境設(shè)備、能源綜合利用等。所以能源與環(huán)境系統(tǒng)工程是一個(gè)綜合學(xué)科，需要學(xué)生掌握環(huán)境治理、機(jī)械自動(dòng)化、能源利用、材料防腐等理論知識(shí)。學(xué)?，F(xiàn)已開(kāi)設(shè)的專(zhuān)業(yè)課程并不能完全滿(mǎn)足學(xué)生獲取這些專(zhuān)業(yè)知識(shí)的需求，還需重新開(kāi)設(shè)相應(yīng)的專(zhuān)業(yè)課程。如何把這些專(zhuān)業(yè)課程有機(jī)地結(jié)合在一起，創(chuàng)造性地構(gòu)建培養(yǎng)未來(lái)社會(huì)急需人才的課程體系，這是值得研究和探索的方向。

2.3 強(qiáng)化工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)

能源與環(huán)境系統(tǒng)工程是實(shí)踐性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)，培養(yǎng)學(xué)生從事企業(yè)能源利用與環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)，建立以環(huán)境污染治理與能源的再利用工程設(shè)計(jì)為重點(diǎn)，以環(huán)境污染治理企業(yè)為依托的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，通過(guò)理論與實(shí)踐相結(jié)合、學(xué)校與企業(yè)相結(jié)合的教學(xué)模式，突出工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，使學(xué)生既要掌握扎實(shí)的環(huán)境保護(hù)理論知識(shí)和能源開(kāi)發(fā)利用的知識(shí)，又要具有解決工程實(shí)際問(wèn)題的基本技能，同時(shí)，要注重培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、科學(xué)思維、敢于創(chuàng)新和社會(huì)適應(yīng)等綜合能力。實(shí)施導(dǎo)師制，導(dǎo)師可以是專(zhuān)業(yè)教師，也可以聘請(qǐng)企業(yè)有經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員，以社會(huì)實(shí)踐和工程項(xiàng)目為紐帶，借助典型工程案例和企業(yè)建設(shè)項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生將理論知識(shí)與工程實(shí)踐相結(jié)合，提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力，實(shí)現(xiàn)企業(yè)與學(xué)校的聯(lián)合培養(yǎng)。

3 結(jié)束語(yǔ)

在自然資源枯竭和環(huán)境污染加重的現(xiàn)實(shí)環(huán)境下，能源綜合利用和環(huán)境治理的充分結(jié)合是一個(gè)必然的趨勢(shì)，也是眾多高校研究的新興方向。培養(yǎng)具有能源綜合利用與環(huán)境治理能力的復(fù)合型專(zhuān)業(yè)人才是社會(huì)的需求，也是高校的責(zé)任。高校的能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專(zhuān)業(yè)建設(shè)受到諸多因素的影響，學(xué)校類(lèi)型、辦學(xué)定位、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)方向等都決定了培養(yǎng)人才的質(zhì)量和就業(yè)方向，只有把企業(yè)需求與自身優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，找準(zhǔn)定位，才能辦出有鮮明特色的專(zhuān)業(yè)，培養(yǎng)出能滿(mǎn)足社會(huì)需求的應(yīng)用型人才。

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