环境工程是一门综合性学科。实验教学在环境工程专业教学活动中占有重要的位置，实验教学通常以演示性、验证性的实验项目教学为主，学生自我探索的空间较小，在一定程度上抑制了学生主动学习的积极性。

近年来，环保行业工艺日趋复杂，学生在生产实践过程中难以了解全部环保设备工作原理与构造结构。而且现代企业自动化程度高，对现场操作的要求高，绝大多数岗位必须持证上岗，企业出于工厂生产和学生人身安全考虑，更加限制学生生产现场实习的时间与空间范围，学生通常只能远观，不能亵玩，使得工厂实习仅仅停留在参观的层面上，无法深入生产现场，造成实践与理论的偏差。

北京象新力科技有限公司通过模拟实际工艺流程与工厂设施，特别是涉及高危或极端的环境、不可及或不可逆的操作，高成本、高消耗、大型或综合训练的场景，开发了一系列可靠、安全、经济、强交互、重数值的虚拟仿真实验软件。北京象新力-数值模拟仿真公司，虚拟仿真实验室建设申报

1. 水处理

水处理模块主要包括城市污水处理过程、工业废水处理、垃圾焚烧渗滤液系统、SBR生物硝化反硝化等各场景下的水处理过程。

城市污水虚拟仿真软件以国内先进污水处理厂为原型进行建模，真实还原了污水处理工艺流程中加药系统、曝气系统、污水回流系统等各建筑物单元。在高度仿真的3D漫游场景中，学生可以对场景中的设备进行灵活的交互操作，近距离观察设备的外形、结构以及工作启停时不同的工作状态，同时直观形象地展示微观视角下的水质净化原理，提高了实验趣味性和可操作性。本软件采用粗格栅、细格栅、膜格栅、厌氧-缺氧-好氧法（AAO）、膜生物反应器法（MBR）、DF/RO结合法等成熟工艺，以强大的数学底层为支撑，根据物质守恒定律、生物反应动力学模型、沉降模型，实时联动整个厂区各反应池及设备的运行负荷。针对系统工质的流动，提供基于机理仿真的数学模型，可以在三维场景中通过调整设备的阀门和开关，控制DCS中的二维数据和三维模型中的实时特效演示。逼真的三维特效、场景建模和精良的数学底层，让学生能够体验到真实场景下污水处理的完整过程及工艺细节，利于学生知识的构建及迁移。

2. 大气污染控制

大气污染控制模块主要包含百万燃煤机组脱硫系统虚拟仿真软件、大气扩散参数估算及模型应用虚拟仿真软件、多形态复杂烟气污染净化创新虚拟仿真软件、烟气处理过程工艺构建虚拟仿真软件、烟气排放在线检测虚拟仿真软件、大规模硫碘制氢虚拟仿真软件。

百万燃煤机组脱硫系统虚拟仿真软件通过对1000MW燃煤机组湿法脱硫过程的进行仿真模拟，整个工艺流程包括脱硫吸收塔系统、石膏脱水系统、石灰石浆液制备系统、石灰石浆液储存系统、石膏排出系统及除雾系统等，各系统之间相互联动。学生在实验过程中能够对场景中的设备和阀门等进行任意操作，场景中的设备和反应现象会根据学生的操作进行响应和反馈。同时，学生可以随时调取二维数据，对系统中的参数，如温度、压力、流量、水位、脱硫效率、脱硝效率、pH值、进出口SO2浓度、浆液密度等进行集中监控。完美再现真实燃煤机组中脱硫过程，让学生了解并掌握完整的操作过程、实验原理、脱硫效率影响因素等关键知识点，帮助学生将书本上的知识与真实场景结合，打破造成实践与理论的屏障。

3. 固体废物处理

在前几期中，小象已经介绍了不少关于固体废物处理的软件了，今天小象就来介绍一下垃圾填埋虚拟仿真软件。

该软件以市政垃圾填埋场为原型，对防渗层设置、渗滤液集排、填埋气导排、垃圾填埋过程、雨水集排系统设置等完整的垃圾填埋过程进行模拟，将过程中使用的垃圾收集车辆、垃圾坝、防渗层结构、监测井打井机、盲沟、排水沟、截洪沟等进行精细地三维建模。在实验过程中，学生可根据所学知识对垃圾厂的选址、防渗层的设计、导排系统的连接、渗滤液净化的设置进行灵活组合和搭建，不设置标准答案，最终形成学生的个性化工艺，培养学生的创造性思维以及发现问题和解决问题的能力。

4. 生态环境综合治理

绿水青山就是金山银山，保护生态环境就是保护生产力,改善生态环境就是发展生产力。生态环境综合治理模块主要包括城市湿地生态地理系统演替虚拟仿真实验软件、土壤及地下水修复虚拟仿真软件、流域环境生态修复虚拟仿真软件、社会经济水循环与健康流域虚拟仿真实验软件、地质灾害与环境风险应急管理虚拟仿真实验软件、人工湿地虚拟仿真软件。

城市湿地生态地理系统演替虚拟仿真实验软件以杭州西溪国家湿地公园10年的地理环境变迁大数据和引水工程原型设计参数为基础，采用人工神经网络和深度学习的数值仿真技术对不同演替阶段进行虚拟仿真，弥补了课堂实际教学中城市湿地生态地理系统演替过程耗时长且不可逆的缺陷，培养地理科学类以及相关专业学生分析和解决湿地生态地理系统演替过程复杂的综合能力。交互引导的方式带领学生自主探究湿地中存在的问题及相应的解决方法，每一个模块均会自主得出规律性结论，激发了学生的学习兴趣和实验操作的主动性。同时，在各重点模块中运用强大的数学底层支撑，实现完美的自由搭建设计操作，不设置标准答案，让学生在实验过程中根据操作的不同产生无限种可能，培养学生的批判性思维和创新思维。软件采用通过“拓扑网络分析运算”云计算技术，让软件达到秒级运行，实现自由搭建设计操作的实时仿真计算和终端显示，具备良好的用户体验感。

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