随着生态文明理念深入人心、生态环境质量显著改善、生态文明制度体系更加健全、全球环境治理贡献日益凸显、绿色低碳转型发展加快推进,新时代以环保科技创新为引领,大力发展环保产业的重要性显得愈加突出,环保产业总体规模持续保持增长, 对国民经济发展的贡献进一步提升。由于环保设备为改善环境质量、减污降碳协同增效提供了重要的物质基础和技术保障,发达国家对其格外重视,相应的综合技术水平较高、创新发展速度较快。总体而言,我国的环保设备在设计研发、材料选用、质量保障、运行维护、智能控制等方面与发达国家相比尚存在一定差距。

从国内外环保产业发展对从业人员的要求来看,即便是环保工程项目的招投标和运营管理等,也都需要用到环保设备等方面的知识与技能,而目前多数高校环境工程及相关专业本科生在这方面的知识储备都略显欠缺。为此,国内高校近些年来大体采用三种模式来培养环保设备类专业技术人才:一是在环境工程及相关专业中设置环保设备类课程,二是从环境工程及相关专业中分流出环保设备专业方向,三是开办“环保设备工程”(082505T)本科专业。北京石油化工学院环境工程专业自2001年开始招收首届本科生起 就着手探索第一种模式,确立了“满足常规环境工程专业共性培养、突出环保设备特色” 的办学定位并秉承至今。20年多年来专业建设水平稳步提升,先后入选北京市高等学校品牌建设专业(2005年)、北京市级特色专业建设点(2008年)、国家级特色专业建设点 (2010年)、教育部“本科教学工程”地方高校第一批本科专业综合改革试点(2013年)、 北京市属高校首批重点建设一流专业(2017年)、国家级一流本科专业建设点(2022年); 2017年6月通过中国工程教育专业认证协会(CEEAA)组织的专业认证。

课程是人才培养的核心要素,教材是教育教学的关键要素、立德树人的基本载体。 为贯彻落实所在学校环境工程专业的办学定位,作者于2004年着手开始《环保设备原理 与设计》本科教材的编写工作,中国石化出版社2005年出版了本书的第一版。内容编排涉及水、大气、噪声三大污染控制的主要设备,当时聘请清华大学环境科学与工程系的卜城教授负责组织审阅,该系的徐康富研究员、傅立新教授、袁光钰教授对本书提出了许多宝贵意见和建议。借入选普通高等教育“十一五”国家级规划教材选题之东风,2008 年推出了第二版。本着“纳新纠错,突出重点特色,不求面面俱到”的原则,第二版不仅只涉及水、大气两大污染控制的主要设备,而且增加了“环保过程钢制容器与塔设备的设计”以及“环境污染控制工程系统配套设备”等章节。聘请四川大学杨平教授、湖南大学杨春平教授同时独立组织审阅,西南科技大学薛勇教授等也提出了许多宝贵意见和建议。第三版的修订出版工作2019年完成,全面继承沿用第二版的框架体系,重点关注教材的内涵质量。近20年来,承蒙兄弟院校同行的抬爱和认可,本书被选作环境工程及相关本科专业课程的配套教材;不少环保产业从业人员也对本书给予了极大关注。本书先后获得北京高等教育精品教材奖(第一版,2006年)、中国石油和石化工程优秀教材一等奖(第二版,2009年)、北京高校“优质本科教材课件”建设项目(第三版,2019年)、中国石油和化学工业出版物奖(教材奖)一等奖(第三版,2020年)。主讲的专业必修课 《环保设备原理与设计》先后被评为校级精品课程(2006年)、北京高等学校精品课程(2007年)、北京高校“优质本科课程”(重点项目)(2021年)、国家级本科一流线下课程(2023年)。以同名教材和课程作为重要支撑的成果先后荣获北京市高等教育教学成果一等奖(2008年)和二等奖(2021年),“环境治理与调控技术教学团队”被评为北京市优秀教学团队(2010年)。

过往成绩和荣誉的取得虽使作者产生了些许欣慰和自信,但更多感觉到的是压力和责任。鉴于新时代高等教育内涵特色差异化发展的迫切要求,专业教材应该体现出较好 的体系性、较高的学理性和较强的独特性;既要培根铸魂,更要启智增慧。基于作者继续主讲同名课程使用《环保设备原理与设计》教材的切身体会以及各届学子的交流反馈、兄弟院校使用本教材同行以及环境工程领域诸多专家学者的意见和建议,同时考虑到姊妹教材《环保设备设计基础》已于2023年6月由机械工业出版社出版发行,因此第四版 修订时进一步调整完善了内容框架体系。简言之,在第三篇中删掉“环保过程钢制容器与塔设备的设计”这一章的大部分内容,重点突出现代工程设计软件的应用导向,同时调整该篇中相关章节的编排逻辑;通过新工艺、新技术、新设备、新案例的展示,强化读者的工程意识和减污降碳协同增效系统观念;通过规范流畅行文表达、精选题材配套图文等细节举措,力求使教材的内涵质量再上新台阶,最终为相关专业本科生毕业要求 和培养目标的达成提供有效支撑。本着“尊重原有贡献、顺应传承发展”的思想,此次修订工作并未兴师动众,蔡小垒副教授参加第五章部分内容的修订工作,朱玲教授负责第 六章的修订完善并全力进行内容拓展,全部章节均由陈家庆教授审校定稿。孔令真博士负责组织后续《环保设备原理与设计》云教材的数字化制作开发、内容交互设计等工作。

纵向溯源,本书四版的修订工作先后得到了北京市高层次创新创业人才支持计划— 教学名师项目、北京市高水平创新团队建设计划项目、北京高等教育“本科教学改革创新”重大项目和重点项目、北京市数字教育研究课题重点项目以及北京市高等教育学会重点课题等支持;作者所在学校的各级领导以多种方式和途径给予了关心和支持,所在基层学术组织———环境工程系暨环境工程北京市级实验教学示范中心新老同事也对修 订工作提出了许多宝贵意见和建议,教育部环境科学与工程教学指导委员会部分委员、中国石化出版社有限公司首席专家白桦及装备综合分社对本书的修订多次给予支持和鼓励,在此表示诚挚感谢。在资料收集、整理分析、内容更新的过程中,作者直接参考引用了一些国内外知名环保设备生产厂商的网站资料,同时也引用了一些环保产业相关领 域专家学者所撰写的论文、论著和手册,无论是否在参考文献目录中得以一一罗列,在 此均深表谢意。

本书的学习最好以工程力学、环境工程原理、机械设计基础或环保设备设计基础等 课程的部分知识作为基础和铺垫,各高校可根据相关专业培养方案的实际情况选择性讲 授。当然,作者不仅希望本书能够作为高等院校环境类相关专业师生的教学用书,而且希望本书能够为环保产业相关领域的技术人员和管理人员等提供有益参考,以共同促进 环保设备设计研发和运行管理水平的提高,进而提升我国环保产业的整体水平。作者还欣喜地看到,随着十余所高校先后开办环保设备工程本科专业,社会各界对环保设备在环境类专业人才培养中重要性的认识已经上升到了一个新阶段。本着共同提升该类课程 教育教学质量、推动“新工科”建设步伐的目的,在发布移动交互式数字教材《环保设备 原理与设计》云教材的基础上(可在网页端“云书·云教材”或手机端“云教材App”内搜索查看),还特意将与本书内容配套的部分多媒体课件、讲课视频以及相关学习素材上传 到《环保设备原理与设计》国家级线下一流课程独立网站供读者在线浏览;高校教师同行也可以直接联系(jiaqing@bipt.edu.cn)商获PPT课件,加入《环保设备原理与设计》蓝墨云班课或组建虚拟教研室,以更为泛在化、智能化的方式共享更多优质教学资源。