环境工程虚拟仿真实验典型案例包含城市污水处理工艺、城市给水处理工艺、AAO工艺、旋风除尘实验。虚拟仿真实验系统形象生动，集知识掌握和能力培养于一体，是提高环境工程教学效果的一项十分有效的措施。现将环境工程虚拟仿真典型案例罗列如下：
虚拟仿真案例1：城市污水处理工艺
随着城市化和工业化进程的加快，生活污水污染日趋严重，城市污水处理越来越多，如何有效的处理生活污水，已成为城市发展，社会经济可持续发展的重要因素。在传统的实验教学过程中通常采用实验室模拟教学或组织前往污水处理厂参观实习的方法，实验室模拟教学仅能通过工艺模型模拟处理过程，进行演示教学，简单介绍主体构筑物的结构及相关操作流程，学生对各种工艺理论、处理方法、构筑物结构性能和生产管理等综合性问题很难理解，感觉到高深难学，因此通常教学效果不佳；另一方面，到城市污水厂或工业污水处理站进行实地参观，走马观花式认识有限的一两种工艺，且出于安全考虑，学生实习、见习时，工厂一般不允许学生进行具体的操作，从而导致理论教学与技能训练相互脱离，教学效率低下，学生就业后不能适应企业的实际需要。
为了改变这种现状，需在专业教学中进行学习方式的改革，创新教学模式，开发城市污水处理工艺仿真教学软件，以仿真教学的方式将企业的生产现场通过现代教学手段“搬”到课堂上，在一定程度上改变以往教学中学生学习困难的问题，在专业教学中取得突破。仿真系统包括城市污水处理工艺操作过程模拟、单元处理技术-沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池等设计和运行参数以及相应模块。可使学生认识AAO、AB、氧化沟等工艺的结构单元组成、流程图、平面布置图以及污水与污泥的流向，从而增强学生对污水处理工艺流程和布置的系统性和科学性认识和理解。通过仿真模拟软件调控，设计和调整污水处理厂的相关参数，包括污水水量、进水氨氮、总磷、COD等污染物浓度、水利停留时间、投加药剂量等，提高学生对污水处理厂的工艺认识和设计能力。可以通过交互操作，简便地模拟整个工艺流程内不同进水水质水量对处理效果的影响，并可调整各单元处理设施的设计参数，讨论不同设计参数与处理效果之间的关系，显示针对不同的进水水质和水量，单元构筑物的水力停留时间、曝气量等之间的数字模型，可根据水质水量，调整单元构筑物的设计和运行参数，获得不同运行工况及处理效果和条件，出水的水质情况和整个系统的处理效率。通过网络通信将工况数据发送给计算模块，然后将计算好的状态数据发送给用户端并显示出来，通过仿真实验可使学生直观了解整个城市污水处理厂的工艺流程，单元处理构筑物的结构设计，曝气池的基本原理和相关的运行参数以及城市污水处理处理相关知识，掌握污水处理厂的设计要素和运行条件等实验方法。
城市污水处理工艺虚拟仿真实验流程
格栅间
曝气沉砂池
虚拟仿真案例2：城市给水处理工艺
城市给水处理工艺是按水源水质和供水水质的要求所设计的给水处理。城市给水处理的任务是根据国家的建设方针，水源水质，处理规模和用户对水质的要求通过必要的处理方法去除水中杂质，使之符合生活饮用或工业使用所要求的水质。根据国家环境类人才培养目标，要求学生掌握净水厂的设计方法，能独立完成中小型水处理厂工艺设计、锻炼和提高分析及解决工程问题的能力。经典的城镇给水处理工艺流程主要包括混凝、沉淀、过滤、消毒等处理工艺，内容综合性强、涉及面广，每个处理工艺均有不同的原理，学生需对各种工艺理论、处理方法、构筑物结构性能和生产管理等综合性问题全面理解和掌握，学生感觉到高深难学，这些水处理设备体积庞大，生产成本高，管理难度大，在学校建设水处理构筑物不现实。
以典型的给水处理过程中应用到的主要单元为仿真对象，系统全面的再现给水水处理工艺流程、控制方案和操作过程，通过虚拟仿真手段，建立了进水水质水量，让学生直观了解城市给水处理的大型工程实体模块和不同的工艺，单元处理构筑物的结构设计，混凝沉淀的基本原理和相关的运行参数以及城市给水处理处理相关知识，掌握污水处理厂的设计要素和运行条件等实验方法。模拟整个工艺流程内不同进水水质水量对处理效果的影响，并可调整各单元处理设施的设计参数，讨论不同设计参数与处理效果之间的关系，显示针对不同的进水水质和水量，单元构筑物的水力停留时间、絮凝剂和药剂加入量等之间的数字模型，可根据水质水量，调整单元构筑物的设计和运行参数，获得不同运行工况及处理效果和条件，出水的水质情况和整个系统的处理效率。还可模拟城市供水水源突发性污染事件应急处置管理，设置交互动作，设定考核管理方法模块，同时制作常见的安全处置方式方法模拟软件，对学生开展环境污染事件的应急处理能力培养，让学生在无污染条件下处理环境污染事故，提升学生环境类污染事故处理应急管理能力，简便地通过网络通信将工况数据发送给计算模块，然后将计算好的状态数据发送给用户端并显示出来，应用城市给水处理工艺仿真技术对环境类专业学生进行辅助教学与实习将是一条经济、高效、低污染的可行方法。
城市给水处理工艺虚拟仿真实验流程
取水泵房
混凝沉淀池
虚拟仿真案例3：AAO工艺
了解并掌握污水处理厂的工艺流程、设计方法和基本运行参数，对环境工程专业学生来说十分重要。厌氧/缺氧/好氧工艺 （简称AAO工艺）是典型的污水处理工艺，同时还具有脱氮除磷的功能。AAO工艺处理污水由格栅池、调节池、初沉池、生物池、二沉池以及污泥浓缩池和脱水间等几个部分组成，且每个步骤均有不同的原理，这些实验在实际装置中往往难以完成，操作繁琐、调控难度较大，耗时费力。AAO工艺处理污水的厌氧、缺氧区可能会产生臭气，污染环境，同时处理过程中可产生甲烷气体，如通风不畅，会导致爆炸，危害生命及财产安全。若学生参观污水处理厂，只能走马观花，不能了解该工艺的细节部分，在传统的模拟实验过程中，通常通过工艺模型向学生展示整个处理过程。但是这种模型展示的方式需要订做数套相关的模型设备，花费较高。
本实验仿真系统建立了进水水质水量的调控机制，通过仿真实验可直观了解整个污水处理厂的工艺流程，单元处理构筑物的结构设计，基本原理和运行参数等相关知识。该系统包括污水处理厂（AAO工艺）操作过程模拟、单元处理技术-格栅池、沉淀池、厌氧/缺氧/好氧池等设计和运行参数以及污泥处理系统和能力分析等模块，可以通过交互操作，简便地模拟整个工艺流程内不同进水水质水量对处理效果的影响，并可调整各单元处理设施的设计参数，讨论不同设计参数与废水处理效果之间的关系，也可根据污水水质水量，调整单元构筑物的设计和运行参数，获得不同运行工况及处理效果和条件，整个系统的处理效率。通过网络通信将数据发送给计算模块，然后将计算好的状态数据发送给用户端并显示出来。
AAO工艺虚拟仿真实验流程
生化反应池
沉定池图
虚拟仿真案例4：旋风除尘实验
传统的旋风除尘实验一般都是在实验室完成，掌握旋风除尘实验的实验原理、实验步骤和数据的计算并熟悉旋风除尘器入口风速与阻力、全效率之间的关系，了解进口浓度对除尘效率的影响，对环境专业学生来说十分重要。旋风除尘实验装置主要由自动粉尘加料装置、旋风除尘器、引风机及数据采集系统组成。自动粉尘加料装置采用自动调速电机，可用于放置不同浓度的含灰气体，在旋风除尘器进出口段设有测压环及采样口，各采样口所测得的数据可以直接接入系统所带的数据采集系统在线采集打印也可以采用外加仪器进行测量，如进出口测压环处可用U型管或倾斜微压计进行测量；进出口段上的采样口可接毕托管或微压计测定管道流速，以得到进出口气体流量。若学生在实验室完成实验操作，由于实验装置数量有限，不能够使得每个学生都能完整的操作操作实验装置，而常常是由多个学生共同完成，使得学生不能了解该实验的细节部分、实际动手实验能力不能够得到有效的锻炼，因此通常教学效果不明显。因此传统的旋风除尘的实验方案本身在实际教学过程中具有较大的不足之处。
本实验仿真系统通过三维仿真及虚拟现实技术最大限度地模拟旋风除尘实验装置的真实现场环境，通过人机交互式的培训模式，使操作人员能够可视化参与到整个实验中。通过反复的联系，使操作人员熟悉设备的位号与操作，深化对实验原理的理解，从而更大限度地在节约能耗的前提下提高人员的操作能力。并且在软件中嵌入设备的实验原理、系统组成、实验操作、注意事项等操作，让学生在操作之前就能够提前预习整个实验，提高教学效果。
旋风除尘仿真实验界面