环境工程固体废物处理与处置

《固体废物处理与处置》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称固体废物处理与处置TreatmentandDisposalofSolidWastes课程代码课程性质必修开课院部生物科技与大健康学院课程负责人课程团队要有课程团队授课学期第五学期学分/学时2.5/40课内学时40理论学时40实验学时0实训（含上机）0实习0其他0适用专业环境工程专业2020级201105授课语言中文对先修的要求《环境微生物学》、《环境化学》、《环境工程原理》。具备环境工程基本原理知识，在固体废物处理与处置中，能够运用环境微生物学、环境化学、环境工程原理等相关知识，分析、探索固体废物污染控制中的关键问题，建立具体环境工程问题模型并能识别关键参数。对后续的支撑《固体废物处理与处置课程设计》、《毕业设计》。在固体废物处理与处置课程设计、毕业设计（论文）中，能够运用固体废物处理与处置相关知识，设计、研究满足环境污染治理系统、工艺的方法和技术。课程思政设计充分发挥本课程的素质教育功能，通过课堂教学，使学生建立绿色发展观、掌握循环经济、可持续发展理念，使学生识国情、明责任，受教育、长才干，成为德才兼备，创新发展的社会主义建设人才。创新创业教育设计固废处理与处置涉及到固废处理工艺设计和设备开发，具有较好的展示性，并且具有很强的创新属性和创业需求，能够很好地与创新创业比赛相结合，从而达到以赛促学的作用。课程简介(中文300-500字)重新梳理，增加课程定位、核心学习结果、主要教学方法等的介绍课程定位：固体废物处理与处置是环境工程专业核心课程，是环境工程专业本科学生必修的专业主干课程。本课程教学内容涵盖固体废物处理与处置的重要知识点，在专业人才培养体系中具有重要的地位，本课程内容在固体废物处理与处置学科发展与循环经济、清洁生产、可持续发展专业实践应用中扮演重要的角色。核心学习结果:通过本课程的学习，使学生系统地掌握固体废物处理与处置的基本概念、基本理论、机理、设施等内容及其之间的相互关系，具有运用相关理论知识，发现、分析和解决固体废物处理与处置问题的能力，具备固体废物处理与处置工程工艺设计和固废污染治理技术研究的能力，为后续课程打下坚实的理论基础，也为以后从事固体废物处理与处置及资源化工程工艺设计与系统分析、科学研究与固废管理等工作打下坚实的专业理论基础。主要教学方法:采用基于工程案例教学的教学模式，精心挑选典型工程案例，串联章节知识点，明确知识点应用场景，提升学生学习兴趣。

二、课程目标及对毕业要求指标点的支撑序号课程目标支撑毕业要求指标点毕业要求1目标1：熟悉固体废物的来源、危害、污染途径，能够依据固体废物固体废物的种类、组成、污染类别判别固体废物处理处置工程涉及的原理。1.3能够将环境工程相关专业知识用于环境工程领域复杂工程问题涉及的基本原理的判别。毕业要求1工程知识：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决环境工程领域复杂工程问题。2目标2：能够运用自然科学和工程科学的基本原理，分析固体废物的预处理、物化处理、生物处理、热处理、填埋处置的影响因素，借助文献研究，获得有效结论。2.4能够运用数学、自然科学和工程科学的基本原理，借助文献研究，分析环境工程领域复杂工程问题的影响因素，获得有效结论。毕业要求2.问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析环境工程领域复杂工程问题，得出有效结论。3目标3：能够设计典型的工业固体废弃物如电子垃圾、化工废渣等资源化和综合利用技术方案，比选合理的系统或工艺流程。3.1掌握环境工程设计开发全周期、全流程的基本设计/开发方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素。毕业要求3设计/开发解决方案：能够设计针对环境工程领域复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。4目标4：具备清洁生产、绿色生态理念，能够分析、评价垃圾填埋、焚烧等固体废物处理处置工程对环境、社会可持续发展的影响。7.2能够站在环境保护和可持续发展的角度，分析环境工程实践对环境、社会可持续发展的影响，评价环境工程实践可能对人类和环境造成的损害和隐患。毕业要求7.环境和可持续发展：能够理解和评价针对环境工程领域复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。5目标5：关注固体废物处理处置相关领域的发展，通过自主学习，具有获取知识、更新知识和拓展知识的能力。12.2具有自主学习的能力，包括对技术问题的理解能力，归纳总结的能力和提出问题的能力等。毕业要求12终身学习：具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。三、教学内容及进度安排序号教学内容学生学习预期成果课内学时教学方式支撑课程目标1固体废物的来源与分类；固体废物的危害及污染控制；固体废物管理。重点：固体废物概念，固体废物管理制度和相关法律法规。难点：危险废物的鉴别，固体废物污染控制体系框架。课程思政：讲授我国的固体废物环境保护和管理制度以及相关法律法规，培养学生环境保护意识、绿色发展观、树立绿水青山就是金山银山理念。1.掌握固体废物的定义、分类及特征；掌握危险废物的定义、分类及鉴别标准；2.理解固体废物污染环境的途径，掌握固体废物处理工程技术体系框架，熟悉固体废物污染控制的特点。3.理解我国固体废物的综合管理相关法律法规、掌握固体废物管理的“三化”原则和“全过程”原则，熟悉固体废物管理制度和管理标准。3讲授/讨论。讲授：固体废物的来源与分类；固体废物的危害及污染控制；固体废物管理。讨论：固体废物的种类、组成、污染类别，固体废物处理处置工程涉及的原理。目标12城市生活垃圾的收集与清运；城市垃圾转运站的设置；危险废物的收集、贮存及清运。重点：城市垃圾的收集与运输。难点：城市垃圾的收集路线的设计。课程思政：讲授中国限制固体废物进口的问题，引动学生理解美丽中国建设的艰难和国际形势。1.理解城市生活垃圾收集、贮存及运输的方式；掌握城市生活垃圾转运方式（操作方法、收集次数、作业时间等计算），能进行城市生活垃圾收集系统分析；熟悉城市垃圾收运路线的设计步骤；掌握城市垃圾收运路线的优化，能进行收集线路设计；2.理解垃圾转运的必要性及生活垃圾转运站设计规范，熟悉城市垃圾中转站类型与设置、选址要求，掌握中转站工艺设计计算；3.理解危险废物的产生、收集、运输及贮存,掌握危险废物的转移联单制度。4讲授/讨论/作业讲授：城市生活垃圾的收集与清运；城市垃圾转运站的设置；危险废物的收集、贮存及清运。讨论：确定城市生活垃圾收集线路时主要应考虑哪些因素？如何在我们学校地图上设计一条高效率的废物收集路线。作业：垃圾清运操作方法的计算题。目标33固体废物的压实；固体废物的破碎；固体废物的分选。重点：破碎原理；低温破碎；筛分效率；重力分选。难点：破碎设备选择；风力分选原理。1.理解固体废物压实的目的、原理以及固体废物压实程度的度量；熟悉压实设备种类，能够选用固体废物压实设备；2.掌握固体废物破碎的目的、影响破碎效果的因素、破碎方法、破碎工艺，能够选择破碎设备并对破碎效果进行评定；3.理解固体废物分选的基本概念;掌握筛选、重力分选、磁力分选、电力分选的基本原理、工艺流程，工艺特征；掌握分选回收工艺系统，能对分选效果进行评价。4讲授/讨论/动画演示。讲授：固体废物的压实；固体废物的破碎；固体废物的分选。动画演示：压实、破碎、筛选、重力分选、磁力分选、电力分选、光电分选模拟。讨论：根据固体废物中各组分的性质，如何组合分选工艺系统。目标24浮选；溶剂浸出；固体废物稳定化／固化处理。重点：固体废物稳定化／固化处理的基本概念、基本要求和评价指标；难点：固化处理方法原理、特点和适用对象。1.理解常用的浮选药剂、浮选工艺过程、主要浮选设备的应用；掌握浮选的基本概念、基本原理、工艺特征；2.理解固体废物溶剂浸出的动力学过程；掌握浸出过程的化学反应机理、几种典型浸出反应、影响浸出过程的主要因素、常用浸出工艺和设备；3.熟悉稳定化／固化处理技术所涉及的概念和方法；掌握固体废物的药剂稳定化处理方法、基本要求、影响因素、技术适应性；掌握包胶固化、自胶结固化、玻璃/水玻璃固化方法及工艺流程；熟悉稳定化／固化处理效果的评价指标。5讲授/讨论/动画演示。讲授：浮选；溶剂浸出；固体废物稳定化／固化处理。讨论：结合日本福岛核电站事故以及近期国内外因危险废物引起的环境事件，谈谈目前常用的危险废物稳定化/固化处理及时方法有哪些？它们的适用对象和特点分别是什么？。动画演示：XJM-4型浮选机工作原理及浮选机模拟。目标25固体废物的好氧堆肥处理；固体废物的厌氧消化处理；固体废物的微生物浸出；固体废物的其他生物处理技术。重点：堆肥原理；堆肥过程及影响因素；厌氧发酵原理；厌氧发酵影响因素难点：堆肥过程影响因素；厌氧发酵影响因素。课程思政：：介绍我国古代固体废物的好氧堆肥处理技术，鼓励同学要有爱国情怀，树立文化自信、思想自信，培养学生的民族自豪感。1.掌握固体废物堆肥化的基本原理与影响因素；掌握好氧堆肥技术特征及参数调控；熟悉好氧堆肥工艺及系统组成、能完成好氧堆肥工艺流程设计；熟悉常用的堆肥化设备，能对堆肥腐熟度进行评价；2.掌握固体废物厌氧消化处理的基本原理与影响因素；熟悉厌氧消化工艺及系统组成；熟悉常用的厌氧消化装置、设备。3.掌握固体废物细菌浸出机理、浸出工艺；理解细菌浸出处理放射性废渣；4.理解有机固体废物的蚯蚓处理技术以及利用蚯蚓处理固体废弃物的优势及局限性。6讲授/讨论/动画演示。讲授：固体废物的好氧堆肥处理；固体废物的厌氧消化处理；固体废物的微生物浸出；固体废物的其他生物处理技术。讨论：针对城市生活餐厨垃圾的特点，展望餐厨垃圾的微生物处理前景。动画演示：好氧堆肥过程。目标26焚烧处理；固体废物的热解处理。重点：焚烧阶段；热值；热解原理；热解方式。难点：焚烧热值计算；焚烧烟气产生量计算；焚烧与热解的区别和联系。1.熟悉焚烧技术的发展历史与应用现状；掌握焚烧原理，能进行焚烧过程平衡分析及相关计算；掌握焚烧工艺系统组成、控制因素；掌握焚烧二次污染物尤其是二噁英类物质的防控措施，熟悉焚烧炉种类，掌握常见的焚烧炉结构，熟悉焚烧效果的评价指标、标准及要求；2.熟悉热解的概念，热解工艺的分类；掌握热解原理，熟悉城市垃圾、废塑料、废橡胶、农林废弃物热解工艺、热解产物、热解设备。6讲授/讨论/动画演示/作业讲授：焚烧处理；固体废物的热解处理。讨论：结合番禺垃圾焚烧事件，分析在垃圾焚烧处理过程中，如何控制二噁英类物质对大气环境的污染。动画演示：立式多段焚烧炉、流化床焚烧炉、湿式焚烧、污泥高温干馏裂解。作业：焚烧过程热平衡计算。目标2目标47工业固体废物的综合利用；城市生活垃圾的综合利用；农林固体废物的综合利用；城市污泥的综合利用。重点：粉煤灰的产生；粉煤灰的活性，城市污泥的综合利用。难点：高炉渣的加工处理及特性。课程思政：通过固体废物资源化引导学生环保行为，促进国民的环保节约意识，培养学生绿色文明、可持续发展观和低碳环保理念。1.掌握废物资源化与循环经济的关系、资源化的途径及基本原则，熟悉典型工业固体废物（冶金、电力、化工废渣）资源化技术及工程应用；2.熟悉典型矿业固体废物（冶金矿山尾矿、煤矸石）资源化技术及工程应用；3.熟悉农林固体废物、秸秆资源化技术及工程应用；4.熟悉城市污泥的资源化技术及工程应用。6讲授/讨论/自学讲授：工业固体废物的综合利用；矿业固体废物的综合利用；城市生活垃圾的综合利用；农林固体废物的综合利用；城市污泥的综合利用。讨论：从脱水、干燥、综合利用（物理、化学、生物、能源和环境材料等）方面，讨论污泥的综合利用，如何革新污泥清洁生产工艺，改进污泥资源化方法。自学：.电子废弃物量大面广，价值高，危害大。请利用学校的数据库、网络资源学习电子废弃物的处理与资源化、指出各类电子垃圾的危害和价值所在；电子废弃物处理现状、资源化和综合利用方法。印刷电路板（PCB）是最难综合利用的物质，请设计综合利用工艺，并说明可行性。目标3目标58填埋场的规划和设计；填埋场的防渗；渗滤液的收集与处理；垃圾填埋气体的收集与利用。重点：渗滤液的产生与处置；填埋气的收集与利用。难点：渗滤液的产生与处置；填埋气的收集与利用。1.掌握填埋场选址原则及准则、选址步骤及方法，熟悉填埋场的环境影响评价；掌握垃圾填埋量、填埋年限的相关计算；2.熟悉填埋场防渗方式、熟悉填埋场防渗材料；掌握填埋场防渗结构；3.熟悉渗滤液的产生及特征；掌握渗滤液的产生量估算方法；熟悉渗滤液收集系统及渗滤液处理技术及处理工艺；4.理解垃圾填埋气体产生过程及其对环境的影响；掌握填埋气产生量预测方法；熟悉填埋气的收集系统及填埋气净化技术及净化工艺；熟悉填埋气的利用方式和途径。6讲授/讨论/动画演示讲授：填埋场的规划和设计；填埋场的防渗；渗滤液的收集与处理；垃圾填埋气体的收集与利用。讨论：城市生活垃圾填埋场设计。动画演示：垃圾填埋视频目标2目标49危险废物的安全处置；放射性固体废物及其安全处置。重点：危险废物的典型处理处置方法。难点：危险废物的典型处理处置方法。课程思政：讲授危险废物的典型处理处置案例，树立美丽中国梦，培养学生的创新意识和解决环境问题的责任感和使命感。1.熟悉安全填埋场结构形式；掌握危险废物的填埋处置技术；理解安全填埋场的基本要求；理解安全填埋场系统组成；2.熟悉放射性固体废物分类；熟悉放射性固体废物处置的目标和基本要求；掌握低中水平放射性固体废物、高放射性废物的安全处置。自学/思考题目标5四、课程考核序号课程目标（支撑毕业要求指标点）考核内容评价依据及成绩比例(%)成绩比例(%)平时表现作业考试1目标1：熟悉固体废物的来源、危害、污染途径，能够依据固体废物的种类、组成、污染类别判别固体废物处理处置工程涉及的原理。（支撑毕业要求指标点1.3）固体废物的来源与分类；固体废物的危害及污染控制。208102目标2：能够运用自然科学和工程科学的基本原理，分析固体废物的预处理、物化处理、生物处理、热处理、填埋处置的影响因素，借助文献研究，获得有效结论。（支撑毕业要求指标点2.4）固体废物的预处理、物化处理、生物处理、热处理、填埋处置。51035503目标3：能够设计典型的工业固体废弃物如电子垃圾、化工废渣等资源化和综合利用技术方案，比选合理的系统或工艺流程。（支撑毕业要求指标点3.1）工业固体废物的综合利用；矿业固体废物的综合利用；城市生活垃圾的综合利用；农林固体废物的综合利用。5010154目标4：具备清洁生产、绿色生态理念，能够分析、评价垃圾填埋、焚烧等固体废物处理处置工程对环境、社会可持续发展的影响。（支撑毕业要求指标点7.2）固体废物的危害及污染控制；固体废物管理。危险废物的收集、贮存及清运。危险废物的安全处置；固体废物的资源利用。307105目标5：关注固体废物处理处置相关领域的发展，通过自主学习，具有获取知识、更新知识和拓展知识的能力。（支撑毕业要求指标点12.2）电子垃圾的危害和价值；电子废弃物处理现状；电子废弃物资源化和综合利用方法；印刷电路板（PCB）综合利用工艺设计；印刷电路板（PCB）综合利用工艺可行性说明。015015合计152560100五、教材及参考资料1.教材《固体废物处理与资源化》，周翠红、张玉虎著，背景：中国石化出版社，2021，第一版，978-7-5114-6363-0。2.主要参考书[1]《固体废物处理与资源化技术》，何品晶著，北京:高等教育出版社，2011，9787040332346；[2]《固体废物处置与资源化》，蒋建国著，北京:化学工业出版社，2013，第二版，9787122153951；[3]《固体废物处理与资源化》，赵由才著，北京:化学工业出版社，2012，第二版，9787122106582；[4]《环境工程技术手册--固体废物处理工程技术手册》，聂永丰金宜英，刘富强著，北京:化学工业出版社，2013，9787122153968。六、教学条件多媒体教室。

附录：各类考核评分标准表平时表现评分标准教学目标要求评分标准权重（%）90-10080-8960-790-59目标1：熟悉固体废物的来源、危害、污染途径，能够依据固体废物固体废物的种类、组成、污染类别判别固体废物处理处置工程涉及的原理。（支撑毕业要求指标点1.3）课堂问答和讨论中，回答固体废物的来源、危害、污染途径正确无误，表达方法合理、标注正确完整和清晰，能判别固体废物处理处置工程涉及的原理。课堂问答和讨论中，回答固体废物的来源、危害、污染途径存在少量非原则性错误，表达方法和标注基本合理正确。基本能判别固体废物处理处置工程涉及的原理。课堂问答和讨论中，回答固体废物的来源、危害、污染途径有不少错误，表达方法和标注均有一些明显错误，判别固体废物处理处置工程涉及的原理有少量非原则性错误。课堂问答和讨论中，回答固体废物的来源、危害、污染途径错误严重，表达方法不合理、标注错误较多。判别固体废物处理处置工程涉及的原理错误较多。2目标2：能够运用自然科学和工程科学的基本原理，分析固体废物的预处理、物化处理、生物处理、热处理、填埋处置的影响因素，借助文献研究，获得有效结论。（支撑毕业要求指标点2.4）课堂问答和讨论中，回答固体废物的预处理、物化处理、生物处理、热处理、填埋处置正确无误，表达方法合理、标注正确完整和清晰。课堂问答和讨论中，回答固体废物的预处理、物化处理、生物处理、热处理、填埋处置存在少量非原则性错误，表达方法和标注基本合理正确。课堂问答和讨论中，回答固体废物的预处理、物化处理、生物处理、热处理、填埋处置有不少错误，表达方法和标注有少量非原则性错误。课堂问答和讨论中，回答固体废物的预处理、物化处理、生物处理、热处理、填埋处置错误严重，表达方法不合理、标注错误较多。5目标3：能够设计典型的工业固体废弃物如电子垃圾、化工废渣等资源化和综合利用技术方案，比选合理的系统或工艺流程。（支撑毕业要求指标点3.1）课堂问答和讨论中，回答工业固体废物资源化和综合利用正确无误，表达方法合理、标注正确完整和清晰。课堂问答和讨论中，回答工业固体废物资源化和综合利用存在少量非原则性错误，表达方法和标注基本合理正确。课堂问答和讨论中，回答工业固体废物资源化和综合利用有不少错误，表达方法和标注有少量非原则性错误。课堂问答和讨论中，回答工业固体废物资源化和综合利用错误严重，表达方法不合理、标注错误较多。5目标4：具备清洁生产、绿色生态理念，能够分析、评价垃圾填埋、焚烧等固体废物处理处置工程对环境、社会可持续发展的影响。（支撑毕业要求指标点7.2）课堂问答和讨论中，回答垃圾填埋、焚烧正确无误，表达方法合理、标注正确完整和清晰。课堂问答和讨论中，回答垃圾填埋、焚烧存在少量非原则性错误，表达方法和标注基本合理正确。课堂问答和讨论中，回答垃圾填埋、焚烧有不少错误，表达方法和标注有少量非原则性错误。课堂问答和讨论中，回答垃圾填埋、焚烧错误严重，表达方法不合理、标注错误较多。3平时作业评分标准教学目标要求评分标准权重（%）90-10080-8960-790-59目标2：能够运用自然科学和工程科学的基本原理，分析固体废物的预处理、物化处理、生物处理、热处理、填埋处置的影响因素，借助文献研究，获得有效结论。（支撑毕业要求指标点2.4）1.按时提交作业；2.作业中涉及垃圾清运操作方法的计、焚烧过程热平衡计算正确无误，表达方法合理、标注正确完整和清晰。1.按时提交作业；2.作业中涉及垃圾清运操作方法的计、焚烧过程热平衡计算存在少量非原则性错误，表达方法和标注基本合理正确。1.按时提交作业；2.作业中涉及垃圾清运操作方法的计、焚烧过程热平衡计算有不少错误，表达方法和标注有少量非原则性错误。1.不按时提交作业；2.作业中涉及垃圾清运操作方法的计、焚烧过程热平衡计算错误严重，表达方法不合理、标注错误较多。10目标5：关注固体废物处理处置相关领域的发展，通过自主学习，具有获取知识、更新知识和拓展知识的能力。（支撑毕业要求指标点12.2）1.按时提交自学报告；2.自学报告涉及废弃物处理现状、资源化和综合利用方法全面、新颖，综合利用工艺设计合理可行，表达方法合理、标注正确完整和清晰。1.按时提交自学报告；2.自学报告涉及废弃物处理现状、资源化和综合利用方法一般，综合利用工艺设计可行，表达方法和标注基本合理正确。1.按时提交自学报告；2.自学报告涉及废弃物处理现状、资源化和综合利用方法有不少错误，，综合利用工艺设计基本可行，表达方法和标注有少量非原则性错误。1.不按时提交自学报告；2.自学报告涉及废弃物处理现状、资源化和综合利用方法错误严重，综合利用工艺设计不可行，表达方法不合理、标注错误较多。15课程考试评分标准教学目标要求评分标准权重（%）90-10080-8960-790-59目标1：熟悉固体废物的来源、危害、污染途径，能够依据固体废物固体废物的