《水污染控制工程》教学大纲

《水污染控制工程》教学大纲课程英文名WaterPollutionControlEngineering课程代码06M0005学分2.5总学时44理论学时44实验/实践学时0课程类别专业课课程性质必修先修课程环境工程概论、环境微生物学适用专业环境工程开课学院质量与安全工程学院一、课程的地位与任务（一）课程地位本课程是环境工程专业本科生的骨干专业课。课程以爱国、敬业、诚信、友善的社会主义核心价值观为导向，引导学生讨论废水的物理处理、生物化学处理及物理化学处理等各种废水处理方法的基本理论知识、工作原理、设计计算，使学生掌握废水处理三大方法的概念、基本原理和主要设计计算等内容。从而提升学生解决水污染问题的实际操作和设计能力、培养学生工程设计思维和研究能力，为环境可持续发展提供支撑。课程是环境专业知识结构的核心组成部分。（二）课程目标课程目标毕业要求1.具有水污染程度和特征的分析能力：要求深刻理解与熟练掌握水污染的物理性指标、化学性指标、生物性指标包含的内容，了解水质评价指标的监测方法及其由此而来的数据的不确定性，建立水质评价指标数据与水质特性之间及未来采取的可能处理工艺之间的相应逻辑关系。设计/开发解决方案3-1（能够确定特定水体、大气、固废和物理性因素等环境污染解决的工程方案设计/开发任务和目标。）2.具有水污染控制技术的工程知识：掌握废水物理处理、化学处理和生化处理三大工程技术手段中各处理工艺的概念、基本原理和实现方式、熟练掌握设计计算方法，深刻理解不同工艺的设计思想、深刻理解基于不同原理而来的工艺特征和应用方向差异，厚重学生的专业基础知识。工程知识1-3（掌握水污染控制工程和大气污染控制工程等专业知识，并用于解决环境污染检测与控制的复杂工程问题。）3.具有水污染控制工程的设计能力：掌握水污染控制工程技术的设计能力，包括设计原则确立、水质水量特性分析、基本工艺比选、具体设计计算，材料设备选择，方案编写，方案对比和评价，图纸绘制；在此基础上理解水污染控制技术的设计要点，从整体上形成对设计的认识，提高水污染控制工程设计的实践能力，具有一定的利用工程思维分析和解决问题的能力。分析问题2-3（能够根据获取的环境状态数据，合理利用数学工具与信息化技术，对数据进行统计分析与关系挖掘，判断复杂环境工程问题的关键环节和参数，能够清晰界定与计量污染物的环境行为及环保工艺设施的运行状态。）4.了解水污染综合排放标准、水环境质量标准、回用水水质标准；理解水污染末端治理在水污染控制中的定位。了解水循环周期及水处理技术的经济性对水污染控制的重要性，从而将可持续发展理念渗透入课程本身。设计/开发解决方案3-2（能够识别设计任务所面临的多种制约条件（如社会、健康、安全、法律以及环境等因素），能够给出多种解决方案并进行比较和分析，对设计方案进行优化。）二、课程目标达成的途径与方法课程目标教学环节对应内容课程目标1讲授第2、3、4部分知识以及作业1、污水水质和污水出路2、污水的量与调节3、污水的质与调节课程目标2讲授第4-16部分及作业4-7、污水的物理处理方法与技术8-9、污水的化学处理方法与技术10-15、污水的生物处理方法与技术16、污泥处理方法与技术课程目标3讲授第17、18部分，本课程所有作业及实验17、污水处理厂的设计课程目标4讲授第1部分1水污染控制概论三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标与毕业要求的对应关系1237课程目标1H课程目标2H课程目标3H课程目标4M四、课程主要内容与基本要求序号章节教学内容基本要求1概论水环境与水污染水污染物及其来源水污染的影响水污染综合防治（1）掌握水污染、污染物源、污染物等基本概念（2）理解目前主要的水污染物及其影响、危害（3）熟悉，了解水污染防治政策、标准法规2污水水质和污水出路水质评价指标污水排放标准水体自净作用污水的最终出路深刻理解与熟练掌握的重点内容有：污染水的物理性指标、化学性指标、生物性指标包含的内容。BOD、COD的概念、类型及相互关系。要求一般理解与掌握的内容有：水体自净作用的净化机制、氧垂曲线。污水的最终出路。难点：氧垂曲线3污水的量与调节污水水量波动原因时变化与日变化系数水量调节池的设计计算要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有：污水水量变化的原因，特点，水量调节原理及方法，水量调节池的计算与构型。难点：水量调节池的设计计算。4污水的质与调节污水水质变化原因与特点水质变化的调研与估算，水质调节原理水质调节的主要手段水质调节池的设计计算要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有：算与构型。难点：水质变化的调研与估算。5格栅及筛网格栅的作用、格栅的设计选型、栅渣量的计算与清渣方式格栅井的设计计算要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有：1、格栅的作用、设计、清渣方式。难点：格栅井的设计。6沉淀理论自由沉淀理论与公式影响沉淀的因素分析理想沉淀池理论表面负荷与颗粒沉速的相关性浅池理论。要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有：沉淀分离理论，理想沉淀池的结和理论计算，浅池理论。难点：理想沉淀池的理论及表面负荷的概念。7沉淀池及沉砂池沉淀法的四种应用，沉淀的三种基本类型沉砂池的作用与设计计算沉淀池的设计计算、要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有：沉淀法的四种应用，沉淀的类型。沉砂池的作用、工作原理，平流式沉砂池的设计。沉淀池的分类，平流式沉淀池的设计计算。难点：沉淀池的设计计算。8废水生物处理的基本概念和生化反应动力学基础微生物的好氧、厌氧呼吸及微生物的四个生长时期对废水处理的指导意义米－门方程与莫诺特方程与污水净化速率的关系废水生物处理的基本概念要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有：。废水生物处理工程的基本数学模式。难点：废水生物处理工程的基本数学模式。9活性污泥法活性污泥污的基本概念。活性污泥的特性及基本评价指标曝气的作用、影响曝气性能的基本因素曝气方法与设备。活性污泥法的基本流程。活性污泥法的进化流程活性污泥法的设计计算。活性污泥法系统设计和运行的关键控制参数与方法要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有：活性污泥的概念。活性污泥法的基本流程。活性污泥法降解污水中有机物的过程（原理）。曝气的作用与设备。活性污泥法的设计计算。活性污泥法系统设计和运行中的一些重要问题。要求一般理解与掌握的内容有：曝气池的池型。活性污泥法的各种运行方式。二沉池的设计。难点：活性污泥法的设计计算，活性污泥法系统设计和运行中的一些重要问题。10生物膜法固着生长生物膜的结构及由此而来的特征生物膜法的概念、类型。生物滤池的构造、工作机理、生物滤池的设计计算：生物转盘、生物接触氧化池、曝气生物滤池、生物流化床的设计构思与工艺特征要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有：生物膜法的概念、类型。生物滤池的构造、工作机理、计算与设计。要求一般理解与掌握的内容有：生物转盘的构造、设计。生物转盘、生物接触氧化池与生物滤池的区别。流态化原理。难点：生物滤池的工作机理、计算与设计。11稳定塘和污水的土地处理稳定塘处理的概念、基本原理和类型污水土地处理的概念、基本原理和类型湿地系统的净化机理要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有：稳定塘和污水土地处理的概念、基本原理。湿地系统的净化机理要求一般理解与掌握的内容有：稳定塘和土地处理的分类12化学混凝胶性特性与化学混凝法的概念、原理、影响混凝效果的因素分析。混凝剂和助凝剂的类型及选择要求要求一般理解与掌握的内容有：污水的深度处理的目标和手段；化学混凝法的概念、原理、影响混凝效果的因素。混凝剂和助凝剂的类型及选择要求。难点：混凝机理13过滤及膜法过滤的概念、原理、过滤效果的影响因素。膜法分离的原理、膜材料的特点，膜技术设计的工艺参数。要求一般理解与掌握的内容有：过滤的概念、原理、影响过滤效果的因素。膜法分离的原理、膜材料的特点，膜技术设计的工艺参数。难点：膜的工艺参数设计要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有：深度处理的概念。14脱氮及除磷氮循环与生物脱氮机理生物脱氮菌种特性生物脱氮工艺流程生物脱氮工艺设计生物除磷机理聚磷菌特性生物除磷工艺流程生物脱氮除磷工艺设计要求一般理解与掌握的内容有：废水中氮、磷的去除机理和去除方法，废水中氮、磷去除的工艺设计与计算。难点：生物脱氮、生物除磷的机理15化学氧化及消毒化学氧化还原法的类型的应用、消毒的原理与目标要求一般理解与掌握的内容有：化学氧化还原法的类型的应用、消毒的原理与目标。难点：氧化剂的选择与投加量计算。16污水的厌氧生物处理厌氧生物处理的基本原理厌氧反应器的类型UASB反应器的结构及设计要点解析要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有：厌氧生物处理的基本原理。要求一般理解与掌握的内容有：污水的厌氧生物处理方法与设计。难点：厌氧生物处理的基本原理。17污泥的处理与处置污泥的来源和性质污泥浓缩方法污泥脱水的基本方法污泥深度处理处置的方法深刻理解与熟练掌握的重点内容有：污泥的来源、性质及主要指标。污泥浓缩方法与设计污泥消化法的概念、方法、设计。要求一般理解与掌握的内容有：污泥的处置。污泥调理。污泥脱水。难点：消化法18污水处理厂的设计污水处理厂（站）处理方法和工艺流程选择基本原则。污水处理厂的平面布置污水处理厂高程布置和高程计算要求一般理解与掌握的内容有：厂址选择原则。污水处理厂（站）处理方法和工艺流程选择。污水处理厂的平面布置和高程布置。难点：工艺流程选择、平面布置和高程布置。五、课程教学学时安排教学内容教学时数学生任务对应课程目标1.水污染控制概论2指标解析课程目标42.污水水质和污水出路2调节设计计算课程目标13.污水量的计算、质的变化与水质调节2水质特征分析课程目标14.格栅及筛网2格栅设计计算课程目标25.沉淀理论2斜板原理推导课程目标26.沉淀池、沉砂池2沉淀设计计算课程目标27.废水生物处理的基本概念和生化反应动力学基础2原理推导课程目标28.活性污泥法6曝气设计计算课程目标29.生物膜法4泥膜法比较课程目标210.稳定塘和污水的土地处理2工艺适用分析课程目标211.化学混凝2混凝特性分析课程目标212.过滤及膜过滤2分离工艺比较课程目标213.脱氮及除磷4设计计算课程目标214.化学氧化及消毒2氧化工艺比较课程目标215.污水的厌氧生物处理4厌氧设计计算课程目标216.污泥的处理与处置2污泥设计计算课程目标317.污水处理厂的设计2平面布置比较课程目标3六、考核方法及成绩评定1.课程目标的考核方式序号课程目标考核内容考核方式11.具有水污染程度和特征的分析能力：要求深刻理解与熟练掌握水污染的物理性指标、化学性指标、生物性指标包含的内容，了解水质评价指标的监测方法及其由此而来的数据的不确定性，建立水质评价指标数据与水质特性之间及未来采取的可能处理工艺之间的相应逻辑关系。污染水的物理性指标、化学性指标、生物性指标包含的内容。BOD、COD的概念、类型及相互关系。SS、PH等水质参数细分分析不同水质污染项目应在哪一工艺去除的分析选择论述型作业期末考试22.具有水污染控制技术的工程知识：掌握废水物理处理、化学处理和生化处理三大工程技术手段中各处理工艺的概念、基本原理和实现方式、熟练掌握设计计算方法，深刻理解不同工艺的设计思想、深刻理解基于不同原理而来的工艺特征和应用方向差异，厚重学生的专业基础知识。各种处理的基本原理及影响因素，包括沉淀分离原理活性污泥净化原理生化反应速率脱氮除磷原理厌氧处理原理生物膜法原理供氧速率影响因素污泥脱水原理化学混凝法原理化学氧化法原理沉淀分离原理人工湿地原理氧化塘原理土地处理原理论述型作业计算型作业期末考试33.具有水污染控制工程的设计能力：掌握水污染控制工程技术的设计能力，包括设计原则确立、水质水量特性分析、基本工艺比选、具体设计计算，材料设备选择，方案编写，方案对比和评价，图纸绘制；在此基础上理解水污染控制技术的设计要点，从整体上形成对设计的认识，提高水污染控制工程设计的实践能力，具有一定的利用工程思维分析和解决问题的能力。各种处理构筑物及配套设备的设计原理、设计参数和运行控制要点，包括：调节池及提升水泵格栅井及格栅初沉池及污泥泵、刮渣机活性污泥法及管道系统供氧量计算及曝气系统生物滤池厌氧反应器污泥浓缩池二沉池论述型作业计算型作业期末考试44.了解水污染综合排放标准、水环境质量标准、回用水水质标准；理解水污染末端治理在水污染控制中的定位。了解水循环周期及水处理技术的经济性对水污染控制的重要性，从而将可持续发展理念渗透入课程本身。掌握水污染、污染物源、污染物等基本概念理解目前主要的水污染物及其影响、危害熟悉，了解水污染防治政策、标准法规论述型作业2.计算型作业评分标准考核内容A（90-100）B（80-89）C（70-79）D（60-69）E（<60）解题的正确性、完整性及整体美观性解题过程正确、完整，逻辑性强，答案正确率超过90%，书写清晰解题过程较正确、完整，逻辑性较强，答案正确率超过80%，书写清晰解题过程较基本正确、完整，答案正确率超过70%，书写较清晰解题过程中存在错误，答案正确率超过60%，书写一般解题过程错误且不完整，答案正确率低于60%参数选择对参数本质理解清晰，参数引用来源清晰，对适用范围和规范上下限有明确认知，数据合理参数数据合理，部分没有明确来源参数数据有少量不合理，没有明确来源参数数据合理率超过70%参数数据选择大部分不合理校核对最不利情况理解清晰，对不同应用情况有校核、校核结果正确对最不利情况理解清晰，对部分同应用情况有校核、校核结果正确对最不利情况了解，对部分同应用情况有校核、校核结果部分全正确对最不利情况有了解，对部分应用情况有校核、校核结果不正确没有校核过程3.论述型作业评分标准考核内容A（90-100）B（80-89）C（70-79）D（60-69）E（<60）知识及概念掌握程度(权重60%)知识及概念掌握全面，运用得当知识及概念掌握较全面，能正确运用知识及概念掌握较全面，能够运用，但没有考虑约束条件知识及概念掌握程度一般，并不能正确运用没有掌握知识及概念，不会运用公式逻辑与结论(权重40%)结论正确、逻辑严谨结论基本