福大水污染控制工程教学大纲

水污染控制工程教学大纲一、课程中英文名称中文名称：水污染控制工程英文名称：WaterPollutionControlEngineering二、授课对象与学时授课对象：环境工程专业学生总学时：99，其中实验（上机）22学时，另外课程设计单独2周三、本课程与其他课程的联系先修课程：物理化学，化工原理，环境监测，环境微生物学后续课程环保设备基础，废水处理新技术，毕业设计四、课程的教学目的本课程教学目的是掌握扎实的水污染控制领域相关基础知识；培养学生对各种废水处理方法的理解及应用能力，并具有初步的设计能力和实操能力；着重培养学生学以致用的良好素质。具体为：1)基本掌握排水沟道系统的功能、结构和规划设计原理；2)掌握排水沟道系统的水量计算和水力计算的理论和方法；3)系统完整地学习和掌握污水处理的基本概念、工程设计和运行管理的基础理论和方法；4)初步掌握污水物理及生物处理的设计、计算及运行管理方面的基本技能；5)培养学生对污水处理工程基础理论的理解、掌握和分析运用能力，初步具备进行污水处理的科学研究能力。6)通过课程设计，能够独立进行城市和工业企业排水沟道工程的规划设计，城市污水和工业废水处理厂的工艺优选和技术设计，编制工程设计文件。五、课程教学的主要内容1污水水质指标和污水出路（2学时）知识点：污染指标、BOD与COD之间的关系、污染物在水体中的迁移与转化规律重点：污染指标、BOD与COD之间的关系、污染物在水体中的迁移与转化规律、污水回用难点：掌握水污染的常用指标及其相互关系，掌握水体的自净规律2污水的物理处理（14学时）2.1格栅和筛网（2学时）知识点：隔栅和筛网的作用和设计计算、隔栅的分类、筛网的分类与作用、国内外格栅和筛网的发展情况重点：隔栅和筛网的作用和设计计算、筛网的分类与作用、筛网的分类与作用难点：隔栅和筛网设计计算和选择及其性价比比较2.2沉淀的基础理论（2学时）知识点:沉淀的基本原理、理想沉淀池、自由沉淀曲线和絮凝沉淀曲线。重点:自由沉淀曲线和絮凝沉淀曲线。难点:自由沉淀曲线和絮凝沉淀曲线。2.3沉砂池（2学时）知识点:沉砂池重点：沉砂池的作用、分类、特点和设计。难点:平流式沉淀池和曝气沉砂池的特点和设计。2.4沉淀池（2学时）知识点:平流式、竖流式和辐流式沉淀池的结构和设计、斜板式沉淀池的原理、结构和设计，澄清池、隔油和破乳。重点:平流式、竖流式和辐流式沉淀池的结构和设计、斜板式沉淀池的原理、结构和设计，破乳的原理和方法。难点:平流式沉淀池的结构、斜板式沉淀池的原理、结构和设计。2.5隔油和破乳（2学时）知识点:隔油池的构造、类别，破乳方法重点：隔油池的型式与构造、乳化油的主要来源、破乳方法及各种方法的优缺点。难点:掌握隔油池的形式与构造，并了解破乳剂在废水处理中的重要性。2.6气浮（4学时）知识点:气浮的概念、基本原理、气浮法的类型及原理、溶气气浮法的原理和装置、化学药剂的选用。重点：气浮的概念、基本原理、气浮法的类型及原理、溶气气浮法的原理和装置、化学药剂的选择及其对气浮效果的影响。难点:气浮法的有缺点比较；絮凝剂、浮选剂等部分化学药剂的物化性质。3污水的化学处理（12学时）3.1化学混凝法（6学时）知识点:胶体的结构、混凝的原理、混凝剂、混凝的设备重点:胶体的结构、ζ电位、混凝的原理、影响因素、混凝剂的种类、混凝的设备：配药系统、混合设备、反应设备。难点:混凝剂的选择及其混凝设备的方案选择与设计。3.2中和法（2学时）知识点:中和法处理废水特点、化学药剂的种类重点:酸性废水的中和处理方法及常用的化学药剂、化学药剂的投药量计算。难点:常用化学中和药剂的主要性状指标。3.3化学沉淀法（2学时）知识点:化学沉淀原理、分类重点:化学沉淀法的基本原理、化学沉淀法的分类、相应的化学药剂及其应用领域。难点:沉淀剂的选择及相关处理方案设计。3.4氧化还原法（2学时）知识点:氧化还原法的基本原理及相应的化学药剂重点:氧化还原法的基本原理、化学氧化剂及相应的氧化方法、化学还原剂及相应的还原方法。难点:能结合废水的特点设计出相应的处理方案。4污水的吸附法、离子交换法、萃取法和膜析法处理（10学时）4.1吸附法（4学时）知识点:吸附基本原理、Langmuir等温式、Freundlich等温式、吸附剂种类、吸附剂再生重点:单组分吸附机理及分类、吸附剂的种类、吸附和再生（解吸）、影响吸附的因素、吸附工艺和设备。难点:能根据实际的废水性质设计相关的吸附处理方案。4.2离子交换法（2学时）知识点:离子交换法的基本原理、离子交换剂种类及其再生重点:离子交换剂的命名和型号；离子交换树脂的性能及其选择、保存、使用和鉴别。难点:能结合水质的特点设计出相应的离子交换处理方案。4.3萃取法（2学时）知识点:萃取工艺、萃取剂重点:萃取剂的种类及其选用要求；萃取工艺设备的种类、结构和特点。难点:学以致用，能利用所掌握的萃取剂的种类及其选用要求和萃取工艺设备的种类、结构、特点，根据实际的废水性质设计相关的处理方案。4.4膜析法（4学时）知识点:电渗析、反渗透及相应的膜材料重点:电渗析、反渗透的原理及膜的种类、结构和特点；电渗析装置、反渗透装置。难点:掌握电渗析、反渗透的原理；了解电渗析装置、反渗透装置，并比较二者的优缺点。5.废水生物处理的基本概念和生化反应动力学基础(计划时数10)知识点：重点掌握微生物生长规律及其环境影响。废水的好氧生物与厌氧生物处理基本理论。废水生物处理生化反应的基本模式。一般了解微生物代谢及其营养和呼吸、生物酶生化动力学的基本方程式。教学方法讲课本章对学生的要求着重了解微生物的代谢、营养和呼吸过程与公式。认识微生物生长的基本规律及其影响因素。认识废水生物处理的基本生物种群。废水生物处理工程的基本数学模式。6.活性污泥法(计划时数18)知识点：重点掌握活性污泥法的基本概念，包括活性污泥法基本流程，活性污泥降解有机物过程、曝气原理与曝气池、曝气方法与类型划分、活性污泥法设计计算及其相关的参数、活性污泥的膨胀及其控制技术、二次沉淀池的构造与计算的基本方法。一般了解活性污泥的发展与演变、运行与设计中相关基本参数要点及其概念。教学方法讲课+实验本章对学生的要求对活性泥法的基本概念和工艺流程系统了解、掌握设计计算的基本方法。7.生物膜法(计划时数8)知识点：重点掌握①掌握生物膜法的基本概念和基本流程。②掌握生物滤池构造，运行基本参数及其计算方法。③对生物转盘和生物接触氧化池的构造和运行方式有深入了解。一般了解对生物膜，生物填料的结构和组装方式要有较系统的了解。教学方法讲课+讨论本章对学生的要求①掌握生物膜法的基本概念及其流程。②掌握生物膜法的构造、运行基本参数及其计算方法。③总结生物膜法的特点有其创新的方向。8.厌氧生物处理(计划时数4)知识点：重点掌握①厌氧生物处理概念与机理。②现代厌氧生物处理的主要工艺技术。③厌氧生物处理方法的改进与创新。一般了解①厌氧生物处理的发展概况。②了解厌氧生物处理的最新技术工艺。教学方法①讲课、讨论。②参观实验室和相关的工艺技术本章对学生的要求①理解厌氧生物处理的机理。②了解厌氧生物处理最新的技术工艺。③对厌氧生物处理的优缺点有全面的认识。六实验教学(22学时)知识点：①沉淀理论、曝气设备充氧能力、验证活性碳吸附和混凝理论；②河流断面监测与水环境容量计算；③城市生活污水、小区生活污水、工业废水处理设计实验。能力点：分析问题解决问题和工艺设计能力。素质点：解决问题意识、合作精神与工艺设计。教学方法：现场教学、讨论教学。七参观实习与课程设计(1周)知识点：①工艺流程、构筑物及机械设备、污水处理厂运行及管理、污泥系统运行、仪器仪表与自动化控制；②工艺流程选择、平面图设计、高程图设计、主要构筑物设计、计算书编写、说明书编写、图件CAD绘制。能力点：工艺设计和计算书、说明书规范化编写。素质点：制定工艺技术方案、独立进行工程设计。教学方法：现场教学、案例教学。八、教材和主要参考资料教材使用与建设:团队近年来加强了教材立体化建设力度。《水污染控制工程》多年来使用同济大学高廷耀、顾国维编写、由高等教育出版社出版的面向21世纪的教材。同时，在总结经验、学习引进的基础上，已自编印刷了课程延伸教材——《环保设备》(已使用6届)。团队拟于2008年出版一本由3名主讲教师共同编写的具有我省特色的《水污染控制工程》教材。自行编制印刷了实践环节丛书1套，自编了水污染控制工程题库1套(含各类题目1000多条)，制作了网络课件1套，多媒体课件2套。扩充性资料使用：除了上述教材外，团队还选用10多套教辅读物，如：高等教育出版社的《环境工程微生物学》、同济大学出版社《工业废水污染防治》、中国建筑工业出版社《排水工程》上下册（第四版）和中国建工出版社出版的《室外排水设计规范》、McGraw-HillCompanies,Inc出版的《WastewaterEngineering：TreatmentandReuse(FourthEdition)》和《IndustrialWaterPollutionControl(ThirdEdition)》等。其中外文原版教材作为辅助读物，既提高了学生外语阅读水平，又使学生接触到本专业的国外动态，极大地提高了学生的学习兴趣。实验教材的教学效果：该课程配套的实验教材——《水污染控制工程实验》，由同济大学章非娟教授主编（高等教育出版社出版），是国内第一本水污染控制工程实验教材。另外，根据课程情况，部分实验教材由指导老师自编。实践性教学环境：实践教学是工科类学科的重要教学手段。每年的课程实习、生产实习、毕业实习内容均进行适当更新。联系运用专业领域新技术的污水厂(站)等作为实践基地，使学生在实践中也能了解专业技术的最新发展动态。近年来，积极创建校内外的实习基地，目前已达23家。为了帮助学生了解各种构筑物的内部结构和使用原理，提高教学质量和教学效果，采用教学模型辅助教学的方法