《水污染控制工程及设备》课程教学大纲（本科）.docx

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1、水污染控制工程及设备Water Pollution Control Engineering and Equipment课程代码：22410040学 分：4学 时：64 （其中：讲课学时：64,实验学时：0,上机学时：0,课外学时：0）先修课程：环境微生物学、环境工程原理、环境化学基础等适用专业：环保设备工程教 材：水污染控制工程及设备，吴向阳等，中国环境出版社，2015年。一、课程性质与课程目标（一）课程性质水污染控制工程及设备是本科环保设备工程专业的主干课程之一，是一门专业必修课程，在 培养目标中占有十分重要的地位。通过该门课程的学习，使学生系统地掌握水污染控制的基本原理与 工程技术知识，为

2、日后从事水污染控制领域相关的工程设计、环保设备研发、科学研究等打下基础。（二）课程目标课程目标1:掌握水污染控制的基础知识和污水物理处理、化学处理、物化处理及生物处理的基 本原理，能将水污染控制的基础知识和基本原理用于水污染问题的阐述与解决中；课程目标2：掌握污水处理单元构筑物（如格栅、沉砂池、沉淀池、气浮池、曝气池、生物滤池、 污泥浓缩池等）的基本构造、工作原理与设计方法，具有污水处理单元构筑物选型、设计与计算的基 本能力；课程目标3：掌握污水处理工艺方案的设计原理，具有分析和解决水污染实际问题的能力，具有 基本的污水处理工艺方案设计能力；课程目标4： 了解水污染控制技术的发展状况与研究热点

3、，并能就水污染热点问题进行分析讨论, 在查阅文献基础上提出合理可行的解决方案与预防措施，表达个人见解；课程目标5：培养和锻炼学生资料查阅能力、文献总结与综述写作能力、表达能力以及团队合作 能力。（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支撑专业培养计划中毕业要求指标点1-4、2-2、2-3、3-1、3-2与10-4。1 .毕业要求1-4：掌握工程基础和专业知识，并能够应用于解决复杂环保设备工程问题。2 .毕业要求2-2：能正确表达环保设备工程问题的解决方案，并能研究文献寻找可替代的解决方 案；3 .毕业要求2-3能运用基本原理证实解决复杂环保设备工程问题方案的合理性。4 .毕业要求3-

4、1：能够针对复杂环保设备工程问题比较和选择合理的系统或工艺流程；5 .毕业要求3-2：能够针对环保设备工程问题提出具有一定创新意识的解决方案。6 .毕业要求10-4： 了解环保设备工程专业及其相关领域的国际状况，并能就相关问题发表个人 见解。课程目标毕业要求指课程目标1课程目标2课程目标3课程目标4课程目标5毕业要求1-4qq毕业要求2-2q毕业要求2-3毕业要求3-1q毕业要求3-24毕业要求10-4二、课程内容与教学要求第一章绪论（一）教学内容1、水资源与水循环；2、水污染及水污染控制；3、水污染处理设备及分类（二）教学要求了解水的自然循环和社会循环以及社会循环对自然循环的影响；了解水体的

5、自净作用及污染物在 不同水体中的迁移转化现象；掌握水体污染的基本概念与水中污染物的种类及表征方式；了解水污染 控制的标准和基本途径；熟悉水污染控制方法的分类、含义及其常用方法；熟悉污水处理系统的基本 概念与分类，掌握城市污水处理的典型流程；熟悉水污染控制中涉及的处理设备；能用专业知识正确 表述水污染问题及解决方案。（三）重点与难点1 .重点：水体污染的基本概念；污水水质的含义及表征；污水处理系统的含义与分类；城市污 水处理的基本流程。2 .难点：水污染控制方法分类及典型的城市污水处理流程。第二章物理处理法（-）教学内容1、均化法；2、格栅和筛网；3、沉淀的基础理论；4、沉砂池；5、沉淀池；6、

6、隔油池。（二）教学要求了解污水均化的目的和均化设施；了解格栅和筛网的作用及种类，掌握格栅的设计计算；了解沉 淀类型，理解沉淀池的工作原理；了解沉砂池的作用，熟悉各类沉砂池的构造、工作原理与特点，掌 握平流式沉砂池的设计计算；熟悉各类沉淀池的构造、工作原理及特点，掌握沉淀池设计的一般原则、 主要参数及方法；了解隔油池的作用、构造及工作原理。具有基本的设计计算与开发沉淀处理单元设 备的能力，能将沉淀理论应用到沉淀实验的设计与结果解释中，具有分析和解决污水沉淀问题的能力。（三）重点和难点1 .重点：格栅的设计与计算；沉淀的基础理论；沉淀池的构造、工作原理及设计。2 .难点：沉淀的基础理论；沉淀池的强

7、化与改进。第三章化学处理法（-）教学内容1、化学混凝法；2、中和法；3、化学沉淀法；4、氧化-还原法；5、电解法。（二）教学要求了解胶体的双电层结构及其保持稳定性的原因，掌握混凝机理及影响混凝效果的主要因素，了解 混凝剂和助凝剂的概念、种类和作用；熟悉化学混凝工艺工程和设备；熟悉酸性废水与碱性废水的中和处理法；了解常用的化学沉淀法和沉淀剂，掌握化学沉淀法的基本原理，熟悉氢氧化物和硫化物沉 淀法，了解化学沉淀法在废水处理中的应用；掌握氧化/还原法的基本原理，熟悉常用的氧化剂与还 原剂，了解氧化/还原法在废水处理中的应用以及处理设备；熟悉电解法除污染的机理，了解电解法 在污水处理中的应用。根据待处

8、理的污水水质，具有运用化学处理法基本知识解决水污染问题的能力, 具有独立设计、开展混凝等实验的能力。（三）重点和难点3 .重点：混凝机理及影响混凝效果的因素；酸性废水的中和处理；氢氧化物沉淀法。4 .难点：混凝的机理。第四章物理化学处理法（-）教学内容1、吸附法；2、离子交换法；3、气浮法；4、膜分离法；5、萃取法。（二）教学要求掌握吸附机理及影响吸附效果的主要因素，了解常用吸附剂的种类及特性，熟悉吸附工艺和设备; 掌握离子交换的原理、离子交换剂的主要性能指标和离子交换柱的工作过程，了解离子交换剂的类型 与选用，熟悉离子交换工艺和设备；掌握气浮法的基本原理，了解气浮工艺及应用特点，掌握加压溶

9、气气浮法工艺流程与系统组成；掌握膜分离法的概念及分类，熟悉渗析法、电渗析法、反渗透法和超 滤法四种膜分离法原理与装置；理解萃取的基本原理和过程，了解萃取工艺过程及其设备。根据污水 水质，具有运用物理化学处理法基本知识解决水污染问题的能力，具有独立设计、开展相关水处理实 验的能力。（三）重点和难点1 .重点：吸附机理、影响吸附效果的主要因素、吸附工艺和设备；气浮法的基本原理和加压溶 气气浮法流程及系统的组成；膜分离法工艺与设备。2 .难点：吸附塔的工作过程；气浮法的基本原理与加压容器气浮系统的设计。第五章生物处理基础（-）教学内容1、微生物基础；2、动力学基础；3、污水生物处理；4、污水的可生化

10、性。（二）教学要求了解微生物的呼吸类型，掌握微生物的生长规律和生长环境；熟悉酶促反应动力学方程式的含义 与意义，掌握反映微生物增长速度和微生物本身浓度、底物浓度之间关系的Monod方程及底物降解动 力学方程式，理解微生物净增长与底物降解的关系；了解污水生物处理的对象及类型，掌握有机物的 好氧与厌氧生物降解过程及特点；了解污水可生化性的含义及主要评价方法。具有运用污水生物处理 基础知识分析和解决水污染问题的能力，具有独立设计、开展污水生物处理实验的能力。（三）重点和难点1 .重点：微生物的呼吸类型；Monod方程及底物降解动力学方程式，微生物净增长与底物降解 的关系；有机物的好氧与厌氧生物降解过

11、程及特点。2 .难点：微生物增长动力学与底物降解动力学；污水可生化性的含义。第六章活性污泥法（一）教学内容1、活性污泥法基本原理；2、活性污泥法参数；3、曝气原理与曝气系统；4、活性污泥法工艺类型；5、活性污泥法工艺设计。（二）教学要求掌握活性污泥的性状与组成，熟悉活性污泥法基本流程；理解活性污泥降解污水中有机物的过程; 熟悉活性污泥法主要参数及其工程意义；掌握氧传递原理与影响因素；了解曝气设备及其性能指标； 掌握曝气池的构造与工艺布置；熟悉活性污泥法的常用工艺类型；掌握活性污泥法系统的设计与计算。 具有运用活性污泥法基本理论和基础知识分析和解决污水处理实际问题的能力，具有独立开展相关污 水处

12、理实验的能力。（三）重点和难点1 .重点：活性污泥法基本原理；活性污泥法参数；氧传递原理与影响因素；曝气池的构造与工 艺布置；活性污泥法系统的设计与计算。2 .难点：污泥负荷的意义；氧传递原理与影响因素；曝气池的工艺布置；活性污泥法系统的设计与计算。第七章生物膜法（-）教学内容1、生物膜法的基本原理2、生物滤池；3、生物接触氧化法；4、生物转盘；5、生物流化床。（二）教学要求掌握生物膜法的工作原理及处理效果影响因素；熟悉生物滤池的构造及影响生物滤池性能的因 素，了解生物滤池法的工艺流程和生物滤池类型及特点，掌握生物滤池系统的功能设计；掌握生物接 触氧化法基本流程、特点与接触氧化池的形式，掌握接

13、触氧化池的构造与设计计算；掌握生物转盘的 构造及其工作原理，了解生物转盘在污水处理中的应用；了解生物流化床的工作原理与类型。具有运 用生物膜法基本原理和基础知识分析和解决污水处理实际问题的能力。（三）重点和难点1 .重点：生物膜法的基本原理；生物滤池与生物接触氧化法工作原理与设计。2 .难点：生物滤池与生物接触氧化池的设计。第八章厌氧生物处理法（一）教学内容1、基本原理；2、厌氧生物处理设备；3、厌氧生物处理系统的设计；4、厌氧与好氧生物处理联用工艺。（二）教学要求掌握厌氧生物处理的基本原理及影响厌氧生物处理的主要因素；了解厌氧生物处理的常用方法与 设备；掌握厌氧生物处理系统的设计；掌握儿种厌

14、氧与好氧生物处理联用工艺流程。具有综合运用好 氧生物处理和厌氧生物处理基本原理和基础知识分析和解决水污染控制实际问题的能力，具有设计解 决特定水环境问题的系统、单元（部件）或工艺流程的基本能力。（三）重点和难点1 .重点：厌氧生物处理的基本原理及影响厌氧生物处理的主要因素；厌氧生物处理系统的设计; 厌氧与好氧联用工艺。2 .难点：厌氧生物处理的基本原理；厌氧反应器的设计。第九章自然净化处理（-）教学内容1 稳定塘；2、土地处理系统；3、人工湿地系统。（二）教学要求掌握稳定塘的工作原理及类型，了解稳定塘的规划设计；了解污水土地处理法的工作原理和工艺 类型；了解人工湿地的净化机理与类型。具有应用稳

15、定塘和污水土地处理的基本原理和基础知识分析 和解决水污染问题的能力。（三）重点和难点1 .重点：稳定塘和污水土地处理法的净化机理。2 .难点：稳定塘和污水土地处理法的净化机理。第十章污泥的处理和处置（-）教学内容1、污泥的来源、性质和数量；2、污泥的处置及其前处理；3、污泥浓缩，稳定，调理，脱水。（二）教学要求了解污泥的来源、性质及主要指标，掌握污泥量的计算和污泥浓缩池的设计计算；了解污泥的处 置方法和前处理过程；了解污泥浓缩与脱水的方法及作用、厌氧消化与加药调理的作用及污泥干燥与 焚化设备的选择。具有运用污泥处理与处置的基本原理与基础知识设计污泥处理工艺方案的能力。（三）重点和难点1 .重点

16、：污泥量的计算和污泥浓缩池的设计计算。2 .难点：污泥浓缩、稳定与调理的原理。三、学时分配及教学方法章教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课程目标课堂 教学实验上机课程 实践小计第一章22讲授法1、5第二章1010讲授法+演示法1、2、3第三章88讲授法+研究型教学法1、2、3第四章88讲授法+演示法1、2、3第五章44讲授法1第六章1212讲授法+研究型教学法1、 2、 3、 4第七章66讲授法+演小法1、2、3第八章66讲授法1、 2、 3、 4第九章44讲授法+演示法1、 2、 3、 4第十章44讲授法+演示法1、 2、 3、 5合计6464四、课程考核考核方式考核要求考核权重备注平时作

17、业不小于5次，问题分析全面、回答完整，独立完成，能发表独立见解30%课堂表现回答问题、出勤、讨论参与等10%期末考试闭卷60%五、参考书目及学习资料1、水污染控制工程（下册），高廷耀等，高等教育出版社，2007年第三版。2、废水处理工程，唐受印等，化学工业出版社，2004年第二版。3、排水工程（下），张自杰，中国建筑工业出版社，2015年第五版。4、水污染控制工程，彭党聪，冶金工业出版社，2010年第三版。5、 Wastewater Engineering Treatment and Reuse. Metcalf & Eddy Inc. Boston: McGraw-Hill, 2003, 4th ed.六、大纲说明1、有专门的课程实验水污染控制工程实验配合课程教学，安排有絮凝沉淀、化学混凝、气 浮、吸附和曝气设备曝气性能测定5个必做实验项目，具体内容和要求参考实验教学大纲，以加深对 课程内容的理解。2、每章布置若干作业题或思考题，巩固课堂内容。2017年9月18日