《水污染控制工程》課程教學大綱一、基本信息課程編碼：1061139002英文名稱：WaterPollutionControlsEngineering課程性質：專業必修課學分：4學分學時：64學時開課學期：第五學期開課院系：環境工程與化學學院適用專業：環境工程先修課程：環境化學、工程流體力學、環境工程原理、環境監測二、課程簡介《水污染控制工程》是環境工程學的重要組成部分，是環境工程專業的一門專業核心課程。本課程旨在使學生掌握水處理的基本方法、理論和工藝，熟悉各處理構筑物的工作原理、結構和設計，了解相關水質標準、水污染防治法則和現代技術方法。同時配合實驗、實踐和課程設計等教學環節，培養學生進行水處理工程的規劃、設計、運營與管理工作的能力。三、課程教學目標（一）教學任務本課程的主要任務是通過課堂教學使學生能夠掌握各種水污染控制工程的原理和設計計算，掌握污水處理工程設計的基本程序和方法，能運用掌握的基本理論和方法對實際水污染控制工程問題進行分析和評價，能夠提出有一定參考價值的處理方案，能夠獨立選擇確定污水處理工藝并運用技術工具進行設計計算，初步具備水處理工程的設計、科學研究和開發的能力。（二）課程目標1.課程目標（1）掌握水污染控制工程的基本概念、基本原理及應用范圍和條件，能夠針對水污染控制工程復雜問題運用專業知識進行過程控制與改進（支撐畢業要求1.4）。（2）能應用工程科學基本原理等知識識別及分析水污染控制工程問題的關鍵環節和參數（支撐畢業要求2.3）。（3）能應用基本理論和控制方法進行污水處理的規劃、工程設計、工藝設計、設備選型和研究開發（支撐畢業要求3.1）。2.課程目標對畢業要求的支撐矩陣表1課程目標對畢業要求的支撐矩陣畢業要求二級指標點課程目標（1）（2）（3）1.工程知識：掌握數學、自然科學、工程基礎、環境工程專業知識，并運用其理論和方法解決本專業工程問題1.4掌握環境工程專業知識，能用于復雜環境工程問題，尤其是建材行業污染防治和資源化利用方面解決方案的設計、優化、改進及工程管理和項目咨詢√2.問題分析：能夠應用數學、自然科學和環境工程專業的基本知識與原理，并通過文獻分析研究，識別、判斷、評價復雜環境工程問題，以獲得有效結論2.3能夠應用環境工程專業相關的知識和原理，通過文獻研究，分析具體環境工程問題的影響因素和過程，提出解決方案并獲得有效結論√3.設計/開發解決方案：能夠運用環境工程專業理論和技術，針對復雜環境問題設計解決方案及相應的污染控制工程的系統、單元（部件）或工藝流程，體現創新意識，并能綜合考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環境等因素3.1能夠根據復雜環境工程項目要求，進行單元（部件）、工藝流程和解決方案的設計，尤其是在建材行業污染控制方面√（三）思政元素根據課程性質和教學內容，本課程的思政元素有：可持續發展、生態文明、工匠精神等。四、教學內容及要求表2教學內容、要求與達成章節學時課程目標教學內容教學要求重點難點教學活動達成途徑支撐目標第一章污水水質和污水出路（4）掌握污水主要污染指標和污染物的遷移轉化，了解污水出路與排放標準1.污水性質與污染指標；2.污染物在水體環境中的遷移與轉化；3.污水出路與排放標準1.掌握水體自凈作用的定義、機理，氧垂曲線的方程及其工程指導意義；2.掌握生物指標BOD、COD及BOD/COD的意義；3.了解污水回用領域及水質要求，我國水環境法規與標準【本章重點】污水主要性質和污染指標，污染物在水體環境中的遷移與轉化【本章難點】污水主要指標的表達義和指示作用【課程介紹】本門課程的背景、目的、任務、意義和具體要求；我國在生態文明建設的背景下水污染治理取得的巨大成就【思政元素】可持續發展【課堂講授】污水性質和污染物遷移轉化，以及污水排放標準【習題作業】P13，2、3、4【教學方式】講授\案例分析課堂討論、習題作業、期末考試課程目標1、2第二章污水的物理處理（8）掌握污水物理處理的基本方式、工藝種類、運行原理1.格篩與篩網；2.沉淀的基礎理論3.沉砂池；4.沉淀池；5.隔油池；6.氣浮池1.重點掌握格柵、調節池、平流式沉砂池、沉淀池、平流式隔油池和壓力溶氣浮上法、過濾的工作原理和設計計算；2.熟悉沉淀的類型和沉淀池的形式【本章重點】污水物理處理的基本方式、工藝種類和運行原理【本章難點】沉淀的類型和沉淀的基本原理【課前預習】污水性質和污水出路【思政元素】生態文明【課堂講授】污水物理處理方式、種類和原理【案例分析】洛陽市新區污水處理廠物理化學處理方法【習題作業】P79，1、3、5、6、8【教學方式】講授\案例分析\研討式\翻轉課堂課堂討論、習題作業、期末考試課程目標1、2第三章廢水生物處理的基本概念和生化反應動力學基礎（4）重點掌握廢水生物處理的基本原理和生化反應動力學基礎1.概述；2.污水生物處理基本原理；3.微生物的生長規律和生長環境；4.反應速率和反應級數；5.微生物生長動力學1.重點掌握微生物的呼吸類型、生長規律及其影響因素、米氏方程和莫若特方程；2.掌握生化反應級數的確定方法、廢水好氧處理與厭氧處理的優缺點；3.了解廢水生物處理工程的基本數學模型【本章重點】廢水生物處理的基本概念、基本原理，生化反應動力學基礎【本章難點】生化反應的動力學參數和動力學基礎方程【課前預習】污水的物理處理【課堂講授】廢水生物處理基礎和生化反應動力學基礎【課堂研討】太湖或滇池的生物處理技術【教學方式】講授\研討式課堂討論、習題作業、期末考試課程目標1、2第四章活性污泥法（12）熟悉活性污泥法的工藝種類和形式1.基本概念；2.活性污泥法的發展；3.活性污泥法的數學模型；4.氣體傳遞原理和曝氣裝置；5.去除有機污染物的活性污泥法過程設計；6.脫氮、除磷活性污泥法工藝及其設計；7.活性污泥法系統設計方法的深化；8.二次沉淀池；9.活性污泥法1.熟悉活性污泥法的基本概念和工藝流程、各種運行方式的特點；2.重點掌握活性污泥法的設計計算和影響活性污泥法系統運行的主要因素及作用【本章重點】活性污泥法的基本概念、工藝種類和形式、運行方式和特點【本章難點】活性污泥法過程設計【課前預習】廢水生物處理基礎概念和生化反應動力學基礎【課堂講授】活性污泥法；以洛陽理工學院內固高A/O一體化裝置為案例講授典型的活性污泥工藝【課堂討論】活性污泥法的常見問題解析和解決方案【習題作業】P188，1、3、4、5、6、7【教學方式】講授\案例分析\研討式\翻轉課堂課堂討論、習題作業、期末考試課程目標1、2第五章生物膜法（4）熟悉生物膜法的基本概念、工藝種類和形式以及基本運行特點1.基本原理；2.生物濾池；3.生物轉盤法；4.生物接觸氧化法；5.生物膜法的進展1.了解生物膜法的特點及作用機理、工藝流程；2.熟悉生物膜法的運行方式并與活性污泥法對比；3.掌握生物膜法的工藝特點、基本構筑物的工作狀況、結構及設計【本章重點】生物膜法的基本概念、工藝種類和形式、運行方式和特點【本章難點】生物膜法各工藝類型優缺點和實用性，以及生物膜法與活性污泥法的對比【課前預習】活性污泥法【課堂講授】生物膜法的概念、種類、特點【課堂討論】生物膜法和活性污泥法的比較和適用性分析【習題作業】P245，1、3、7、8、11【教學方式】講授\案例分析\研討式\翻轉課堂課堂討論、習題作業、期末考試課程目標1、2第六章穩定塘和污水的土地處理（4）掌握穩定塘和污水土地處理的凈化機理以及基本形式1.穩定塘；2.污水土地處理；3.人工濕地處理1.掌握穩定塘和污水土地處理系統的凈化機理及基本工藝；2.了解土地處理系統的組成和工藝參數【本章重點】穩定塘和污水土地處理系統的凈化機理以及基本工藝種類特性和適用性【本章難點】污水土地處理系統的種類類型和實用性分析【課前預習】生物膜法【課堂講授】穩定塘和污水土地處理技術的機理以及形式【習題作業】P273，1、2、3、5、6【教學方式】講授\案例分析\研討式\習題作業、期末考試課程目標1、2第七章污水的厭氧生物處理（8）掌握污水厭氧生物處理的基本原理、工藝類型和適用性1.污水厭氧生物處理的基本原理；2.污水的厭氧生物處理工藝；3.厭氧生物處理的設計計算1.了解厭氧和好氧技術的聯合的發展現狀，熟悉厭氧生物處理的基本原理、影響因素；2.重點掌握厭氧生物濾池、厭氧接觸法UASB的工作原理【本章重點】污水厭氧生物處理的基本原理、影響因素、工藝類型和技術發展現狀【本章難點】厭氧生物反應器工藝的種類類型和適用性分析【課前預習】穩定塘和污水土地處理【課堂講授】污水厭氧生物處理原理和工藝種類【課堂討論】污水厭氧生物處理與好氧生物處理的差別與結合【習題作業】P286，2、3、5、6【教學方式】講授\案例分析研討式課堂討論、習題作業、期末考試課程目標1、2第八章污水的化學與物理化學處理（8）掌握污水的化學與物理化學處理的工作原理1.中和法；2.化學混凝法；3.化學沉淀法；4.氧化和還原法；5.吸附法；6.離子交換法；7.萃取法；8.膜析法1.了解污水化學法處理的對象；2.掌握各種化學處理法的工作原理和特點，重點掌握混凝的原理、主要影響因素；3.了解污水物理化學處理法處理對象；4.掌握吸附法、離子交換法、萃取法和膜析法處理的原理，重點掌握膜析法處理的原理、應用和發展趨勢【本章重點】污水化學與物理化學處理技術的種類類型、工作原理以及處理針對的目標物質【本章難點】混凝技術的基本原理和主要影響因素，以及不同污水化學與物理化學處理技術針對的目標物質【課前預習】污水厭氧生物處理【課堂講授】污水化學與物理化學處理方法【習題作業】P346，1、3、4、5、7、9、10【教學方式】講授\案例分析\研討式習題作業、期末考試課程目標1、2第九章城市污水回用（2）熟悉城市污水回用的主要途徑1.回用途徑；2.回用水水質標準；3.污水回用系統；4.回用處理技術；5.污水回用安全措施1.了解城市生活污水深度處理的目的，熟悉城市污水三級處理方法；2.掌握常見含N、P廢水的處理方法，重點掌握生物脫氮除磷的機理、影響因素和處理工藝【本章重點】含N、P廢水的處理方法，重點掌握生物脫氮除磷的機理、影響因素和處理工藝【本章難點】污水三級處理方法【課前預習】污水的化學與物化處理【課堂講授】城市污水的回用；以洛陽理工學院中水站為案例，講授中小型污水處理站的典型工藝流程【習題作業】P362，3【教學方式】講授\案例分析\研討式習題作業、期末考試課程目標1、2、3第十章污泥的處理和處置（6）掌握污泥的處理與處置方法和工藝類型1.污泥的來源、特性及數量；2.污泥的處理工藝；3.污泥的濃縮；4.污泥的穩定；5.污泥的脫水；6.污泥的最終處理1.了解污泥的來源、性質和數量；2.掌握污泥的處理與處置的定義和方法【本章重點】污泥的處理與處置方法和工藝類型【本章難點】污泥處理處置的主要方式和技術瓶頸【課前預習】城市污水回用【課堂講授】污泥的處理處置方法和工藝【課堂討論】污泥處理處置方法瓶頸問題解析和新型處理處置工藝【習題作業】P398，1、2、3、4、5【教學方式】講授\案例分析\研討式\翻轉課堂課堂討論、習題作業、期末考試課程目標1、2、3第十一章污水處理廠的設計（4）熟悉污水處理廠的工藝流程的選擇，以及各構筑物的平面和高程布置1.概述；2.廠址選擇；3.工藝流程選擇確定；4.平面布置與高程布置；5.技術經濟分析；6.污水處理廠運行和控制1.了解選擇污水廠、站時應考慮的問題；2.熟悉污水廠、站處理方法和工藝流程的選擇方法；3.重點掌握污水廠、站的平面和高程布置【本章重點】污水處理廠的工藝流程選擇，以及構筑物的平面和高程布置【本章難點】污水處理廠的設計和計算【課前預習】污泥的處理處置【思政元素】工匠精神【課堂講授】污水處理廠的設計【習題作業】P421，5、6、8【教學方式】講授\案例分析研討式\翻轉課堂課堂討論、習題作業、期末考試課程目標3五、課程考核方式與評分標準（一）考核方式表3課程目標與課程考核方式序號課程目標考核內容考核方式1掌握水污染控制工程的基本概念、基本原理及應用范圍和條件，能夠針對水污染控制工程復雜問題運用專業知識進行過程控制與改進水質指標，水體自凈的概念及原理，污水出路及排放標準，廢水生物處理的基本概念和生化反應動力學基礎，穩定塘和土地處理的基本概念，污水處理技術與方法的基本概念、污泥的理化性質等課堂討論、習題作業、期末考試2能夠應用工程科學基本原理等知識識別及分析水污染控制工程問題的關鍵環節和參數污水物理處理法、化學處理法、物理化學法、生物法以及污泥處理方法與技術的基本原理及其適用條件與范圍課堂討論、習題作業、期末考試3能應用基本理論和控制方法進行污水處理的規劃、工程設計、工藝設計、設備選型和研究開發污水處理工藝流程的確定、單體構筑物的計算、污水回用技術和污水處理廠（站）平面布置和高程布置原則與規范等課堂討論、習題作業、期末考試（二）總成績構成本課程考核由形成性評價（40%）和結果性評價（60%）構成，其中形成性評價包括課堂討論和習題作業兩個部分，分別占總成績的20%和20%，結果性評價以期末考試為主。各考核方式與課程目標對應的關系如表4所示。表4總成績構成表序號課程目標課程目標在各考核方式中的比例課程目標占總成績比例課堂討論習題作業期末考試1掌握水污染控制工程的基本概念、基本原理及應用范圍和條件，能夠針對水污染控制工程復雜問題運用專業知識進行過程控制與改進50%60%60%58%2能夠應用工程科學基本原理等知識識別及分析水污染控制工程問題的關鍵環節和參數30%30%20%24%3能應用基本理論和控制方法進行規劃、工程設計、工藝設計、設備選型和研究開發20%10%20%18%考核方式占總成績比例20%20%60%100%（三）評分標準1．課堂討論評分標準表5課堂討論評分標準課程目標100-90分89-80分79-70分69-60分小于60分課程目標1：掌握水污染控制工程的基本概念、基本原理及應用范圍和條件，能夠針對水污染控制工程復雜問題運用專業知識進行過程控制與改進全面掌握水污染控制工程的基本概念和基本原理，非常熟悉水污染控制技術的特點及適用范圍與條件，思路非常清晰，表達完全準確，有較好的創新性掌握水污染控制工程的基本概念和基本原理，熟悉水污染控制技術的特點及適用范圍與條件，思路清晰，表達準確，有一定創新性基本掌握水污染控制工程的基本概念和基本原理，較為熟悉水污染控制技術的特點及適用范圍，思路較為清晰，表達較為準確基本掌握水污染控制工程的基本概念和基本原理，熟悉大部分水污染控制技術的特點及適用范圍，表達基本準確對水污染控制工程的基本概念和基本原理掌握不全面，不理解水污染控制技術的特點及適用范圍與條件，思路不清晰，表述不正確課程目標2：能夠應用工程科學基本原理等知識識別及分析水污染控制工程問題的關鍵環節和參數能夠合理分析水污染控制工程問題的關鍵環節與參數，思路清晰，表達完全準確，有較好的創新性能夠合理分析水污染控制工程問題的關鍵環節與參數，思路清晰，表達準確，有一定創新性能夠分析水污染控制工程問題的關鍵環節與參數，思路較為清晰，表達較為準確能夠分析水污染控制工程問題的關鍵環節與參數，表達基本準確不能分析水污染控制工程問題的關鍵環節與參數，思路不清晰，表述不正確課程目標3：能應用基本理論和控制方法進行規劃、工程設計、工藝設計、設備選型和研究開發能夠對實際水污染控制工程問題提出合理的解決方案，思路清晰，表達準確，有較好的創新性能夠對實際水污染控制工程問題提出合理的解決方案，思路清晰，表達準確，具有一定創新性針對實際水污染控制工程問題提出較為合理的解決方案，思路較為清晰，表達較為準確針對實際水污染控制工程問題提出的解決方案基本合理，表達基本準確不理解實際水污染控制工程問題，思路不清晰，表述不正確2．習題作業評分標準表6習題作業評分標準課程目標100-90分89-80分79-70分69-60分小于60分課程目標1：掌握水污染控制工程的基本概念、基本原理及應用范圍和條件，能夠針對水污染控制工程復雜問題運用專業知識進行過程控制與改進完全掌握水污染控制工程的基本原理和基本概念，計算結果正確，參數選擇合理，步驟清晰完整掌握水污染控制工程的基本原理和基本概念，計算結果正確，參數合理，步驟完整基本掌握水污染控制工程的基本原理和基本概念，計算結果基本正確，參數選擇較為合理，步驟較為完整掌握大部分水污染控制工程的基本原理和基本概念，計算結果基本正確，參數選擇基本合理未掌握水污染控制工程的基本原理和基本概念，計算結果有誤課程目標2：能夠應用工程科學基本原理等知識識別及分析水污染控制工程問題的關鍵環節和參數能夠準確識別分析水污染控制工程問題的關鍵環節和參數，計算結果正確，參數選擇合理，步驟清晰完整能夠準確識別分析水污染控制工程問題的關鍵環節和參數，計算結果正確，參數合理，步驟完整能夠識別分析水污染控制工程問題的關鍵環節和參數，計算結果基本正確，參數選擇較為合理，步驟較為完整基本能夠識別分析水污染控制工程問題的環節和參數，計算結果基本正確，參數選擇基本合理不能夠識別水污染控制工程問題的關鍵環節和參數，計算結果有誤課程目標3：能應用基本理論和控制方法進行規劃、工程設計、工藝設計、設備選型和研究開發能針對水污染控制工程復雜問題進行完整的規劃、設計及設備選型，設計方案規范，計算結果正確，參數選擇合理，步驟清晰完整能針對水污染控制工程復雜問題進行較為完整的規劃、設計及設備選型，設計方案較為規范，計算結果正確，參數合理，步驟完整能針對水污染控制工程復雜問題能進行規劃、設計及設備選型，設計方案較為規范，計算結果基本正確，參數選擇較為合理，步驟較為完整能針對水污染控制工程復雜問題進行大部分的規劃、設計及設備選型，設計方案基本規范，計算結果基本正確，參數選擇基本合理不能夠針對水污染控制工程復雜問題進行規劃、設計