水污染控制工程教學(xué)大綱一、課程中英文名稱中文名稱：水污染控制工程英文名稱：WaterPollutionControlEngineering二、授課對象與學(xué)時授課對象：環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生總學(xué)時：99，其中實驗（上機(jī)）22學(xué)時，另外課程設(shè)計單獨(dú)2周三、本課程與其他課程的聯(lián)系先修課程：物理化學(xué)，化工原理，環(huán)境監(jiān)測，環(huán)境微生物學(xué)后續(xù)課程環(huán)保設(shè)備基礎(chǔ)，廢水處理新技術(shù)，畢業(yè)設(shè)計四、課程的教學(xué)目的本課程教學(xué)目的是掌握扎實的水污染控制領(lǐng)域相關(guān)基礎(chǔ)知識；培養(yǎng)學(xué)生對各種廢水處理方法的理解及應(yīng)用能力，并具有初步的設(shè)計能力和實操能力；著重培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的良好素質(zhì)。具體為：1)基本掌握排水溝道系統(tǒng)的功能、結(jié)構(gòu)和規(guī)劃設(shè)計原理；2)掌握排水溝道系統(tǒng)的水量計算和水力計算的理論和方法；3)系統(tǒng)完整地學(xué)習(xí)和掌握污水處理的基本概念、工程設(shè)計和運(yùn)行管理的基礎(chǔ)理論和方法；4)初步掌握污水物理及生物處理的設(shè)計、計算及運(yùn)行管理方面的基本技能；5)培養(yǎng)學(xué)生對污水處理工程基礎(chǔ)理論的理解、掌握和分析運(yùn)用能力，初步具備進(jìn)行污水處理的科學(xué)研究能力。6)通過課程設(shè)計，能夠獨(dú)立進(jìn)行城市和工業(yè)企業(yè)排水溝道工程的規(guī)劃設(shè)計，城市污水和工業(yè)廢水處理廠的工藝優(yōu)選和技術(shù)設(shè)計，編制工程設(shè)計文件。五、課程教學(xué)的主要內(nèi)容1污水水質(zhì)指標(biāo)和污水出路（2學(xué)時）知識點(diǎn)：污染指標(biāo)、BOD與COD之間的關(guān)系、污染物在水體中的遷移與轉(zhuǎn)化規(guī)律重點(diǎn)：污染指標(biāo)、BOD與COD之間的關(guān)系、污染物在水體中的遷移與轉(zhuǎn)化規(guī)律、污水回用難點(diǎn)：掌握水污染的常用指標(biāo)及其相互關(guān)系，掌握水體的自凈規(guī)律2污水的物理處理（14學(xué)時）2.1格柵和篩網(wǎng)（2學(xué)時）知識點(diǎn)：隔柵和篩網(wǎng)的作用和設(shè)計計算、隔柵的分類、篩網(wǎng)的分類與作用、國內(nèi)外格柵和篩網(wǎng)的發(fā)展情況重點(diǎn)：隔柵和篩網(wǎng)的作用和設(shè)計計算、篩網(wǎng)的分類與作用、篩網(wǎng)的分類與作用難點(diǎn)：隔柵和篩網(wǎng)設(shè)計計算和選擇及其性價比比較2.2沉淀的基礎(chǔ)理論（2學(xué)時）知識點(diǎn):沉淀的基本原理、理想沉淀池、自由沉淀曲線和絮凝沉淀曲線。重點(diǎn):自由沉淀曲線和絮凝沉淀曲線。難點(diǎn):自由沉淀曲線和絮凝沉淀曲線。2.3沉砂池（2學(xué)時）知識點(diǎn):沉砂池重點(diǎn)：沉砂池的作用、分類、特點(diǎn)和設(shè)計。難點(diǎn):平流式沉淀池和曝氣沉砂池的特點(diǎn)和設(shè)計。2.4沉淀池（2學(xué)時）知識點(diǎn):平流式、豎流式和輻流式沉淀池的結(jié)構(gòu)和設(shè)計、斜板式沉淀池的原理、結(jié)構(gòu)和設(shè)計，澄清池、隔油和破乳。重點(diǎn):平流式、豎流式和輻流式沉淀池的結(jié)構(gòu)和設(shè)計、斜板式沉淀池的原理、結(jié)構(gòu)和設(shè)計，破乳的原理和方法。難點(diǎn):平流式沉淀池的結(jié)構(gòu)、斜板式沉淀池的原理、結(jié)構(gòu)和設(shè)計。2.5隔油和破乳（2學(xué)時）知識點(diǎn):隔油池的構(gòu)造、類別，破乳方法重點(diǎn)：隔油池的型式與構(gòu)造、乳化油的主要來源、破乳方法及各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。難點(diǎn):掌握隔油池的形式與構(gòu)造，并了解破乳劑在廢水處理中的重要性。2.6氣浮（4學(xué)時）知識點(diǎn):氣浮的概念、基本原理、氣浮法的類型及原理、溶氣氣浮法的原理和裝置、化學(xué)藥劑的選用。重點(diǎn)：氣浮的概念、基本原理、氣浮法的類型及原理、溶氣氣浮法的原理和裝置、化學(xué)藥劑的選擇及其對氣浮效果的影響。難點(diǎn):氣浮法的有缺點(diǎn)比較；絮凝劑、浮選劑等部分化學(xué)藥劑的物化性質(zhì)。3污水的化學(xué)處理（12學(xué)時）3.1化學(xué)混凝法（6學(xué)時）知識點(diǎn):膠體的結(jié)構(gòu)、混凝的原理、混凝劑、混凝的設(shè)備重點(diǎn):膠體的結(jié)構(gòu)、ζ電位、混凝的原理、影響因素、混凝劑的種類、混凝的設(shè)備：配藥系統(tǒng)、混合設(shè)備、反應(yīng)設(shè)備。難點(diǎn):混凝劑的選擇及其混凝設(shè)備的方案選擇與設(shè)計。3.2中和法（2學(xué)時）知識點(diǎn):中和法處理廢水特點(diǎn)、化學(xué)藥劑的種類重點(diǎn):酸性廢水的中和處理方法及常用的化學(xué)藥劑、化學(xué)藥劑的投藥量計算。難點(diǎn):常用化學(xué)中和藥劑的主要性狀指標(biāo)。3.3化學(xué)沉淀法（2學(xué)時）知識點(diǎn):化學(xué)沉淀原理、分類重點(diǎn):化學(xué)沉淀法的基本原理、化學(xué)沉淀法的分類、相應(yīng)的化學(xué)藥劑及其應(yīng)用領(lǐng)域。難點(diǎn):沉淀劑的選擇及相關(guān)處理方案設(shè)計。3.4氧化還原法（2學(xué)時）知識點(diǎn):氧化還原法的基本原理及相應(yīng)的化學(xué)藥劑重點(diǎn):氧化還原法的基本原理、化學(xué)氧化劑及相應(yīng)的氧化方法、化學(xué)還原劑及相應(yīng)的還原方法。難點(diǎn):能結(jié)合廢水的特點(diǎn)設(shè)計出相應(yīng)的處理方案。4污水的吸附法、離子交換法、萃取法和膜析法處理（10學(xué)時）4.1吸附法（4學(xué)時）知識點(diǎn):吸附基本原理、Langmuir等溫式、Freundlich等溫式、吸附劑種類、吸附劑再生重點(diǎn):單組分吸附機(jī)理及分類、吸附劑的種類、吸附和再生（解吸）、影響吸附的因素、吸附工藝和設(shè)備。難點(diǎn):能根據(jù)實際的廢水性質(zhì)設(shè)計相關(guān)的吸附處理方案。4.2離子交換法（2學(xué)時）知識點(diǎn):離子交換法的基本原理、離子交換劑種類及其再生重點(diǎn):離子交換劑的命名和型號；離子交換樹脂的性能及其選擇、保存、使用和鑒別。難點(diǎn):能結(jié)合水質(zhì)的特點(diǎn)設(shè)計出相應(yīng)的離子交換處理方案。4.3萃取法（2學(xué)時）知識點(diǎn):萃取工藝、萃取劑重點(diǎn):萃取劑的種類及其選用要求；萃取工藝設(shè)備的種類、結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。難點(diǎn):學(xué)以致用，能利用所掌握的萃取劑的種類及其選用要求和萃取工藝設(shè)備的種類、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)，根據(jù)實際的廢水性質(zhì)設(shè)計相關(guān)的處理方案。4.4膜析法（4學(xué)時）知識點(diǎn):電滲析、反滲透及相應(yīng)的膜材料重點(diǎn):電滲析、反滲透的原理及膜的種類、結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)；電滲析裝置、反滲透裝置。難點(diǎn):掌握電滲析、反滲透的原理；了解電滲析裝置、反滲透裝置，并比較二者的優(yōu)缺點(diǎn)。5.廢水生物處理的基本概念和生化反應(yīng)動力學(xué)基礎(chǔ)(計劃時數(shù)10)知識點(diǎn)：重點(diǎn)掌握微生物生長規(guī)律及其環(huán)境影響。廢水的好氧生物與厭氧生物處理基本理論。廢水生物處理生化反應(yīng)的基本模式。一般了解微生物代謝及其營養(yǎng)和呼吸、生物酶生化動力學(xué)的基本方程式。教學(xué)方法講課本章對學(xué)生的要求著重了解微生物的代謝、營養(yǎng)和呼吸過程與公式。認(rèn)識微生物生長的基本規(guī)律及其影響因素。認(rèn)識廢水生物處理的基本生物種群。廢水生物處理工程的基本數(shù)學(xué)模式。6.活性污泥法(計劃時數(shù)18)知識點(diǎn)：重點(diǎn)掌握活性污泥法的基本概念，包括活性污泥法基本流程，活性污泥降解有機(jī)物過程、曝氣原理與曝氣池、曝氣方法與類型劃分、活性污泥法設(shè)計計算及其相關(guān)的參數(shù)、活性污泥的膨脹及其控制技術(shù)、二次沉淀池的構(gòu)造與計算的基本方法。一般了解活性污泥的發(fā)展與演變、運(yùn)行與設(shè)計中相關(guān)基本參數(shù)要點(diǎn)及其概念。教學(xué)方法講課+實驗本章對學(xué)生的要求對活性泥法的基本概念和工藝流程系統(tǒng)了解、掌握設(shè)計計算的基本方法。7.生物膜法(計劃時數(shù)8)知識點(diǎn)：重點(diǎn)掌握①掌握生物膜法的基本概念和基本流程。②掌握生物濾池構(gòu)造，運(yùn)行基本參數(shù)及其計算方法。③對生物轉(zhuǎn)盤和生物接觸氧化池的構(gòu)造和運(yùn)行方式有深入了解。一般了解對生物膜，生物填料的結(jié)構(gòu)和組裝方式要有較系統(tǒng)的了解。教學(xué)方法講課+討論本章對學(xué)生的要求①掌握生物膜法的基本概念及其流程。②掌握生物膜法的構(gòu)造、運(yùn)行基本參數(shù)及其計算方法。③總結(jié)生物膜法的特點(diǎn)有其創(chuàng)新的方向。8.厭氧生物處理(計劃時數(shù)4)知識點(diǎn)：重點(diǎn)掌握①厭氧生物處理概念與機(jī)理。②現(xiàn)代厭氧生物處理的主要工藝技術(shù)。③厭氧生物處理方法的改進(jìn)與創(chuàng)新。一般了解①厭氧生物處理的發(fā)展概況。②了解厭氧生物處理的最新技術(shù)工藝。教學(xué)方法①講課、討論。②參觀實驗室和相關(guān)的工藝技術(shù)本章對學(xué)生的要求①理解厭氧生物處理的機(jī)理。②了解厭氧生物處理最新的技術(shù)工藝。③對厭氧生物處理的優(yōu)缺點(diǎn)有全面的認(rèn)識。六實驗教學(xué)(22學(xué)時)知識點(diǎn)：①沉淀理論、曝氣設(shè)備充氧能力、驗證活性碳吸附和混凝理論；②河流斷面監(jiān)測與水環(huán)境容量計算；③城市生活污水、小區(qū)生活污水、工業(yè)廢水處理設(shè)計實驗。能力點(diǎn)：分析問題解決問題和工藝設(shè)計能力。素質(zhì)點(diǎn)：解決問題意識、合作精神與工藝設(shè)計。教學(xué)方法：現(xiàn)場教學(xué)、討論教學(xué)。七參觀實習(xí)與課程設(shè)計(1周)知識點(diǎn)：①工藝流程、構(gòu)筑物及機(jī)械設(shè)備、污水處理廠運(yùn)行及管理、污泥系統(tǒng)運(yùn)行、儀器儀表與自動化控制；②工藝流程選擇、平面圖設(shè)計、高程圖設(shè)計、主要構(gòu)筑物設(shè)計、計算書編寫、說明書編寫、圖件CAD繪制。能力點(diǎn)：工藝設(shè)計和計算書、說明書規(guī)范化編寫。素質(zhì)點(diǎn)：制定工藝技術(shù)方案、獨(dú)立進(jìn)行工程設(shè)計。教學(xué)方法：現(xiàn)場教學(xué)、案例教學(xué)。八、教材和主要參考資料教材使用與建設(shè):團(tuán)隊近年來加強(qiáng)了教材立體化建設(shè)力度。《水污染控制工程》多年來使用同濟(jì)大學(xué)高廷耀、顧國維編寫、由高等教育出版社出版的面向21世紀(jì)的教材。同時，在總結(jié)經(jīng)驗、學(xué)習(xí)引進(jìn)的基礎(chǔ)上，已自編印刷了課程延伸教材——《環(huán)保設(shè)備》(已使用6屆)。團(tuán)隊擬于2008年出版一本由3名主講教師共同編寫的具有我省特色的《水污染控制工程》教材。自行編制印刷了實踐環(huán)節(jié)叢書1套，自編了水污染控制工程題庫1套(含各類題目1000多條)，制作了網(wǎng)絡(luò)課件1套，多媒體課件2套。擴(kuò)充性資料使用：除了上述教材外，團(tuán)隊還選用10多套教輔讀物，如：高等教育出版社的《環(huán)境工程微生物學(xué)》、同濟(jì)大學(xué)出版社《工業(yè)廢水污染防治》、中國建筑工業(yè)出版社《排水工程》上下冊（第四版）和中國建工出版社出版的《室外排水設(shè)計規(guī)范》、McGraw-HillCompanies,Inc出版的《WastewaterEngineering：TreatmentandReuse(FourthEdition)》和《IndustrialWaterPollutionControl(ThirdEdition)》等。其中外文原版教材作為輔助讀物，既提高了學(xué)生外語閱讀水平，又使學(xué)生接觸到本專業(yè)的國外動態(tài)，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。實驗教材的教學(xué)效果：該課程配套的實驗教材——《水污染控制工程實驗》，由同濟(jì)大學(xué)章非娟教授主編（高等教育出版社出版），是國內(nèi)第一本水污染控制工程實驗教材。另外，根據(jù)課程情況，部分實驗教材由指導(dǎo)老師自編。實踐性教學(xué)環(huán)境：實踐教學(xué)是工科類學(xué)科的重要教學(xué)手段。每年的課程實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)內(nèi)容均進(jìn)行適當(dāng)更新。聯(lián)系運(yùn)用專業(yè)領(lǐng)域新技術(shù)的污水廠(站)等作為實踐基地，使學(xué)生在實踐中也能了解專業(yè)技術(shù)的最新發(fā)展動態(tài)。近年來，積極創(chuàng)建校內(nèi)外的實習(xí)基地，目前已達(dá)23家。為了幫助學(xué)生了解各種構(gòu)筑物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和使用原理，提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，采用教學(xué)模型輔助教學(xué)的方法