2015第一学期专业课课程大纲之水污染控制工程.doc

水污染控制工程Water Pollution Control Engineering【课程编号】BZ27418 【课程类别】专业基础课【学分数】 5.5 【学时数】 80【先修课程】物理化学、无机化学、环境工程微生物学【适用专业】环境工程 【编写日期】2010年6月 一、教学目的、任务水污染控制工程是环境工程专业的专业必修课之一，是本专业培养目标要求中所需具备的主要专业素质之一。本课程的主要任务是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。通过本课程的学习应使学生了解废水污染综合防治的基本原则和方法，重点掌握废水处理的物理法、化学法、物理化学法、生物法的基本理论、适用范围、工艺过程及设备，掌握污水资源化的基本知识，掌握废水处理工程设计的基本程序和方法，并配合实验、实习及毕业设计(论文)等教学环节，使学生具备从事水污染控制工程的设计和运行管理和初步科学研究的能力。二、课程教学的基本要求1、熟悉水环境污染综合防治的原则和方法；2、掌握水污染控制工程的基本要点和各种控制方法的基本理论；3、掌握污水资源化的基本知识；4、具备对一般水污染控制设备、设施等进行工艺设计计算和设备选型的能力；5、能对实际的水污染控制问题进行剖析、研究和评价，并能提出有一定参考价值的控制方案；6、掌握废水处理工程设计的基本程序和方法。三、教学内容和学时分配（一）总论 （课堂讲授2学时）主要内容：1、水资源及水循环；2、水质与水质标准；3、废水的成分、性质及水质指标；4、水污染防治；教学要求：全面了解天然水循环及水质特征，废水的来源、分类及水质特征，有关水质标准；了解水污染防治的作用和目标。（二）第一章 污水水质和污水出路 （课堂讲授2学时）主要内容：1、物理性指标、化学性指标、生物性指标包含的内容。2、BOD、COD的概念、类型及相互关系。3、水体自净作用的净化机制、氧垂曲线。4、污水的最终出路。教学要求：要求掌握水污染产生规律及特点，主要水质指标特性。其它教学环节：本章节无实验，安排一次课后作业，要求学生通过网络收集工业废水处理工程实例，每种处理方法要收集5个以上实例。（三）第二章 污水的物理处理 （课堂讲授8学时+课程实验4学时）主要内容：1、格栅的作用、设计、清渣方式；2、沉淀法的四种应用，沉淀的类型；3、沉砂池的作用、工作原理，平流式沉砂池的设计；4、沉淀池的分类，平流式沉淀池的设计计算。5、曝气沉砂池的特点、设计；6、提高沉淀池沉淀效果的有效途径；7、油类污染物在废水中的状态及去除方法；8、浮上法的概念、类型。难点：沉淀的类型，沉淀池的设计计算。教学要求：着重介绍格栅与筛网的工作原理、设备分类及设计计算；各种预处理方法的基本原理和设计计算。其它教学环节：习题课+实验课。实验一、混凝沉降实验 （4学时）1）实验类型：综合性实验2）实验开设属性：必开实验3）实验目的：了解、掌握混凝作用的基本原理。4）实验要求：求出用于处理特定水质的混凝剂最佳pH值与最佳投入量，通过实验，根据实验结果掌握废水混凝沉降的影响因素。实验二、气浮实验（4学时）1）实验类型：综合性实验2）实验开设属性：选开实验3）实验目的：了解气浮实验系统设备及构成；通过静态实验考察气固比对气浮效果的影响；通过动态实验了解气浮工艺工作过程及操作运行方法。4）实验要求：确定静态气浮实验最佳投药量，测定悬浮物、COD及pH值。分析实验所得结果，进行池体积、上浮速度、停留时间及表面负荷的计算。（四）第三章 污水的好氧生物处理（一）活性污泥法（课堂讲授15学时+课程实验8学时）主要内容：1、微生物的呼吸类型；2、废水好氧、厌氧生物处理的概念，转化有机物的示意图。3、微生物的四个生长时期及其对废水处理的指导意义；4、微生物的生长环境；5、米歇里斯门坦（Michaelis-Menten）方程式；6、莫诺特方程式；7、废水生物处理工程的基本数学模式。8、活性污泥的概念；9、活性污泥法的基本流程；10、活性污泥法降解污水中有机物的过程（原理）；11、曝气的作用与设备；12、活性污泥法的设计计算；13、活性污泥法系统设计和运行中的一些重要问题；14、曝气池的池型；15、活性污泥法的各种运行方式；16、二沉池的设计。教学要求：深刻理解与熟练掌握的重点内容有：微生物的四个生长时期及其对废水处理的指导意义；微生物的生长环境米-门方程；莫诺特方程式；废水生物处理工程的基本数学模式；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。其它教学环节：习题课+实验课。实验三、活性污泥性评价指标实验及活性污泥生物相观察实验 （4学时）1) 实验类型:验证性实验2) 实验开设属性:必开实验3) 实验目的:掌握测定污泥沉降比（SVI）、污泥浓度（MLSS）和污泥体积（SV）指数的测定方法。4) 实验要求：选择污水处理厂的二沉池的污泥观察判断污泥絮粒大小、污泥结构的松紧程度、菌胶团和丝状菌的玻璃及其生长状况，并测定污泥沉降比（SVI）、污泥浓度（MLSS）和污泥体积（SV）指数。实验四、活性污泥法动力学系数的测定（4学时）1）实验类型：综合性实验2）实验开设属性：必开实验3）实验目的：加深对活性污泥法动力学动力学基本概念的理解，了解间歇进料方式测定活性污泥法动力学系数a，b和K的方法。4）实验要求：测定进水的COD和出水的COD浓度，以及MLSS和MLVSS浓度。（五）第四章 污水的好氧生物处理（二）生物膜法 （课堂讲授6学时）主要内容：1、生物膜法的概念、类型；2、生物滤池的构造、工作机理、计算与设计；3、生物转盘的构造、设计。4、生物转盘、生物接触氧化池与生物滤池的区别。5、流态化原理。教学要求：掌握生物转盘的构造、设计和生物转盘、生物接触氧化池与生物滤池的区别。其它教学环节：习题课。（六）第五章 稳定塘和污水的土地处理（课堂讲授3学时）主要内容：1、稳定的概念、类型；2、稳定塘的构造、工作机理、计算与设计；3、土地处理。教学要求：掌握稳定的概念、类型。其它教学环节：习题课。（七）第六章 污水的厌氧生物处理 （课堂讲授3学时）主要内容：1、厌氧生物处理的基本原理；2、掌握接触厌氧池和上流式厌氧污泥床反应器的设计计算和图纸设计。教学要求：掌握厌氧处理废水的“四阶段”理论，了解各厌氧阶段的优势菌种，掌握各阶段的控制条件。其它教学环节：（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）：习题课。（八）第七章 污水的物理化学处理 （课堂讲授8学时+课程实验8学时）主要内容：1、污水物理化学处理法处理的对象；2、化学混凝法的概念、原理、影响因素；3、氧化还原法的类型，应用；4、混凝剂与助凝剂；5、中和法的概念、应用；6、化学沉淀法的概念、应用。7、吸附的原理、分类；8、活性炭的再生方法；9、吸附法在污水处理中的应用；10、离子交换法在废水处理中的应用；11、萃取法的概念，在废水处理中的应用；12、膜析法的概念、类型、应用。教学要求：掌握物理化学处理工艺在污水的应用其它教学环节：习题课+实验课+课堂讨论（8学时）实验五、活性炭吸附实验 4学时1）实验类型：验证性实验2）实验开设属性：必开实验3）实验目的：研究各种活性炭的吸附性能，掌握间歇或连续活性炭吸附装置的安装及运行。本实验需要学生掌握活性炭的吸附原理，吸附曲线的绘制方法。4）实验要求:需要学生掌握活性炭的吸附原理，吸附曲线的绘制方法。实验六、折点加氯消毒实验 4学时1）实验类型：综合性实验2）实验开设属性：必开实验3）实验目的：了解折点加氯消毒的原理；掌握折点加氯实验技术；通过实验探讨水样及加氯量在一定接触时间下的余氯、化合性氯、及总余氯与投氯量间的关系。4）实验要求：测定原水水温及氨氮含量，确定投氯量，掌握测氨氮的直接比色法，分析实验所得结果，绘制余氯与投氯量关系曲线。（九）第八章 城市污水的深度处理（课堂讲授6学时）主要内容：1、深度处理的概念；2、废水中氮、磷的去除方法；3、废水中氮、磷去除的工艺设计与计算；4、城市污水的其他三级处理方法。教学要求：掌握城市污水的深度处理的基本原则和处理工艺其它教学环节：习题课+课堂讨论。（十）第九章 小型污水处理设施 （课堂讲授1学时）主要内容：1、小型污水处理设施水量、水质特点。2、组合式生活污水处理设备分类。教学要求：掌握其它教学环节：（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）：习题课（十一）第十章 污泥的处置（课堂讲授4学时）主要内容：1、污泥的来源、性质及主要指标；2、污泥浓缩方法与设计；3、污泥消化法的概念、方法、设计；4、污泥的处置；5、污泥调理。6、污泥脱水。教学要求：掌握污泥消化法的设计计算其它教学环节：习题课。（十二）第十一章 污水处理厂的设计 （课堂讲授2学时）主要内容：1、厂址选择原则；2、污水处理厂（站）处理方法和流程选择；3、污水处理厂的平面布置和高程布置。教学要求：掌握污水处理厂的初步设计步骤和过程，如平面布置和高程的计算。其它教学环节：在课程讲解过程中，安排2或4学时参观实习；并建议制作一些演示模型。四、教学重点、难点及教学方法第一章 污水水质和污水出路重点：深刻理解与熟练掌握的重点内容有：物理性指标、化学性指标、生物性指标包含的内容及意义；BOD、COD、TOC、TOD的概念、类型及相互关系、氧垂曲线。 难点：BOD、COD、TOC、TOD相互关系，氧垂曲线第二章 污水的物理处理重点：深刻理解与熟练掌握的重点内容有：格栅的作用、设计、清渣方式；沉淀法的四种应用，沉淀的类型；提高沉淀池沉淀效果的有效途径；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；回流加压溶气浮上法的原理及工艺流程设计；过滤机理及滤池工作方式。难点：沉淀的类型，沉淀池的设计计算。第三章 污水的好氧生物处理（一）活性污泥法重点：深刻理解与熟练掌握的重点内容有：微生物的四个生长时期及其对废水处理的指导意义；微生物的生长环境米-门方程；莫诺特方程式；废水生物处理工程的基本数学模式；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。 难点：废水生物处理工程的基本数学模式；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。第四章 污水的好氧生物处理（二）生物膜法重点：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。 难点：生物滤池的工作机理、计算与设计。第五章 稳定塘和污水的土地处理重点：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。第六章 污水的厌氧生物处理重点：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与设计。难点：厌氧生物处理的基本原理与设计。 第七章 污水的物理化学处理重点：深刻理解与熟练掌握的重点内容有：污水化学处理的对象；化学法的概念、原理、影响因素；氧化还原法的类型，应用。深刻理解与熟练掌握的重点内容有：污水物理化学处理法处理的对象；吸附的原理、分类。 难点：化学法应用条件；膜析法第八章 城市污水的深度处理重点：深刻理解与熟练掌握的重点内容有：深度处理的概念；废水中氮、磷的去除方法；混凝机理及速度梯度的重要意义；折点加氯原理。难点：废水中氮、磷的去除；混凝机理及速度梯度的重要意义。第九章 小型污水处理设施一般了解内容：小型污水处理设施水量水质特点，组合式生活污水处理设备。第十章 污泥的处理与处置重点：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。 难点：污泥脱水性能的意义；消化法。第十一章 污水处理厂的设计重点：深刻理解与熟练掌握的重点内容有：污水处理厂（站）处理方法和流程选择，污水处理厂的平面布置和高程布置。难点：平面布置和高程布置。教学方法：多媒体课件+实验操作+工程实例五、考核方式及成绩评定方式理论部分考核方法：期末考试与平时成绩，百分制，权重分别为90与10；实践部分考核方法：平时表现和实验结果和报告两部分，百分制，平时占40%，实验报告占60%。六、教材及参考书目教 材高廷耀、顾国维编著水污染控制工程（下册）（第二版）高等教育出版社, 1999.教学参考书1 张自杰主编 废水处理理论与设计专著 北京:中国建筑工业出版社, 2003.2 张希衡