华北理工《水污染控制工程》课程教学大纲

《水污染控制工程》课程教学大纲

课程名称：水污染控制工程（二）

课程编码：H04406

课程类型：必修

学

时：48

适应对象：环境工程专业本科生，环境科学专业本科生

先修课程：物理化学、有机化学、无机化学、环境工程微生物学、环境监测等

一、课程的性质、目的与任务

《水污染控制工程》是环境工程学的重要组成部分；是环境工程专业必修的专业课之一。本课程的主要任务是让学生学习水污染控制工程方面的基本理论及方法；培养学生解决实际水污染问题的能力；培养学生对基础知识综合运用技能；培养认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风。

在教学过程中，必须有意识地教学学生自觉遵守有关的工程设计标准和规范，要求学生学完本课程后，了解并掌握国家有关的水污染控制技术政策；掌握各种水污染控制操作单元的基本原理和适用范围等；能独立应用水污染控制工程的知识解决实际问题；能在教师指导下进行水污染控制工程方面的科学研究。

二、课程的内容及学时分配

教学环节课时安排

讲课

习题课

讨论课

实验课

上机

其它

合计

44

2

2

48

第一部分

污水水质及污水出路（建议学时数：2学时）

【目的要求】

了解水质指标与水质标准；掌握水的循环与水体自净的原理；了解废水的成分与性质；了解水处理的基本原则和方法。

【教学内容】

1、污水的分类及水质

2、水质指标及意义

3、水体污染、水体自净及污水在水环境中的迁移和转化

4、水质标准

【重点与难点】

水的循环与水体自净的原理；氧垂曲线；废水的成分与性质；水处理的基本原则和方法。

第二部分

污水的物理处理（建议学时数：6学时）

【目的要求】

掌握格栅结构特点和原理。掌握重力沉淀的原理、各种沉淀池的结构特点。掌握隔油和破乳和浮上法的原理。掌握各种物理处理方法的应用范围、适用条件和操作运行的影响因素。

【教学内容】

1、格栅和筛网的作用与种类

2、沉淀的基础理论，自由沉淀与絮凝沉淀的分析

3、沉砂池的类型和工作原理

4、沉淀池的类型和工作原理，提高沉淀池沉淀效果的有效途径

5、隔油和破乳的原理

6、浮上法的类型和原理

7、各种物理处理方法的应用范围、适用条件和操作运行的影响因素及应用实例。

【重点与难点】

重力沉淀的原理，加压气浮的原理，各种物理处理方法的应用范围、适用条件和操作运行的影响因素。

注：这部分内容主要讲解处理原理，设备的结构特点、设计计算方法和应用等在环境设备中讲解，构筑物的计算在污水处理厂设计中会详细讲解。

第三部分

污水生物处理的基本概念和生化反应动力学基础（建议学时数：6学时）

【目的要求】

掌握好氧生物处理和厌氧生物处理废水的基本原理，掌握脱氮除磷基本原理，掌握莫诺特（Monod）方程式，了解污水生物处理工程的基本数学模式。

【教学内容】

1、从生物反应动力学角度考虑的污水的好氧生物处理和厌氧生物处理的基本原理

2、微生物脱氮除磷基本原理

3、微生物的生长规律和生长环境

4、微生物反应速度和反应级数

5、微生物生长动力学：莫诺特（Monod）方程式

5、污水生物处理工程的基本数学模式

注：这部分内容结合学生已经学习的环境工程微生物和物理化学的知识讲解

【重点与难点】

好氧生物处理和厌氧生物处理废水的基本原理，脱氮除磷基本原理；莫诺特（Monod）方程式的原理和应用

第四部分

污水的好氧生物处理（一）——活性污泥法（建议学时数：10学时）

【目的要求】

掌握活性污泥法的基本原理及运行方式、工艺流程。了解曝气池的构造与曝气设备的分类及应用；掌握活性污泥法降解有机物的规律、作用机理；了解活性污泥法运行过程中常遇的问题及排除方法。熟悉常用的几种好氧生物处理技术的原理和适用范围，处理效果的影响因素。掌握气体传递原理和氧转移影响因素；掌握去除有机污染物的活性污泥法工艺设计以及该系统的运行与管理；掌握脱氮、除磷的活性污泥法工艺设计以及该系统的运行与管理。

【教学内容】

1、活性污泥法基本概念和基本流程

2、活性污泥降解污水中有机物的过程（结合第三部分已学知识）

3、活性污泥法的发展和演变

4、活性污泥法系统运行中的一些重要问题

5、污水生物脱氮除磷工艺的发展及其影响因素

6、膜生物反应器（MBR）的工作原理和应用

7、常用的几种好氧生物处理技术的原理和适用范围，处理效果的影响因素及其应用实例

8、曝气设备和气体传递原理；氧转移影响因素；曝气池构造与曝气设备结构与功能

9、去除有机污染物的活性污泥法工艺设计以及该系统的运行与管理

10、脱氮、除磷的活性污泥法工艺设计以及该系统的运行与管理

11、二次沉淀池的原理和构造

【重点与难点】

活性污泥法降解有机物的规律、作用机理。活性污泥法运行过程中常遇的问题及排除方法。常用的几种好氧生物处理技术的原理和适用范围，处理效果的影响因素。曝气设备和气体传递原理；氧转移影响因素；去除有机污染物的活性污泥法工艺设计以及该系统的运行与管理；脱氮、除磷的活性污泥法工艺设计以及该系统的运行与管理。

第五部分

污水的好氧生物处理（二）——生物膜法（建议学时数：4学时）

【目的要求】

掌握了解生物膜法的特点及作用机理、工艺流程。掌握生物膜法工艺的优越性。熟悉生物膜法的运行方式并与活性污泥法对比。了解生物滤池、生物滤塔、生物转盘基本原理及其应用。掌握生物膜法与活性污泥法相结合——接触氧化法的工艺特点及其在污水生化处理中的应用。

【教学内容】

1、生物滤池

2、生物转盘

3、生物接触氧化法

4、生物流化床

【重点与难点】

生物滤塔、生物滤池、生物转盘的作用机理以及他们与传统活性污泥法的区别。

第六部分

稳定塘和污水的土地处理（建议学时数：2学时）

【目的要求】

掌握稳定塘和污水的土地处理的基本原理

【教学内容】

1、稳定塘

2、污水的土地处理

3、人工湿地处理

【重点与难点】

稳定塘，污水的土地处理，人工湿地处理原理对比和应用条件。

第七部分

污水的厌氧生物处理（建议学时数：6学时）

【目的要求】

掌握厌氧消化的基本原理和厌氧消化影响基本因素。了解厌氧消化工艺设备结构与功能。掌握去除有机污染物的厌氧污泥法工艺以及厌氧和好氧联合工艺的设计以及该系统的运行与管理。

【教学内容】

1、厌氧生物处理的基本原理（结合第三部分的原理）

2、厌氧消化设备结构与功能

3、污水的厌氧生物处理的常用工艺的原理和适用范围，处理效果的影响因素及其应用实例

4、去除有机污染物的厌氧污泥法工艺设计以及该系统的运行与管理

5、厌氧和好氧的联合运行工艺的设计以及该系统的运行与管理

6、生物法处理废水的应用情况和工程实例

【重点与难点】

厌氧消化的基本原理和影响因素；去除有机污染物的厌氧污泥法工艺以及厌氧和好氧联合工艺的设计以及该系统的运行与管理。

第八部分

污水的化学与物理处理（建议学时数：8学时）

【目的要求】

掌握絮凝的原理、操作程序和影响絮凝效果的因素。熟悉各种混合池、反应池形式的优缺点及应用范围。掌握中和、化学沉淀、吸附和萃取、离子交换的基本原理。学会物理、生物、化学和物理化学各种方法组合处理废水的工艺设计和运行与管理方法

【教学内容】

1、中和法

2、化学混凝

3、化学沉淀

4、氧化和还原

5、吸附

6、离子交换

7、各种化学和物理化学方法在水处理中的应用

8、物理、生物、化学和物理化学各种方法组合处理废水的工艺设计和运行与管理

【重点与难点】

各种方法的基本原理和影响因素和应用，物理、生物、化学和物理化学各种方法组合处理废水的工艺设计和运行与管理。

第九部分

城市污水回用（建议学时数：2学时）

【目的要求】

掌握城市污水回用技术、标准和安全措施。

【教学内容】

1、城市污水回用技术的分类和应用现状

2、城市污水回用标准

3、城市污水回用安全措施

【重点与难点】

城市污水回用技术的分类和应用现状。

第十部分

污泥的处理与处置（建议学时数：2学时）

【目的要求】

掌握污泥处理的发展现状及其意义。掌握污泥消化的基本原理及影响因素。了解污泥消化、干化设备结构与功能。了解污泥稳定处理的分类。了解污泥综合利用与最终处置的基本途经。

【教学内容】

1、污泥概述

2、污泥的浓缩

3、污泥的稳定处理

4、污泥的干化及设备

5、污泥的综合利用与最终处置

【重点与难点】

生物污泥消化的基本原理和影响因素。污泥的消化、干化设备结构与功能。污泥含水率对污泥体积的影响及相关计算。

三、教材和参考书

教

材

高廷耀等编，《水污染控制工程》（下册）第三版，北京：高等教育出版社，2007年7月

参考书

张希衡编，《水污染控制工程》（第二版），冶金工业出版社，1993年4月

顾夏声等编，《水处理工程》（第2版），清华大学出版社，1996年8月

娄金生等编，《水污染治理新工艺与设计》，海洋