综合实验二课程教学大纲

《综合实验二》教学大纲课程编号：20211019总学时数：32总学分数：2课程性质：专业必修课适用专业：环境工程课程的任务和基本要求：实验是水污染控制工程的重要组成部分,是科研和工程技术人员解决水和污水处理中各种问题的一个重要手段。本课程的教学任务如下：（1）加深学生对基本概念的理解，巩固新的知识。（2）使学生了解如何进行实验方案的设计，并初步掌握水污染控制实验研究方法。（3）通过实验数据的整理使学生初步掌握数据分析处理技术。根据教育部环境工程专业指导委员会和教材编审委员会制定的《水污染控制工程实验》的基本教学的要求，结合我院的情况，综合实验二中曝气实验、离子交换实验和活性碳吸附实验为必修实验，物化处理综合实验和生化处理综合实验为选修实验（二选一）。在实验教学过程中，应有完整的实验指导书，实验教学过程的实施应严格按照环境工程专业指导委员会的要求进行，应力求使每位学生都有动手的机会。实验的开出可根据具体情况在有关课程教学内容结束后进行和适当的时间集中进行，学生应有完整的实验报告。基本内容和要求：1、曝气实验（静态实验）实验目的和要求：掌握测定曝气设备的氧总转移系数和充氧能力的方法；掌握测定修正系数α、β的方法；了解各种测定方法和数据整理的方法和特点。实验内容：清水中KLa、Cs的测定污水中KLaw、Csw的测；α、β值的测定。技能训练和知识点：水样的配置；实验操作步骤和方法的确定与设计；实验数据记录、整理和分析方法；对废水生物处理中曝气的功能、氧的转移及其影响因素的理解。2、吸附实验（静态实验）实验目的和要求：了解不同类型活性炭对色度、COD的吸附性能；掌握吸附动力学和吸附等温式实验的方法和过程；掌握数据处理方法及吸附等温线的绘制方法。实验内容：吸附动力学、吸附等温式。技能训练和知识点：水样的配置；实验操作步骤和方法的确定与设计；实验数据记录、整理和分析方法；对活性炭吸附原理和过程的理解。3、离子交换实验（动态实验）实验目的和要求：加深对离子交换法软化和除盐基本理论的理解；了解并掌握离子交换软化和除盐实验装的运行和操作方法；熟悉并掌握有关离子的测定方法和过程：加深了解离子交换树脂的理论交换容量和工作交换容量的概念。实验内容：Na型和H型树脂对水的软化处理。技能训练和知识点：水样的配置；实验操作步骤和方法的确定与设计；实验数据记录、整理和分析方法；对离子交换原理和过程及影响因素的理解。4、给水处理综合实验（设计综合型）实验目的和要求：全面了解和掌握水处理中的混凝、过滤、消毒、电解等物化工艺的运行控制条件及效能。使学生在掌握基本原理和基本单元处理流程后能针对不同的水源水提出经济合理、技术可行的给水处理流程。实验内容：选取适当水源（人工配水或取河水）进行物化处理流程串联运行实验，要求学生通过查阅资料、根据实验指导书要求，提出物化实验方案（如混凝+过滤+消毒、混凝+沉淀+消毒、混凝+澄清+消毒等），方案中学生必须明确所采用工艺路线及对该废水的主要去除对象及效能评价指标，以及混凝药剂的选取、投药量的控制、工艺主要控制参数的确定等内容，然后制定实验步骤及监测指标，经指导教师讨论和论证后展开，并通过对该工艺稳定运行条件下的工艺及运行控制参数进行测定计算，并考察出水效果。最后根据实验结果分析影响该工艺的运行效果的主要因素和控制条件，并要求学生通过该实验了解不同工艺的处理效能及技术经济性。技能训练和知识点：物化处理工艺路线的合理选择；实验操作步骤和方法的确定与设计；各种物化工艺运行参数（水力停留时间、表面负荷率、滤速等）的测定与计算，悬浮物、浊度、碱度等指标的分析测定方法，实验数据记录、整理和分析方法。5、生化处理综合实验（设计综合型）实验目的和要求：巩固生物处理的基本原理，掌握活性污泥的性能及运行参数测定计算方法，了解废水生物处理工艺的运行控制条件及效能，了解活性污泥法的培养与驯化方法。实验内容：选取适当水源（人工配水、工业废水或生活污水），要求学生通过查阅资料、根据实验指导书要求，提出生物处理装置的培养驯化以及运行实验方案（SBR反应器、生物膜反应器、完全混合曝气沉淀池或CASS反应单元等选一），方案中学生必须明确所采用工艺及对该废水的主要去除对象及效能评价指标，包括空气量、回流比、泥龄等工艺主要控制参数的设定，然后制定实验步骤及监测指标，经指导教师讨论和论证后展开。实验必须完成生物处理装置的培菌驯化，污泥成熟后进行（活性）污泥形态及生物相的观察和进出水水质定期进行测定，并对工艺运行参数如污泥浓度、负荷（容积负荷和污泥负荷）、SRT以及污泥沉降性能（污泥沉降比和污泥指数）进行测定和计算，条件允许情况下可适当进行参数调整以考察该运行参数对系统除污性能的影响。根据实验结果，结合书本原理对系统的运行控制参数与处理效能进行分析。技能训练和知识点：生物处理单元（活性污泥）的培养与驯化方法；（活性）污泥的指示微生物种类的监测；水质指标（化学需氧量、氨氮等）的监测方法；生物处理控制运行参数（容积负荷、污泥负荷、泥龄、水力停留时间、回流比等）的获取；污泥沉降性能指标（污泥沉降比和污泥指数）的测定与计算。三、实践环节和要求：无四、教学时数分配：本课程实验项目及学时分配

序号实验项目名称学时数必修/选修实验类型每组人数1嚗气实验4必修综合3～52离子交换实验4必修综合3～53活性碳吸附实验4必修综合3～54给水处理综合实验20选修设计3～55生化处理综合实验20选修设计3～5五、有关说明：1、教学和考核方式：综合设计型实验须在开放性实验室中完成。在实验教学过程中，应有完整的实验指导书，实验教学过程的实施应严格按照环境工程专业指导委员会的要求进行，应确保使每位学生都有动手的机会。各实验的开出时间应根据理论课程教学的进度安排分散或集中进行。为有效地开展实验教学环节，任课和指导教师和学生均需预先做好必要的准备和预习工作：按照教学进度表的安排，及时通知学生，以及时做好准备工作；对各实验须进行预做，以确保实验的正常和顺利进行，并以便及时发现问题加以改进；做好各项实验所需材料（药品、测定仪器、玻璃器皿等）的准备工作；在开展实验教学的过程，指导教师应对学生的参与动手、思考分析等表现、对分析和测定仪器的使用、数据的分析等进行考核；对学生的实验报告质量进行成绩评定。2、习题：学生在每个实验结束后，须完成实验内容相关的思考题随实验报告书一同上缴。3、能力培养要求：要求学生通过实验：（1）掌握水或污水中杂质或污染物的迁移转化规律，为改善水质和保护水环境提供理论依据；（2）掌握水和污水处理过程中杂质及污染物去除的基本规律和处理工艺系统的运行效能，为改进现有处理工艺设备或开发新工艺新设备提供先决条件；（3）污水处理工艺设备和工艺系统的优化设计和优化运行控制；（4）解决水和废水处理工艺设备的工程放大设计问题。4、与其它课程和教学环节的联系：先修课程和教学环节：《环境微生物学》《环境监测A》《水污染控制工程（一）》《给排水管道工程》后续课程和教学环节：《毕业实习》《毕业设计（论文）》平行开设课程和教学环节：《水污染控制工程（二）》《废水生物处理动力学》《废水处理新技术》5、教材和主要参考书目：（1）教材：综合实验讲义自编（2）主要参考书目：①《水污染控制工程实验》章非娟同济大学出版社；②《水污染控制工程实验》陈泽堂化学