《水处理构筑物设计课程教学大纲》

《水处理构筑物设计》课程教学大纲课程编号：20221006总学时数：40总学分数：2.5课程性质：专业限选适用专业：环境工程一、课程的任务和基本要求：本课程是环境工程专业(环境工程方向)的一门重要专业课。课程设置是本着教学改革的精神，按照课程模块化的原则进行改革尝试；注重对学生工程能力和理论联系实际能力的培养；是根据环境工程专业方向学生培养的业务规格要求对《水污染控制工程》课程基本理论知识进行深化和实践一个重要环节。

本课程的教学目标是培养学生将水处理的基本理论、基本工艺要求在工程实践中付诸实施的能力，并对学生进行利用计算机绘制工程图纸能力的训练。二、基本内容和要求：绪论使学生了解本课程的基本内容、任务、教学特点和要求第一章水处理构筑物中的常用构造介绍水处理构筑物中常用的输水、集水渠(槽)，堰(平顶堰、薄壁堰、锯齿堰、计量堰)，配水构造（对称布置、潜孔、堰配水)，隔板、挡板、各种闸板、孔口和管道等构造。使学生初步了解各种构造的作用和型式，掌握其适用情况和条件，学会在不同构筑物的设计中正确合理使用这些构造，确保构筑物功能的实现。简要介绍水处理构筑物的辅助构造，如楼梯、栏杆，管道的支撑和加固方式等。第二章部分单元操作的构造要求和设备布置§2－1混合介绍水处理构筑物中实现混合工艺要求的构造设计和其它工艺措施的特点，应使学生明确同步混合和异步混合两种不同的概念，及其在构筑物设计中的不同实现方式。§2—2曝气介绍曝气单元操作在水处理构筑物中的应用范围，工艺要求、设备型式、布置方式，要求学生了解不同类型的曝气设备的性能、特点、适用条件；掌握扩散空气曝气系统的管道和扩散器布置要求和原则，以及空气管道的计算。简要介绍曝气设备的新发展。§2—3填料简要介绍水处理中的填料种类、性能、应用范围，填料的安装和固定方式。第三章预处理构筑物设计§3—I格栅介绍不同进水条件下格栅和格栅槽(井)的设置型式及格栅机械清渣设备的工作原理，设备类型和特点。要求学生掌握格栅槽(井)的设计要点，了解清渣设备的选型方法。§3－2调节池要求学生掌握均质池、均量池不同功能在构造设计上的不同要求，尤其是在混合和出水方式上的区别；了解各种强制混合的方法和异程混合的构造特点及类型；均量池恒定出水装置的设计布置方法。§3—3沉砂池介绍平流式沉砂池、曝气沉砂池、多尔沉砂池构造特点；要求学生掌握沉砂池的配水、出水和集渣构造，曝气沉砂曝气管的布置方法；了解沉砂池排渣方式和设计要求。

第四章物理处理构筑物的设计

§4—1混合反应池要求学生了解混合池、反应池的类型，构造特点，工艺计算方法。§4—2沉淀池介绍平流式、辐流式、竖流式沉淀池。要求学生掌握各类沉淀池进出水的配水及稳流构造设计、布置方法，集泥、排泥构造，了解机械刮泥、吸泥设备的作用特点和选型原则。§4－3气浮池介绍压力溶气气浮系统。要求学生掌握溶气方法的选择；溶气罐的工艺设计方法及进水、进气和出水管线的布置、填料层的设置要求；气浮分离池设计中溶气水管的布置，进、出水和排渣构造的设计，了解刮渣设备的选型要求。§4－4隔油池介绍斜板式隔油池。要求学生了解隔油池构造的特点和要求，掌握进水区、斜扳分离区、贮油、撇油区和出水区的布置及构造设计要求．§4－5澄清池介绍机械加速澄清池、脉冲澄清池的构造特点，要求学生了解澄清池设计的主要内容和需要注意的问题。第五章生物处理构筑物的设计§5—1曝气介绍廊道式、分格式、分建和合建完全混合曝气池等曝气池类型。要求学生掌握不同类型曝气池的构造特点，进水配水、出水构造的型式，空气管道(包括空气支管)的设计不知方法和要求，了解曝气装置(表曝机和空气扩散器)的选型要求和方法，掌握合建式曝气池各部分尺寸的计算和控制方法和回流管、回流缝、导流区的设计要求。§5－2氧化沟介绍多种类型的氧化沟，使学生了解氧化沟的构造形式，操作方法和设计要求。§5－3生物接触氧化池介绍生物接触氧化池的构造特点和设计方法，要求学生掌握生物接触氧化池配水区、填料层、出水区的设计要点，及曝气方法选样和设备布置，并能考虑到曝气设备维修和填料换装的要求。§5－4UASB反应器介绍UASB反应器的构造特点和型式，要求学生了解控制USAB反应各部位工艺尺寸的基本原则和方法，熟悉三相分离器的基本原理和构适，了解反应器配水方式和配水面积控制的计算方法，能够进行UASB反应器的整体设计。三、实践环节和要求：为了实现本课程的教学目的，应使学生对水处理构筑物获得较多的感性认识。故在教学安排上要协调好本课程与生产实习的关系，充分利用生产实习的机会，让学生对水厂和污水处理厂各种类型的处理构筑物进行认真的考察，深入了解其内部构造，分析设计特点和成功之处，增进对构筑物了解的深度，通过逐步积累，形成自己的设计构思。本课程含16学时的上机学时，对学生进行运用AutoCAD软件绘制构筑物工程设计图纸的训练。学生在上机前应完成手工绘制的构筑物设计草图的全部内容。四、教学时数分配：理论：24实验：0上机：16其它：教学内容学时分配教学内容学时分配绪论1第一章水处理构筑物中的常用构造3第二章部分单元操作的构造要求和设备布置3第三章预处理构筑物设计3第四章物理处理构筑物设计7第五章生物处理构筑物设计7构筑物设计上机16合计40五、其它项目（含课外学时内容）：六、有关说明：1、教学和考核方式：考查课，闭卷考试。2、习题：习题、课外作业和设计练习的布置分为三个阶段：第一阶段布置集配水管渠水力计算、空气管道计算，曝气池各部位尺寸控制计算等习题。第二阶段布置构筑物设计题目，分组完成不同构筑物的设计的手绘草图，要求学生在小组讨论设计方案的基础上，每人独立完成构筑物的设计。课程后期安排上机，将部分设计草图用计算机CAD绘制出来，最后设计成果为l—2张手工绘制图纸和1—2张计算机绘制图纸。图纸要求设计正确，图纸表达、线型、图例、尺寸标注等符合工程制图规范要求，字体为仿宋字。3、能力培养要求：通过本课程的学习，学生应能够正确识读水处理构筑物的工艺施工图纸，理解构筑物中的各种构造对实现构筑物功能的作用，并有一定的分析评价能力；初步具备根据工艺设计要求，结合现场实际条件，选择构筑物型式，进行构筑物设计的能力和规范地绘制构筑物施工图纸的能力。4、与其它课程和教学环节的联系：先修课程和教学环节：《水污染控制工程》、《CAD基础》、《土建工程基础》后续课程和教学环节：毕业设计平行开设课程和教学环节：《水污染控制工程》5、教材和主要参考书目：（1）教材：自编讲义（2）主要参考书目：①顾夏声等主编，《水处理工程》，清华大学出版社，1985；②王宝贞主编，《水污染控制工程》，高等教育出版社，1990；③哈尔滨建筑工程学院主编，《排水工程》(下册)，第二版，中国建筑工业出版社，1994；④Metcalf&EddyInc.“WastewaterEngineering，Treatment,disposal&reuse”，2ndeditionMcGraw-HillBookCompany，1979；