排水工程教学大纲

《排水工程》教学大纲学分：总学时：99面向专业：给水排水工程大纲执笔人：赵星明大纲审定人：一、说明课程的性质、地位和任务在城镇，从住宅、工厂和各种公共建筑中不断地排出各种各样的污水和废弃物，需要及时妥善地排除、处理或利用。排水工程是用来收集、输送、处理和利用污水的一整套工程设施，其任务是保护环境免受污染，以促进工农业生产的发展和保障人民的健康与正常生活。从环境保护方面讲，排水工程有保护和改善环境，消除污水危害的作用。从卫生方面讲，排水工程的兴建对保障人民的健康具有深远的意义。从经济上讲，排水工程也具有重要意义。2、课程教学的基本要求本课程宜安排在学完水力学、水泵、水处理微生物学、普通化学等有关基础课或者专业基础课程之后，分为上、下册，分别在第六学期、第七学期完成。上册：着重弄清排水系统有关概念，掌握污水管道系统的设计计算方法，了解污水管道图纸的绘制，掌握雨水管渠系统的设计计算方法，了解排水管渠的材料、接口及基础，还有构筑物等。主要利用了水力学的知识，是水力学在排水工程中的运用，所以在讲授时要把理论讲透，这样才能学得容易。下册：了解污水的性质与污染指标，弄清污水处理方法的分类，掌握污水处理的基本原理，掌握各种处理方法的原理、作用、计算方法、构筑物构造及运行方式、特点和适用范围，搞清工艺流程的组成以及其处理效率。弄清污水厂的建设程序以及设计步骤，了解工业废水的处理方法，了解不同工业废水的特点及采用的工艺流程。3、课程教学改革(与原课程内容做比较)总体设想：随着教学改革的进行，专业课学时越来越少，在这种情况下，必须提高课堂效率才能保证完成教学任务，所以应采用多媒体上课形式，并与实验模型结合起来，采用多种方式，提高教学效果。二、教学大纲内容上册：排水系统概论(3学时)概述排水系统的体制及其选择合流制排水系统和分流制排水系统排水系统的主要组成部分城市污水排水系统的主要组成部分、工业废水排水系统的主要组成部分、雨水排水系统的主要组成部分排水系统的布置形式工业企业排水系统和城市排水系统的关系废水的综合治理和区域排水系统排水系统的规划设计原则和任务本章重点、难点：排水系统的体制；排水系统的布置形式污水管道系统的设计(12学时)设计资料的调查及设计方案的确定设计资料的调查、设计方案的确定污水设计流量的确定生活污水设计流量、工业污水设计流量、城市污水设计总流量计算污水管道的水力计算水力计算的基本公式、污水管道水力计算的设计数据、污水管道的埋设深度、污水管道水力计算的方法污水管道的设计确定排水区界、划分排水流域、管道定线和平面布置的组合、控制点的确定和泵站的设置地点、设计管段及设计流量的确定、污水管道的衔接、污水管道在街道上的位置污水管道的设计计算举例污水管道平面图和纵剖面图的绘制中水系统及其设计特点中水的水质和水量、中水系统及其组成排水工程投资估算排水工程投资估算综合指标、估算综合指标应用举例本章重点、难点：1、污水设计流量的确定2、污水管道的水力计算3、污水管道的设计4、污水管道平面图和纵剖面图的绘制5、中水系统雨水管渠系统的设计(6学时)雨量分析与暴雨强度公式雨量分析的几个要素、暴雨强度公式雨水管渠设计流量的确定雨水管渠设计流量计算公式、径流系统的确定、设计重现期P的确定、集水时间t的确定、特殊情况雨水设计流量的确定、雨水径流量的调节、雨水管渠设计流量计算的其它方法雨水管渠系统的设计和计算雨水管渠系统平面布置的特点、雨水管渠水力计算的设计数据、雨水管渠水力计算的方法、雨水管渠系统的设计步骤和水力计算、雨水管渠设计计算举例、立体交叉道路排水排洪沟的设计与计算设计防洪标准、设计洪峰流量的计算、排洪沟的设计要点、排洪沟的水力计算、排洪沟的设计设计计算示例居住小区排水系统及其设计特点居住小区排水体制及系统、排水设计流量、居住小区排水管道的布置及特点、居住小区排水管道水力计算的特点计算机在排水管道设计计算中的应用污水管道设计程序、雨水管道设计程序本章重点、难点：1、暴雨强度的计算2、雨水管渠设计流量的确定3、雨水管渠系统的设计和计算4、居住小区排水系统及其设计特点合流制管渠系统的设计(2学时)合流制管渠系统的使用条件和布置特点合流制排水管渠的设计流量第一个溢流井上游管渠的设计流量、溢流井下游管渠的设计流量合流制排水管渠的水力计算要点合流制排水管渠的水力计算示例城市旧合流制排水管渠系统的改造本章重点、难点：1、合流制排水管渠设计流量2、合流制排不管渠的水力计算示例排水管渠的材料、接口及基础(2学时)排水管渠的断面及材料管渠的断面形式、对管渠材料的要求、常用排水管渠、管渠材料的选择排水管渠的接口排水管道的基础排水管渠系统上的构筑物(1学时)雨水口、连接暗井、溢流井检查井、跌水井、水封井、换气井倒虹管冲洗井、防潮门出水口本章重点、难点：1、排水管渠的断面和材料2、排水管渠接口第七章排水管渠系统的管理和养护(1学时)管理和养护的任务排水管渠的清通排水管渠的修理本章重点、难点：排水管渠的清通下册：第一章污水的性质与污染指标(1学时)第一节污水第二节城市污水的性质与污染指标污水的物理性质及指标、污水的化学性质及指标、污水的生物性质及指标第二章水体污染与自净(1学时)第一节水体污染及其危害水体的物理性污染及危害、无机物污染及危害、有机物污染及危害、病原微生物污染及危害第二节水体自净的基本规律水体的自净作用、水体水质基本模型、二维水体水质模型的应用、河流氧垂曲线方程、湖泊、水库水体水质模型第三节水环境保护水体水质评价、水环境容量、我国水环境法规与标准污水处理基本方法与系统本章重点、难点1、污水的性质与污染指标2、水体自净的基本规律第三章污水的物理处理(10学时)格栅格栅分类、格栅的设计破碎机破碎机的构造与安装沉淀理论沉淀类型的分析、理想沉淀池原理、实际沉淀池与理想沉淀池之间的误差沉砂池平流沉砂池、曝气沉砂池、多尔沉砂池、钟式沉砂池沉淀池平流式沉淀池、普通辐流式沉淀池、向心辐流式沉淀池、竖流式沉淀池、斜板(管)沉淀池本章重点、难点：1、理想沉淀池原理2、沉砂池的类型、设计计算及构造3、沉淀池的类型、设计计算及构造第四章污水的生物处理(一)——活性污泥法(16学时)活性污泥法的基本原理活性污泥处理法的基本概念与流程、活性污泥的形态与活性污泥微生物、活性污泥净化反应过程活性污泥净化反应影响因素与主要设计、运行参数活性污泥净化反应影响因素、活性污泥处理系统的控制指标与设计、运行操作参数、第三节活性污泥反应动力学基础莫诺(Monod)方程式、劳伦斯—麦卡蒂方程式第四节活性污泥处理系统的运行方式与曝气池的工艺参数传统活性污泥法处理系统、阶段曝气活性污泥法系统、再生曝气活性污泥法系统、吸附再生活性污泥法系统、延时曝气活性污泥法系统、高负荷活性污泥法系统、完全混合活性污泥法系统、多级活性污泥法系统、深水曝气活性污泥法系统、深井曝气活性污泥法系统、浅层曝气活性污泥法系统、纯氧曝气活性污泥法系统活性污泥处理系统的新工艺氧化沟、间歇式活性污泥处理系统、AB法污水处理工艺第六节曝气的理论基础氧转移原理、氧转移的影响因素、氧转移速率与供气量的计算第七节曝气系统与空气扩散装置鼓风曝气系统与空气扩散装置、机械曝气装置第八节活性污泥反应器--曝气池曝气池的分类、推流式曝气池、完全混合式曝气池活性污泥处理系统的工艺设计曝气池(区)容积的计算、曝气系统与空气扩散装置的计算与设计、污泥回流系统的设计与剩余污泥的处置、二次沉淀池、曝气沉淀池各部位尺寸的确定、处理水的水质活性污泥处理系统的维护管理活性污泥处理系统的投产与活性污泥的培养驯化、活性污泥处理系统运行效果的检测、活性污泥处理系统运行中的异常情况本章难点重点、难点：1、活性污泥法的基本原理2、活性污泥反应动力学基础3、活性污泥处理系统的运行方式与曝气池的工艺参数4、活性污泥处理系统的新工艺5、曝气的理论基础6、曝气系统与空气扩散装置7、活性污泥处理系统的工艺设计8、活性污泥处理系统的维护管理第五章污水的生物处理(二)—生物膜法(8学时)概述生物膜的构造及其对有机物的降解、生物膜处理法的主要特征生物滤池普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池、曝气生物滤池生物转盘生物转盘的组成与构造特点、生物转盘处理系统的工艺流程与组合、生物转盘的计算与设计、生物转盘处理技术的进展生物接触氧化生物接触氧化处理技术的工艺流程、生物接触氧化池的构造及形式、生物接触氧化池的计算、生物接触氧化处理技术的应用生物流化床生物流化床的工艺类型、生物流化床的构造本章重点、难点：1、生物膜2、生物滤池3、生物转盘4、生物接触氧化5、生物流化床第6章污水的自然生物处理(2学时)稳定塘稳定塘的净化机理、好氧塘、兼性塘、厌氧塘、曝气塘、深度处理塘、控制出水塘污水的土地处理系统土地处理系统对污水的净化作用机理、污水土地处理系统工艺本章重点、难点：稳定塘、污水的土地处理系统第7章污水的深度处理与回用(6学时)概述悬浮物的去除混凝沉淀、过滤技术溶解性有机物的去除活性炭吸附、臭氧氧化处理溶解性无机盐类的去除脱盐技术污水的消毒处理消毒方法、液氯消毒、臭氧消毒、次氯酸钠消毒、紫外线消毒第六节脱氮技术氨的吹脱去除、生物脱氮原理、生物脱氮工艺第七节除磷技术混凝沉淀除磷技术、生物除磷原理、生物除磷工艺第八节同步脱氮除磷技术巴颠甫(Bardenpho)脱氮除磷工艺、A-A-O法同步脱氮除磷工艺、生物转盘同步脱氮除磷工艺第九节城市水资源的合理开发与利用世界与我国水资源现状、城市污水水资源化与再生利用、城市污水再生利用与水质要求、城市污水回用的处理系统本章重点、难点：1、悬浮物的去除2、污水的消毒处理3、脱氮技术4、除磷技术第8章污泥的处理(8学时)第一节污泥的分类、性质与排除污泥的分类、性质及性质指标、污泥量及污水处理厂干固体物质平衡、污泥的输送、污泥流动的水力特性与水力计算第二节污泥浓缩污泥重力浓缩、污泥气浮浓缩、污泥的其他浓缩法第三节污泥的厌氧消化厌氧消化的机理、厌氧消化动力学、厌氧消化的影响因素、厌氧消化池池形、构造与设计、两级厌氧消化、两相厌氧消化、消化池的运行与管理、自然消化——双层沉淀池(殷霍夫池)第四节污泥的好氧消化好氧消化的机理、好氧消化池的构造及工艺设计第五节沼气的利用沼气脱硫、沼气利用污泥的自然干化污泥自然干化场的分类与构造、干化场的脱水特点及影响因素、干化场的设计污泥消毒巴氏消毒法(即低热消毒法)、石灰稳定法、加氯消毒法污泥的机械脱水机械脱水前的预处理、机械脱水的基本原理与比阻、真空过滤脱水、压滤脱水、滚压脱水、离心脱水污泥的干燥污泥干燥器分类、干燥器的干燥流程、干燥器的比较与选用污泥焚烧完全焚烧、湿式燃烧——不完全焚烧第十一节污泥的最终处置与利用农肥利用与土地处理、污泥堆肥、污泥制造建筑材料、污泥裂解、污泥填地与填海造地、投海本章重点、难点：1、污泥浓缩2、污泥的厌氧消化3、污泥的好氧消化4、污泥的机械脱水5、污泥的干燥第9章城市污水处理厂的设计(4学时)概述城市污水的组成与水质特征、城市污水处理厂设计水质、城市污水处理厂的设计水量、正确处理工业废水与城市污水处理的关系设计步骤设计的前期工作、扩大初步设计、施工图设计城市污水处理厂厂址的选择污水处理工艺流程的选定处理工艺流程选定应考虑的因素、城市污水处理工艺的典型流程污水处理厂的平面布置与高程布置污水处理厂的平面布置、污水处理厂的高程布置污水处理厂的配水与计量处理构筑物之间连接管渠的设计、配水设备、污水计量设备污水处理厂的验收、运行管理、水质监测与自动控制污水处理构筑物的验收、污水处理厂的调试、污水处理厂的运行管理、污水处理厂的水质监测、污水处理厂运行的自动控制城市污水处理厂的国内实例天津纪庄子污水处理厂、邯郸市东污水处理厂本章重点、难点：1、城市污水处理厂的设计水量、水质2、设计步聚3、厂址选择4、平面布置与高程布置第10章工业废水处理(2学时)概述工业废水的分类、工业废水对环境的污染工业废水污染源调查控制工业废水污染源的基本途径、污染源调查废水的排放标准国家标准《污水综合排放标准》(GB8978—1996)、部级标准《污水排人城市下水道水质标准》(CJl8--86)、国家标准《农田灌溉水质标准》(GB5084—92)工业废水处理方法概述废水处理方法、废水处理方法的选择第11章工业废水的物理处理(4学时)调节池水量调节池、水质调节池、分流贮水池、调节池的搅拌离心分离离心分离原理、离心分离设备除油含油废水的来源及污染特征、除油装置、污油的脱水过滤颗粒材料过滤、多孔材料过滤第12章工业废水的化学处理(4学时)中和酸碱废水互相中和法、药剂中和法、过滤中和法化学沉淀氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、钡盐沉淀法药剂氧化还原药剂氧化法、药剂还原法臭氧氧化臭氧的物理化学性质、臭氧的制备、空气的净化、臭氧接触反应设备、尾气处理、废水臭氧处理系统的设计、臭氧氧化法在废水处理中的应用、臭氧氧化法的优缺点电解电解槽的结构形式和极板电路、电解法处理含铬废水、脉冲电解法处理含银废水、电解