《环境工程原理Ⅱ》课程教学大纲

《环境工程原理Ⅱ》课程教学大纲课程名称环境工程原理Ⅱ课程代码ZB0910-2a课程类型□通识教育平台

□专业基础平台

√专业核心平台

□专业发展平台课程性质√必修课□选修课开课单位化学与环境工程学院适用专业环境科学与工程总学时数36周学时数3课程学分2编写人编写时间202X年1月审批人一、教学目标《环境工程原理》是环境工程、环境科学、给水排水工程等相关专业的主干专业核心课，主要讲述水处理工程、大气污染控制工程、固体废弃物处理处置工程等环境污染防治以及生态修复工程中涉及的具有共性的基本现象和基本过程的基本原理。主要内容包括环境工程原理基础、分离过程原理和反应工程原理三部分。环境工程原理基础部分主要讲述物料与能量守恒原理、传递过程等。分离过程原理部分主要讲述沉淀、过滤、吸收、吸附、萃取等过程的基本原理。反应工程原理部分讲述化学和生物反应计量学、动力学、各类反应器的过程解析等。二、重点与难点《环境工程原理》是环境工程专业的重要专业基础课，该课程的主要任务是系统、深入地阐述环境污染控制工程，即水质净化与水污染控制工程、大气（包括室内空气）污染控制工程、固体废物处理与处置及资源化工程、物理污染控制工程，以及其他污染控制工程中涉及的具有共性的工程学基础基本过程和现象，以及污染控制装置的基本原理，为后期相关的专业课学习打下良好基础。通过教学使学生掌握以下内容：1.

环境工程学的基本概念和基本理论：主要包括物料与能量衡算、流体流动、热量传递和质量传递过程的基本概念和基本理论。2.

分离过程的原理：主要包括沉淀、过滤、吸收、吸附、离子交换、膜分离等基本分离过程的原理。3.

反应工程原理：主要包括化学与生物反应计量学及动力学，各类化学与生物反应器的解析与基本设计理论等。三、基本内容与要求第八章

吸收（一）基本内容：吸收的定义和应用；吸收的类型；物理吸收的热力学基础；物理吸收的动力学基础；化学吸收的特点；化学吸收的平衡关系；化学吸收的传质速率；吸收设备的主要工艺计算。（二）教学目的：了解吸收的类型；了解吸收设备的工艺基础；理解化学吸收的特点及其传质速率；掌握物理吸收的热力学与动力学基础；掌握化学吸收的平衡关系；掌握吸收设备的主要工艺计算。（三）重点与难点：重点：物理吸收的热力学基础与动力学基础；化学吸收的平衡关系；吸收设备的主要工艺计算难点：物理吸收的动力学基础，化学吸收的传质速率；吸收设备的主要工艺计算第九章

吸附（一）基本内容：吸附分离操作的基本概念；吸附分离操作的分类；吸附分离操作的应用；常用吸附剂的主要特性；常用吸附剂；单组分气体吸附；双组分气体吸附；液相吸附；吸附动力学；吸附操作与吸附穿透曲线。（二）教学目的：了解吸附动力学，理解吸附分离操作的基本概念，重点掌握吸附剂的主要特性和常用的吸附剂，掌握单组分的吸附平衡。掌握吸附操作和吸附穿透曲线。（三）重点与难点：本章重点是吸附剂的主要特性和常用吸附剂、单组分的吸附平衡、吸附操作与吸附穿透曲线。难点是单组分气体吸附、双组分气体吸附平衡，吸附操作与吸附穿透曲线。第十章

其他分离过程（一）基本内容：离子交换剂的分类；离子交换树脂的结构；离子交换树脂的物理化学性质；离子交换基本原理；离子交换速率；萃取分离的特点；萃取过程的热力学基础；萃取剂的选择；萃取过程的流程和计算；膜分离过程的分类；膜分离特点；膜种类；膜分离过程中的传递过程。（二）教学目的：掌握离子交换基本原理、掌握离子交换速率的计算过程、掌握和应用萃取过程的热力学基础，掌握和应用萃取过程的流程与计算、熟悉膜分离过程的分类、掌握膜反渗透和纳滤、超滤和微滤中的传递过程，理解电渗析、气体分离过程和渗透蒸发，了解膜的分类，离子交换剂的分类。（三）重点与难点：本章重点是离子交换原理、萃取过程的热力学基础、萃取过程的流程与计算。难点是离子交换速率的计算、萃取过程的热力学基础、萃取过程的流程和计算、反渗透和纳滤、微滤和超滤、电渗析、离子交换膜。第十一章

反应动力学基础（一）基本内容：反应器的概念、反应器的操作方式、反应器内物料的流动与混合状态、反应器的类型、反应器的设计、反应器的放大、反应的计量关系、反应动力学、反应速率方程。（二）教学目的：了解反应器的概念和操作方式，掌握反应器的分类、理解反应器的放大和设计、反应的计量关系、反应进度与转化率、反应速率的定义及表示方法、理解反应速率方程及反应级数、掌握反应速率常数。（三）重点与难点：本章重点是了解反应器的概念和操作方式，掌握反应器的分类，掌握反应的计量关系。难点是反应速率方程及反应级数、反应速率常数。第十二章

均相化学反应器（一）基本内容：反应器的物料衡算、间歇反应器、半间歇反应器、完全混合流连续反应器、平推流反应器。（二）教学目的：

掌握反应器的物料衡算，掌握间歇反应器的特点、设计方程与相关计算，理解半间歇反应器的操作方法，掌握单级全混流反应器、多级串联全混流反应器以及简单的平推流反应器的特点及其设计方程与相关计算，了解具有循环操作的平推流反应器。（三）重点与难点：本章重点是间歇反应器的设计方程、单级和多级群混了反应器的设计方程及其计算，简单的平推流反应器的操作方法、设计方程及其计算、难点是多级串联全混流反应器的计算，平推流与全混流反应器的对比，循环反应器的物料衡算。第十三章

非均相化学反应器（一）基本内容：固相催化反应、固体催化剂、固相催化反应过程、固相催化反应的本征动力学、固相催化反应的宏观动力学、固相催化反应器的设计与操作、气液相反应器、气-液相反应动力学、气-液相反应器的设计。（二）教学目的：理解催化反应的特征，掌握固体催化剂的组成和物理性状，掌握固相催化反应的本征动力学，了解固相催化反应器的设计与操作，理解气-液相瞬间反应动力学，了解气-液相慢速反应动力学。（三）重点与难点：本章重点是固体催化剂，气固相催化反应动力学。难点是气固相催化反应的本征动力学、气固相催化反应的宏观动力学及其气固相催化反应器的设计与操作，气-液相反应动力学。第十四章

微生物反应动力学基础（一）基本内容：微生物及其特性、微生物反应及其在污染控制中的应用、微生物反应综合方程、细胞产率系数、微生物生长速率、基质消耗速率、微生物生长速率与基质消耗速率的关系、代谢产物的生成速率。（二）教学目的：了解微生物反应及其在污染控制中的应用、理解微生物反应的计量关系，掌握细胞产率系数、微生物生长速率、基质消耗速率，掌握微生物生长速率与基质消耗速率的关系，理解代谢产物的产率系数（三）重点与难点：本章重点是微生物反应综合方程、细胞产率系数，微生物生长速率、基质消耗速率、代谢产物的生成速率。难点是微生物生长速率与基质消耗速率的关系。第十五章

微生物反应器（一）基本内容：微生物反应器的概念、间歇悬浮微生物反应器、半连续悬浮微生物反应器、连续悬浮微生物反应器、完全混合生物膜反应器、平推流生物膜反应器、生物膜反应器设计计算方程的简化。（二）教学目的：掌握微生物反应器的概念与间歇悬浮微生物反应器；理解半连续悬浮微生物反应器；了解连续悬浮微生物反应器，了解完全混合生物膜反应器与平推流生物膜反应器。（三）重点与难点：本章重点是间歇悬浮微生物反应器、半连续悬浮微生物反应器、连续悬浮微生物反应器。难点是完全混合生物膜反应器、平推流生物膜反应器，生物膜反应器设计计算方程的简化。第十六章

反应动力学的解析方法（一）基本内容：动力学实验的一般步骤、动力学实验数据的一般解析方法、间歇反应器的动力学实验方法、实验数据的积分解析法、实验数据的微分解析法、全混流槽式连续反应器动力学实验方法、平推流反应器动力学实验方法。（二）教学目的：掌握动力学实验的一般步骤、间歇反应器的动力学实验方法；理解全混流槽式连续反应器动力学实验方法，了解平推流反应器动力学实验方法。（三）重点与难点：本章重点是了解间歇反应器的动力学实验方法、全混流槽式连续反应器动力学实验方法。难点是实验数据的积分解析法、实验数据的微分解析法、平推流反应器动力学实验方法。四、教学方法与手段主要以课堂教授为主，同时探索课堂教学改革，推广启发式、探究式、合作式、项目式、案例式、讨论式等教学方法的运用，推广小班化（小组式）、混合式、翻转课堂、线上线下教学相结合的方式，提高课程教学有效性。五、授课内容学时分配

章节教

学

内

容学时第八章

吸收6第九章吸附6第十章其他分离过程6第十一章反应动力学基础3第十二章均相化学反应器3第十三章非均相化学反应器3第十四章微生物反应动力学基础3第十五章微生物反应器3第十六章反应动力学的解析方法3合

计36

六、考核方式（一）考核方式根据环境工程专业的学习目标和要求，本课程主要采用闭卷考试的考核方式。（二）成绩构成根据环境工程专业的学习目标和要求，期末考试成绩占60％，平时成绩占40％。平时成绩由课内学习和课外学习两部构成，其中，课堂视频学习占15％、课外作业占15%；访问次数占5%，课外讨论占5%，包括课外讨论、课外阅读等。七、教材与参考书目（一）使用教材胡洪营,

张旭,

黄霞等.《环境工程原理》（第三版）,

高等教育出版社,2015年.（二）参考书目[1]

贺文智,

李光明.《环境工程原理》,

化学工业出版社,2014年.[2]

张柏钦,

王文选.《环境工程原理》,

化学工业出版社,2010年.[3]

陈敏恒,

丛德滋.《化工原理》（第三版）,

化学工业出版社,2006年.[4]

丛德滋等.

《化工原理详解与应用》,

化学工业出版社,2002年.[5]

邓修,

吴俊生.《化工分离工程》,

科学出版社,2000年.[6]

贺文智,

李光明.《环境工程原理》,

化学工业出版社,2014年.[7]

张柏钦,

王文选.《环境工程原理》,

化学工业出版社,2010年.[8]

胡洪营,

黄霞,

张旭.《环境工程原理习题集》,

高等教育出版社,2006年.[9]

贾绍义,

柴诚敬.《化工传质与分离过程》,

化学工业出版社,2001年.[10]

阿丰索,

克雷斯波;

徐振良,

魏永明,

陈桂娥译.《绿色分离过程——基础与应用》,

华东理工大学出版社,2008年.[11]

姜维钧.《新型传质分离技术》,

化学工业出版社,1992年.[12]

刘佳祺.《分离过程》,

化学工业出版社,2002年.[13]

陈甘棠.《化学反应工程》,

化学工业出版社,