《水处理技术创新》教学大纲

《水处理技术创新》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：03178372课程性质：专业创新课程学分：2学分学时：32学时（实验32学时）先修课程：水污染控制工程、环境工程微生物学、环境工程原理后续课程：环保设备选型与应用B、环境工程施工与核算适用专业：环境工程开课单位：材料科学与工程学院一、课程说明《水处理技术创新》是环境工程专业本科学生的专业创新课程。该课程旨在培养环境工程专业学生在水处理生化处理领域中技术创新的能力。通过本课程的实验操作，学生将深入理解水处理厌氧生物处理技术和好氧生物处理技术的原理、特点和应用，分别掌握厌氧和好氧生物处理工业有机废水的基本方法、影响因素和实验技巧，培养学生理论联系实际、分析和解决实际问题的能力，养成实事求是的科学态度。同时，课程还将引导学生关注当前水处理领域的热点问题和挑战，培养其解决问题和创新思维的能力。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：熟悉厌氧和好氧生物处理工业有机废水的基本原理、基本方法和实验技巧，初步具备分析、运用及设计好氧生物处理及厌氧生物处理技术实验的能力，掌握厌氧处理和好氧处理中相关影响因素的探究方法，具备水处理技术创新的基本素质。。课程目标2：能根据不同的废水特点，设计选择合理的水处理工艺，选择合理的工程参数；能坚定对专业的热爱，养成严谨踏实的工作作风和良好的职业素养。课程目标3：能根据污废水的特点及处理要求，选用科学的实验方法进行小试实验，能正确采集实验数据并进行科学分析，在实验小试阶段得到切实可行的解决方案。三、课程目标与毕业要求《水处理技术创新》课程教学目标对环境工程专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度2.问题分析2.2能根据数学、自然科学和工程科学的基本原理分析环境工程领域复杂工程问题，获得多种解决方案。课程目标1：掌握污水处理工程的基本原理，包括废水的物理处理、化学处理、物理化学处理、生物处理方法等原理；熟悉当前国内外污水处理研究的新成果和新技术，对环境工程领域的工业污水问题能给出具体的解决方案。H3.设计/开发解决方案3.2能够设计满足环境工程领域需求的工程相关系统、单元（环节）或工艺流程，并具有对设计进行集成的能力。课程目标2：能根据不同的废水特点，设计选择合理的水处理工艺，选择合理的工程参数；能坚定对专业的热爱，养成严谨踏实的工作作风和良好的职业素养。M4.研究4.2能够设计方案，选用或搭建实验装置，采用科学的实验方法，安全地开展实验，能采集和分析实验数据。课程目标3：能根据污废水的特点及处理要求，选用科学的实验方法进行小试实验，能正确采集实验数据并进行科学分析，在实验小试阶段得到切实可行的解决方案。H注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配《水处理技术创新》的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2实验项目、实验内容与学时实验项目实验内容和要求实验学时对应的课程目标项目一好氧生物法处理工业废水1.1好氧实验装置的搭建及运行（4学时）1.2污泥浓度提升方法的探究污泥浓度（4学时）1.3C/N值对出水水质的影响探究（4学时）1.4混合液pH对出水水质的影响探究（4学时）实验要求：实验设计应具有创新性，针对现有的好氧水处理技术进行改进或优化。实验操作应规范，遵循实验步骤，控制好实验条件，记录好实验数据，实验数据应准确、可靠。应对结果进行分析，评估水处理效果和可行性。实验内容：稳定运行水处理工艺试验设备；探究水力停留时间、曝气量、进水负荷和添加污泥载体等方法增加污泥量的有效性；通过设置不同的进水C/N值梯度，探究进水C/N值对好氧处理效果的影响；通过设置不同的进水pH值梯度，探究进水pH值对好氧处理效果的影响和好氧污泥对pH对耐受阈值。161、2、3项目二厌氧生物法处理工业废水1.1实验装置的搭建及实验条件的优化（4学时）1.2泥水混合程度对出水效果的影响探究（4学时）1.3回流比对厌氧出水的影响（4学时）1.4混合液C/N值对厌氧出水的影响（4学时）实验要求：实验设计应具有一定创新性，针对现有的厌氧水处理技术面临的难题或不足进行改进。实验操作规范，遵循实验步骤，规范记录实验数据，实验数据应准确、可靠。应对实验结果进行分析，评估处理效果和可行性。实验内容：搭建并稳定运行水处理工艺试验设备；通过外设搅拌设备设置不同的泥水混合程度，探究泥水混合程度对出水效果的影响；对厌氧反应器增加回流设备，设置不同回流比，探究不同回流比对出水效果的影响和反应器抗冲击能力；通过设置不同的进水C/N值梯度，探究进水C/N值对厌氧处理效果的影响。161、2、3五、教学方法及手段本课程积极探索教学方法改革，在实验教学环节中，通过启发式教学、讨论式教学，指导学生用科学的手段来验证理论课程的内容，介绍常用设备和仪器的原理、构造和使用维护方法以及综合实验内容的思路和方案设计等。课程要求学生在课前认真阅读实验指导书，通过学习通或其它平台学习与本实验有关的教学内容，认真填写预习报告。课堂授课时，教师讲授原理和介绍相关操作，学生动手操作，主要考核学生动手操作能力，辅以教师巡视指导，及课堂教学后期的实验注意事项总结等，期间严格遵守实验纪律，按操作规程使用仪器。课后要求学生认真撰写实验报告，回答课后思考题，以加深对水处理理论知识的理解，培养严谨的工作作风及对工程结构的力学计算能力，激发学生的创新思维能力。课下，教师通过学习通、微信、钉钉等工具，随时在线为学生辅导答疑，加强和学生之间的交流和沟通。六、课程资源1.推荐教材：自编教材2.参考书：（1）成官文.水污染控制工程实验教学指导书[M].北京:化学工业出版社,2020.（2）胡磊.水污染控制实验教程[M].南京:河海大学出版社,2019.（3）高廷耀.水污染控制工程（下册）[M].北京:高教出版社,2015.（4）陈杰瑢.环境工程技术手册[M].北京:科学出版社,2008.（5）李秀芬.水污染控制工程实践[M].北京:中国轻工业出版社,2012.3.期刊：（1）WuMenglei,etal.\t"/webvpn/LjE1Ny4yMTUuMjEzLjE2NS4yMTc=/LjE3Mi4yMDAuMTk1LjEwMS4xNTMuMTAxLjE0OS4xNjEuMTU3LjE1NC4xNDguMTYwLjE1MC4yMTU=/KNS/brief/_blank"HeavymetalpollutionfromcoppersmeltingduringtheShangDynastyattheLaoniupositeintheBaheRivervalley[J].JournalofGeographicalSciences,2021(11):237-242.（2）赵敏娟.好氧颗粒污泥处理低C/N生活污水的新策略研究[J].水处理技术,2021,47(12):112-115.（3）张恒宜.活性炭固载离子液体的制备及对Cr(VI)的吸附性能研究[J].化学与生物工程,2021,(11):256-264.（4）李杰.好氧颗粒污泥污水处理技术研究现状与发展[J].环境科学与技术,2021,44(11):176-183.（5）姜清月.紫外高级氧化技术去除2-MIB的研究与应用[J].工业水处理,2021,42(04):24-29.4.网络资源：（1）黄霞.水处理工程.北京:清华大学公开课.2020.09./learn/THU08251000390/THU08251000390/4227161/video/6188476（2）杨伟华.水污染控制工程.北京：中国大学慕课.2021.09.httpss:///course/XZNU-1206690838?from=searchPage（3）袁怡等.水污染控制工程.北京：中国大学慕课.2021.09.httpss:///course/USTS-1461393161?from=searchPage七、课程考核对课程目标的支撑本课程成绩由多个实验报告成绩的平均分评定。每份实验报告成绩由过程性考核成绩构成，分为实验预习、操作过程、结果分析三个阶段，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表3。表3课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核实验预习30（1）根据课堂出勤情况和实验预习情况进行考核。（2）在报告模板中，将分数段分为四级，依据完成程度不同在不同阶段打勾，批报告时给定总分。√√1515操作过程40（1）对每位学生的课堂表现、实验操作情况、小组协作情况进行评定。（2）对每位学生的实验操作结果和数据记录情况进行评定。（3）根据评定结果，在操作成绩栏对应的四等级处打勾，批报告时给定总分。√√√20515结果分析30（1）对每位学生的数据处理情况进行评定，包括数据表格整理、公式、图表、计算过程等。（2）对每位学生的结果表示和分析，及问题回答情况进行评定。（3）根据评定结果，在操作成绩栏对应的四等级处打勾，并给定报告总分。√√√51510合计：100分402040八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：实验课成绩评定采用五级制，由预习、实验过程成绩和实验结果分析成绩来综合评定。考核要求：实验总成绩为100分，实验预习成绩30分（占比30%），实验操作过程成绩40分（占比40%），实验结果分析成绩30分（占比30%）。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表4。表4过程性考核方式评价标准考核方式所占比重（%）100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>