《环境工程原理》课程教学大纲

《环境工程原理》教学大纲课程编号：08140118英文名称：PrinciplesofEnvironmentalEngineering学分：3学时：总学时48学时，其中理论48学时，实践0学时先修课程：高等数学、大学物理课程类别：专业基础课程授课对象：环境科学专业学生教学单位：生命科学学院修读学期：第3学期一、课程描述和目标近年来，环境污染问题日趋复杂，并表现出明显的复合化特征、时间特征及地域特征。环境问题的这些特点决定了环境工程专业技术人才应具有较强的解决复杂问题的综合能力和系统、整体化的观念，而扎实、系统和宽厚的理论基础是具备这些能力的基石。《环境工程原理》这门课程针对环境工程专业的特点，系统分析和归纳总结了水处理工程、大气污染控制工程、固体废物处理处置工程、污染环境净化与生态修复工程等所涉及的技术原理，提炼出具有共性的基础原理、现象和过程，其主要任务是研究生产过程中具有共同规律的各种单元过程和简单反应过程的基本原理、典型的设备结构、性能与操作原理；研究单元和化学反应过程及其典型设备的计算方法；通过各种单元过程的操作因素分析，寻找适宜的操作条件，探索强化过程的方向及改进设备的途径。同时，该课程从环境工程的实际问题出发，培养学生分析和解决环境问题的能力，为后续环境工程专业课程学习奠定扎实的理论基础。课程目标1-专业知识方面：要求学生掌握环境工程原理实践所需工程基础知识：主要包括质量衡算及能量衡算的基本要素，动量传递、热量传递及质量传递的基本原理，环境工程实践所需单元操作的工程基础知识。分离过程原理：掌握沉降、过滤、吸收、萃取等单元过程及其典型设备的计算方法；能够利用三传过程速率方程分析实际工程单元过程中的强化传热、传质及动量传递的措施。反应工程原理：掌握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。课程目标2-专业能力方面：培养学生具有从工程技术角度出发，灵活地运用基本理论，分析和解决实际过程中工程技术问题的能力，了解实际过程中影响因素、相关结果及对应措施间的关联。课程目标3-专业素质方面：培养学生分析问题和解决问题的能力，能够满足不同学科背景的环境工程专业学生的需求。培养学生的自主学习能力。二、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重2.1熟练掌握环境科学及相关专业的基本理论、基本知识和基本实验技能。课程目标1M5.1具备运用大数据、专业数据库、模拟软件等手段和方法分析解决相关环境问题的能力。5.2针对复杂环境问题，能够选择与使用恰当的模型、计算机软件等现代工具进行预测和模拟。课程目标2M12.2树立自主终身学习理念，掌握专业发展的核心内容、成长阶段与路径方法。课程目标3H三、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容基本要求及重、难点（含德育要求）学时教学方式对应课程目标1第一章绪论内容：环境问题与环境科学发展，环境污染与环境工程学，环境净化与污染控制技术概述，环境净化与污染控制技术原理。了解环境污染的危害、环境工程的学科体系、本课程的主要内容。熟悉水质净化与水污染控制技术、空气净化与大气污染控制技术、土壤净化与污染控制技术、固体废物处理处置与管理、物理性污染物控制技术、废物资源化技术。掌握环境净化与污染控制技术原理。2集中讲授12第二章质量衡算与能量衡算内容：常用物理量，质量衡算，能量衡算。熟悉常用物理量的定义与表示方法、单位与量纲的差别、物理量之间的单位换算。掌握衡算的基本概念、系统的划分、质量衡算方程式、能量衡算方程式。8集中讲授13第三章流体流动内容：管流系统的衡算方程，流体流动的内摩擦力，边界层理论，流体流动的阻力损失，管路计算，流体测量。了解流体的流量、流速的测量方法及仪器。熟悉管流系统的衡算方程表达式及应用。掌握牛顿粘性定律；流体流动的阻力计算。8集中讲授14第四章热量传递内容：热量的传递方式，热传导，对流传热，辐射传热，换热器。了解换热器的分类与结构形式；熟悉强化换热器传热过程的途径；掌握热量传递的主要方式及定义；热传导的规律、通过平壁的稳态热传导的计算；掌握对流传热的规律、机理、影响因素；传热边界层理论、间壁传热过程计算；辐射传热的规律；熟悉白体、黑体、热透体的概念。6集中讲授15第五章质量传递内容：环境工程中的传质过程，质量传递的基本原理，分子传质，对流传质。了解环境工程中的传质过程。熟悉掌握质量传递的基本原理。掌握分子传质、对流传质的规律及计算；传质边界层理论。8集中讲授16第六章沉降内容：沉降分离的基本概念，重力沉降，离心沉降，其他沉降。了解电沉降、惯性沉降。熟悉沉降分离的一般原理和类型。掌握流体阻力与阻力系数、颗粒的几何特性参数（当量直径、形状系数）与沉降速度的计算。6集中讲授17第七章过滤内容：过滤操作的基本概念，表面过滤的基本理论，深层过滤的基本理论。了解常用过滤设备。熟悉过滤操作的基本概念及分类。掌握表面过滤的基本理论和过滤过程的计算。深层过滤的基本理论和颗粒床层的几何特征。4集中讲授1，28第八章吸收内容：吸收的基本概念，物理吸收，化学吸收，吸收设备的主要工艺计算。了解环境工程中的吸收类型。熟悉吸收操作的基本概念，吸收设备的主要工艺计算。掌握物理吸收的热力学基础、相平衡关系的应用；物理吸收的动力学基础、传质阻力的分析；化学吸收的平衡关系、传质速率；吸收过程的物料衡算与操作线方程。2集中讲授29第九章吸附内容：吸附分离操作的基本概念，吸附剂，吸附平衡，吸附动力学，吸附操作与吸附穿透曲线。了解吸附分离操作的分类与应用；熟悉常用吸附剂的性能，吸附过程及吸附穿透曲线的绘制方法。掌握吸附平衡和吸附动力。4集中讲授210第十章其他分离过程内容：离子交换，萃取，膜分离。了解离子交换剂，离子交换平衡和选择性系数。熟悉萃取分离的特点，萃取过程的热力学基础，萃取剂的选择。掌握离子交换速度及影响因素，膜分离特点，膜分离过程中的传递过程，推动力。0自主学习2，311第十一章反应动力学基础内容：反应器和反应操作，反应的计量关系，均相反应动力学。了解反应器的类型及操作方式。熟悉反应器操作的几个工程概念。掌握反应式与计量方程、反应进度和转化率的概念及有关计算，反应速率的定义及表示方法、反应速率方程的表达式、均相反应动力学及有关计算。0自主学习2，3合计48四、课程教学方法集中讲授五、学业评价和课程考核推行多元评价，对本课程所采用的评价和考核方式作具体说明，若采用多种考核方法请分别列出考核评价的方法、内容、考核标准、成绩占比等，考核方法、内容应突出“学生中心、产出导向”。（一）考核方式及具体要求1.课程成绩构成与要求课程考核注重形成性和终结性评价相结合，考核内容主要由平时作业、课堂表现、期末考核组成，均按百分制计分，其中平时作业成绩占30%、课堂表现占10%、期末测试成绩占60%。2.课程目标达成考核与评价序号教学环节课程目标1（分值）课程目标2（分值）课程目标3（分值）合计1平时作业3000302课堂表现550103期末考试40101060课程目标对应分值751510100（二）考核与评价标准1.平时成绩考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分平时作业按时完成，90%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握到位。能够利用理论知识识别、分析环境工程领域相关专业问题。按时完成，70%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握较到位。能够较好利用理论知识识别、分析环境工程领域相关专业问题。延时完成，60%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握基本到位。利用理论知识对环境工程领域相关专业问题有一定的识别、分析。不交和补交，50%以下的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握有偏差。不能利用理论知识对环境工程领域相关专业问题进行识别、分析。2.课堂表现根据课堂回答问题的质量进行打分。3.期末试卷考核与评价标准（1）卷面成绩100分，以卷面成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。（2）主要考核三传原理、过程速率方程、典型单元操作过程方程的计算及分析等内容。考试题型为：填空及选择、简答题及计算题。（3）建议对应课程目标1的试题占50～60%，题型以填空、选择、简答题和计算为主；对应课程目标2的试题占20～30%，题型以简答题和计算题为主，对应课程目标3的试题占10～20%，以计算题为主。4.其他无故迟到早