《环保设备原理及应用》教学大纲

环保设备原理及应用一、基本信息课程名称：环保设备原理及应用英文名称：PrinciplesandApplicationsofEnvironmentalProtectionEquipment课程编号：XXXXXX建议学分/学时：1.5/24课程类别：专业基础课适用对象：大三下学期先修课程：水污染控制工程、大气污染控制工程开课单位：环境与化学工程学院执笔人：穆毅课程简介：《环保设备原理及应用》是环境工程专业的重要专业方向必修课，授课对象为大学三年级的本科。本课程的主要任务是通过借鉴化工学科基础理论知识和化工机械与设备，结合污染物分离、吸附、降解等反应机制，分别从目标污染物的物理化学性质、处理工艺的反应原理、处理设备的工作原理、结构组成、使用范围和选用原则等角度来系统地介绍各种常见的环保工艺与设备。主要内容有：工业污染源（废水、废气、噪声、固废）的特点、常见的工业废水处理工艺、流体输送机械与设备、水处理基本单元操作、废水生化处理设备、除尘脱硫设备、固体废弃物处理设备和环保设备设计与应用的技术经济分析。通过本课程的学习，使学生初步建立环保工艺与设备的知识体系，能够针对水、气、噪声、固废等污染问题找到合适的治理方式，为今后从事污染物治理打下一个良好的基础。二、课程目标本课程是是一门学习常见环境工程设备以及了解相关工艺理论的基础课程。本课程主要通过课堂教学、制作相关内容的PPT，以及课程小论文等教学环节来教授和巩固环保工艺与设备的基础知识。同时，支撑本专业毕业要求中相应观测点的达成。思政目标：了解我国工业发展的现状，正确认识工业发展与环境保护之间的关系，明确环环境保护以及环境工程专业在国计民生中的重要地位，提高学生对本专业的认同感和归宿感。课程目标对学生的知识及能力要求如下：熟悉各种工业废水和废气中所含的主要目标污染物，了解目标污染物的物理化学性质，同时初步了解处理各类工业废水和废气的难点，了解常见的处理工业废水和废气的环保工艺和设备并初步掌握环保工艺的基本原理与环保设备工作原理、结构组成。；建立了较为完整的理论知识体系，针对各类不同的工业废水、废气的特点能够初步设计出能够符合排放标准的处理工艺流程，并有能力对各类环保设备的进行初步设计与改进，以适应环保产业不断革新的需要。课程目标对毕业要求的支撑关系如表1所示。表1课程目标对毕业要求的支撑关系课程目标毕业要求观测点课程目标13.2能够针对环境问题中特定需求通过资料查阅和设计计算，确定合适的设计参数，进行单元（构筑物）和设备的设计（选型）。

课程目标25.3能够针对环境工程设备、工艺与污染过程等具体的环境工程问题对象，通过组合、选配、改进、二次开发等方式创造性地使用现代工具，进行建模、预测与分析，解决环境工程问题，并能够分析其局限性。

三、教学内容教学内容及其对课程目标的支撑关系如表2所示。表2教学内容对课程目标的支撑序号（章）教学内容教学要求教学方式支撑的课程目标第一章泵泵的类型、工作原理及应用场景；授课时长1节知识方面：理解泵的定义、主要参数（流量、扬程、效率、功率等）含义及单位；熟悉离心泵、轴流泵等常见泵的结构、工作原理；掌握不同类型泵的特性曲线，能依曲线选泵；知晓离心泵灌泵原因、操作及气缚现象，了解其他泵启动、运行和流量调节要点。思政融入点：我国绿色发展理念（环保技术与可持续发展文献阅读）讲授课程目标1第二章风机风机的类型、工作原理及应用场景；授课时长1节知识方面：掌握风机定义、用途、分类，理解按工作原理、用途和材质分类方式；熟悉风机性能参数（功率、风压、风量等）及曲线，能分析工况点；明晰离心式、轴流式、回转式（罗茨鼓风机）风机的结构、原理；学会依据流量、风压等参数，利用性能表、曲线选择合适风机。思政融入点：我国风机创新驱动发展理念（中国风机技术创新成果文献阅读）讲授课程目标1第三章单元操作设备分离设备；授课时长1节知识方面：了解污水来源、组分及各类处理方法；掌握格栅、沉砂池、沉淀池的定义、原理、结构、特点、参数及选型；熟悉气浮装置的原理、类型、结构及应用；理解膜分离设备的定义、原理、分类、工作过程及应用；了解常见的吸收和吸附设备类型，水流方向及工作原理。思政融入点：我国膜工艺发展现状（文献阅读）讲授讨论案例启发文献阅读课程目标1课程目标2膜分离设备；授课时长2节吸收和吸附设备；授课时长1节第四章水生化工艺和处理设备活性污泥法设备授课时长2节知识方面：1、活性污泥法设备：掌握曝气池（曝气设备），活性污泥工艺（脱氮除磷，重点介绍短程硝化-厌氧氨氧化法）的工作和反应原理；2、二沉池设备：重点掌握污泥回流装置的运行原理，潜水排污泵的结构和工作原理；3、污泥处理设备：掌握污泥浓缩、污泥脱水的方法及相关设备，了解反应原理；4、生物膜法设备：（1）掌握普通生物滤池、更高负荷生物滤池、塔式生物滤池的构造及相关性能；（2）了解生物转盘反应装置；（3）掌握生物接触氧化池的基本构造，重点掌握填料的性能及选料参数5、厌氧处理设备：了解厌氧生物滤池，升流式厌氧污泥反应器，厌氧流化床反应器以及分段厌氧消化法的反应基本原理及相关设备的运行原理。思政融入点：我国科学家在短程硝化-厌氧氨氧化法技术领域做出的贡献（文献阅读）。讲授讨论案例启发文献阅读课程目标1课程目标2污泥处理设备授课时长1节生物膜法设备授课时长1节厌氧处理设备授课时长1节第五章除尘脱硫脱硝设备除尘设备授课时长2节知识方面：1、除尘设备：（1）机械除尘设备掌握重力除尘，惯性除尘，旋风除尘器的反应原理，设备构造以及运行原理；（2）过滤式除尘设备掌握袋式除尘器、颗粒式除尘器的设备构造及运行原理，了解过滤式除尘器的清灰方式；（3）湿式除尘设备掌握水滴状（洗涤塔，文丘里除尘），水膜状（立式旋风、卧式旋风水膜除尘器），水层状（水浴冲击式）除尘器的反应原理，设备构造以及运行原理。了解脱水装置的运行原理。（4）电除尘器掌握电除尘器的基本原理，结构，运行原理以及清灰方式。同时了解电除尘器的发展趋势；（5）掌握不同除尘器的除尘效率，以及了解不同除尘器组合除尘的方式。2、脱硫设备：（1）掌握几种典型的湿法、干湿脱硫的反应原理和工艺流程；（2）掌握烟气脱硫过程中的防腐蚀方法。3、脱硝设备：（1）掌握烟气中氮氧化物生成的机制；（2）掌握选择性催化还原法和选择性非催化还原法的反应原理，设备构造以及运行流程。对比两者的优劣。思政融入点：我国雾霾治理进程（影视资料）。讲授讨论案例启发文献阅读课程目标1课程目标2脱硫设备授课时长2节脱硝设备授课时长1节第六章噪声与振动控制设备噪声控制设备授课时长2节知识方面1．噪声控制设备（1）掌握噪声控制的方法：吸声、隔声、消声技术的基本原理；（2）掌握基本的室内吸声设计方法；（3）了解消声器的设计原则；（4）掌握消声器的选用方法，对典型消声器的特性及使用场景有所了解。2．振动控制设备（1）了解基本的隔振原理，熟知钢簧、橡胶等隔振装置的特性及工作原理；（2）掌握隔振设计原则，能根据实际情况进行选型设计。讲授讨论案例启发文献阅读课程目标1课程目标2、振动控制设备授课时长2节第七章固体废弃物处理设备输送和预处理设备授课时长2节知识方面：1、输送和预处理设备：掌握输送设备、破碎设备、分选设备的构造及运行原理；2、掌握炉排型、炉床型、流化床型、和气化熔融型焚烧炉的工作原理，并能够较好的区分各个焚烧炉的应用场景。思政融入点：我国垃圾发电发展现状（文献阅读和案例介绍）。讲授讨论案例启发文献阅读课程目标1课程目标2焚烧设备授课时长2节四、实践教学安排无五、考核及成绩评定1.考核方式考核方式：以平时成绩（包括课堂笔记、师生互动、课上提问）和期末论文成绩（包括课程论文或者制作PPT）的形式进行考查。成绩评定：平时作业占50%；期末考试占50%。课程目标与各考核环节及成绩比例的对应关系矩阵如表4所示。表3课程目标与考核环节对应关系课程目标考核环节及成绩比例（%）平时成绩期末考试成绩比例课程目标1303060课程目标22020402.评价标准课堂笔记的评定标准与依据如表4所示。表4课堂笔记的评定标准与依据课程目标考核要求评价标准85～10075～8460～74<60课程目标1笔记内容是否充分包含授课内容，是否详细的描述工业废水废气中各类目标污染物的物理化学特点以及处理目标污染物的难点。笔记内容是否详细描述环保工艺的基本原理与环保设备工作原理、结构组成。笔记内容充分包含授课内容，详细的描述工业废水废气中各类目标污染物的物理化学特点以及处理目标污染物的难点。笔记内容详细描述环保工艺的基本原理与环保设备工作原理、结构组成。笔记内容包含授课内容，基本描述工业废水废气中各类目标污染物的物理化学特点以及处理目标污染物的难点。笔记内容基本描述环保工艺的基本原理与环保设备工作原理、结构组成。笔记内容基本包含授课内容，但是不够详细，虽然描述工业废水废气中各类目标污染物的物理化学特点以及处理目标污染物的难点，但是内容不全。环保工艺的基本原理与环保设备工作原理、结构组成等相关内容不完整。笔记内容不完善，比较潦草，缺乏整理，或有抄袭的嫌疑。课程目标2笔记内容是否涵盖了较为完整的理论知识体系，并通过课后学习，完善授课内容，能够对各类环保设备的进行初步设计与改进，以适应环保产业不断革新的需要。笔记内容较为完整地涵盖了理论知识体系，并通过课后自主学习，拓展了授课内容，初步具备对当前各类环保工艺和设备的进行初步设计与改进的理念。笔记内容较为完整地涵盖了理论知识体系，能够通过课后学习补充课程内容，有自主学习的意识，但是缺乏对相关问题的反思。笔记内容基本涵盖了理论知识体系，但是缺乏课后自主学习过程。笔记内容不完善，比较潦草，缺乏整理，或有抄袭的嫌疑。表5期末考试的评定标准与依据（论文：小综述）课程目标考核要求评价标准85～10075～8460～74<60课程目标1论文内容是否详细阐述了工业废水和废气中所含的主要目标污染物，是否了解目标污染物的物理化学性质，同时能够明确处理各类工业废水和废气的难点。此外.论文的格式规范、内容完善和逻辑性强论文内容详细阐述了工业废水和废气中所含的主要目标污染物，详细阐述了目标污染物的物理化学性质，同时能够明确处理各类工业废水和废气的难点。此外.论文的格式规范、内容完善和逻辑性强，论文内容详细描述，总结和归纳处理目标工业废水和废气的环保工艺和设备，并总结了环保工艺的基本原理与环保设备工作原理、结构组成。论文内容较为详细阐述了工业废水和废气中所含的主要目标污染物，较为详细阐述了目标污染物的物理化学性质和处理各类工业废水和废气的难点。此外.论文的格式规范、内容完善和逻辑性强，论文内容详细描述，总结和归纳处理目标工业废水和废气的环保工艺和设备，并总结了环保工艺的基本原理与环保设备工作原理、结构组成。论文的格式规范、内容完善和逻辑性强，论文内容较为详细描述，总结和归纳处理目标工业废水和废气的环保工艺和设备。1.论文的格式不太规范、内容不完整和逻辑性不强，论文内容偏少。2.论文有抄袭的嫌疑。课程目标2论文内容有创新，对当前各类环保工艺和设备提出合理性的改进建议和措施，以适应环保产业不断革新的需要。针对当前环保产业需要不断革新，污染物排放指标不断严苛，新型污染物层出不穷的大环境下，对环保工艺和设备发展方向和前景有深刻的思考。论文内容有创新，对当前各类环保工艺和设备提出合理性的改进建议和措施。对当前各类环保工艺和设备提出少量的改进建议和措施。1.论文的格式不太规范、内容