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《水污染控制工程》教学大纲
发布日期:2018-06-18  浏览次数:154

课程编号:1517P0007                课程类型:专业必修课

课程名称:水污染控制工程           英文名称:Water Pollution Control Engineering

   分: 4                       适用专业:环境工程

 

一、课程的性质、目的和任务

《水污染控制工程》是环境工程专业一门专业必修课,该课程全面系统地介绍了水污染控制的基本概念、基本理论和基本方法,揭示了水污染处理的基本理论和基本方法,介绍了水污染物控制的典型工艺以及主要设备的结构特征,是环境工程专业课程体系的核心组成。

本课程是环境工程专业的专业必修课。其主要任务是:使学生全面系统地了解污水水质特征和指标、水体污染及危害等基本概念,较扎实地掌握污水处理的基本概念、基本理论、基本方法及其发展状况,掌握水处理各构筑物设计计算的基本方法;具有污水处理工艺设计以及水处理设施运行维护管理的能力。

二、课程教学目标

课程教学目标体现为专业知识、专业技能和专业素质三方面的目标。

1. 专业知识目标

1.1 了解我国水污染现状,了解污水处理系统的功能及组成,熟悉各组成部分的特点与功能。理解污水处理系统重要概念,了解污水处理系统的原理,掌握主要处理系统的特点,了解污水中杂质种类与性质,了解水污染与自净以及污水排放标准;

1.2掌握污水的物理、化学处理理论基础,了解沉淀的基础理论。熟悉格栅、沉砂池、沉淀池、隔油池以及气浮池的特点及设计方法,了解中和法、化学混凝法、化学沉淀法、氧化和还原法、吸附法、离子交换法、萃取法、膜析法以及超临界处理等水处理的基本原理及主要工艺、相关设备及其在水处理中的应用;

1.3掌握污水的生物处理方法,了解好氧与厌氧生物处理的理论基础,掌握活性污泥法、生物膜法、稳定塘及土地处理法原理、特点,掌握上述污水处理系统的代表性工艺,掌握氧化沟、SBRAB法处理系统的工作原理及特征,了解并掌握A/OA2/O等工艺的特征及最新进展,掌握各种污水处理工艺的运行及脱氮除磷原理,了解其工艺设计与运行管理;

1.4了解污泥的处理、处置与利用的一般方法及工艺流程,掌握污泥浓缩、调理、稳定、干化等各污泥处理的特点及主要设备的设计与计算;

1.5了解污水处理厂设计原则、步骤以及工艺流程的选择,熟悉平面布置与高程设计的方法,了解污水处理厂技术经济分析内容以及污水处理厂运行和控制。

2. 专业技能目标

2.1 运用物理、化学等污水处理知识,能够结合污水的特点选取合适的处理工艺,并进行主要构筑物的设计计算;

2.2 运用污水的生物处理知识,能够合理选择好氧、厌氧、活性污染法、生物膜法、稳定塘、土地处理等污水处理技术,进而确定其具体的处理工艺,并对该工艺进行设计计算;

2.3 运用所学的污泥处理知识,能够根据污泥特点合适选择处理工艺,并对所选取的工艺进行主要构筑物或设备的设计计算;

2.4 运用所学的污水处理厂设计相关知识,使学生能够掌握污水处理厂的设计思路、步骤、方法,能够进行污水处理厂的工艺选取、技术计算与工程制图等工作,培养学生的独立设计能力。

3.专业素质目标

3.1 具有基本的查阅国内外文献、数据库的能力;

3.2 具备良好的水污染控制工程逻辑思维能力,能够对水污染问题进行分析并解决相关问题;

3.3 具备基本的从事水污染控制相关科学研究的专业素质和技能。

三、本课程支持人才培养方案中知识能力实现矩阵指标点

1. 支持知识能力实现矩阵掌握扎实的环境工程学科的基础理论知识和核心知识具有综合运用基础科学、环境工程等多学科知识进行分析问题和解决问题的能力。本课程的具体指标为:课程教学目标1.1~1.5

2. 支持知识能力实现矩阵熟悉环境工程项目的组织和管理过程,具备综合运用经济、工程管理等知识和方法,进行工程项目组织及工程管理的能力。本课程的具体指标为:课程教学目标2.1~2.4

3. 支持知识能力实现矩阵掌握环境工程师的初步知识。本课程的具体指标为:课程教学目标3.1~3.3

四、本课程与相关课程的联系

本课程在学生学完无机化学、有机化学、工程制图、流体力学、分析化学、环境工程原理、环境工程微生物学、环境生态学等先修课程后开设。先行的化学、流体力学、微生物学等课程主要是了解自然界的普遍规律,属于自然科学的范畴,而《水污染控制工程》则属于工程技术科学的范畴,学生将从本课程开始运用这些普遍规律,进入环境工程专业领域的学习。

五、课程教学内容安排

本课程共72学时(其中理论教学56学时,实践环节16学时)。

理论教学内容安排如下:

序号

教学单元

教学内容及要求

教学环节设计

学时分配

支持教学目标

1

水污染现状及水处理基础

1)了解我国水污染现状;

2)了解污水处理系统的功能及组成,熟悉各组成部分的特点与功能;

3)了解污水处理系统的原理,掌握主要处理系统的特点;

4)熟悉水中常见污染物及其来源,熟悉水体的自净原理;

5)了解水质特征和水质标准。

1) 讲授式,多媒体、板书相结合;

2) 讨论式,学生自由发言讨论对水污染的认识。

4

1.1

2.1

2

物理、化学处理法

1)掌握污水的物理处理理论基础,熟悉格栅、沉砂池、沉淀池等特点及设计方法;

2)掌握污水化学与物理化学处理的类型,了解中和法、化学混凝法、化学沉淀法、氧化和还原法、吸附法、离子交换法、萃取法、膜析法以及超临界处理等水处理的基本原理及主要工艺以及相关设备设计计算。

1) 回顾互动式,以提问互动形式教学;

2) 启发式,针对不同特点的污水,启发学生思考处理工艺;

3) 配合网络教学平台,拓展学生知识面,完成作业布置与互相批改。

12

1.2

2.1

3.1

3

污水的生物处理法

1) 掌握活性污泥法的理论基础,掌握活性污泥法的运行及脱氮除磷原理,掌握活性污泥法的设计计算与运行管理;

2)掌握生物膜法原理,熟悉常用的处理工艺,并掌握其设计计算与运行管理;

3)掌握稳定塘与土地处理的净化机理及影响因素。掌握好氧塘、兼性塘、厌氧塘、湿地等特点与应用;

4)掌握厌氧生物处理的基本原理及厌氧微生物学,熟悉厌氧生物处理工艺的设计计算。

1) 回顾互动式,以提问互动形式教学;

2) 讨论式,重点探讨如何根据污水水质进行处理工艺的选取。

34

1.3

2.2

3.1

4

污泥处理与处置

1) 了解污泥的分类、性质与排除;

2)掌握污泥重力浓缩池的设计方法,理解污泥重力浓缩理论及连续式重力浓缩池的设计、间歇式污泥重力浓缩池特点及设计;

3)掌握厌氧、好氧消化的机理;了解消化动力学;掌握污泥消化的影响因素;了解污泥消化池池型、构造及设计;

4)了解污泥最终处置与利用。 

1) 讲授、演示式,多媒体、板书相结合;

2) 翻转课堂式,配合网络教学平台教学录像,由学生讲解代表性污泥处理设备特点,教师点评,增强学生学习主动性。

4

1.4

2.3

3.1

5

污水处理厂设计

1) 了解污水处理厂的设计原理与流程,能够合理选择厂址;

2)了解工艺流程选择的方法,能够根据水质选择适宜的工艺流程;

3)了解平面与高程的布置原则,掌握高程设计的计算方法;

4)了解技术经济分析的内容,初步掌握处理厂运行和控制的要点。

1) 讲授式,多媒体、板书相结合;

2) 配合网络教学平台,拓展学生知识面,完成作业布置与互相批改。

2

1.5

2.4

3.2

3.3

实践环节安排如下:

实验项目编号

实验名称

内容提要及要求

实验

学时

实验

类型

实验

要求

支持教

学目标

1517P000701

自由沉淀实验

1)理解沉淀类型;

2)掌握绘制颗粒自由沉淀曲线的方法。

2

验证型

必做

1.2

2.1

1517P000702

混凝实验

1)理解混凝机理;

2)掌握最佳投药的确定方法。

2

验证型

必做

1.2

2.1

2.2

1517P000703

活性炭吸附实验

1)理解活性炭吸附机理;

2)掌握活性炭吸附的影响因素。

4

设计型

必做

1.2

2.2

3.1

3.2

1517P000704

曝气充氧实验

1)掌握测定曝气设备的氧总传递系数的方法。

2

验证型

必做

1.3

1.2

1.4

1517P000705

污水好氧生物处理实验

1)理解污水好氧生物处理过程;

2)掌握好氧处理中关键参数的确定。

4

综合型

选做

1.1

1.5

2.2

2.4

3.3

1517P000706

污水厌氧生物处理实验

1)理解污水厌氧生物处理过程;

2)掌握厌氧处理中关键参数的确定。

4

综合型

选做

1.1

1.5

2.2

2.4

3.3

1517P000707

污泥比阻的测定实验

1)了解污泥性质的评价指标;

2)掌握污泥脱水性能的测定方法。

2

验证型

选做

1.4

2.3

1517P000708

活性污泥沉降性能测定实验

1)了解评价活性污泥性能的四项指标及其相互关系;

2)掌握 SVSVIMLSSMLVSS 的测定和计算方法。

2

验证型

选做

1.4

2.3

六、课程考核方式与成绩评定方法

课程成绩考核包括期末和平时考核两部分,其中,期末成绩60%、平时成绩20%、实验成绩20%。期末成绩考核采用闭卷考试的形式;平时成绩主要根据出勤率(10%)、课堂表现(40%)、作业(50%)三部分综合评定;实验成绩根据出勤率(10%)、实验操作能力表现(50%)、实验报告(40%)三部分综合评定。其中,课堂表现主要依据课堂问答情况、学生讲解和讨论环节的准备与参与情况、平时测验等综合评定成绩,作业主要依据作业完成质量、主题讨论参与完成情况、小论文等综合评定成绩,各项成绩平均计算出课堂表现和作业成绩。

七、参考教材与资料

1.《水污染控制工程》(第四版)(下册),高廷耀等,高等教育出版社,2015

2.《水质工程学》(第二版)(下册),李圭白等,中国建筑工业出版社,2013

3.《排水工程》(第五版)(下册),张自杰等,中国建筑工业出版社,2015

4.超星网络教学平台网站http://mooc1.chaoxing.com/course/93830224.html

                       http://www.icourses.cn/sCourse/course_2656.html

 

                                      执笔人:张学杨

                                      审核人:曹文平

                                      批准人:高明侠

        制定(修订)日期:20168