《水污染控制工程》课程教学大纲（本科）.docx

水污染控制工程Water Pollution Control Engineering课程代码：22410039学 分：4学 时：64 （其中：课堂教学学时：64实验学时：0上机学时：0课程实践学时：0） 先修课程：环境微生物学、环境工程原理、环境监测适用专业：环境工程教 材：水污染控制工程，李潜等，中国环境出版社，2013年。一、课程性质与课程目标（一）课程性质水污染控制工程是本科环境工程专业的主干课程之一，是一门必修的核心专业技术课程， 在专业培养目标中具有十分重要的地位。通过学习，使学生系统地掌握水污染控制的基本理论和工 程技术知识，为日后从事水污染控制领域工程设计、运行管理、科学研究以及新理论、新技术、新 设备的研发工作打下基础。（二）课程目标课程目标1:掌握水污染控制的基础知识和污水物理处理、化学处理、物化处理及生物处理的基 本原理、基础理论，并能将水污染控制基础知识和基本原理用于水污染问题的解决以及处理方案合 理性的阐释；课程目标2：掌握污水处理单元构筑物（如格栅、沉砂池、沉淀池、气浮池、曝气池、生物滤 池等）的构造、工作原理与设计方法，具有污水处理单元构筑物选型、设计与计算的基本能力；课程目标3：掌握污水处理工艺方案的设计原理与设计方法，具有基本的水污染控制工艺方案 设计能力，具有分析和解决水污染控制实际问题的能力，以及分析和解决问题的创新意识和创新设 计能力；课程目标4：理解污水处理过程的主要副产物一一污泥的处理与处置的环境与社会意义，能在 污水处理工艺方案设计当中考虑其出路，具有污泥处理工艺方案设计能力；课程目标5： 了解水污染控制技术的国内外发展状况，并能就水污染热点问题进行分析，表达 个人的见解，并能在查阅文献的基础上设计出合理的处理方案或提出可行的治理措施；课程目标6：在项目设计过程中培养和锻炼学生综合运用文献资料和所学知识分析与解决水环 境问题的能力，方案分析与设计能力，沟通交流能力和团队合作精神及在团队中发挥作用的能力。（三）课程目标和专业毕业要求指标点的对应关系本课程支撑专业培养计划中毕业要求指标点1-4、2-2、2-3、3-1、3-2> 10-4,具体如下。1 .毕业要求1-4：掌握工程基础和专业知识，并能够应用于解决复杂环境工程问题。2 .毕'也要求2-2：能正确表达环境工程问题的解决方案，并能研究文献寻找可替代的解决方案。3 .毕业要求2-3：能运用基本原理证实解决复杂环境工程问题方案的合理性。4 .毕业要求3-1：能够针对复杂环境工程问题比较和选择合理的系统或工艺流程。5 .毕业要求3-2：能够针对环境工程问题提出具有一定创新意识的解决方案。6 .毕业要求10-4： 了解环境工程专业及其相关领域的国际状况，能就环境问题发表个人见解。课程目标与毕业要求指标点的对应关系目标 毕业要求指焉於、课程目标1课程目标2课程目标3课程目标4课程目标5课程目标6毕业要求1-4Z/毕业要求2-2/毕业要求2-3/毕业要求3-1/毕业要求3-2/毕业要求10-4Z/二、课程内容与教学要求第一章绪论（一）课程内容1、水资源与水循环；2、水体自净作用；3、水体污染；4、污水水质及其表征；5、水污染控制的标准及策略；6、污水处理方法与污水处理系统。（二）教学要求了解水的自然循环和社会循环，理解水的社会循环对自然循环的影响；了解水体的自净作用及 污染物在不同水体中的迁移转化规律；掌握水体污染的基本概念；了解污水来源及水体污染物的种 类和特征；掌握污水水质的含义和表征方式；了解水污染控制的标准和基本途径；熟悉污水处理方 法的分类、含义及其常用方法；熟悉污水处理系统的基本概念与分类，掌握城市污水处理系统的典 型流程。具有在水污染及控制分析中运用水污染控制基本概念和基本知识的能力。（三）重点与难点1、重点：水体污染的基本概念；污水水质的含义及表征；污水处理的含义与方法分类；污水处 理系统的含义与分类；城市污水处理的基本流程。2、难点：污水水质的含义及表征；水体自净作用。第二章污水的物理处理法（-）教学内容1、均化法；2、格栅和筛网；3、沉淀的基础理论；4、沉砂池；5、沉淀池；6、隔油池。（二）教学要求了解污水水质和水量均化的目的和方法；了解格栅和筛网的作用及种类；掌握格栅的设计与计 算；了解沉淀类型及作用，掌握自由沉淀及其基础理论，理解沉淀池的工作原理；了解沉砂池的作 用与类型，熟悉各类沉砂池的构造、工作原理与特点，掌握平流沉砂池和曝气沉砂池的设计计算； 熟悉各类沉淀池的构造、工作原理及特点，掌握沉淀池设计的一般原则、主要参数及方法；了解隔 油池的作用、构造及工作原理。具有基本的设计、开发沉淀处理单元设备的能力，具有分析和解决 污水沉淀处理基本问题的能力。（三）重点和难点1、重点：格栅的设计与计算；沉淀的基础理论；沉淀池的构造、工作原理及设计。2、难点：沉淀的基础理论；曝气沉砂池的工作原理；沉淀池的进水整流和出流形式。第三章污水的化学处理法（一）教学内容1、化学混凝法；2、中和法；3、化学沉淀法；4、化学氧化-还原法；5、电解法。（二）教学要求了解胶体的双电层结构及其保持稳定性的原因，掌握混凝机理及影响混凝效果的主要因素，了 解混凝剂和助凝剂的概念、种类和作用；熟悉化学混凝工艺过程和设备；熟悉酸性废水与碱性废水 的中和处理法；了解常用的化学沉淀法和沉淀剂，掌握化学沉淀法的基本原理，熟悉氢氧化物和硫 化物沉淀法，了解化学沉淀法在废水处理中的应用；掌握氧化-还原法的基本原理，熟悉常用的氧化 -还原法，了解氧化-还原法在废水处理中的应用；理解电解法的基本原理，了解电解法的特点及在 污水处理中的应用。具有运用污水化学处理法基本理论和知识分析和解决实际问题的能力。（三）重点和难点1、重点：混凝机理及影响混凝效果的因素；酸性废水的中和处理；氢氧化物沉淀法。2、难点：混凝的机理。第四章 污水的物化处理法（一）教学内容1、吸附法；2、离子交换法；3、气浮法；4、萃取法；5、膜分离法。（二）教学要求掌握吸附机理及影响吸附效果的主要因素，了解常用吸附剂的种类及特性，熟悉吸附工艺和设 备；掌握离子交换的原理、离子交换剂的主要性能指标和离子交换柱的工作过程，了解离子交换剂 的类型与选用，熟悉离子交换工艺和设备；理解气浮法的含义，了解气浮法类型、应用及特点，掌 握气浮法的基本原理和加压溶气气浮法流程及系统的组成与设计；理解萃取的基本原理和过程，了 解常用的萃取剂、萃取设备；了解膜分离的特点及分类，熟悉渗析法、电渗析法、反渗透法和超过 滤法四种膜分离法。具有运用污水物理化学处理法基本原理、基础知识分析和解决问题的能力。（三）重点和难点1、重点：吸附机理与影响吸附效果的主要因素；吸附工艺和设备；离子交换剂的主要性能指标 和离子交换柱的工作过程；气浮法的基本原理和加压溶气气浮法流程及系统的组成与设计；膜分离 法工艺与设备。2、难点：吸附塔的工作过程；离子交换的基本理论；气浮法的基本原理与加压容器气浮系统的 设计；膜分离组件的构造与工作原理。第五章污水生物处理基础（一）教学内容1、污水生物处理的微生物基础；2、污水生物处理的动力学基础；3、污水生物处理的类型及基本原理；4、污水的可生化性。（二）教学要求了解微生物的呼吸类型，掌握微生物的生长规律和生长环境；.熟悉酶促反应动力学方程式的含义 与意义，掌握反映微生物增长速度和微生物本身浓度、底物浓度之间关系的Monod方程及底物降解 动力学方程式，理解微生物净增长与底物降解的关系；了解污水生物处理的对象及类型，掌握有机物 的好氧与厌氧生物降解过程及特点；了解污水可生化性的含义及主要评价方法。具有运用污水生物处 理基础理论分析和解决问题的能力。（三）重点和难点1、重点：微生物的生长规律和生长环境；Monod方程及底物降解动力学方程式，微生物净增长 与底物降解的关系；有机物的好氧与厌氧生物降解过程及特点。2、难点：微生物增长动力学与底物降解动力学；污水可生化性的含义。第六章活性污泥法（一）教学内容1、活性污泥法基本原理；2、活性污泥法参数；3、曝气原理与曝气系统；4、活性污泥法工艺类型；5、活性污泥法工艺设计。（二）教学要求了解活性污泥法的发展、特点及应用；熟悉活性污泥法基本概念与基本流程；理解活性污泥降 解污水中有机物的过程；掌握活性污泥法主要参数的含义与工程意义；掌握氧传递原理与影响因素; 了解曝气设备及其性能指标；掌握曝气池的构造与工艺布置；熟悉活性污泥法的常用工艺类型；掌 握活性污泥法系统的设计与计算。具有运用活性污泥法基本理论和基础知识分析和解决污水处理实 际问题的基本能力。（三）重点和难点1、重点：活性污泥法基本原理；活性污泥法参数；氧传递原理与影响因素；曝气池的构造与工 艺布置；活性污泥法系统的设计与计算。2、难点：污泥负荷的意义；氧传递原理与影响因素；曝气池的工艺布置；活性污泥法系统的设计与计算。第七章生物膜法（一）教学内容1、生物膜法的基本原理2、生物滤池；3、生物转盘；4、生物接触氧化法；5、生物流化床。（二）教学要求了解生物膜法的发展、特点与分类，掌握生物膜法的基本原理；熟悉生物滤池的构造及影响生 物滤池性能的因素，了解生物滤池法的流程和生物滤池类型及特点，掌握生物滤池系统的功能设计; 掌握生物转盘的构造及其工作原理，了解生物转盘的布置方式与进展；了解生物接触氧化法基本流 程、特点与接触氧化池的形式，掌握接触氧化池的构造与设计计算；了解生物流化床的类型、特点 与进展。具有运用生物膜法基本原理和基础知识分析和解决污水处理实际问题的能力。（三）重点和难点1、重点：生物膜法的基本原理；生物滤池；生物接触氧化；生物转盘的工作原理。2、难点：生物膜法的基本原理；生物滤池系统的功能设计；接触氧化池的设计。第八章厌氧生物处理法（一）教学内容1、厌氧生物处理的基本原理；2、厌氧生物处理的影响因素；3、厌氧生物处理方法与设备；4、厌氧与好氧生物处理联用工艺。（二）教学要求了解厌氧生物法的发展、特点及应用范围；掌握厌氧生物处理的基本原理及影响厌氧生物处理 的主要因素；了解厌氧生物处理的常用工艺方法与设施；理解厌氧与好氧生物处理联用的目的及常 用联用工艺的特点与应用。具有综合运用好氧生物处理和厌氧生物处理基本原理和基础知识分析和 解决水污染控制实际问题的能力，具有设计解决特定水环境问题的系统、单元（部件）或工艺流程 的基本能力。（三）重点和难点1、重点：厌氧生物处理的基本原理及主要影响因素；厌氧与好氧联用工艺。2、难点：厌氧生物处理的基本原理；厌氧与好氧联用脱氮除磷。第九章自然净化处理（一）教学内容1 稳定塘；2、土地处理系统；3、人工湿地系统。（-）教学要求了解稳定塘的特点、分类与功能，掌握稳定塘的含义和工作原理，了解稳定塘的规划设计；了 解污水土地处理系统的特点、组成和工艺类型，掌握污水土地处理的含义与净化机理；了解人工湿 地的特点和类型，理解人工湿地的含义与净化机理。具有应用稳定塘和污水土地处理的基本原理和 基础知识分析和解决水污染控制问题的基本能力。（三）重点和难点1、重点：稳定塘的含义和工作原理；污水土地处理的含义与净化机理；人工湿地。2、难点：污水土地处理的净化机理；人工湿地的净化机理。第十章污泥的处理和处置（-）教学内容1、污泥的来源、性质和数量；2、污泥的处置及其前处理；3、污泥浓缩，稳定，调理，脱水。（二）教学要求了解污泥的来源、性质及主要指标，掌握污泥量的计算和污泥浓缩池的设计计算；了解污泥的 处置方法和前处理过程；了解污泥浓缩域脱水的方法及作用、厌氧消化与加药调理的作用及污泥干 燥与焚化设备的选择。具有运用污泥处理与处置的基本原理与基础知识设计污泥处理工艺方案的基 本能力。（三）重点和难点1、重点：污泥量的计算和污泥浓缩池的设计计算。2、难点：污泥浓缩、稳定与调理的原理。三、学时分配及教学方法章（按序填写）教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课程目标课堂教 学实验上 机课程 实践小 计第一章20002讲授法课程目标1第一早1000010讲授法，讨论法，演 示法课程目标1、2、6第三章60006讲授法，讨论法课程目标1、3第四章1000010讲授法，基于问题教 学法，演示法课程目标1、2、5第五章40004讲授法，讨论法课程目标1第六章1200012讲授法，讨论法，研 究型教学法，演示法课程目标1、2、3、5、6第七章80008讲授法，演示法，研究型教学法课程目标1、2、3、6第八章60006讲授法，研究型教学 法，讨论法，演示法课程目标1、3、5、6第九章40004讲授法，演示法课程目标1、3第十章20002讲授法，演示法课程目标4、6合计6400064四、课程考核考核形式考核要求考核权重备注课堂表现不缺勤，不迟到早退，上课认真，积极发言10%平时作业不小于5次15%项目设计针对某一水环境污染问题进行综合分析与工艺设计15%期末考试笔试闭卷60%五、参考书目及学习资料（书名，主编，出版社，出版时间及版次）1、水污染控制工程（下册），高廷耀等，高等教育出版社，2007年第三版。2、废水处理工程，唐受印等，化学工业出版社，2004年第二版。3、排水工程（下），张自杰，中国建筑工业出版社，2015年第五版。4、水污染控制工程，彭党聪，冶金工业出版社，2010年第三版。5、水污染控制工程及设备，吴向阳等，中国环境出版社，2015年。5、 Wastewater Engineering Treatment and Reuse. Metcalf & Eddy Inc. Boston: McGraw-Hill, 2003, 4th ed.六、大纲说明（内容可包括实验内容与基本要求、习题要求及其它一些必要的说明）1、本大纲自2016级本科生起开始执行。2、本大纲不包含实验教学，根据2016版新的培养计划，水污染控制工程实验作为独立的课程开设，有关实验的开设项目与要求见水污染控制工程实验教学大纲。3、配合学生课后复习和检查学生对所学主要内容的掌握情况，每章布置3-5道作业题或思考题。2017年09月19日