环境工程原理教案.docx

成都大学教案学院(部)：城乡建设学院系（教研室）：环境工程授课教师：秦纪洪职称：讲师课程名称总学分：4学分环境工程原理总学时： 64 学时其中： 讲课58学时实践6学时必修课()选修课()课程类别公共课（） 学科课（） 专业课（） 实践课（） 全校任选课（）授课对象考核方式教学基本目的和要求2010 级环境工程专业考试课程。总成绩：课堂参与占 10%；平时作业占 20%；实验占 10%；期末考试占60%（闭卷考试：选择题、填空题、计算题）。环境工程原理是环境工程、环境科学、给水排水工程等相关专业的主干专业基础课，主要讲述水处理工程、大气污染控制工程、固体废弃物处理处置工程等环境污染防治以及生态修复工程中涉及的具有共性的基本现象和基本过程的基本原理。主要内容包括环境工程原理基础、分离过程原理和反应工程原理三部分。环境工程原理基础部分主要讲述物料与能量守恒原理、传递过程等。分离过程原理部分主要讲述沉淀、过滤、吸收、吸附的基本原理。反应工程原理部分讲述化学和生物反应计量学、动力学、各类反应器的过程解析等。教学重点和难点教材、参考书教学重点：1 环境工程学的基本概念和基本理论：主要包括物料与能量衡算、流体流动、热量传递和质量传递过程的基本概念和基本理论。2 分离过程的原理：主要包括沉淀、过滤、吸收、吸附、离子交换、膜分离等基本分离过程的原理。教学难点：反应工程原理：主要包括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。柴诚敬主编，化工原理（上，下册），高等教育出版社，2005 年。蒋维钧，戴猷元，顾惠君编著，化工原理（第二版），清华大学出版社，2003 年。姚玉英主编，化工原理（第一版），天津科学技术出版社，1993 年。余国琮主编，化学工程辞典（第二版），化学工业出版社，2003 年。邓修，吴俊生编著，化工分离工程（第一版），科学出版社，2002 年。丛德滋,丛梅,方图南;化工原理详解与应用,化学工业出版社注：此页针对课程整体内容进行填写成都大学教案授课内容第一章绪论教学目的和要求1、了解环境问题与环境学科的发展；了解环境工程学的学科体系。2、了解环境净化与污染控制的基本方法与原理。3、了解环境工程原理课程的主要内容及学习方法。重点难点重点：环境净化与污染控制的基本方法与原理。总学时第 1学时 第2学时(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等) PPT 教学1、 环境问题与环境学科的发展教学2、 环境污染与环境工程学安排3、 环境净化与污染控制技术概述4、 环境净化与污染控制技术原理5、 环境工程原理课程的主要内容思考题、课后作业主要参考资料(1) “环境工程学”的主要研究对象是什么？(2) 去除水中的溶解性有机污染物有哪些可能的方法？各种方法的技术原理是什么？柴诚敬主编，化工原理（上，下册），高等教育出版社，2005 年。蒋维钧，戴猷元，顾惠君编著，化工原理（第二版），清华大学出版社，2003 年。姚玉英主编，化工原理（第一版），天津科学技术出版社，1993 年。余国琮主编，化学工程辞典（第二版），化学工业出版社，2003 年。邓修，吴俊生编著，化工分离工程（第一版），科学出版社，2002 年。丛德滋,丛梅,方图南;化工原理详解与应用,化学工业出版社课后自我总结分析备注学生要求尽量理论联系实际讲课，同意教师的严格要求和训练。（对本章节的课堂教学需补充说明的内容）注：此页针对具体授课内容填写成都大学教案样本：成都大学教案授课内容第二章质量与能量衡算总学时第3学时 第6学时1. 熟练掌握各种浓度的表示方法及其相互换算。教学目的2. 熟练掌握质量衡算方法和能量衡算方法。和要求3. 掌握常用物理量及其单位换算， 掌握量纲的概念。重点重点：各种浓度的表示方法及其相互换算难点难点：各种浓度的表示方法及其相互换算。(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等) 利用多媒体课件（PPT）进行讲授式、讨论式教学2.1 常用物理量（1 学时）2.1.1 计量单位2.1.2 物理量的单位换算2.1.3 量纲与无量纲准数2.1.4 常用物理量及其表示方法教2.2 质量衡算（1 学时）学安2.2.1 衡算的基本概念排2.2.2 总质量衡算2.3 能量衡算（2 学时）2.3.1 能量衡算方程2.3.2 热量衡算方程2.3.3 封闭系统的热量衡算2.3.4 开放系统的热量衡算主要内容：能量衡算方程，热量衡算方程，封闭系统的热量衡算，开放系统的热量衡算。（1）什么是换算因数？英尺和米的换算因数是多少？思考题、课后作业（2）什么是量纲和无量纲准数？单位和量纲的区别是什么？（3）质量分数和质量比的区别和关系如何？试举出质量比的应用实例。柴诚敬主编，化工原理（上，下册），高等教育出版社，2005 年。蒋维钧，戴猷元，顾惠君编著，化工原理（第二版），清华大学出版社，2003 年。姚玉英主编，化工原理（第一版），天津科学技术出版社，1993 年。主要余国琮主编，化学工程辞典（第二版），化学工业出版社，2003 年。参考资料邓修，吴俊生编著，化工分离工程（第一版），科学出版社，2002 年。丛德滋,丛梅,方图南;化工原理详解与应用,化学工业出版社课后自我总结分析学生要求尽量理论联系实际讲课，同意教师的严格要求和训练。备注注：此页针对具体授课内容填写成都大学教案授课内容第三章流体流动掌握管流系统的质量衡算和能量衡算。掌握液体流动状态及雷诺数、理想流体、实际流教学目的和要求体、动力黏性系数的概念，掌握牛顿黏性定律。掌握流体流动的阻力损失计算。 掌握管路计算和流体流速与流量的测量。重点难点重点：掌握流体流动的阻力损失计算。难点：掌握流体流动的阻力损失计算。总学时第7学时 第 12 学时(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等) 利用多媒体课件（PPT）进行讲授式、讨论式教学3.1 管流系统的衡算方程（1 学时）3.2 流体流动的内摩察力（1 学时）3.3 边界层理论（0.5 学时）3.4 流体流动的阻力损失（0.5 学时）3.5 管路计算（0.5 学时）3.6 流体测量（0.5 学时）实验：转子流量计流量测定（3 学时）教实验：流体流动阻力的测定（3 学时）学安排（1）用圆管道输送水，流量增加 1 倍，若流速不变或管径不变，则管径或流速如何变思考题、课后作业化？（2）当布水孔板的开孔率为 30时，流过布水孔的流速增加多少？主要参考资料柴诚敬主编，化工原理（上，下册），高等教育出版社，2005 年。蒋维钧，戴猷元，顾惠君编著，化工原理（第二版），清华大学出版社，2003 年。姚玉英主编，化工原理（第一版），天津科学技术出版社，1993 年。课后自我总结分析学生要求尽量理论联系实际讲课，同意教师的严格要求和训练。备注注：此页针对具体授课内容填写成都大学教案授课内容第四章热量传递教学目的和要求掌握阻力损失的影响因素及阻力损失的计算。重点难点重点：热传导难点：热传导总学时第13学时 第20学时(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等) 利用多媒体课件（PPT）进行讲授式、讨论式教学教学安排思考题、课后作业主要参考资料课后自我总结分析备注4.1 热量传递的方式（1 学时）4.2 热传导（1 学时）4.3 对流传热（1 学时）4.4 辐射传热（0.5 学时）4.5 换热器（0.5 学时）(1) 简述换热器的类型。(2) 什么是间壁式换热器，主要包括哪几种类型？(3) 列管式换热器式最常用的换热器，说明什么是管程、壳程，并分析当气体和液体换热时，气体宜通入哪一侧？柴诚敬主编，化工原理（上，下册），高等教育出版社，2005 年。蒋维钧，戴猷元，顾惠君编著，化工原理（第二版），清华大学出版社，2003 年。姚玉英主编，化工原理（第一版），天津科学技术出版社，1993 年。余国琮主编，化学工程辞典（第二版），化学工业出版社，2003 年。邓修，吴俊生编著，化工分离工程（第一版），科学出版社，2002 年。丛德滋,丛梅,方图南;化工原理详解与应用,化学工业出版社学生要求尽量理论联系实际讲课，同意教师的严格要求和训练。注：此页针对具体授课内容填写成都大学教案总学时第21学时 第24学时授课内容第五章 质量传递教学目的掌握传质的基本概念。了解环境工程中常见的传质过程。和要求掌握分子传质和对流传质的传质速率方程和传质系数。重点重点：质量传递难点难点：质量传递(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等) 利用多媒体课件（PPT）进行讲授式、讨论式教学5.1 环境工程中的传质过程（1 学时）教5.2 质量传递的基本原理（1 学时）学5.3 分子传质（1 学时）安排5.4 对流传质（1 学时）思考题、课后作业主要参考资料课后自我总结分析(1) 简述对流传质的机理和传质阻力的分布。(2) 传质边界层的范围如何确定？试分析传质边界层与流动边界层的关系。柴诚敬主编，化工原理（上，下册），高等教育出版社，2005 年。蒋维钧，戴猷元，顾惠君编著，化工原理（第二版），清华大学出版社，2003 年。姚玉英主编，化工原理（第一版），天津科学技术出版社，1993 年。余国琮主编，化学工程辞典（第二版），化学工业出版社，2003 年。邓修，吴俊生编著，化工分离工程（第一版），科学出版社，2002 年。丛德滋,丛梅,方图南;化工原理详解与应用,化学工业出版社学生要求尽量理论联系实际讲课，同意教师的严格要求和训练。备注注：此页针对具体授课内容填写成都大学教案授课内容第六章沉降了解重力沉降和离心沉降的基本原理，掌握沉降速度基本计算方法及沉降鉴定，旋风分教学目的和要求离器的主要性能。了解电除尘器和惯性除尘器的工作原理重点难点重点：质量传递难点：质量传递总学时第25学时 第28学时(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等) 利用多媒体课件（PPT）进行讲授式、讨论式教学6.1 沉降分离的基本概念（1 学时）6.1.1 沉降分离的一般原理和类型6.1.2 流体阻力与阻力系数6.2 重力沉降（1 学时）6.2.1 重力场中颗粒的沉降过程教学6.2.2 沉降速度的计算安排6.2.3 沉降分离设备6.3 离心沉降（1 学时）6.3.1 离心力场中颗粒的沉降分析6.3.2 旋流器工作原理6.3.3 离心沉降机工作原理6.4 其他沉降（1 学时）6.4.1 电沉降思考题、课后作业主要参考资料6.4.2 惯性沉淀(1)电沉降过程中颗粒受力情况如何，沉降速度与哪些因素有关？ (2)简述电除尘器的组成和原理。柴诚敬主编，化工原理（上，下册），高等教育出版社，2005 年。蒋维钧，戴猷元，顾惠君编著，化工原理（第二版），清华大学出版社，2003 年。姚玉英主编，化工原理（第一版），天津科学技术出版社，1993 年。余国琮主编，化学工程辞典（第二版），化学工业出版社，2003 年。邓修，吴俊生编著，化工分离工程（第一版），科学出版社，2002 年。丛德滋,丛梅,方图南;化工原理详解与应用,化学工业出版社课后自我总结分析学生要求尽量理论联系实际讲课，同意教师的严格要求和训练。备注注：此页针对具体授课内容填写成都大学教案授课内容第七章过滤教学目的和要求掌握过滤操作的基本概念，过滤和过滤速率、恒压过滤，恒速过滤。掌握恒压过滤常数的计算方法和测定方法。重点难点重点：过滤过程的计算难点：过滤过程的计算总学时第29学时 第32学时(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等) 利用多媒体课件（PPT）进行讲授式、讨论式教学7.1 过滤操作的基本概念（1 学时）7.1.1 过滤过程7.1.2 过滤介质7.1.3 过滤分类7.2 表面过滤的基本理论（1 学时）教7.2.1 过滤基本方程学安7.2.2 过滤过程的计算排7.2.3 过滤常数的测定7.2.4 滤饼洗涤7.2.5 过滤机生产能力的计算7.3 深层过滤的基本理论（2 学时）7.3.1 流体通过颗粒床层的流动7.3.2 深层过滤过程中悬浮颗粒的运动7.3.3 深层过滤的水力学思考题、课后作业(1) 悬浮颗粒在床层中的运动包括哪些主要行为？(2) 流体在深层过滤中的水头损失如何变化，主要存在哪些变化情况？柴诚敬主编，化工原理（上，下册），高等教育出版社，2005 年。蒋维钧，戴猷元，顾惠君编著，化工原理（第二版），清华大学出版社，2003 年。姚玉英主编，化工原理（第一版），天津科学技术出版社，1993 年。主要余国琮主编，化学工程辞典（第二版），化学工业出版社，2003 年。参考资料邓修，吴俊生编著，化工分离工程（第一版），科学出版社，2002 年。丛德滋,丛梅,方图南;化工原理详解与应用,化学工业出版社课后自我总结分析学生要求尽量理论联系实际讲课，同意教师的严格要求和训练。备注注：此页针对具体授课内容填写成都大学教案总学时第 32 学时 第36学时授课内容第八章吸收了解吸收的概念和吸收的类型、掌握气-液平衡和亨利定律及其应用。教学目的和要求掌握双膜理论的要点及传质速率方程。熟练掌握吸收塔的物料衡算方程和操作线方程。熟练掌握吸收剂用量的计算、填料层高度的计算。重点难点重点：填料塔吸收过程的物料衡算与操作线方程难点：填料塔吸收过程的物料衡算与操作线方程(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等) 利用多媒体课件（PPT）进行讲授式、讨论式教学8.1 吸收的基本概念（1 学时）教8.2 物理吸收（1 学时）学安8.3 化学吸收（1 学时）排8.4 吸收设备的主要工艺计算（1 学时）思考题、课后作业主要参考资料课后自我总结分析备注(1) 吸收塔中气液两相的流动方式有几种，各有什么优缺点？(2) 板式塔和填料塔的主要区别是什么？柴诚敬主编，化工原理（上，下册），高等教育出版社，2005 年。蒋维钧，戴猷元，顾惠君编著，化工原理（第二版），清华大学出版社，2003 年。姚玉英主编，化工原理（第一版），天津科学技术出版社，1993 年。余国琮主编，化学工程辞典（第二版），化学工业出版社，2003 年。邓修，吴俊生编著，化工分离工程（第一版），科学出版社，2002 年。丛德滋,丛梅,方图南;化工原理详解与应用,化学工业出版社学生要求尽量理论联系实际讲课，同意教师的严格要求和训练。注：此页针对具体授课内容填写成都大学教案总学时第37学时 第40学时授课内容第九章吸附掌握吸附分离操作的有关概念。和要求教学目的掌握等温吸附方程及吸附动力学方程。掌握吸附操作与吸附穿透曲线的有关概念及计算。重点重点：吸附动力学难点难点：吸附动力学(含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等) 利用多媒体课件（PPT）进行讲授式、讨论式教学9.1 吸收分离操作的基本概念（1 学时）教9.2 吸附剂（1 学时）学9.3 吸附平衡（1 学时）安排9.4 吸附动力学（0.5 学时）9.5 吸附操作与吸附穿透曲线（0.5 学时）思考题、课后作业主要参考资料课后自我总结分析(1) 常见的吸附分离设备和操作方式有哪些？(2) 接触过滤吸附中，单级吸附、多级吸附和多级逆流吸附的平衡线和操作线关系如何， 柴诚敬主编，化工原理（上，下册），高等教育出版社，2005 年。蒋维钧，戴猷元，顾惠君编著，化工原理（第二版），清华大学出版社，2003 年。姚玉英主编，化工原理（第一版），天津科学技术出版社，1993 年。余国琮主编，化学工程辞典（第二版），化学工业出版社，2003 年。邓修，吴俊生编著，化工分离工程（第一版），科学出版社，2002 年。丛德滋,丛梅,方图南;化工原理详解与应用,化学工业出版社学生要求尽量理论联系实际讲课，同意教师的严格要求和训练。备注注：此页针对具体授课内容填写成都大学教案授课内容第十章其他分离过程掌握离子交换的基本原理；掌握离子交换速度的控制及其影响因素。教学目的和要求掌握萃取剂的选择及萃取过程的流程与计算。了解膜分离的原理、特点及发展状况。重点难点重点：反渗透和纳滤难点：反渗透和纳滤总学时第41学时 第44学时