海洋化工系——海水淡化技术.doc

海水淡化技术课程标准课程名称：海水淡化技术（）课程性质：职业能力必修课学 分：5计划学时：80适用专业：应用化工技术（海洋化工方向）一、课程性质1.课程定位海水淡化技术是应用化工技术（海洋化工方向）专业的一门职业能力必修课。本课程针对沿海发达地区日益严峻的水资源紧缺问题，以当前世界先进的海水淡化主流技术为主要教学内容，根据海水淡化工程中的实际工作过程和具体岗位要求，优化设计学习情境和教学项目，形成包括海水水质分析、海水预处理技术、热法/膜法等海水淡化技术以及浓缩海水综合利用在内的全流程全周期的完整任务链。学生通过本课程的学习，将系统掌握海水淡化工程相关岗位的技术知识和技能，并通过初步的实习锻炼内化为海水淡化技术岗位的基本职业能力。2、本课程与前后课程的联系、要求本课程在学习化工设计及CAD、化工仪表及自动化、海洋分析化学等相关知识后开设。二、课程目标1.总体目标通过对海水淡化工程全流程任务链的逐一学习和实践，使学生掌握当前世界主流海水淡化技术的基础理论和工艺流程，掌握各相关工艺单元的分析控制、工艺设备的运行维护等技能，同时具备不断获取新技术新进展相关信息，保持持续更新学习的素质要求。通过课程学习，培养初步掌握海水淡化生产岗位技能的高素质人才，为学生就业和进一步的发展奠定良好基础。2.具体目标（1）知识目标：能够掌握海水淡化预处理工艺及淡化工艺优选与设计；能够掌握海水淡化节能降耗及循环经济工艺优化；能够掌握各种设施的结构、性能及技术指标、标准；能够掌握各种设施在实际工程中使用及维护的技能及技术指标、工艺参数；具备海水淡化岗位安全操作知识。（2）能力目标：工艺流程图及设备图的识读能力与初步制图能力；海水淡化主要设备的操作及工艺参数调整优化能力；蒸馏系统及反渗透系统的设备维护、调试及故障排查能力；海水淡化自控系统的运行和调控能力；海水、淡水水质分析并据此进行处理工艺优化的能力；产品水水质化验、能耗、药耗的计算与运行报告的编制能力。（3）素质目标：收集和处理专业信息的能力；能够独立学习，对工作效果进行自我评估；能够分析、计划、实施和监控任务过程；学习新技术、新知识的能力；组织和执行任务的能力；职业的适应能力。三、课程项目设计1.学习情景设计序号学习情境情境描述项目设计学时分配1海水和淡水 通过当前世界水资源危机引出海水淡化的可行性，以海水和淡水的感官区别延伸至海水水质分析及水质标准要求，要求学生掌握重要的海水水质指标及其检验技能项目1：海水和淡水水质分析与对比项目2：海水淡化可行性分析442海水淡化预处理技术以海水淡化主单元的重点污染物为学习情境设计依据，介绍各项预处理工艺过程，并结合模拟水源的预处理技术实训，要求学生掌握主要预处理工艺，及相应处理单元的运行控制技能。项目3：海水除浊预处理技术项目4：海水阻垢和脱气预处理技术项目5：海水除铁、锰预处理技术项目6：海水灭菌、脱Cl2预处理技术44443热法海水淡化技术 通过仿真操作平台模拟真实生产过程，要求学生掌握热法工艺原理及流程图的解读；通过小试规模的多级闪蒸和低温多效海水淡化实践，结合实际工程参观实习，要求学生掌握热法海水淡化的工艺运行和相关设备的操作和维护技术。项目7：多级闪蒸海水淡化技术项目8：低温多效海水淡化技术10104膜法海水淡化技术 通过仿真操作平台模拟真实生产过程，要求学生掌握膜法工艺原理及流程图的解读；通过小试规模的反渗透和电渗析实践，结合实际工程参观实习，要求学生掌握膜法海水淡化的工艺运行和相关设备的操作和维护技术。项目9：反渗透海水淡化技术项目10：电渗析海水淡化技术10105其他海水淡化技术 要求学生掌握太阳能、风能、核能等海水淡化工艺原理及流程图的解读；结合案例介绍、要点讲解等，要求学生掌握非常规能源海水淡化的工艺原理和相关设备的操作。项目11：核能海水淡化技术项目12：自然能（太阳能、风能）海水淡化技术446盐卤综合利用要求学生掌握利用海水淡化工程排放浓水制盐以及提取钾、溴元素的工艺原理及流程图的解读；通过小试设备模拟实训结合参观实习，要求学生掌握浓水综合利用水的工艺运行和相关设备的操作维护。项目13：浓水制盐技术项目14：浓水提取化学元素技术44总学时802.学习情景及项目描述学习情景名称学习情景1：海水和淡水项目单元名称项目1：海水和淡水水质分析与对比学时分配4学习目标1 了解海水与淡水的自然水循环过程；2 掌握海水水质分析技术（盐度、氯度、有机物、铁、锰、悬浮物等）；3 进行海水与用水的相关水质标准对比。学习内容学习任务名称主要学习内容认识海水水资源及海水水质1 我国水资源现状及水危机；2 海水的主要性质与重点水质指标；3 海水水质分析方法及检测技术工业及生活用水水质要求1 锅炉用水的水质要求；2 生活饮用水的水质要求；3 常见水质指标的检测方法及技术。教学方法设计1 提问课前问题，要求学生回答各种重要指标的分析方法；2对学生的回答进行归纳、总结；3 现场指导学生进行实践操作；4 现场指导学生进行实验数据的整理与判断；5 结合现场实验结果对海水和淡水进行最终对比。教学建议问题教学法、讲练结合设施条件校内实训室成果考核与评价根据学生实际动手能力进行评价学习情景名称学习情景1：海水和淡水项目单元名称项目2：海水淡化可行性分析学时分配4学习目标1 了解沿海发达城市的用水状况分析（需水量及供水量，水资源时空分布）；2 对海水淡化的技术可行性进行初步分析；3 对海水淡化的经济可行性进行初步分析。学习内容学习任务名称主要学习内容海水淡化技术可行性分析1 对比分析海水与淡水水质，了解海水淡化主体目标；2 介绍世界范围内海水淡化技术的发展历史和趋势；3 总体介绍现有的海水淡化技术；海水淡化经济可行性分析1 通过分析城市用水结构及不同用途的水价构成，揭示“水”的成本；2 对比分析远距离调水和海水淡化的制水成本；3 讨论沿海城市海水淡化的经济可行性。教学方法设计1 提问课前问题，要求学生回答关于城市用水结构；2 对学生的回答进行归纳、总结；3 教师利用多媒体课件展示任务内容；4 分组讨论各种水处理工艺的制水成本；教学建议问题教学法、启发式教学法设施条件多媒体教学成果考核与评价根据课堂提问、分组讨论、资料准备情况综合评价学习情景名称学习情景2：海水淡化预处理技术项目单元名称项目3： 海水除浊预处理技术学时分配4学习目标1 了解海水淡化工程中原水取水方法；2 了解海水中的悬浮物质组成；3 重点掌握以混凝沉淀过滤为主体的除浊工艺技术要点。学习内容学习任务名称主要学习内容海水淡化厂取水工程1不同地区海水的特点；2 根据具体情况，选择合适的海水取用方式。海水中悬浮物质的去除1 海水浊度的成因；2 海水浊度对后期海水淡化的影响；3混凝基本原理及常用混凝剂；4 混凝沉淀过滤工艺技术要点及主要工艺设备操作技术。教学方法设计1 海水取用的内容采用提问式教学，让学生列举海水取用的方式；2 实验演示海水取用的方式，加深学生印象；3 混凝、沉淀及沉淀分离部分采用实验方式授课，让学生自己动手；4 根据实验现象进行现场指导教学建议启发式教学、实践教学设施条件多媒体教学+校内实训车间成果考核与评价根据学生实际动手能力进行评价学习情景名称学习情景2：海水淡化预处理技术项目单元名称项目4： 海水阻垢和脱气预处理技术学时分配4学习目标1 了解海水结垢成因及产生的危害；2 掌握海水阻垢的工艺方法；3 了解海水中的气体对海水后处理的影响；4 掌握海水脱气的工艺方法。学习内容学习任务名称主要学习内容海水阻垢与软化处理1 海水结垢对海水后处理的影响；2海水阻垢常用方法（化学沉淀、离子交换、酸化法及加阻垢剂等）的技术要点。海水脱气处理1 海水中气体对海水后处理的影响；2 海水脱气常用方法（酸化、加热、真空、除氧剂等）的技术要点。教学方法设计1 多媒体演示结垢以及气体存在对海水后处理的影响；2 对阻垢剂加入前后实验现象进行对比，突出阻垢剂加入的重要性；3 脱气技术采用实践教学。教学建议问题教学法、实践教学设施条件校内实训室+多媒体教学成果考核与评价学生的动手能力及理论掌握情况学习情景名称学习情景2：海水淡化预处理技术项目单元名称项目5： 海水除铁、锰预处理技术学时分配4学习目标1 了解海水中铁、锰的存在形式及危害；2 掌握海水除铁除锰的工艺方法、原理及关键技术。学习内容学习任务名称主要学习内容接触氧化法除铁锰1海水中铁、锰存在状态及铁对海水淡化工艺的危害；2 接触氧化法除铁除锰工艺原理、流程及关键技术要求。生物氧化法除铁锰1利用微生物除铁除锰的原理；2 除铁锰生物滤池的关键技术及应用。教学方法设计1 提问前次课的要点，并归纳总结，加深学生印象，便于掌握；2 讲授基本理论知识；3 让学生现场实践除铁和锰的方法；4 现场指导实验过程，并分析实验结果教学建议问题教学法、实践教学设施条件校内实训室成果考核与评价根据学生的动手能力和实验结果进行考核学习情景名称学习情景2：海水淡化预处理技术项目单元名称项目6： 海水灭菌、脱氯预处理技术学时分配4学习目标1 了解海水中的微生物及对后续工艺的影响；2 掌握各种灭菌及除藻方法；3 海水中余氯的危害及控制技术。学习内容学习任务名称主要学习内容海水消毒预处理1 海水中细菌对后续工艺的影响；2 氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒、紫外消毒等预处理技术；3 消毒效率计算及CT值设计方法海水除藻预处理1 海水中藻类的生长特点及对处理工艺的危害；2 混凝沉淀、臭氧预氧化、预氯化及生物滤池等工艺的除藻特点。膜前脱氯处理1水中余氯对反渗透膜的危害；2 膜前余氯脱除工艺及相关设备。教学方法设计1 提问前次课的要点，并归纳总结，加深学生印象，便于掌握；2 启发学生列举灭菌、除藻方法；3 现场实践灭菌技术；4 实验讲解脱氯技术；4 归纳总结实践结果教学建议启发教学、实践教学设施条件校内实训室成果考核与评价学生动手能力考核学习情景名称学习情景3：热法海水淡化技术 项目单元名称项目7：多级闪蒸海水淡化技术 学时分配10学习目标1了解多级闪蒸基本原理及工艺过程；2 掌握多级闪蒸海水淡化的关键设备及运行；3 了解多级闪蒸工艺的实际应用情况。学习内容学习任务名称主要学习内容多级闪蒸原理1多级闪蒸海水淡化基本原理；2多级闪蒸过程中的盐水平衡与热平衡。多级闪蒸关键工艺参数1 循环量与产量；2 总盐水温度差与有效温差；3 效率计算及热损失。多级闪蒸装置及运行1多级闪蒸级数的确定；2 多级闪蒸工艺运行要点；3 多级闪蒸器的结构与。多级闪蒸海水淡化实例1 世界范围内多级闪蒸海水淡化工程概述；2 天津大港电厂海水淡化工程介绍；3 现场参观。教学方法设计1提问课前问题，要求学生回答化原中所学蒸发原理从而引出教学内容；2对学生的回答进行归纳、总结；3 通过多媒体教学观察闪蒸的过程；4通过课题方式让学生了解闪蒸参数对运行和效益的影响；5通过教具或多媒体资料让学生总结多级闪蒸器的结构和种类。6 通过现场参观了解实际工程应用情况。教学建议多媒体、仿真与现场教学结合设施条件仿真实训室、淡化厂成果考核与评价根据学生实际能力进行评价学习情景名称学习情景3：热法海水淡化技术 项目单元名称项目8：低温多效海水淡化技术 学时分配10学习目标1了解低温多效海水淡化的基本原理及工艺过程；2 掌握低温多效海水淡化的关键设备及运行；3 了解低温多效工艺的实际应用情况。学习内容学习任务名称主要学习内容低温多效海水淡化工艺过程1低温多效海水淡化的原理；2低温多效海水淡化的工艺过程；3低温多效蒸发器的种类及其结构。低温多效海水淡化装置及运行1 利用电厂、化工厂等低品位蒸汽进行低温多效海水淡化的应用；2 低温多效海水淡化主体设备；3 关键工艺参数及相关计算。低温多效海水淡化实例1 世界范围内低温多效海水淡化工程概述；2 天津北疆电厂低温多效海水淡化工程介绍；3 现场参观。教学方法设计1 提问课前问题，要求学生回答化原中所学蒸发原理从而引出教学内容；2对学生的回答进行归纳、总结；3 通过多媒体教学观察蒸发的过程及多效蒸发中效数的确定方法；4通过课题方式让学生了解低温多效的原理与特点及其节能的原理；5通过教具或多媒体资料让学生总结蒸发器的结构和种类。6 通过现场参观了解实际工程应用情况教学建议多媒体、仿真与现场教学结合设施条件仿真实训室、现场成果考核与评价根据学生实际能力进行评价学习情景名称学习情景4：膜法海水淡化技术项目单元名称项目9： 反渗透海水淡化学时分配10学习目标1了解反渗透海水淡化的原理及工艺过程；2 掌握反渗透海水淡化工艺系统的关键运行技术；3 掌握反渗透膜污染控制及主体设备的维护等技能学习内容学习任务名称主要学习内容反渗透膜分离过程与海水淡化1反渗透膜分离原理；2反渗透海水淡化技术的发展；3 反渗透膜组件及关键参数选择反渗透海水淡化系统构成1反渗透海水淡化整体工艺流程；2 主要工艺设备选型；3 能量回收装置介绍；反渗透海水淡化系统的运行维护1 反渗透单元进水水质要求及预处理工艺选择；2 设备操作与维护；3 膜污染及清洗控制技术；4 自控系统反渗透海水淡化的应用1反渗透膜市场的发展现状；2 与热法海水淡化的成本对比；3 国内外重点反渗透海水淡化工程介绍。教学方法设计1 提问课前问题，要求学生回答各种重要指标的分析方法；2对学生的回答进行归纳、总结；3 现场指导学生进行实践操作；4 现场指导学生进行实验数据的整理与判断；5 结合现场实训，完成工艺流程图。教学建议问题教学法、讲练结合设施条件校内实训室成果考核与评价根据学生实际动手能力进行评价学习情景名称学习情景4：膜法海水淡化技术项目单元名称项目10： 电渗析海水淡化学时分配10学习目标1了解电渗析除盐原理及离子交换膜的选择2掌握电渗析工艺流程及关键运行技术3掌握电渗析系统的操作与维护技能学习内容学习任务名称主要学习内容离子交换膜与电渗析器1离子交换膜的分离原理；2离子交换膜的分类、性能及发展；3电渗析器的部件及组装；4 电渗析器的规格和性能。电渗析海水淡化工艺过程1进水水质要求和预处理工艺选择；2四种脱盐流程；3电渗析淡化工艺整体流程；4电渗析过程的极化现象和极限电流的测定。电渗析系统运行维护1 操作参数的选取与调整；2 沉淀物的控制；3 EDR运行方式；4 主要设备运行维护。电渗析淡化工程应用1 应用实例介绍；2 成本分析；3 近年来电渗析技术新发展。教学方法设计1 提问课前问题，要求学生回答各种重要指标的分析方法；2 对学生的回答进行归纳、总结；3 现场指导学生进行实践操作；4 现场指导学生进行实验数据的整理与判断。教学建议问题教学法、讲练结合设施条件校内实训室成果考核与评价根据学生实际动手能力进行评价学习情景名称学习情景5：其他形式海水淡化技术 项目单元名称项目11：核能海水淡化技术学时分配4学习目标1了解核能海水淡化的原理及工艺流程；2 熟悉核能海水淡化系统的维护；3了解国内主要的核能海水淡化工程。学习内容学习任务名称主要学习内容核能海水淡化原理及工艺过程1 核能的相关知识；2 海水淡化用核反应堆；3 核能海水淡化的工艺流程。核能海水淡化运行维护及应用1核能海水淡化主要设备及运行维护；2国内外重点核能海水淡化工程介绍。教学方法设计1 提问课前问题，要求学生回答各种核能海水淡化的问题；2 对学生的回答进行归纳、总结；3 教师利用多媒体课件展示任务内容；4 分组讨论核能与热法、膜法等海水淡化技术的优劣势。教学建议问题教学法、启发式教学法设施条件多媒体教学成果考核与评价根据课堂提问、分组讨论、资料准备情况综合评价学习情景名称学习情景5： 其他形式海水淡化技术项目单元名称项目12：自然能 （太阳能、风能）海水淡化技术学时分配4学习目标1了解自然能（太阳能、风能）海水淡化的原理及工艺流程；2 熟悉太阳能淡化海水系统的维护常识；3了解国内主要的核能海水淡化工程。学习内容学习任务名称主要学习内容自然能海水淡化的原理及工艺过程1自然能海水淡化技术的发展历史及现状；2自然能海水淡化的原理；3 自然能海水淡化的工艺流程。自然能海水淡化的工艺流程及维护1 太阳能及风能海水淡化的设备及运行维护；2 国内外重点自然能海水淡化工程。教学方法设计1 提问课前问题，要求学生回答各种自然能海水淡化的问题；2 对学生的回答进行归纳、总结；3 教师利用多媒体课件展示任务内容； 4 分组讨论自然能与热法、膜法等海水淡化技术的优劣势。教学建议问题教学法、启发式教学法设施条件多媒体教学成果考核与评价根据课堂提问、分组讨论、资料准备情况综合评价学习情景名称学习情景6：盐卤综合利用项目单元名称项目13：浓水制盐技术学时分配4学习目标1了解制盐技术的历史及发展；2 熟悉浓水制盐技术的主要工艺流程及设备；3 熟悉浓水制盐技术系统的维护常识。学习内容学习任务名称主要学习内容浓水制盐常规技术1浓水制盐技术的历史与发展；2浓水制盐的常规处理技术。浓水制盐技术工艺及维护1浓水制盐技术的主要工艺流程；2浓水制盐的系统常见问题及维护；3国内外浓水制盐的主要工程。教学方法设计1 提问课前问题，要求学生回答各种有关浓水制盐的问题；2 对学生的回答进行归纳、总结；3 教师利用多媒体课件展示任务内容； 4 现场参观汉沽盐场的精制盐车间。教学建议启发式教学法、实例教学设施条件多媒体教学+校外实训基地成果考核与评价根据课堂提问及学生实际动手能力进行评价学习情景名称学习情景6：盐卤综合利用 项目单元名称项目14：浓水提取化学元素技术学时分配4学习目标1了解海水淡化浓水的主要成分及利用价值；2 熟悉浓海水提钾、提溴的原理及工艺过程；3了解浓海水可用资源的提取前景。学习内容学习任务名称主要学习内容海水淡化浓水的资源价值1 海水淡化浓水的主要成分；2 海水淡化浓水的利用技术及前景。浓海水提钾、溴工艺流程及维护常识1 浓海水提取钾的主要工艺流程及系统维护常识；2 浓海水提取溴的主要工艺流程及系统维护常识。教学方法设计1 提问课前问题，要求学生回答各种浓水提取化学元素的技术问题；2 对学生的回答进行归纳、总结；3 教师利用多媒体课件展示任务内容； 4 现场指导学生进行富钾实训操作；5现场指导学生进行实验数据的整理与判断。教学建议讲练结合+实践教学设施条件多媒体教学+校内实训基地成果考核与评价根据学生实际动手能力及实训报告进行评价。四 考核方式与比例考核类别考核方法比例%过程考核态度纪律考勤情况、团结协作情况10实践能力小组项目实践考考成绩30结果考核期末考试试卷评定20成果报告实践项目报告，教师评定20综合实践课程大作业综合评定20合计100五 课程实施标准1 教学条件配置仪器分析实训室、海洋分析化学实训室、海水淡化预处理实训室、反渗透海水淡化实训车间、仿真实训车间及软件，并拥有塘沽盐场热法海水淡化车间及天津科技大学反渗透海水淡化及制盐车间等。2 教学方法课程采用项目教学法。在项目学习中，学生以小组的形式完成从信息收集和工作计划的制定到工作任务的实施以及工作成果的评价等，并从中获取工作过程知识。教师围绕工作任务阐述相关理论知识、实例分析、课堂总结、现场实训等，做到教、学、做相结合。不同学习情景学习中，也可采用问题教学法、启发式和讨论式教学法、分组讨论等等教学方法。3 教学手段利用多媒体教学，增加教学实例，丰富教学内容。利用现代教育技术和虚拟现实技术，利用虚拟实训平台，增强学生的感性认识。充分利用校内实训车间和校外实训基地，做到课堂教学、实训教学与现场教学相结合。