4523 水污染控制工程（一）.docx

湖北省高等教育自学考试大纲课程代码:7103课程名称：水污染控制工程第一部分课程性质与目标一、课程性质与特点本课程为环境工程与管理专业，性质为必修。通过本课程的学习使学生初步掌握污水处 理与处置的方法、原理以及资源化技术，为今后从事水污染处理与处置方面的工程技术及研 究开发和管理工作打下初步基础。二、课程目标与基本要求通过本课程的学习，明确水污染治理是环境污染治理的主要内容之一，达到培养水污染 处理与处置的专业人才的目的。具体要求为：1.了解各种污水的水质特征和各种水质指标的 内涵；2.了解污染水体的自净规律和自然水体的自净容量；3.了解污水的控制方式和治理途 径；4.掌握各种废水处理方法的基础理论、基本原理和工艺流程；5.掌握各种废水处理设备 和构筑物的构造、工作原理、工艺计算和设计方法；6,掌握各种废水处理系统的运行管理要 点、常见问题的解决方法；7.了解各种废水处理工艺的技术发展过程、优缺点、技术发展趋 势和各种废水处理工艺的最新进展。三、与本专业其他课程的关系1、相关学科的关系学习本课程需要有无机化学、有机化学、物理化学、环境微生物学等相关课程的初步知 识；2、与专业课的关系属于专业课，为环境工程与管理专业课程的中心课程。第二部分 考核内容与考核目标第九章污水水质与污水出路一、学习目的与要求本章主要阐述反映污水水质的各类指标、污染物在水体环境中的迁移与转化、污水的最 终出路三个方面，以便建立起学生对水污染控制工程的基本认识,为后续进一步学习打基础。本章的自学要求：使学生通过学习，理解反映污水水质的物理性、化学性及生物性指标 的概念；掌握水体的自净规律及污染物在不同水体中的迁移转化规律；了解污水的三种最终 出路。二、考核知识点与考核目标（一）水体的自净作用及污染物的迁移转化规律（重点）识记：自净作用、自净容量、污染物的稀释扩散和降解、氧垂曲线。理解：污染水体的自净规律；自然水体的自净容量；氧垂曲线表达的含义。应用：利用氧垂曲线说明水体的自净作用。（二）水质分析和检测指标（次重点）识记：物理性、化学性、生物性三大类具体指标的概念。理解：各类指标如何反映水质。（三）污水的最终出路（一般）识记：排放水体、地面水质量标准、污水回用。理解：地面水质量标准的具体划分；城市污水回用领域的几个方面。第十章污水的物理处理一、学习目的与要求本章主要阐述格栅和筛网等预处理设施，沉淀的基础理论，沉砂池、沉淀池、隔油池的 相关内容，破乳的方法及气浮的相关知识等几个方面。本章的自学要求：使学生通过学习，了解格栅和筛网等预处理设施；在掌握沉淀理论的 基础上，认识沉砂池、沉淀池的构造、工作原理、工艺计算和设计方法；了解隔油池和乳化 油破乳的方法；理解气浮的基本原理和气浮系统的组成和设计。二、考核知识点与考核目标（-）沉淀的基础理论及气浮（重点）识记：自由沉淀、絮凝沉淀、成层沉淀、压缩沉淀、加压溶气浮上法理解：四种不同类型的沉淀原理、斯托克斯定律、影响颗粒沉降速度的因素、加压溶气 浮上法的基本原理、压力溶亿浮伤风阿系统的组成及设计。应用：利用斯托克斯定律说明影响颗粒沉降速度的因素。（二）沉砂池、沉淀池（次重点）识记：平流式沉砂池、曝气沉砂池、平流式沉淀池、竖流式沉淀池、辐流式沉淀池。理解：沉砂池、沉淀池的构造、工作原理、工艺计算和设计方法。应用：沉砂池、沉淀池的设计，提高沉淀效果的有效途径。（三）格栅和筛网、隔油池、乳化油破乳（一般）识记：格栅、筛网、隔油池、乳化油、破乳。理解：格栅的作用及种类、破乳途径。应用：格栅的设计。第H-一章废水的生物处理的基本概念和生化化反应动力学基础 一、学习目的与要求本章主要阐述好氧生物处理和厌氧生物处理等基本概念，微生物的生长规律及其生长环 境等微生物基础知识，描述微生物增长的动力学方程式包括米歇里斯-门坦方程式、莫诺特 （Monod）方程式，及废水生物处理工程的基本数学模式三大方面的内容。本章的自学要求：使学生通过学习，了解好氧生物处理和厌氧生物处理等基本概念；掌 握微生物的生长规律及其生长环境等微生物基础知识；理解莫诺特（Monod）方程式，及废 水生物处理工程的基本数学模式，认识微生物增长速度和微生物本身的浓度、底物浓度之间 的关系。二、考核知识点与考核目标（一）莫诺特（Monod）方程式、米歇里斯-门坦方程式和废水生物处理工程的基本数学模式（重点）识记：生化反应动力学方程式、莫诺特（Monod）方程式、米歇里斯-门坦方程式、生物 处理工程数学模式理解：生化反应动力学方程式的物理意义、微生物增长与底物降解的基本关系式。应用：利用生物处理工程数学模式供废水生物处理系统的设计和运行之用。（二）微生物的生长规律及其生长环境（次重点）识记：生长规律、停滞期、对数期、静止期、衰老期、生长环境。理解：微生物的生长曲线、影响微生物生长的环境因素、废水生物处理的最佳条件。（三）好氧生物处理和厌氧生物处理（一般）识记：好氧呼吸、无氧呼吸、发酵、异养型微生物、自养型微生物、好氧生物处理、厌 氧生物处理。理解：不同呼吸类型的反应过程、废水好氧生物处理过程、废水厌氧生物处理过程。第十二章稳定塘和污水的土地处理一、学习目的与要求本章主要阐述不同种类的稳定塘及其工作原理，和污水土地处理系统这两方面的内容。本章的自学要求：使学生通过学习，理解好氧塘、兼性塘、厌氧塘、曝气塘和深度处 理塘的基本概念、工作原理和构造以及稳定塘的特点和系统的工艺流程；掌握土地处理的净 化机理、各种土地工艺包括慢速渗滤系统、快速渗滤系统、地表漫流系统、湿地处理系统和 地下渗滤处理系统。二、考核知识点与考核目标（-）稳定塘的特点和各种稳定塘的基本工作原理（重点）识记：稳定塘、好氧塘、兼性塘、厌氧塘、曝气塘和深度处理塘。理解：稳定塘的优、缺点，各种稳定塘的基本工作原理。应用：稳定塘的设计。（二）土地处理系统的净化机理和各种土地处理工艺性能比较（次重点）识记：污水土地处理、慢速渗滤系统、快速渗滤系统、地表漫流系统、湿地处理系统和 地下渗滤处理系统。理解：土地处理系统的净化机理、五种土地处理技术及其工艺性能比较。应用：土地处理系统的工艺选择。第十三章 污水的污水的好氧生物处理（一）一一生物膜法一、学习目的与要求本章主要阐述生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法、生物流化床等四种生物膜法的内 容。本章的自学要求：使学生通过学习，在了解生物膜法的共同特点的基础上，掌握生物滤 池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床的构造、机理及设计，最后对各工艺的性能作 简单比较。二、考核知识点与考核目标（一）生物滤池、生物转盘（重点）识记：生物膜法、生物滤池、滤床、布水设备、排水系统、负荷率。理解：生物滤池、生物转盘的构造、机理、设计方法及运行应用。应用：影响性能的主要因素及工艺设计。（二）生物接触氧化法和生物流化床（次重点）识记：生物接触氧化法、生物流化床、固定床、流化床。理解：生物接触氧化法和生物流化床的构造、机理、设计方法及运行应用。应用：生物接触氧化法和生物流化床的工艺设计。（三）各工艺的性能比较及其进展（一般）识记：负荷率、设计处理效率、比表面积。理解：各种工艺、的工作情况及优缺点。第十四章 污水的好氧生物处理（二）一一活性污泥法一、学习目的与要求本章主要阐述活性污泥法的基本概念、气体传递原理和曝气池、系统设计、活性污泥法 工艺的发展和演变过程、二次沉淀池等几方面的内容。本章的自学要求：使学生通过学习，了解活性污泥的概念、活性污泥法的基本流程和降 解有机物的过程、机理；理解氧气向水体传递的机理、曝气设备及其性能测试方法和曝气池 的构造；了解活性污泥法工艺的发展和演变过程、优缺点、技术发展趋势和其最新进展；掌 握活性污泥法的设计计算以及活性污泥法系统设计和运行中的重要问题；理解二沉淀池的基 本原理、构造和计算。二、考核知识点与考核目标（一）活性污泥法的基本流程及降解有机物的过程、机理；气体传递原理和曝气 池的设计（重点）识记：活性污泥、曝气、双膜理论、鼓风曝气、机械曝气、推流曝气池、完全混合曝气 池、氧转移率、动力效率、氧利用率。理解：活性污泥法的基本流程；活性污泥降解有机物的过程；气体传递原理；曝气设备; 曝气池池型的种类和设计。应用：曝气池的设计计算。（二）系统设计和运行中的重要问题及二沉池的介绍（次重点）识记：水力负荷、有机负荷、微生物平均停留时间、氧传递速率、回流污泥浓度。理解：水力负荷、有机负荷、微生物平均停留时间等因素对活性污泥法系统的影响；污 泥膨胀及其控制；二沉池的基本原理及构造。（三）活性污泥法工艺的发展和演变过程（一般）识记：渐减曝气、分步曝气、完全混合曝气、浅层曝气、深层曝气、延时曝气、接触稳 定法、氧化沟、纯氧曝气、SBR法。理解：各种不同运行方式的特点及基本参数。第十五章污水的厌氧生物处理一、学习目的与要求本章主要阐述厌氧生物处理的基本原理、处理方法、工艺设计、厌氧和好氧技术的联合 运用等四个方面。本章的自学要求：使学生通过学习，理解厌氧生物处理的基本原理；掌握化粪池、厌氧 生物滤池、厌氧接触法、上流式厌氧污泥床反应器和分段厌氧处理法等厌氧处理工艺；了解 厌氧生物处理法的设计，以及厌氧和好氧技术的联合运用。二、考核知识点与考核目标（-）厌氧生物处理的基本原理及各种厌氧处理工艺（重点）识记：厌氧生物处理、化粪池、厌氧生物滤池、厌氧接触法、上流式厌氧污泥床反应器 和分段厌氧处理法。理解：厌氧发酵的几个阶段；化粪池、厌氧生物滤池、厌氧接触法、上流式厌氧污泥床 反应器和分段厌氧处理法的流程及优缺点。应用：几种厌氧处理法的比较。（二）厌氧生物处理法的设计、影响因素及厌氧和好氧技术的联合运用（次重点）识记：A/0法、A/A/O法。理解：流程和设备的选择；反应器的设计；消化池的热量计算。应用：A/0法生物脱氮；A/A/O法脱氮除磷。第十六章污水的化学处理一、学习目的与要求本章主要阐述化学混凝法、中和法、化学沉淀法、氧化还原法等四个方面的内容。本章的自学要求：使学生通过学习，在理解混凝机理、混凝剂和助凝剂的基础上，掌握 影响混凝效果的因素及混凝设备；理解中和法、化学沉淀法和氧化还原法在废水处理中的应 用。二、考核知识点与考核目标（一）混凝法（重点）识记：混凝、压缩双电层、吸附架桥作用、网扑作用、混凝剂、助凝剂。理解：压缩双电层作用；吸附架桥作用；网扑作用；影响混凝效果的主要因素；混凝设 备。应用：混凝剂的配制及投加。厌氧发酵的几个阶段；化粪池、厌氧生物滤池、厌氧接触（二）中和法、化学沉淀法、氧化还原法（次重点）识记：中和法、投加法、过滤法、化学沉淀法、氧化还原法、加氯法、电解法、置换法。理解：中和法；化学沉淀法；氧化还原法的类别及原理。第十七章污水的物理化学处理一、学习目的与要求本章主要阐述吸附法、离子交换法、萃取法和膜析法等四个方面的内容。本章的自学要求：使学生通过学习，理解吸附法、离子交换法、萃取法的原理、药剂、 工艺和设备以及它们在废水处理中的应用；了解渗析法、电渗析法、反渗透法和超过滤法等 膜处理方法。二、考核知识点与考核目标（一）吸附法、离子交换法、萃取法（重点）识记：吸附等温式、吸附剂、离子交换、交换、反洗、再生、清洗、萃取塔。理解：吸附原理；影响吸附的因素；吸附剂的种类；离子交换的运行操作；萃取过程。应用：吸附法汞；离子交换处理电镀含铭废水；萃取法处理含酚废水。（二）渗析法、电渗析法、反渗透法和超过滤法（次重点）识记：渗析法、电渗析法、反渗透法、超过滤法。理解：膜析法的三种动力；半透膜的三类渗析作用；反渗透的装置；各类膜材料。应用：针对不同水质选择合适的膜析法。第十八章城市污水的深度处理一、学习目的与要求本章主要阐述脱氮、除磷、城市污水的三级处理等三个方面的内容。本章的自学要求：使学生通过学习，理解化学除氮的方法包括吹脱发、折点加氯法，生 物脱氮工艺包括三段生物脱氮工艺、Bardenpho生物脱氮工艺及缺氧-好氧生物脱氮工艺； 理解磷的化学去除方法和生物去除法的机理和工艺；掌握同时生物脱氮除磷的工艺包括A70 工艺、改进的Bardenpho工艺、UCT工艺和SBR工艺，以及脱氮除磷活性污泥法的主要功能 及影响因素；了解城市污水三级处理的常用的几种工艺有活性炭吸附、投加粉末活性炭的活 性污泥工艺、化学氧化法。二、考核知识点与考核目标（一）氮、磷的去除（重点）识记：吹脱法、折点加氯法、硝化反应、反硝化反应、三段生物脱氮工艺、Bardenpho 生物脱氮工艺、缺氧-好氧生物脱氮工艺、聚磷菌、厌氧放磷、好氧吸磷。理解：化学法除氮的原理；生物法脱氮的机理；三种生物脱氮工艺的流程；化学法除磷 的原理；生物法除磷的机理；两种生物法除磷的流程。应用：折点加氯法投加氯时的反应及加氯量；硝化及反硝化反应式；化学法除磷的反应 式。（二）生物脱氮除磷（次重点）识记：A?/。工艺、改进的Bardenpho工艺、UCT工艺、SBR工艺。理解：四种生物脱氮除磷的工艺；脱氮除磷活性污泥法的主要功能比较。应用：生物脱氮除磷工艺的典型设计参数；脱氮除磷活性污泥法的影响因素。（三）城市污水的三级处理（一般）识记：活性炭吸附、化学氧化法。理解：活性碳吸附的作用；投加粉末活性炭的活性忤污泥工艺；化学氧化法处理二级出 水有机化合物。第十一章小型污水处理设施一、学习目的与要求本章主要阐述小型污水处理设施水量水质特点，组合式生活污水处理设备两方面的内 容。本章的自学要求：使学生通过学习，了解污水流量和水质特点，以及组合式生活污水处 理设备分类、布置。二、考核知识点与考核目标（一）组合式生活污水处理设备（重点）理解：组合式生活污水处理设备分类；材质和附属设备；设备的布置。（二）小型污水处理设施水量水质特点（次重点）理解：污水流量和水质特点。第二十章 污泥的处理与处置一、学习目的与要求本章主要阐述污泥的来源、性质和数量，处置和前处理，污泥的浓缩、稳定、调理、脱 水和干燥、焚化，及管道运输等一系列内容。本章的自学要求：使学生通过学习，了解污泥的来源、性质和污泥量的计算，以及污 泥的处置、前处理的方法，理解污泥的浓缩方法包括沉降法、气浮法、离心法，掌握污泥消 化的机理、影响因素、构筑物及其设计计算，掌握污泥脱水性能指标和调理方法，充分了解 污泥干化及干化床，污泥的机械脱水及其设备，污泥的干燥与焚化及管道输送。二、考核知识点与考核目标（一）污泥的来源和性质、浓缩和稳定（重点）识记：含水率、含固率、挥发性固体、污泥良、游离水、毛细水、内部水、污泥浓缩、 沉降法、气浮浓缩法、离心浓缩法、厌氧消化。理解：污泥的来源、性质及主要指标；三种污泥浓缩的方法；厌氧消化的机理；影响厌 氧消化的因素；消化池的构造及设计。应用：各种浓缩法的流程及设计；污泥厌氧消化法的发展。（二）污泥的调理和脱水（次重点）识记：比阻抗值、毛细吸水时间、加药调理法、机械脱水压滤机。理解：污泥脱水性能的评价；加药调理法的原理及运用；污泥的机械脱水及其设备。应用：影响污泥调理效果的因素。（三）污泥的处置和前处理、干燥和焚化、及管道运输（一般）识记：农业利用、填埋、焚烧、投放海洋、污泥干燥、焚化。理解：污泥的处置及前处理；污泥的干燥和焚化设备。第二十一章污水处理厂的设计一、学习目的与要求本章主要阐述厂址选择，厂、站处理方法和流程的选择，污水厂的平面布置，高程布置 等四个方面。本章的自学要求：使学生通过学习，了解如何在整个排水系统设计方案中综合考虑、全 面规划，合理得选择厂址，处理流程，掌握正确的平面布置和高程布置原则及方法。二、考核知识点与考核目标（一）处理方法和流程的选择（重点）理解：城镇污水厂的流程的选择方法；工业废水的处理方案的确定方法。应用：在调查的基础上正确制定方案。（二）污水厂的厂址选择、平面布置、高程布置（次重点）识记：平面布置、高程布置。理解：污水厂的厂址选择应考虑的问题；污水厂平面布置的原则；高程布置的考虑因素。应用：在给定条件下的污水处理构筑物的正确合理的平面布置以及高程计算。第三部分 大纲说明与考核实施要求一、考核的能力层次表述本大纲在考核目标中，按照“识记”、“理解”、“应用”三个能力层次规定其应达到的能 力层次要求，各能力层次为递进等级关系，后者必须建立在前者的基础上，其含义是：识记：能知道有关名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表达，是低层次的要求。理解：在识记的基础上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有关概 念、原理、方法的区别与联系，是较高层次的要求。应用：在理解的基础上，能运用基本概念、基本原理、基本方法联系学过的多个知识点 分析和解决有关的理论问题和实际问题，是最高层次的要求。二、教材水污染控制工程（下）（第二版）（2003年），高廷耀、顾国维主编，高等教育出版社三、自学方法指导1、在开始阅读指定教材某一章之前，先翻阅大纲中有关这一章的考核知识点及对知识 点的能力层次要求和考核目标，以便在阅读教材时做到心中有数，有的放矢。2、阅读教材时，要逐段细读，逐句推敲，集中精力，吃透每一个知识点，对基本概念 必须深刻理解，对基本理论必须彻底弄清，对基本方法必须牢固掌握。3、在自学过程中，既要思考问题，也要做好阅读笔记，包教材中的基本概念、原理、 方法等加以整理，这可从中加深对问题的认识、理解和记忆，以利于突出重点，并涵盖整个 内容，可以不断提高自学能力。4、完成适当的辅导练习是理解、消化和巩固所学知识，培养分析问题、解决问题及提 高能力的重要环节，在做练习之前，应认真阅读教材，按考核目标所要求的不同层次，掌握 教材内容，在练习过程中对所学知识进行合理的回顾与发挥，注重理论联系实际和具体问题 具体分析，解题时应注意培养逻辑性，针对问题围绕相关知识点进行层次（步骤）分明的论 述或推导，明确各层次（步骤）间的逻辑关系。四、对社会助学的要求1、应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点。2、应掌握各知识点要求达到的能力层次，并深刻理解对各知识点的考核目标。3、辅导时，应以考试大纲为依据，指定的教材为基础，不要随意增删内容，以免与大 纲脱节。4、辅导时，应对学习方法进行指导，宜提倡“认真阅读教材，刻苦钻研教材，主动争 取帮助，依靠自己学通”的方法。5、辅导时，要注意突出重点，对考生提出的问题，不要有问即答，要积极启发引导。6、注意对应考者能力的培养，特别是自学能力的培养，要引导学生逐步学会独立学习, 在自学过程中善于提出问题，分析问题，做出判断，解决问题。7、要使考生了解试题的难易与能力层次高低两者不完全是一回事，在各个能力层次中 会存在着不同难度的试题。8、助学学时：本课程共8学分，建议总课时144学时，其中助学课时分配如下:内容学时第九章污水水质和污水出路4第十章污水的物理处理16第十一章废水的生物处理的基本概念和生化化反应动 力学基础10第十二章稳定塘和污水的土地处理6第十三章污水的好氧生物处理（一）一一生物膜法18第十四章污水的好氧生物处理（二）一一活性污泥法18第十五章污水的厌氧生物处理18第十六章污水的化学处理12第十七章污水的物理化学处理12第十八章城市污水的深度处理10第十九章小型污水处理设施4第二十章污泥的处理与处置12第二十一二章污水处理厂的设计4五、关于命题考试的若干规定1、本大纲各章所提到的内容和考核目标都是考试内容。试题覆盖到章，适当突出重点。2、试卷中对不同能力层次的试题比例大致是：“识记”为25%、理解为45%,应用为 30% o3、试题难易程度应合理：易、较易、较难、难比例为2： 3： 3： 2o4、每份试卷中，各类考核所占比例约为：重点占65%,次重点占25%, 一般占10%。5、试题类型一般分为：单项选择题、多项选择题、填空题、名词解释题、简答题、综 合论述题等题型。6、考试采用闭卷笔试，考试时间150分钟，采用百分制评分，60分合格。三、题型举例（一）、单项选择题1、下列选项中，反应河流自净规律的是（ ）oA、莫诺特方程B、溶氧曲线C、斯托克司公式D、物料平衡公式（二）、填空题1、处理废水的方法有、或者 等。（三）、名词解释题1、生物膜法（四）、简答题1、生物转盘的工作原理是什么？（五）、论述题1、防止水污染的途径有哪些？如何从根本上控制水污染？