《水污染控制工程》教学大纲

《水污染控制工程》教学大纲

一、基本信息  

课程名称

水污染控制工程

课程编号

ENSE4112

英文名称

Water pollution control engineering

课程类型

专业核心课

总学时

72

理论学时

72

实验学时

0

实践学时

0

学分

4

预修课程

化学,环境工程微生物

适用对象

环境工程

课程简介

（200字左右）

水污染问题是我们面临的最主要环境问题之一，《水污染控制工程》课程在介绍污水的性质、来源、水质标准的基础上,重点讲授污水物理、化学及生物处理工艺的基本概念、工程设计和运行管理的基础理论和方法；将污水水质指标、污水处理理论、原理和工艺技术设计计算紧密结合，并对常见的处理工艺进行系统化介绍，使学生对不同水质的水处理理论及方法有全面整体的认识。

二、教学目标及任务  

《水污染控制工程》课程面向环境工程专业，属于环境工程专业的专业核心课程，通过本课程的学习,能够让学生理解和掌握水污染控制的具体工艺方法和实际应用,旨在培养学生对水体环境污染的分析、水污染治理的规划设计和工程管理能力，以及开展水污染控制的科学研究能力，以期培养出理论水平高，实践能力强的高素质水环境保护人才。

本课程支撑环境工程专业毕业要求1、2、3、4、5、6、7和11。

三、学时分配   

教学课时分配

章节

章节内容

讲课

实验

实践

合计

第一章

污水水质和污水出路

4

0

0

4

第二章

污水的物理处理

12

0

0

12

第三章

污水的化学处理

4

0

0

4

第四章

污水的吸附、离子交换、萃取和膜处理

4

0

0

4

第五章

污水的好氧处理（一）——活性污泥法

16

0

0

16

第六章

污水的好氧处理（二）——生物膜法

8

0

0

8

第七章

污水的厌氧生物处理

8

0

0

8

第八章

城市污水的深度处理

8

0

0

8

第九章

污泥的处理和处置

4

4

第十章

污水处理厂的设计

4

0

0

4

合计

72

72

四、教学内容及教学要求 

第一章  污水水质出路

第一节  污水水质

1.      污水物理性指标

2.      污水的化学性指标

3.      污水生物性指标

习题要点：各种污染物指标的表征意义

第二节  污染物在水体环境中的迁移和转化

1.  水体的自净作用

2.      污染物在不同水体中的迁移转化规律

习题要点：水体自净的机理、影响因素

第三节  污水出路

1.      排放水体及其限制

2.      污水回用

习题要点：污水的最终出路与出水水质的关系

本章重点、难点：污水水质指标定义和的表征意义

本章教学要求：了解目前污水最终去向及其对水质的要求；

理解污染物在环境中自净的机理；

掌握几种常用水质指标的定义和的表征意义。

第二章  污水的物理处理

第一节  格栅、筛网和过滤

1.      格栅的作用及种类

2.      格栅的设计与计算

3.      筛网

4.      过滤

习题要点：格栅的设计与计算过程

第二节  沉淀理论

1.      沉淀类型

2.      自由沉淀及其理论基础

3.      沉淀池的工作原理

习题要点：自由沉淀理论

第三节  沉砂池

1.      平流沉砂池

2.      曝气沉砂池

习题要点：曝气沉砂池的曝气作用

第四节  沉淀池

1.      沉淀池的一般设计原则几参数

2.      平流式沉淀池

3.      竖流式沉淀池

4.      辐流式沉淀池

5.      斜流沉淀池

6.      提高沉淀池沉淀效果的有效途径

习题要点：各种沉淀池之间的优缺点比较

第五节  隔油和破乳

1.      含油废水的来源和性质

2.      隔油池

3.      乳化油和破乳方法

习题要点：隔油池的设计要点

第六节  浮上法

1.      浮上法类型

2.      加压溶气气浮的基本原理

3.      加压溶气气浮系统组成及设计

习题要点：加压溶气气浮的原理和设计要点

本章重点、难点：自由沉淀理论及其应用，加压溶气气浮原理

本章教学要求：了解各种污水物理处理工艺的原理和基本方法；

理解自由沉淀理论，几种沉淀池之间的优缺点比较；

掌握格栅、沉砂池、沉淀池、隔油池和加压气浮池的设计要点。

第三章  污水的化学处理

第一节  化学混凝法

1.      混凝原理

2.      常用混凝剂和助凝剂

3.      影响混凝效果的主要因素

4.      混凝设备

习题要点：混凝原理，主要混凝药剂的使用条件和环境要求

第二节  中和法和化学沉淀

1.  中和法

2.  化学沉淀法

习题要点：中和酸碱平衡理论，难溶化合物的溶度积

第三节  氧化还原法

1.      常用氧化工艺及应用

2.      常用还原工艺及应用

3.      置换法

本章重点、难点：混凝机理、混凝药剂的类型及其具体应用要求，难溶化合物的溶度积

本章教学要求：了解各种化学处理工艺的基本原理；

              理解几种混凝机理及其对实际混凝效果的影响

              掌握主要混凝药剂的使用条件和环境要求，化学沉淀的影响因素

第四章  污水的吸附、离子交换、萃取法和膜处理

第一节  吸附法

1.  吸附原理与影响吸附的因素

2.  吸附剂和吸附工艺设备

3.  吸附法在废水处理中的具体应用

习题要点：吸附原理和常用吸附剂类型

第二节  离子交换法

1.  离子交换剂与离子交换树脂

2.  离子交换的工艺和设备

3.      离子交换工艺在废水处理中的应用

习题要点：离子交换原理和离子交换树脂的选用原则

第三节  萃取法

1.  萃取剂

2.  萃取过程、萃取工艺和设备

3.  萃取工艺在废水处理中的应用

习题要点：萃取原理

第四节  膜处理工艺

1.  渗析工艺和电渗析工艺

2.  反渗透工艺

3.  超滤工艺

习题要点：膜处理工艺类型和具体应用差异

本章重点、难点：吸附机理，离子交换树脂类型和应用差异

本章教学要求：了解吸附、离子交换、萃取、膜处理工艺原理；

              理解不同膜处理工艺的使用条件和实际应用差异

              掌握吸附处理的设计要点，离子交换数值选用原则

第五章  污水的好氧生物处理——活性污泥法

第一节  生化处理反应动力学

1.      微生物的生长规律和生长环境

2.      米-蒙方程式和莫诺特方程式

3.      废水生物处理的基本数学模式

习题要点：废水处理中底物降解与微生物增长的基本数学关系

第二节  活性污泥基本概念和工艺参数

1.      活性污泥基本工艺流程与系统组成

2.      活性污泥基本概念

3.      工艺控制中关于活性污泥的重要参数

习题要点：实际控制中常用的活性污泥工艺指标

第三节  气体传质原理和曝气系统

1.      气体传质原理和双膜理论

2.      曝气设备和曝气系统

习题要点：双膜理论，影响曝气传氧效率的因素

第四节  活性污泥工艺的发展和变形

1.      传统活性污泥工艺及其发展类型

2.      氧化沟工艺及其变化类型

3.      SBR工艺及其变化类型

习题要点：各种工艺类型变化的原理和实际意义

第五节  活性污泥工艺设计计算

1.      曝气池的设计计算

2.      供氧（曝气）系统的设计计算

3.      二沉淀池和污泥回流系统的设计计算

习题要点：活性污泥工艺各部分设计方法和设计要点

第六节  活性污泥工艺运行中的一些重要问题

1.      环境条件对活性污泥工艺运行的影响

2.      活性污泥工艺运行中容易出现的问题及对策

习题要点：活性污泥工艺运行中容易出现的问题，典型的污泥膨胀问题

本章重点、难点：活性污泥工艺各组成部分的设计计算

本章教学要求：了解活性污泥工艺的各种工艺变形和新类型；

              理解氧传质机理，活性污泥降解过程控制原理

掌握影响氧传递效率的因素，活性污泥工艺各组成部分的设计计算方法和计算要点；活性污泥工艺运行中出现的常见问题及应对方案

第六章  污水的好氧处理——生物膜法

第一节  生物滤池

1.  生物滤池的构造和处理机理

2.  生物滤池的流程

3.  生物滤池的设计与工艺计算

4.  生物滤池的运行与管理经验

习题要点：生物滤池的设计过程

第二节  生物转盘

1.      生物转盘的构造

2.      生物转盘的设计

3.      生物转盘的进展和实际应用

习题要点：生物转盘的原理和应用优缺点

第三节  生物接触氧化

1.      生物接触氧化池的构造

2.      生物接触氧化池设计计算

习题要点：生物接触氧化池的工艺计算

第四节  生物流化床

1.      流态化原理

2.      生物流化床的类型及其优缺点

3.      生物流化床的载体发展

习题要点：生物流化床及其优缺点

本章重点、难点：生物滤池和生物接触氧化池的设计计算

本章教学要求：了解各种生物膜法工艺之间的差异以及最新工艺发展情况；

              理解生物膜降解污染物的机理和影响因素

掌握生物滤池的设计要点和主要运行管理经验，生物接触氧化池的设计方法；

第七章  污水的厌氧生物处理

第一节  污水厌氧处理基本原理

1.      有机污染物的厌氧降解途径

2.      厌氧降解阶段理论及相关微生物

习题要点：厌氧发酵的几个阶段及作用微生物

第二节  厌氧处理工艺

1.  传统厌氧处理工艺

2.  高效厌氧反应器及其设计

3.  厌氧和好氧工艺的联合使用

习题要点：厌氧接触工艺和UASB工艺特点及设计

本章重点、难点：厌氧发酵阶段理论，高效厌氧反应器的特点

本章教学要求：了解传统厌氧反应器类型和新型高效厌氧反应器的特点；

              理解厌氧发酵各阶段的机理和主要功能微生物

掌握厌氧接触工艺和UASB工艺的特点和工艺设计方法；

第八章  城市污水的深度处理

第一节  氮和磷的处理

1.  废水中氮的处理工艺

2.  废水中磷的处理工艺

3.  生化联合除磷脱氮工艺

习题要点：生物脱氮除磷机理，各种生化联合除磷脱氮工艺的处理效果比较

第二节  城市污水的三级处理

1.      活性炭吸附工艺

2.      PACT工艺及其应用

3.      化学氧化工艺

习题要点：PACT工艺原理和应用

本章重点、难点：生物脱氮和生物除磷的机理和相关微生物

本章教学要求：了解脱氮除磷的各种工艺原理和方法；城市污水深度处理方法

              理解生物脱氮的微生物代谢机理，生物除磷工艺的微生物机理

掌握生物脱氮除磷工艺的步骤、控制工艺条件和实际应用要点，联合生物脱氮除磷工艺不同工艺之间的优缺点比较；

第九章  污泥的处理和处置

第一节  污泥的来源、性质

1.      污泥的来源和性质；

2.      污泥主要指标

3.      废水处理中的污泥量核算

4.      污泥中的水分及其对污泥处理的影响

习题要点：污泥性质、指标和污泥量核算

第二节      污泥浓缩

1.      重力浓缩法

2.      气浮浓缩法

3.      离心浓缩法

习题要点：污泥浓缩工艺与浓缩效果

第三节      污泥的稳定

1.      污泥稳定概述

2.      污泥厌氧消化工艺及影响因素

3.      污泥消化池结构和设计

习题要点：污泥厌氧消化工艺及影响因素

第四节      污泥调质、脱水和处置

1.      污泥调质和污泥脱水性能

2.      污泥脱水

3.      污泥处置

习题要点：污泥调质方法和污泥脱水性能

本章重点、难点：污水水质特点与污水处理工艺流程选择的关系

本章教学要求：了解一般污水处理厂选址的原则

              理解污水处理厂平面布置和高程布置的一般原则和注意要点

掌握根据不同的污水水质类型和水质特点选择确定合理的污水处理工艺流程；

第十章  污水处理厂的设计

第一节  污水处理厂选址

第二节      污水处理厂处理工艺流程选择

4.      城镇污水处理厂一般流程；

5.      工业污水的工艺流程选择

习题要点：工业污水水质特点与工艺流程选择的关系

第三节      污水处理厂平面布置和高程布置

4.      污水处理厂平面布置要点

5.      污水处理厂高程布置要点

习题要点：平面布置与高程布置的注意要点

本章重点、难点：污水水质特点与污水处理工艺流程选择的关系

本章教学要求：了解一般污水处理厂选址的原则

               理解污水处理厂平面布置和高程布置的一般原则和注意要点

掌握根据不同的污水水质类型和水质特点选择确定合理的污水处理工艺流程；

五、考核方式及要求  

考核方式：闭卷考试；

考核要求：平时出勤及课堂讨论占30%；

         期末考试占70%。

六、推荐教材及教学参考书 

教  材：《水污染控制工程》下册，高廷耀主编，高教出版社，2007年，标准书号：ISBN7040217070。

参考书：《废水处理工程》，唐受印编著，化学工业出版社，2004年，标准书号：ISBN75025-35047。

《环境工程手册：水污染防治卷》，张自杰主编，高等教育出版社，1996，标准书号ISBN7040049341

《水污染控制工程》，赵庆良编著，化学工业出版社，2005年，标准书号：ISBN7502564306。

七、说明

由于“稳定塘和污水土地处理”和“污泥脱水、干燥和焚化”部分内容在其它相关课程中已经有详细讲授，因此在本课程中对这两部分内容不做单独讲解。

大纲修订人：陈立伟

大纲审定人：李荣

修订日期：2015年5月4日