《環(huán)境工程原理》課程教學(xué)大綱

1、環(huán)境工程原理Environment Engineering Principles一、課程基本情況課程類別：專業(yè)主干課課程學(xué)分： 3 學(xué)分課程總學(xué)時： 48 學(xué)時，其中講課： 48 學(xué)時，實驗（含上機）： 0 學(xué)時，課外 0 學(xué)時課程性質(zhì)：必修開課學(xué)期：第4學(xué)期先修課程：普通物理、大學(xué)化學(xué)1、大學(xué)化學(xué)2、工程流體力學(xué)適用專業(yè)：環(huán)境工程教 材：環(huán)境工程原理，高等教育出版社，2015年第三版，胡洪營等合編開課單位：環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)境工程系二、課程性質(zhì)、教學(xué)目標和任務(wù)環(huán)境工程原理是環(huán)境工程專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，在基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間起著承前啟后的作用。該課程的主要任務(wù)是系統(tǒng)、深入地闡述環(huán)境污染控制工

2、程，即水質(zhì)凈化與水污染控制工程、大氣（包括室內(nèi)空氣）污染控制工程、固體廢物處理與處置及資源化工程、物理污染控制工程，以及其他污染控制工程中涉及的具有共性的工程學(xué)的基本過程、現(xiàn)象以及污染控制裝置的基本原理，為后期相關(guān)的專業(yè)課學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握以下內(nèi)容：1. 環(huán)境工程學(xué)的基本概念和基本理論：主要包括物料與能量衡算、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞過程的基本概念和基本理論。2. 分離過程的原理：主要包括沉淀、過濾、吸收、吸附、離子交換、膜分離等基本分離過程的原理。3. 反應(yīng)工程原理：主要包括化學(xué)與生物反應(yīng)計量學(xué)及動力學(xué)，各類化學(xué)與生物反應(yīng)器的解析與基本設(shè)計理論等。通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生形成工

3、程觀點，掌握分析問題的思路，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的觀點與方法，提高單元操作通用的學(xué)習(xí)方法和分析問題的思路，增加解決工程實際問題的能力。三、教學(xué)內(nèi)容和要求1緒論（1學(xué)時）（1）了解環(huán)境問題與環(huán)境學(xué)科的發(fā)展；（2）了解環(huán)境工程學(xué)的學(xué)科體系；（3）了解環(huán)境凈化與污染控制的基本方法與原理；（4）了解環(huán)境工程原理課程的主要內(nèi)容及學(xué)習(xí)方法。2質(zhì)量衡算與能量衡算（5學(xué)時）（1）理解物理量的單位換算、量綱和無量綱準數(shù)；（2）掌握各種濃度的表示方法及換算，理解流量、流速及通量的概念；（3）掌握穩(wěn)態(tài)反應(yīng)系統(tǒng)、穩(wěn)態(tài)非反應(yīng)系統(tǒng)及非穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的質(zhì)量衡算；（3）掌握能量衡算方法。重點：濃度的各種表示方法、穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)/非穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的

4、質(zhì)量衡算、封閉系統(tǒng)熱量衡算。難點：非穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的質(zhì)量衡算、開放系統(tǒng)的熱量衡算。3流體流動（6學(xué)時）（1）掌握管流系統(tǒng)的質(zhì)量衡算、管路計算；（2）熟悉邊界層理論；（3）理解流體流動的內(nèi)摩擦；（4）了解流體流動的阻力捐失；（5）初步了解流體測量的儀器。重點：管流系統(tǒng)的質(zhì)量、能量衡算方程；簡單、復(fù)雜管路的計算；流體流動的阻力損失。難點：流體流動的內(nèi)摩擦力、邊界層分離理論。4熱量傳遞（6學(xué)時）（1）了解熱量傳遞的方式；了解工業(yè)生產(chǎn)中常用換熱器的類型。（2）掌握傅立葉定律、導(dǎo)熱系數(shù)和平壁及圓筒壁的熱傳導(dǎo)計算；（3）理解對流傳熱的基本原理，牛頓冷卻定律及影響對流傳熱的因素；（4）掌握間壁傳熱過程的計算；（5

5、）理解輻射傳熱的基本概念及兩固體輻射傳熱的計算；重點：通過平壁/圓筒壁的穩(wěn)定熱傳導(dǎo)、間壁傳熱、物體的輻射能力。難點：對流傳熱機理、物體間的輻射傳熱。5質(zhì)量傳遞（3學(xué)時）（1）掌握傳質(zhì)的基本概念；（2）理解環(huán)境工程中的傳質(zhì)過程；（3）掌握分子傳質(zhì)、對流傳質(zhì)的傳質(zhì)速率方程和傳質(zhì)系數(shù)。重點：對流傳質(zhì)難點：分子傳質(zhì)、對流傳質(zhì)6沉降（4學(xué)時）（1）掌握顆粒的當量直徑、重力沉降速度的計算；（2）掌握離心沉降速度的計算；（3）理解沉降設(shè)備的特點；（4）了解電沉降、慣性沉降。重點：重力沉降速度的計算及分離設(shè)備、旋風(fēng)分離器的主要性能。難點：流體阻力與阻力系數(shù)7過濾（3學(xué)時）（1）掌握恒壓過濾和恒速過濾的計算；（

6、2）理解表面過濾及深層過濾的基本理論；（3）了解有關(guān)過濾的基本概念。重點：恒壓及恒速過濾的基本概念、恒壓過濾的計算。難點：過濾機生產(chǎn)能力的計算。8吸收（4學(xué)時）（1）掌握亨利定律及應(yīng)用；（2）掌握雙膜理論的要點及傳質(zhì)速率方程；（3）了解化學(xué)吸收的特點，掌握化學(xué)吸收過程的平衡關(guān)系及傳質(zhì)速率；（4）了解吸收塔的結(jié)構(gòu)、填料類型及特性，吸收塔物料衡算與操作線方程。重點：亨利定律及應(yīng)用、雙膜理論。難點：化學(xué)吸收傳質(zhì)速率、吸收塔物料衡算與操作線方程。9吸附（4學(xué)時）（1）掌握Freundlich方程、Langmuir方程、BET方程；（2）理解單級吸附與多級吸附；（3）理解吸附穿透曲線；（4）了解吸附分離

7、操作的基本概念、常用吸附劑的特征。重點：等溫吸附方程、吸附穿透曲線難點：吸附穿透曲線、單級吸附操作與多級吸附操作相關(guān)計算10其他分離過程（4學(xué)時）（1）掌握萃取的熱力學(xué)基礎(chǔ)；（2）熟悉萃取的流程和計算；（3）理解離子交換的基本原理；（4）了解膜分離過程的傳遞過程；（5）了解反滲透、納濾、微濾、超濾及電滲析等的特點。重點：離子交換基本原理、液-液萃取流程與計算難點：液-液萃取流程與計算11反應(yīng)動力學(xué)基礎(chǔ)（3學(xué)時）（1）了解有關(guān)反應(yīng)器的類型及操作方式；（2）掌握反應(yīng)器操作的幾個工程概念；（3）掌握反應(yīng)速率的定義、反應(yīng)速率方程表達式、均相反應(yīng)動力學(xué)的有關(guān)計算。重點：反應(yīng)進度與轉(zhuǎn)化率的概念、反應(yīng)速率及速率方程表達式、均相反應(yīng)動力學(xué)的計算。難點：均相反應(yīng)動力學(xué)的計算。12均相化學(xué)反應(yīng)器（3學(xué)時）（1）了解半間歇和半間歇反應(yīng)器的操作方法；（2）掌握間歇反應(yīng)器的設(shè)計計算；（3）掌握單級反應(yīng)器的計算；（4）掌握簡單的平推流反應(yīng)器和推流循環(huán)反應(yīng)器的計算。重點：單級反應(yīng)器與間歇反應(yīng)器的計算。難點：平推流及推流循環(huán)反應(yīng)器的計算。13微生物反應(yīng)動力學(xué)基礎(chǔ)（2學(xué)時）（1）理解微生物反應(yīng)的計量關(guān)系；（2）掌握微生物反應(yīng)動力學(xué)。重點：微生物反應(yīng)動力學(xué)。四、課程考核（1）作業(yè)等：作業(yè)：8次；（2）考核方式：閉卷考試；（3）總評成績計算