《水污染控制工程實(shí)驗(yàn)》課程教學(xué)大綱

1、水污染控制工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱課程名稱：水污染控制工程實(shí)驗(yàn) 課程英文名稱：Experiment of Water Pollution Control Engineering課程編碼：0901SJ036 課程類別/性質(zhì)：實(shí)踐/必修學(xué) 分：1 總學(xué)時/理論/實(shí)驗(yàn)（上機(jī)）：20/0/20開課單位：化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院 適用專業(yè)：環(huán)境工程一、課程簡介 水污染控制工程實(shí)驗(yàn)是環(huán)境工程專業(yè)的必修實(shí)踐課，通過實(shí)驗(yàn)加深學(xué)生對污水處理基本概念、基本原理的理解，掌握污水處理的基本實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備的操作方法。培養(yǎng)學(xué)生采用科學(xué)的方法研究并設(shè)計(jì)污水處理實(shí)驗(yàn)方案的能力。培養(yǎng)學(xué)生處理、分析與解釋實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到有效結(jié)論的能力

2、。培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，遵守相關(guān)法律、法規(guī)與制度, 恪守職業(yè)道德。保證學(xué)生達(dá)成專業(yè)的相應(yīng)畢業(yè)要求。二、課程教學(xué)目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：1價值目標(biāo)：具備領(lǐng)導(dǎo)能力以及團(tuán)隊(duì)合作精神，能夠按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，科學(xué)的組織實(shí)施實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，在環(huán)境工程專業(yè)實(shí)踐過程中遵守相關(guān)法律、法規(guī) , 恪守職業(yè)道德。（畢業(yè)要求4.3）2知識和能力目標(biāo)：能根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目采用科學(xué)的方法研究并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，能正確操作實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行正確采集、處理、分析與解釋，通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論，并應(yīng)用于環(huán)境工程實(shí)踐。能使用恰當(dāng)?shù)默F(xiàn)代工程工具解決問題，具備創(chuàng)新精神。（畢業(yè)要求9.3） 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與學(xué)時分配實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與

3、類型序號實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目思政融入點(diǎn)實(shí)驗(yàn)類型學(xué)時支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)演示驗(yàn)證綜合設(shè)計(jì)1沉淀實(shí)驗(yàn)引入典型案例，提高環(huán)保意識；規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作，提高安全意識；從學(xué)術(shù)誠信的角度，強(qiáng)調(diào)獲得有效可靠數(shù)據(jù)的途徑和過程，培養(yǎng)科研習(xí)慣。44.39.32離子交換實(shí)驗(yàn)44.39.33混凝實(shí)驗(yàn)44.39.34曝氣充氧實(shí)驗(yàn)44.39.35污水處理綜合實(shí)驗(yàn)44.39.3四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求實(shí)驗(yàn)一 自由沉淀實(shí)驗(yàn) 4學(xué)時（1）目的要求掌握顆粒自由沉淀和沉淀曲線的實(shí)驗(yàn)方法，掌握沉淀實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析、整理和計(jì)算方法；熟悉顆粒自由沉淀的概念、特點(diǎn)和規(guī)律；了解沉淀曲線的應(yīng)用意義。（2）方法原理自由沉淀過程由于水中顆粒的復(fù)雜性，公式中的一些參數(shù)（如粒徑

4、、密度等）很難準(zhǔn)確確定。因而對沉淀的效果、特性的研究，通常要通過沉淀實(shí)驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)。測定初始懸浮物濃度，沉淀開始后間隔一定時間取水樣并分別測定每次水樣的懸浮固體濃度，記錄數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、整理、繪制曲線。（3）主要實(shí)驗(yàn)儀器及材料 沉淀柱、水泵、溶液調(diào)配水箱、烘箱、電子天平、秒表、過濾裝置。（4）掌握要點(diǎn)每次取樣前觀察水面高度,并做好記錄。如果原水樣懸浮物含量較低時,可把取樣間隔時間拉長。（5）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容啟動水泵,把調(diào)配好的水樣送入沉淀柱。測定水樣懸浮物含量,取200ml水樣過濾,烘干稱重。記錄沉淀時間開始,經(jīng)過10,20,30,40,50,60分鐘分別在錐形取樣口取樣一次,每次取樣50-200

5、ml,把水樣過濾烘干,稱重。做出去除率與沉速的關(guān)系曲線。實(shí)驗(yàn)二 氣浮實(shí)驗(yàn) 4學(xué)時（1）目的要求深化對加壓溶氣氣浮工藝系統(tǒng)及其各部分的組成，運(yùn)行過程及其操作和控制要點(diǎn)，溶氣水釋放的表現(xiàn)特征及浮渣的形成的理解；掌握壓力溶氣氣浮的原理和方法; 理解氣固比、操作壓力等參數(shù)對氣浮效率的影響。（2）方法原理氣浮法是水處理工程中應(yīng)用廣泛的一種處理方法。該法主要用于處理水中相對密度小于或接近1 的懸浮雜質(zhì)，如乳，化油、羊毛脂、纖維以及其他各種有機(jī)的懸浮絮體等。氣浮法的凈水原理是：使空氣以微氣泡的形式出現(xiàn)在水中，并自下而上慢慢上浮，在上浮過程中使氣泡與水中污染物質(zhì)充分接觸相互黏附，形成相對密度小于水的氣水結(jié)合物

6、懸升到水面，使污染物質(zhì)以浮渣的形式從水中分離，從而達(dá)到去除的目的。（3）主要實(shí)驗(yàn)儀器及材料氣浮實(shí)驗(yàn)裝置、混凝劑。掌握要點(diǎn)注意氣固比、容氣壓力、混凝劑等對氣浮效果的影響。（5）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在原水池內(nèi)加入一定量的原廢水；測定原廢水有濁度、溫度及pH值； 將配制好的混凝劑按水量的一定比例加入原水池內(nèi)；進(jìn)行人工攪拌一定時間；開啟溶氣泵，將廢水打入溶氣罐內(nèi)；待溶氣罐內(nèi)壓力達(dá)到0.3MPa左右時，開啟水箱提升泵，開啟氣浮池進(jìn)水流量計(jì)和空氣流量計(jì)，將原水箱水提升到氣浮池中，并將溶氣罐空氣加入到氣浮池中，調(diào)節(jié)到一定量的氣水比；溶氣通過氣浮池進(jìn)氣流量計(jì)后進(jìn)入氣浮池內(nèi)；原水箱進(jìn)水時打開加藥泵進(jìn)行加藥，一段時間后打開刮

7、渣電機(jī)開關(guān)進(jìn)行刮渣；在氣浮池進(jìn)水的同時，觀察池內(nèi)微氣泡的形成狀態(tài)和水面浮渣層的形成情況；待氣浮池水滿后，關(guān)閉進(jìn)水水泵和閥門；一定時間后，從出水管取一定體積出水，測定其濁度；改變進(jìn)水量、溶氣罐內(nèi)的壓力、加壓水量等，重復(fù)步驟，測定水的 SS。記錄實(shí)驗(yàn)操作過程，記錄測定結(jié)果，進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)三 曝氣充氧實(shí)驗(yàn) 4學(xué)時（1）目的要求掌握氧傳遞的機(jī)理及影響因素。掌握測定曝氣設(shè)備氧總傳遞系數(shù)KLa值的方法。了解曝氣設(shè)備清水充氧性能的測定方法，評價曝氣設(shè)備充氧性能指標(biāo)。（2）方法原理活性污泥處理過程中曝氣設(shè)備的作用是使氧氣、活性污泥、營養(yǎng)物三者充分混合，使污泥處于懸浮狀態(tài)，促使氧氣從氣相轉(zhuǎn)移到液相，從液相轉(zhuǎn)移到

8、活性污泥上，保證微生物有足夠的氧進(jìn)行物質(zhì)代謝。由于氧的供給是保證生化處理過程正常進(jìn)行的主要因素，工程設(shè)計(jì)人員通常通過實(shí)驗(yàn)來評價曝氣設(shè)備的供氧能力。溶解氧飽和濃度、溫度、污水性質(zhì)和紊亂程度等因素均影響氧的傳遞速率。測定水樣體積、查出實(shí)驗(yàn)條件水樣溶解氧飽和值、計(jì)算脫氧投藥量；曝氣至溶解氧達(dá)到飽和，并測定不同時間的溶解氧值。（3）主要實(shí)驗(yàn)儀器及材料曝氣裝置、溶解氧測定儀、秒表、分析天平。（4）掌握要點(diǎn)測定曝氣設(shè)備充氧能力的方法。（5）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容測定水池初始DO，計(jì)算Na2SO3和CoCl2用量并投加這兩種化合物，制備脫氧清水；進(jìn)行曝氣，定期紀(jì)錄水中溶解氧，采用Excel或Origin處理數(shù)據(jù)，作圖求解

9、充氧量、氧轉(zhuǎn)移效率或動力效率。實(shí)驗(yàn)四 混凝實(shí)驗(yàn) 4學(xué)時（1）目的要求了解混凝機(jī)理和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象出現(xiàn)的條件；掌握選擇和確定廢水最佳混凝條件(包括混凝藥劑的選擇、投藥量、pH值、水流速度梯度)的基本方法。（2）方法原理混凝處理的對象主要是水中懸浮物和膠體雜質(zhì)?；炷^程是水處理工藝中十分重要的一個環(huán)節(jié)。混凝過程關(guān)鍵的是確定最佳混凝工藝條件，因混凝劑種類較多，混凝條件也很難確定。此外，加了混凝劑的膠體顆粒，在逐步形成大的絮凝體過程中，會受到一些外界因素影響，如水流速度（攪拌速度）pH、沉淀時間等。通過測定濁度，確定最佳混凝劑種類及其最佳投藥量。（3）主要實(shí)驗(yàn)儀器及材料光電式濁度儀；酸度計(jì)；六聯(lián)攪拌機(jī)。（4

10、）掌握要點(diǎn)各種原水有很大差別，混凝效果不盡相同，混凝劑的效果不僅取決于混凝劑的投加量，同時還取決于水的pH值、水流速度梯度等因素。（5）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)分為最佳投藥量、最佳pH值、最佳水流速度梯度三個部分。先選定一種速度攪拌方式和pH值，找出最佳投加藥量。然后按照最佳投藥量找出混凝最佳pH值。最后根據(jù)最佳投藥量和最佳pH值，找出最佳的速度梯度。實(shí)驗(yàn)五 污水處理綜合實(shí)驗(yàn) 4學(xué)時（1）目的要求學(xué)習(xí)和掌握文獻(xiàn)資料的檢索和應(yīng)用。鞏固實(shí)驗(yàn)操作技能，學(xué)習(xí)綜合運(yùn)用物理、化學(xué)、生物等污水處理技術(shù)，掌握檢測COD、色度、懸浮物等污染指標(biāo)的方法。經(jīng)過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析評價和理論探討，鞏固所學(xué)的相關(guān)專業(yè)知識，培養(yǎng)和提高科

11、學(xué)研究能力。通過整個實(shí)驗(yàn)過程，培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的綜合能力，使學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)新思維能力得到提高。（2）方法原理工業(yè)廢水成分較為復(fù)雜，污染物成分、濃度的變化與波動頻繁，可生化性較差，處理難度較高，其COD和色度往往成為該類工業(yè)廢水處理達(dá)標(biāo)的主要障礙，是對水環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重污染威脅的工業(yè)廢水污染源之一。因此，采用技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的工業(yè)廢水處理工藝，使各種類型的有機(jī)物能得到有效處理，達(dá)到國家和地方的排放標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到社會效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一，對實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。實(shí)驗(yàn)采用企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)廢水（或配制廢水）作為實(shí)驗(yàn)對象，要求治理后的廢水達(dá)到相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)，

12、治理工藝技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理、具可操作性。（3）主要實(shí)驗(yàn)儀器及材料生物處理裝置、混凝實(shí)驗(yàn)裝置、高級氧化實(shí)驗(yàn)裝置、氣浮實(shí)驗(yàn)裝置、COD快速測定儀、濁度計(jì)、分光光度計(jì)等。（4）掌握要點(diǎn)采用科學(xué)方法研究問題并設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)方案，分工合作、組織實(shí)施方案，按計(jì)劃完成實(shí)驗(yàn)并得到合理有效的結(jié)論。（5）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容學(xué)生通過檢索和查閱有關(guān)文獻(xiàn)資料，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、裝置構(gòu)思、所需儀器設(shè)備、所需試劑和操作步驟。指導(dǎo)教師審查學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件等具體情況，與學(xué)生討論并修正實(shí)驗(yàn)方案，確定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，提供相關(guān)裝置設(shè)備。學(xué)生按自己設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行全過程操作（包括溶液的配制、安裝實(shí)驗(yàn)裝置、采樣等），實(shí)驗(yàn)完成后整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析評價，提交正式實(shí)驗(yàn)報(bào)告。教師對實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行評價，并將評價意見反饋給學(xué)生。五、教學(xué)方法 方案設(shè)計(jì)、文獻(xiàn)查閱、小組討論、啟發(fā)式教學(xué)、交互式教學(xué)。六、考核及成績評定方式 實(shí)驗(yàn)需預(yù)習(xí)，實(shí)驗(yàn)方案通過后可開展實(shí)驗(yàn)，考核以方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)處理和報(bào)告撰寫綜合評定給出成績，具體組成及對畢業(yè)要求支撐如下?？己顺煽兛己朔绞娇己藘?nèi)容畢業(yè)要求4.39.3平時成績50%方案設(shè)計(jì)20%線上自學(xué)慕課內(nèi)容；實(shí)驗(yàn)方案具有科學(xué)性、可行性；分工合作、組織交流、按計(jì)劃完成實(shí)驗(yàn)；操作規(guī)范，保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果有效性。/50%實(shí)驗(yàn)操作30%實(shí)驗(yàn)報(bào)告50%數(shù)據(jù)處理30%對