環(huán)境工程學(xué)教案-水質(zhì)凈化與水污染控制工程部分

1、環(huán)境工程學(xué)課程教案 年4 月 日第一章水質(zhì)與水體自凈一、教學(xué)目的和基本要求：1.了解地球上水資源的狀況，水的循環(huán)種類及其過程，掌握水污染的定義、種類及各自起因；2.了解水質(zhì)指標(biāo)定義、作用和種類，掌握固體、COD、OC、BOD等重要指標(biāo)，了解水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的定義和作用；3.掌握水體自凈過程、氧垂曲線的作用和水環(huán)境容量的定義；4.了解解決廢水問題的基本原則，給水處理和廢水處理的基本方法。二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)1、重點(diǎn)：水污染的定義；COD、OC 和 BOD 的定義及相互比較；水體自凈過程、水環(huán)境容量。2、難點(diǎn)：水體自凈過程, 氧垂曲線的作用。三、教學(xué)方式與教學(xué)學(xué)時1、教學(xué)方法：采取互動式課堂教學(xué)，以水污染的

2、產(chǎn)生與水質(zhì)控制作為切入點(diǎn)進(jìn)行講解，通過設(shè)疑、提問、討論等形式開展啟發(fā)式教學(xué)。2、教學(xué)手段：運(yùn)用 Powerpoint課件上課。3、教學(xué)學(xué)時：4 學(xué)時四、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配第一節(jié) 水的循環(huán)與污染（1 學(xué)時）一、地球上水的分布二、水循環(huán)三、自然污染和人為污染第二節(jié) 水質(zhì)指標(biāo)與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（1 學(xué)時）一、水質(zhì)指標(biāo)二、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)第三節(jié)水體自凈作用與水環(huán)境容量（1 學(xué)時）一、廢水在水體中的稀釋和擴(kuò)散二、水體的生化自凈三、水環(huán)境容量第四節(jié) 水處理的基本原則和方法（1 學(xué)時）一、給水處理的基本方法二、廢水處理的基本方法五、思考題和習(xí)題1、說明水污染、水環(huán)境容量、水體自凈的含義。2、什么是廢水的一級、二級和三級處理

3、系統(tǒng)？各有什么特點(diǎn)？3、說明廢水處理中物理法、化學(xué)法及生物法各包括有哪些具體的方法？主要去除哪類污染物質(zhì)？4、舉例說明廢水處理與利用的物理法、化學(xué)法和生物法三者之間的主要區(qū)別。5、高錳酸鉀耗氧量、化學(xué)需氧量和生化需氧量有何區(qū)別？除了它們之外，還有哪些水質(zhì)指標(biāo)可以判別水中有機(jī)物質(zhì)含量的多少？6、解決廢水問題的基本原則有哪些？7、有機(jī)物好氧生物氧化兩個階段是什么？為什么通常所說的生化需氧量不包括硝化階段對氧的消耗？8、通常所說的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和水質(zhì)要求有什么區(qū)別？六、主要參考書目2、參考書目：鄭正主編. 環(huán)境工程學(xué)，科學(xué)出版社。高大文，梁紅編. 環(huán)境工程學(xué)，東北林業(yè)大學(xué)出版社。張振家主編，環(huán)境工程學(xué)基礎(chǔ)

4、，化學(xué)工業(yè)出版社。張希衡主編，水污染控制工程，冶金工業(yè)出版社。第二章 水的物理化學(xué)處理方法一、教學(xué)目的和基本要求：2.理解沉淀的類型、特點(diǎn)、應(yīng)用場合及相互關(guān)系，掌握自由沉淀實(shí)驗(yàn)及其應(yīng)用，關(guān)鍵參數(shù)、特點(diǎn)；3.掌握混凝的定義和機(jī)理，混凝設(shè)備的組成和各自特點(diǎn)；4.掌握過濾的機(jī)理和工藝流程及裝置結(jié)構(gòu)；掌握氣浮的機(jī)理和影響因素，氣浮的類型及相應(yīng)設(shè)備組成。5.了解軟化的對象和幾種方法，除鹽的對象和幾種方法；掌握離子交換樹脂的性質(zhì)、離子交換的工藝類型和運(yùn)行操作步驟；6.掌握吸附的種類及其特點(diǎn)，吸附等溫線的意義和類型，吸附的工藝類型，吸附劑的再生方法；7.了解膜分離過程的種類及其各自機(jī)理；理解消毒的作用、消毒

5、方法種類，氯消毒的機(jī)理和過程；二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)1、重點(diǎn)：沉淀的類型和特點(diǎn)，自由沉淀規(guī)律，沉淀池的設(shè)計(jì)計(jì)算；混凝原理和設(shè)備；過濾原理和裝置；氣浮原理和設(shè)備；吸附原理與吸附工藝；離子交換原理與離子交換的工藝；電滲析法原理和應(yīng)用。2、難點(diǎn)：自由沉淀規(guī)律，沉淀池的設(shè)計(jì)計(jì)算；氣浮原理；混凝原理；吸附原理；電滲析法原理；高級氧化處理、化學(xué)沉淀法基本原理。三、教學(xué)方式與教學(xué)學(xué)時1、教學(xué)方法：采取互動式課堂教學(xué)，以水處理對象作為切入點(diǎn)進(jìn)行講解，通過法。2、教學(xué)手段：運(yùn)用 Powerpoint課件上課。3、教學(xué)學(xué)時：12 學(xué)時四、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配第一節(jié) 水中粗大顆粒物質(zhì)的去除（1 學(xué)時）一、 格柵、篩網(wǎng)二、

6、 沉砂池第二節(jié) 水中懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)的去除（5 學(xué)時）一、 沉淀二、 混凝三、 澄清四、 過濾五、 氣浮。第三節(jié) 水中溶解物質(zhì)的去除（4 學(xué)時）一、 軟化除鹽二、 離子交換三、 吸附法四、 膜分離技術(shù)第四節(jié) 水中有害微生物的去除（0.5 學(xué)時）一、 氯消毒二、 其他消毒方法。第五節(jié) 水的其他物理化學(xué)處理方法（1.5 學(xué)時）一、 中和法二、 高級氧化技術(shù)三、 化學(xué)還原法四、 化學(xué)沉淀法五、 電化學(xué)法五、思考題和習(xí)題1、試敘述脫穩(wěn)和凝聚的原理和方法。2、混合和絮凝反應(yīng)主要作用是什么？對攪拌各有什么要求？3、澄清池的工作原理與沉淀池有何異同？4、水中懸浮物能否粘附于氣泡上取決于哪些因素？5、水的軟

7、化與除鹽在意義上有何差異？6、離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)？試述其主要性能7、何謂交換勢？其意義何在？8、活性炭吸附的基本原理是什么？9、試分析幾種膜分離技術(shù)的原理和特點(diǎn)與應(yīng)用。10、電滲析膜有幾種？良好的電滲析膜應(yīng)具備哪些條件？11、超濾與反滲透有何區(qū)別？12、除氯以外，還有哪些消毒方法？13、已知污水中固體顆粒的密度 =2.60 、粒徑 d=01 毫米，水的3g密度為 =1.00 克厘米 y在水溫 10時，這種固體顆粒的單顆沉淀速度14、某城市污水含有的懸浮固體濃度不高，而且為非凝聚性，進(jìn)行靜置沉淀試驗(yàn)，試驗(yàn)用沉淀筒的取樣高度為 1.2 米，取得數(shù)據(jù)列于下表：12054000.670.46

8、0.440.170.22P =C /C0.600.520.400.33 0.270t0求：）根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制沉淀曲線（pu ）當(dāng)最小沉速為 1.0 毫米秒時的沉淀總效率）當(dāng)最小沉速為 2.5 毫米秒時的沉淀總效率 SS 濃度 C Q 1max求沉淀后污水中 SS 濃度 C =130mg/L，該污水靜沉試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：2沉淀時間（分） 10沉速（米/時） 10.5 5.25 3.50沉淀效率（%） 30 45 55402.63 2.10 1.75 1.5062 66 69 71試計(jì)算所需平流式沉淀池的尺寸 1)沉淀區(qū)的尺寸,2)污泥斗的尺寸與個數(shù),3)沉淀池的總長度與總深度.注:q修正系數(shù)取1.6

9、,t修正系數(shù)取1.875,污泥斗容積按2天排泥一次計(jì),污泥含水率為 95%;機(jī)械刮泥板的高度為0.3 米,刮泥機(jī)寬度為 5.0 米.16、某工廠排出含硫酸污水，其流量為100 米 /日，水溫18，硫酸濃度為73克/升，該廠內(nèi)有乙炔發(fā)生站，每日用（有效）電石 100 公斤，產(chǎn)生的沉渣Ca(OH) 2含 3理論用量的 1.5 倍）對污水中剩余硫酸作中和處理,求該石灰料的用量(公斤/日)及中和全部酸性污水過程中產(chǎn)生的總沉渣量(公斤/日).17、某工廠生產(chǎn)中排出含氟污水，現(xiàn)準(zhǔn)備用化學(xué)沉淀法處理，向污水中投加Ca(OH) ，生成 CaF 沉淀去除 F ，問處理后出水（CaF 的飽和溶液）中 F-222的

10、濃度為多少 mg/L? 100 米 5 3灰石進(jìn)行中和處理，采用干投法（為理論用量的1.5 CaCO 的含量為 50%，試求石灰石的用量（噸/日）.319、用活性炭吸附水中色素的試驗(yàn)方程式為 q=3.9C (克/克)，今有 100 升溶0.5液，色素濃度為 0.05 克/升.若欲將色素含量除去 90%,試問需投加多少克活性炭?六、主要參考書目2、參考書目：鄭正主編. 環(huán)境工程學(xué)，科學(xué)出版社。高大文，梁紅編. 環(huán)境工程學(xué)，東北林業(yè)大學(xué)出版社。張振家主編，環(huán)境工程學(xué)基礎(chǔ)，化學(xué)工業(yè)出版社。張希衡主編，水污染控制工程，冶金工業(yè)出版社。第三章 水的生物化學(xué)處理方法一、教學(xué)目的和基本要求：1.了解廢水生物

11、處理過程類型、適用范圍，掌握廢水處理過程中微生物的種類及其作用和微生物增長常用數(shù)學(xué)模型；2.掌握活性污泥法的基本原理及其流程，熟悉評價活性污泥的指標(biāo)種類和優(yōu)缺點(diǎn)，了解完全混合式的動力學(xué)及其應(yīng)用，了解曝氣的方法及其相應(yīng)的設(shè)備組成，活性污泥法常用的運(yùn)行方式；3.掌握生物膜降解有機(jī)物的機(jī)理，生物膜法的工藝類型，生物濾池的種類及其構(gòu)造，生物轉(zhuǎn)盤的工作原理和布置方式；導(dǎo)意義，熟悉厭氧生物處理工藝類型和各自構(gòu)造形式；5.理解污泥的性質(zhì)和表征指標(biāo)，污泥處理的基本步驟，污泥濃縮的作用和工藝類型；方式；7.了解氧化塘的種類及其各自凈化機(jī)理；了解土地處理、濕地處理的機(jī)理、工藝類型及各自特點(diǎn)。二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)1、

12、重點(diǎn)：活性污泥法的基本原理及其流程，活性污泥的性能指標(biāo)；生物膜凈化氮除磷的機(jī)理和典型的工藝流程；污泥的性質(zhì)，污泥濃縮的作用和工藝類型。2、難點(diǎn)：活性污泥法的基本原理、完全混合式的動力學(xué)及其應(yīng)用；生物濾池、理。三、教學(xué)方式與教學(xué)學(xué)時1、教學(xué)方法：采取互動式課堂教學(xué)，以水處理中微生物的生長狀態(tài)和代謝特性作為切入點(diǎn)進(jìn)行講解，通過設(shè)疑、提問、討論等形式開展啟發(fā)式教學(xué)，注意引導(dǎo)學(xué)生掌握系統(tǒng)綜合處理方法。2、教學(xué)手段：運(yùn)用 Powerpoint課件上課。3、教學(xué)學(xué)時：10 學(xué)時四、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配第一節(jié) 好氧懸浮生長處理技術(shù)(4 學(xué)時)一、 活性污泥法二、 氧化塘第二節(jié) 好氧附著生長處理技術(shù)(2 學(xué)時)

13、一、 生物膜的構(gòu)造及對有機(jī)物的降解機(jī)理二、 生物濾池三、 生物轉(zhuǎn)盤四、 生物接觸氧化法第三節(jié) 厭氧生物處理技術(shù)(2 學(xué)時)一、 厭氧生物處理的機(jī)理二、 影響厭氧生物處理的主要因素三、 污泥的厭氧生物處理四、 有機(jī)廢水生物處理技術(shù)的發(fā)展五、 厭氧-好氧聯(lián)合處理系統(tǒng)第四節(jié) 生物脫氮除磷技術(shù)(1 學(xué)時)一、生物脫氮處理技術(shù)二、生物脫磷處理技術(shù)三、同步脫氮除磷處理技術(shù)第五節(jié) 水處理廠污泥處理技術(shù)(1 學(xué)時)一、 污泥的性質(zhì)二、 污泥的濃縮第六節(jié) 廢水土地處理技術(shù)一、 土地處理系統(tǒng)的類型二、 土地處理的機(jī)理第七節(jié) 廢水人工濕地處理技術(shù)一、人工濕地的類型二、濕地系統(tǒng)的凈化機(jī)理五、思考題和習(xí)題1、什么是好氧

14、和厭氧生物處理？說出常用的生物好氧及厭氧生物處理方法。2、水中微生物主要分為哪幾類？它們在廢水處理過程中有什么作用？3、說明懸浮生長法凈化污水的基本原理。4、污泥沉降比、污泥濃度和污泥指數(shù)在活性污泥法運(yùn)行中有什么作用？良好的活性污泥具有哪些性能？5、試簡單說明附著生長系統(tǒng)處理廢水的基本原理。6、生物轉(zhuǎn)盤處理能力比生物濾池高的主要原因是什么？7、試比較好氧法和厭氧法處理的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。8、影響消化的主要因素有哪些？傳統(tǒng)消化法和高速消化法有什么不同？9、從活性污泥曝氣池中取混合液500mL，盛于500mL 量筒中，半小時后沉淀污泥量為 150mL。試計(jì)算活性污泥的沉降比。曝氣池中的污泥濃度為3

15、000mg/L，求污泥指數(shù)。你認(rèn)為曝氣池運(yùn)行是否正常？10、污水生物脫氮除磷的機(jī)理是什么？污水脫氮、除磷常見工藝有哪些？六、主要參考書目2、參考書目：鄭正主編. 環(huán)境工程學(xué)，科學(xué)出版社。高大文，梁紅編. 環(huán)境工程學(xué)，東北林業(yè)大學(xué)出版社。張振家主編，環(huán)境工程學(xué)基礎(chǔ)，化學(xué)工業(yè)出版社。張希衡主編，水污染控制工程，冶金工業(yè)出版社。第四章 水處理工程系統(tǒng)與廢水最終處置一、教學(xué)目的和基本要求：2.了解污水回用的對象及不同對象對回用水質(zhì)的要求特點(diǎn)；3.了解污水再生回用系統(tǒng)的類型及各系統(tǒng)的污水處理工藝特點(diǎn)；4.了解廢水最終處置的途徑與水污染控制二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)1、重點(diǎn)：污水回用的對象、污水回用標(biāo)準(zhǔn)體系；污水再生回用系統(tǒng)的類型及相應(yīng)的污水處理工藝特點(diǎn)。2、難點(diǎn)：污水再生回用系統(tǒng)的污水處理工藝特點(diǎn)。三、教學(xué)方式與教學(xué)學(xué)時1、教學(xué)方法：采取互動式課堂教學(xué)，以水的回用對象作為切入點(diǎn)進(jìn)行講解，通過設(shè)疑、提問、討論等形式開展啟發(fā)式教學(xué)，同時與學(xué)生自學(xué)相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生對廢水資源化的認(rèn)識。2、教學(xué)手段：運(yùn)用 Powerpoint課件上課。3、教學(xué)學(xué)時：2 學(xué)時四、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配第一節(jié) 給水與排水工程系統(tǒng)一、給水工程系統(tǒng)二、 排水工